国际河流信息共享方法研究——以澜沧江-湄公河为例

李 岸 昀，刘 莉 芳，韦 人 玮

(1.长江水利委员会 网络与信息中心，湖北 武汉 430010； 2.长江水利委员会 流域管理数字赋能技术创新中心，湖北 武汉 430010)

0 引 言

全球国际河流流域面积占陆地总面积的45%[1]，其水资源占世界可用淡水资源的60%，影响全球148个国家和90%以上人口的可持续发展[2]。国际河流水资源合作情况复杂，无固定合作模式，且缺少统一的管理制度，水信息共享工作开展困难。

中国国际河流众多，其境内流域面积约占全国国土总面积的1/5[2]。近年来，中国对国际河流的境内部分的开发利用一度引起周边国家的忧虑[2-3]。澜沧江-湄公河(以下简称“澜湄”)是世界第六、亚洲第三大河，发源于中国，流经东南亚缅甸、老挝、泰国、柬埔寨、越南等5个国家。中国围绕国际河流积极开展与周边国家的合作治理[1]，而澜湄水资源合作已经成为澜湄流域各国外交关系中的重要工作[4]。

信息共享是国际河流水资源合作的基础条件，没有水文等基础信息的共享，流域上下游各国间很难就防洪、灌溉、航运、水电等涉水工作进行深层次的协同发展。然而流域水资源合作存在各国间复杂的博弈，容易陷入囚徒困境[5]，加之国际河流信息的敏感性[6]，且跨国合作沟通程序复杂，使得跨国信息共享困难，相关专项研究较少，特别是对于澜湄水资源合作信息共享方法的研究，国内鲜有报道。

为此，本文在梳理流域信息共享方法并总结各国际河流信息共享经验的基础上，分析水资源信息内在联系和各国信息需求差异，提出非对称水信息共享机制，针对澜沧江-湄公河流域设计澜湄水资源合作信息共享平台，以信息化支撑澜湄六国水资源合作，并期望对其他国际河流信息共享起到借鉴作用。

1 流域信息共享方法探讨

对于流域管理工作来说，跨区域、跨行业是信息共享的难点[7-8]，因此，建立跨行政区域和跨单位部门的合作机构通常是开展有效信息共享的首要工作。合作机构组建后，建立健全信息共享机制，并围绕共享机制建立信息共享平台(或称共享系统)，提供开放数据门户。在此基础上，通过参与各方在共享机制下共同协作，充分运用共享平台，并不断完善机制、提升系统，以落实流域信息的共享，技术路线如图1所示。

图1 流域信息共享技术路线Fig.1 Technology road of river basin information sharing

1.1 合作机构建设

聚集流域管理相关各方，建立多方合作机构，制定联席会议制度，保障共享工作高效协调稳步推进。相关各方至少包括河流流经的各级行政区划、涉水行业和部门，涉水行业包括但不限于水利、航运、环保、渔业、气象等。对于非跨国河流，流域内的合作已并非易事，因此合作组织的建立极为关键。

在合作机构的基础上，还应明确各相关方日常联合工作要求，保障日常工作常态化有序开展，具体包括：约定抽调人员联合工作要求，明确工作组织形式、人员组成与分工安排，制定需求调研、机制建设、前期工作、资金筹措、关键技术研究、系统建设管理、数据更新、运行维护、安全保障等方面的具体工作职责。

1.2 共享机制建设

流域信息共享机制通常包括信息汇集交换机制、共享激励机制、信息安全保障机制、运营管理机制等。

(1) 信息汇集交换机制。建立信息汇集交换机制，保障共享数据有效汇集、适时更新和高效共享，确定数据汇集方式、频次、内容和遵循的数据标准等要求，制定数据汇集流程、更新发布和质量控制程序，明确数据共享申请和授权等相关办法。

(2) 共享激励机制。开展信息共享效果评价，建立共享应用激励机制，保障共享工作长效可持续推进。针对各相关方信息汇集交换共享机制执行、共享信息资源应用情况等进行评价，制定评优与相关配套激励与奖励办法。

(3) 信息安全保障机制。建立信息安全保障机制，保障共享信息安全。针对国际河流水文信息关注度高、权威性强等特点，明确网络与信息安全责任体系，提出动态监测、风险预警、风险防控、安全定级、测试测评等具体要求，制定网络与信息安全管理办法和网络与信息安全事件应急响应预案等。

(4) 运营管理机制。建立长效化运营管理机制，保障共享系统长效稳定运行。建立系统常态化经费保障机制，构建无偿和有偿共享相结合的服务体系，明确系统日常运行维护管理责任体系，制定日常运维巡检、硬件更新、软件升级、故障处置、事故报告等规定。

1.3 共享系统建设

流域信息共享系统通常包括多源信息汇集平台、数据融合治理平台、信息共享应用平台等。

(1) 多源信息汇集。以数据资源目录互联互通为基础，采用产品信息物理集中和原始信息物理与逻辑集中相结合的方式，从多个来源汇集信息资源，汇集范围包括流域各部门，以及互联网媒体咨询、社交空间和科研成果等。

(2) 数据融合治理。对汇集的多源信息，开展专题数据治理。数据治理将利用知识图谱、深度学习等技术开展分析推理，开展全方位信息有机融合，包括流域对象融合、多语言融合、空间一体化融合、监测体系融合、标准体系融合、评价体系融合，为信息共享应用提供基础。

(3) 信息共享应用。以流域信息共享门户网站为载体，为政府机构、社会组织、社会公众各类用户提供业务应用、数据共享服务和专题数据产品，形式包括地图、报表、数据资源目录和数据调用接口等。

2 国际河流信息共享案例分析

2.1 莱茵河流域信息共享情况

莱茵河流域的跨国合作组织主要为保护莱茵河国际委员会(International Commission for the Protection of the Rhine，ICPR)。ICPR由荷兰提议，瑞士、法国、卢森堡和德国等参与，于1950年7月在瑞士巴塞尔成立。ICPR采用部长会议决策制，即每年定期召开部长会议，明确该委员会和相关成员国的任务，而相关成员国则负责执行 ICPR的决策。ICPR常设工作组起草和细化委员会各项决策，分别负责污染源监控、水质监测、生态恢复等工作[8]。

ICPR通过建立有效的合作机制，实施流域综合管理，提倡工程与非工程措施并举，技术与社会经济因素并重；鼓励公众参与决策；保护河流水生态空间，注重生态修复、生物多样性，促进河流生态系统健康可持续发展，综合规划水利、水电、航运、供水、灌溉、防洪、生态、环保、旅游等多项涉水业务。

除了ICPR外，还有莱茵河流域水文委员会、莱茵河流域自来水厂国际协会、莱茵河航运中心、摩泽尔河和萨尔河保护国际委员会、康斯坦斯湖保护国际委员会等多个组织参与到莱茵河流域的协作管理中。上述组织间涉及领域各异，但保持固定的联络机制和信息交流渠道，共同服务于莱茵河的利用和保护[9]。

信息共享平台有效地支持了莱茵河流域管理。上游若发生洪水、污染等，下游国家能及时得到预警，流程如图2所示。社会公众可了解流域相关政策和水信息，监督各国履约情况[10]。

图2 莱茵河流域监测预警Fig.2 Monitoring and early warning in Rhine River Basin

2.2 多瑙河流域信息共享情况

1994年6月，多瑙河流域国家在索非亚签订了《多瑙河保护与可持续利用合作公约》。1998年10月，欧盟及多瑙河流域11个沿岸国成立了多瑙河保护国际委员会(International Commission for the Protection of the Danube River，ICPDR)。

ICPDR负责流域层次的协调工作，组织成员国进行流域规划，制定了流域减污计划，推动流域可持续发展。ICPDR水质部门负责协调各国信息沟通[8]，其合作机制主要包括双边合作和子流域多边合作。双边合作指上下游、左右岸的跨界河流合作，两邻国对界河信息进行共享。多边合作指子流域各国家所设立的子流域协调机构。全流域信息共享通常协调难度较大，可先行启动双边合作和多边合作[8]。

ICPDR先后建设了多瑙河突发事件预警系统(AEWS)、多瑙河GIS系统。ICPDR认识到信息共享对流域各国合作的重要作用，认为应在流域监测中注意技术标准的把控[11]，注重数据的可获得性。

近年来，大数据驱动各领域的创新与发展，已经成为世界各国提高国家竞争力的战略性行动。欧盟(2010)、英国(2011)、德国(2011)、美国(2012)、新加坡(2012)、法国(2013)、日本(2013)、澳大利亚(2013)、韩国(2014)、中国(2015) 等国家和国际组织都相继推出了大数据及其相关战略性计划。世界范围内展开的新一轮科技革命和产业革命，其本质是科技创新能力的竞争，人才成为竞争的制高点，高等教育将在大国竞争中扮演至关重要的角色，高校在大数据时代的转型发展也显得尤为重要。

2.3 澜沧江-湄公河下游信息共享情况

澜沧江-湄公河在中国境内河段被称为澜沧江，境外河段称为湄公河，境外部分主要有湄公河委员会(Mekong River Commission，MRC)和湄公河下游倡议(Lower Mekong Initiative，LMI)两个组织。

1995年4月，泰国、老挝、柬埔寨和越南四国在泰国清莱签署《湄公河流域发展合作协定》，决定成立MRC，重点在湄公河流域综合开发利用、水资源保护、防灾减灾、航运安全等领域开展合作。2000年7月，MRC开始建设湄委会信息平台系统，签订了数据共享合作协议，建设了部分水文监测站点。MRC信息平台存在水文监测数据标准与格式不统一、报送不及时、数据质量不高等问题，严重限制了MRC应用工具作用的发挥。

2009年由美国提议，缅甸、柬埔寨、泰国、老挝、越南五国参加了LMI。2017年在LMI第10次部长级会议上，美国提出湄公河水数据倡议概念，启动了湄公河水数据平台(Mekong Water Data Platform，MWDP)的筹划和建设。MWDP包括湄公河水文共享以及湄公河伙伴数据工具和服务两大模块，于2019年4月发布并投入试运行。湄公河下游地区面临着复杂的竞争性需求[12]，MWDP目前仅能检索到越南共享的89个数据集。MWDP重点针对科研人员用户，提供数据检索、存储和管理。MWDP存在数据集数据标准不一、数据关联较弱、数据量较少等问题，难以形成系统性数据体系，尚未提供模型模拟或者其他分析应用工具，不利于后期深入挖掘、分析和应用。

2.4 各流域信息共享经验分析

国际河流与一般非跨国河流的信息共享具有相似性，都存在跨行业跨部门、跨行政区划，都需要兼顾上下游、左右岸的信息需求。同时，国际河流也呈现出其特殊性，其信息共享工作难度更大，普遍存在流域整体信息不足、沟通不畅等问题。对此，综合分析莱茵河、多瑙河、澜沧江-湄公河等国际河流信息共享的成果，可以总结出3条最为突出的成功经验。

(1) 建立健全沟通交流机制。跨国合作组织在国际河流协作过程中具有首要作用，建立有效的合作机制以保障流域信息的采集、检验、传输和共享是迫切需要解决的问题。国际河流信息共享的成功经验均显示出该类组织是开展日常工作的主要力量，并通过联席会议等机制促成各国达成多方合作协议，是成功开展跨国交流和信息共享的基石。

(2) 注重监测信息标准化。以莱茵河为代表，流域内各监测站点基本采用统一指标体系及其指标计算方法，跨界监测技术标准尤其重要。标准化的优势包括：① 避免指标各异、计量方式不统一造成的数据整合问题；② 避免计算方法、计算参数差异而产生的监测数据差异；③ 避免涉及的多国多部门责任边界模糊等问题。

(3) 注意国际河流信息共享工作的特殊性。相对非跨界河流信息共享的一般方法，国际河流跨国的特性决定了信息共享工作的复杂性，应尤为注意以下几点：① 信息共享(包括信息公开)与信息安全天然存在矛盾，需通过数据清洗分类分层，确定可共享、可公开的数据类型，共享系统应有安全专项设计；② 多国信息源通常涉及多语言的信息汇集，多国间的交流也会因母语、文化、宗教等因素影响沟通效率，这些在共享系统的设计中均需考虑；③ 影响多国的重要河流因其特殊地位，流域各国的交流合作可能受到流域外势力干扰，将影响信息共享工作的推进。

3 澜湄水资源合作信息共享需求

3.1 合作背景

澜湄六国为促进经济社会发展，共商共建“一带一路”，缩小发展差距，助力东盟一体化进程，共同创建了澜湄合作机制。水资源的时空分布特点使得澜湄六国形成命运共同体，澜湄水资源合作成为共同的选择[13]。2016年3月，澜湄合作首次领导人会议通过《三亚宣言》，一致同意在中国建立澜湄水资源合作中心，作为澜湄国家加强技术交流、能力建设、旱涝灾害管理、信息交流、联合研究等综合合作的平台[14]。澜湄合作第三次领导人会议《万象宣言》中明确，共享数据信息和跨境水资源管理经验，加强技术合作交流，支持建设澜湄水资源合作信息共享平台[15]。

3.2 共享现状

澜湄水资源合作开展至今，信息交换与共享始终是各方的关注点。中国作为澜湄流域上游国家，多年来积极与湄公河国家和MRC开展水文信息共享与交流。2002年中国水利部与湄委会签订了《中国水利部向湄委会秘书处提供澜沧江-湄公河汛期水文资料的协议》，建立了汛期水文报汛机制，自2003年汛期以来向湄委会提供允景洪、曼安两个出境水文站汛期实时水雨情数据。2020年11月1日起，中方正式向湄公河五国和湄委会秘书处提供澜沧江全年水文信息。

3.3 数据需求

按照第三次领导人会议的相关决定，澜湄水资源合作联合工作组一致同意加强成员国在水资源数据、信息、技术、知识和经验等方面的共享，约定平台汇集、管理和共享澜湄水资源合作相关数据。数据可分为3大类(见表1)。

表1 数据需求清单Tab.1 Data requirement list

(1) 基础数据。基础数据主要包括水利对象数据，包括江河、湖泊、水库、测站等水利对象的基础数据。

(2) 业务数据。业务数据主要包括水灾害、水资源、水环境、水生态监测数据及业务活动中形成的管理数据等：监测数据主要为澜沧江允景洪、曼安两站全年水文信息数据；业务数据包括澜湄水资源合作相关信息、知识、经验和技术成果等。

(3) 事务数据。事务数据主要包括资讯信息、交流活动和知识数据等。资讯信息包括资讯动态和权威观点，信息源于各大主流媒体的公开网页；交流活动包括会议信息、参会人员信息、合作项目成果信息，信息源于各国上传的共享数据集；知识数据包括论文等文献成果信息，信息源于各国上传的共享数据集。

3.4 功能需求

传统的流域信息共享系统应具备多源信息汇集、数据融合治理、信息共享应用等功能。针对澜湄水资源合作中六国的信息共享及相关的交流协作实际需要，六国间的信息共享平台应在传统信息共享平台的基础上，发挥信息技术与水文测报技术融合的优势，提供水旱灾害的预报预警，帮助下游国家开展防灾减灾工作。同时，为发挥平台优势，促进六国交流和公众参与[16]，在水信息共享的基础上，提供行业数据、流域经验、业务知识和专业技术的交流平台。

根据澜湄水资源合作的相关指导意见，结合现实条件，现阶段平台应具备水资源合作数据汇集能力和跨国信息交流能力，对外提供资讯信息、数据资源目录、交流成果等的共享，推动澜湄六国间水资源相关信息、知识、经验和技术的共享和应用。

4 澜湄水资源合作信息共享平台设计

4.1 整体思路

澜湄水资源合作信息共享平台应满足两个层面的需求：① 数据层面的合作，即汇集、管理和共享澜湄水资源合作相关数据；② 在数据基础之上，为澜湄六国提供水资源相关信息、知识、经验和技术的交流平台。按照“夯基础、建框架、强合作、重共享、守安全、保实用、呈亮点、可持续”的原则，在澜湄水资源合作框架下，围绕共享机制、共享系统两项主要建设内容开展设计。

4.2 总体架构

澜湄水资源合作信息共享平台面向澜湄流域物理实体，通过感知网获取流域水信息，经信息网流入澜湄云，在数据底板汇集和交换；以此为支撑，与模型平台、知识平台共同组成数字孪生流域，为业务应用提供服务；配合网络安全体系，实现平台的共享应用功能。在澜湄水资源合作组织和信息共享机制的共同保障下，达到服务外交、支撑决策、增进互信、交流经验、分享成果、促进合作的目的(见图3)。

4.3 共享机制设计

国际河流的保护与利用在流域各国间是一种复杂博弈，如果仅以本国利益最大化为目的，流域合作容易面临囚徒困境[5]。流域上游的水资源利用对下游饮水、灌溉[17]、生态[18]等产生影响，上游水文信息对下游生产生活具有重要意义，下游出现水量减少、水位降低等水问题时容易对上游的水利水电工程产生质疑[19]。中国作为澜湄上游国家，拥有非对称水信息共享权，支持非对称水信息共享机制的实现。流域各国及主要水文站点分布如图4所示。

图3 平台总体架构Fig.3 Overall architecture of the platform

图4 研究区域示意Fig.4 Sketch of the study area

此外，随着现代水文监测与预警技术的发展，特别是近年来中国智慧水利的逐步建设，以数字孪生流域为基础构建的智慧流域使水文水资源的监测和模拟能力都有了大幅提高，卫星遥感、互联网大数据等技术为水信息公开透明提供了多种路径。

中国为推动构建澜湄国家命运共同体，向下游国家共享出境水文站实时水雨情等数据，推动了澜湄水资源合作信息共享平台的建立，以打破水资源合作的囚徒困境。同时，为保证信息长效共享，不断丰富平台共享信息内容，还应建立以下机制：

(1) 组织保障机制。充分发挥澜湄水资源合作联合工作组议事协调职能，以澜湄水资源合作中心作为支撑服务单位，拟定磋商方案，通过磋商和共享协议签署，逐步落实各国信息共享。

(2) 数据交换机制。通过设定数据交换策略，按照信息共享协议中明确的共享数据项，按适宜周期自动进行数据交换，并对交换过程进行监控。

(3) 安全保障机制。按照等保要求，加强访问控制服务、数据一致性和完整性服务等，防止非法访问，防止数据篡改。

(4) 反馈激励机制。通过分析平台访问数据，提供平台运维报告，监测信息资源共享情况，向澜湄六国通报信息资源共享和利用情况，激励信息资源共享长效实施。

4.4 共享系统设计

参考莱茵河等国际河流的信息交流与共享经验，为信息共享平台设计门户网站、数据汇集与交换、交流与共享等系统功能，并针对国际河流水资源合作容易出现的问题，结合疫情防控常态化的客观要求，强化远程交流功能，突出信息共享的成果表现。

4.4.1门户网站

参照国际组织网站标准，设计并建设了澜湄水资源合作综合信息门户网站，作为澜湄六国共建、共享的水资源合作信息官方发布平台，宣传澜湄水资源合作进展，分享澜湄水资源合作成果。门户网站包含动态信息、水情信息、权威观点、合作成果、知识共享等子栏目，并建设统一应用支撑，实现统一用户管理、身份认证和日志管理。对外共享数据流如图5所示。

4.4.2数据汇集与交换

数据汇集内容以中国出境水文站信息为主，以非对称信息共享机制提供水雨情数据，澜湄六国用户以数据上传方式共享数据集，自动收集源于互联网的关联数据，汇集与交换的信息流如图6所示。

图5 门户(网站)数据流示意Fig.5 Sketch of data flow in portal(website)

图6 数据汇集与交换示意Fig.6 Sketch of data collection and exchange

水雨情数据主要是中国两个出境水文站允景洪、曼安的全年水文信息的汇集。实时汇集采用对湄委会报汛的同源数据，通过基于数据交换平台的两站数据汇集适配器下载，存储入水雨情汇集数据库，经处理后形成可供综合信息门户共享的结构化数据并存储。同时，经数据交换存入综合信息门户数据库，由综合信息门户进行数据展现。

共享数据集主要由澜湄各国用户通过平台提供的共享数据集工具上传，并录入相关元数据，存入共享数据集汇集库，融合多源多语言信息，经审核和处理后，形成可共享数据集及其元数据并存储。可共享数据集元数据经数据交换存入综合信息门户数据库，经综合信息门户资源目录栏目进行目录挂接展现，可下载数据集由资源目录提供下载服务，数据从共享数据集数据库中获取。

互联网数据主要通过系统自动从相关网站收集。

4.4.3信息交流与共享

为保障交流共享的连续性和稳定性，实现交流共享一站式高效管理，促进澜湄六国主管部门官员、专家、学者和技术人员支持澜湄水资源深度合作，围绕澜湄水资源合作交流共享的需要，搭建覆盖交流管理全周期并提供个性化定制功能的平台，满足参会人员信息管理、交流信息发布与报道、发起与推广等基本需求。同时，根据信息化要求，利用先进信息采集技术手段，充分保障文献和项目成果等数字资源能够实施集中、统一、标准、规范的保存和管理，实现资源广泛利用和数据充分共享。

信息交流与共享系统包含沟通交流和数据共享2个层面的功能。沟通交流主要通过视频会议等方式，实现常态化的实时沟通。数据共享主要以数字孪生流域的数据底板为基础，将数据层面的互联互通提升为能直接服务于用户的系统分析、模拟等功能，充分发挥数据价值。如水雨情数据汇集后，以过程线形式对外展现(见图7)，并利用数字孪生流域的模型平台提供预报预警等增值服务。又如网络舆情数据经汇集后，在澜湄水资源合作一张图上定位并展示(见图8)，作为后续舆情发展预演预案的基础支撑。

图7 水位过程线Fig.7 Water level process line

图8 网络舆情的汇集和展示Fig.8 Collection and display of network public opinion

4.5 安全保障体系设计

平台提供的信息，特别是共享的水文信息具有关注度高、权威性强等特点，如遭遇篡改会影响用户有效获取公开数据资源，并造成较严重的国际影响。同时，平台需满足互联网访问需求，特别是澜湄六国用户的跨境网络访问需求，需要按照等保等相应要求开展设计和实施。

(1) 安全通信网络，需要实现关键网络设备的高可用性、开展区域边界防护、采用密码技术实现数据加密传输。

(2) 安全区域边界，需要实现关键网络节点检测和防御、对用户的远程访问行为进行审计和分析。

(3) 安全计算环境，需要实现多因子用户身份鉴别和访问控制、终端安全、数据备份、网页防篡改等。

(4) 安全管理中心，需要实现集中的身份鉴别、访问授权和操作审计，终端统一管理，统一态势感知分析等。

5 结 论

本文探讨了流域信息共享的一般方法，结合数条知名国际河流信息共享经验，以澜湄流域为例，提出了澜湄水资源合作信息共享平台的设计方案，主要结论如下：

(1) 国际河流信息共享的内容通常集中在水位、流量、水质等方面，业务聚焦点受流域各国国情影响，涉及防洪、发电、航运、灌溉、环保等领域。为发挥水信息共享的最大作用，在开展信息共享前，应对流域整体情况予以充分分析，考虑流域各国对水资源和水信息的实际需求，设计适宜的整体解决方案。

(2) 国际河流信息共享的基础在于流域各国开展水资源合作的外部环境，在具备合作的基本条件下，信息共享工作的关键在于建立良好的共享机制，并由流域各国共同组成的联合机构来保证共享机制的正常运行，并随社会的发展和环境的变化而不断迭代升级。

(3) 水资源合作的信息共享工作不仅限于提供必要的水文数据，而且应以各类适应于流域各国文化、经济发展水平和实际需求的方式提供共享服务。针对澜湄水资源合作，设计了功能丰富的信息共享平台，提供门户、一张图、视频会议等功能。信息共享平台作为信息的载体，可提供优质的水信息服务。

(4) 澜湄水资源合作信息共享平台汇集2020年5月以来允景洪、曼安2测站水雨情数据27 350条，2021年度门户网站访问量57 863次，访问来源于81个国家和地区，访客流量整体呈波动上升趋势，在重要事件和专题活动发布后网站的访客流量有明显的增加趋势，逐步发挥出共享平台的作用。

澜湄合作机制推动六国共同构建澜湄国家命运共同体，并将其打造成为人类命运共同体建设的先行先试样板。中国作为澜湄上游国家，积极推动澜湄水资源合作信息共享，有利于上下游国家充分运用水资源信息，有助于澜湄流域健康发展，并对其他国际河流信息共享产生示范效应。