关于大数据技术推动河长制信息化建设的思考

鞠茂森

（河海大学河长制研究与培训中心，江苏 南京 210098 ）

2016年12月11日，2017年12月26日，中共中央办公厅、国务院办公厅先后出台《关于全面推行河长制的意见》《关于在湖泊实施湖长制的指导意见》，河（湖）长制上升为国家行动。水利部于2018年10月印发《关于推动河长制从“有名”到“有实”的实施意见》，2019年12月印发《关于进一步强化河长湖长履职尽职的指导意见》，进一步推动河长制从“有名”向“有实”的转变。河（湖）长制是解决我国复杂水问题的重大制度创新，也是保障国家水安全的重要举措[1]。全国已在 2018年6月底全面建立河长制，同年年底全面建立湖长制。

河湖管理涉及多部门、多领域、上下游、左右岸，河（湖）长制的六大任务内容丰富，离不开大数据，离不开信息化。为全面推行河长制，突出系统治理，注重依法监管、严格考核，需要加强信息化建设，逐步实现信息上传、任务派遣、督办考核的数字化管理。信息化作为实现河长制长效管控的抓手，是全面落实河长制的重要手段和具体措施[2]。河长制信息化，作为河长制推进实施中的热点问题，在建设过程中取得了一些成效，但还存在不少困难，有许多实际需求没有真正解决，一些专家学者也进行了不少研究和探索。本研究在参与河（湖）长制总结评估的基础上，专门针对信息化建设进行梳理和研讨，全面分析河湖管理大数据的基本内容，就如何建设智慧河长系统，充分挖掘大数据等提出一些建议，以更好地推动河长制信息化建设。

1 河长制信息化建设的现状与问题

全国各地按照水利部《河长制湖长制管理信息系统建设指导意见》和《河长制湖长制管理信息系统建设技术指南》等有关文件的要求，采用不同方式积极推进河长制信息化建设。广东、浙江、河北、福建、上海、宁夏等省，市，自治区，均建立了省级河长制信息管理平台，组织开发微信公众号，实现河湖管理工作的部分信息化，通过建立的系统收集整理和发布河湖管理方面的各类信息；一些地区开展了河长制信息化的深化，例如浙江省德清县建立了公众护水平台，积极引导社会公众参与河长制，取得显著效果；广东省开发了智慧河长平台，全面推广河长制信息化；贵州省建立全省河湖大数据管理信息系统，市县可以直接接入使用等。

全国一大批科研院所和有关企业积极参与河长制信息化系统建设和软件开发，开发了省市县三级河长制管理平台、河长制 App、水质在线监测及河长云平台，应用无人机、无人船进行巡河服务等。河海大学河长制研究与培训中心组织开发了河长制评估系统，用于全国河（湖）长制总结评估。中国水利企业协会组织开展对河长制信息化软件的测试和评估，推荐了11项成熟软件产品。

但是，河长制信息化的建设并不是非常顺利，还存在不少问题[3]，在全国河（湖）长制总结评估中也充分反映出来，归纳起来有以下几个方面：

1）省级河长制管理信息系统顶层设计不够，河长制管理信息系统的业务范围与六大任务的要求不匹配，水利系统下属机构的河长制办公室（以下简称河长办）、河湖管理处及其他相关业务单位分工不明确，大部分业务停留在水利厅河长制工作处这个职能里面。不少省市县的河长制管理信息系统各自开发，很少协同一致。

2）已经建成的河长制管理信息系统缺少整体和协同的理念，开发的每个模块之间缺乏有机联系，更没有主动的协同；大多数系统处于一般信息的收集管理阶段，人工填报较多，动态管理不够。例如，“清四乱”的过程很少有在河长制管理信息系统里反映出来的，一河一策的编制过程、执行情况和监管过程等更是很少有反映的。

3）开发的河长制管理信息系统中，公众参与的内容与实际要求也有很大距离，目前大多数系统停留在群众举报信息上，对信息的处理特别是向公众反馈处理的结果，反馈、奖励机制很不够。

4）开发的河长制管理信息系统中，水污染防治、水环境治理、水生态修复方面的内容涉及很少，环境治理、生态监测和修复过程的管理几乎没有，案例很少。

5）开发的河长制管理信息系统中，很少结合管理的需求进行模型的开发，例如如何发现污染、预测、溯源、预警、治理等。

6）河长制管理信息系统中大多设计有考核的模块，但是很少有应用。考核工作也没有把平时的工作反映在河长制信息管理系统里，人为因素多，如何根据全年的河长制工作直接生成最终的考核结果，没有案例。

7）已经开发出来的河长制管理信息系统，河长用的少，大多数河长不用，河长办也只是用来收集了解基本信息，与河长制六大任务的全过程管理差距甚远。

8）据不完全统计，至少有 1/3 左右的河长制管理信息系统没有真正全面使用，在运行的系统中也只有一半的功能在应用。很多系统建成后，数据来源没有落实，例如水质数据。各个部门之间的涉水数据如何融合，没有真正解决。

9）政府投入不足，一些地区开发的河长制管理信息系统简单，满足不了河长制信息化需求。河长制信息化市场比较混乱，有的河长制管理信息系统投标竟然1万元中标，明显违背经济规律。

10）对大数据技术应用于河湖管理认识不足，重视不够，河长制信息化建设缺少系统思维。

2 大数据技术推动河长制信息化建设的思考

大数据是河长制信息化的精髓，是河湖智慧管理的灵魂，因此需要思考大数据技术如何推动河长制的信息化建设。

2.1 河（湖）长制涉及哪些大数据？

河（湖）长制涉及的大数据至少应该包括以下内容：

1）河流湖泊大数据。涉及成千上万的河流湖泊的一河一档，一湖一档，一河一策，一湖一策，以及参与编制的主体，还有河流湖泊的问题、责任、目标、任务、措施等清单。

2）河长湖长大数据。涉及120多万位河长湖长，包括职务、年龄、学历、知识、履职、行为等，加上面广量大的民间河长体系，如企业河长、志愿者、专家河长等。

3）河湖生态环境修复大数据。河湖生态环境修复大数据涉及河湖存在的问题，污染的来源，修复的技术，治理的成本、进度、质量、效果评估，生态修复的全生命周期管理等；生态河湖指标涉及水量、水质、水生态、岸线、水生植物动物等数据。

4）河湖管理智慧云服务。涉及河湖管理的体制机制，以及互联网、3S、远程监控、人工智能等技术应用。

5）社会参与大数据。涉及社会各界的参与，各部门的协调和联防联控，民间河长的选择、背景调查、参与护河的记录，公众信息的收集和反馈等。

6）河长智库大数据。建立河长智库，服务河（湖）长制的推行，涉及河长制知识库、技术库、专家库、企业库，以及河长培训平台等。

2.2 如何建立智慧河长系统？

许多河长信息化系统在设计和实施时缺少整体和协同的理念，河长系统基本上由若干个模块组成，每个模块完成各自的功能，模块之间没有有机的关系，更没有应有的联动和主动的协同，无法完成智慧河长信息化功能。因此河长制信息化平台的核心应该是建立智慧河长系统，让河长可以通过平台实时了解河湖信息，及时处理河湖存在的问题，智慧进行河湖管控[4]。

建立智慧河长系统，建议做到如下几点：

1）结合各地实际，在全国水利一张图的基础上，开发当地的智慧河长一张图，提供以图知水、以图治水的河长制信息化系统；条件允许的地区可以建立三维平台，实现快速浏览，直观可见。

2）做好顶层设计，按照国家政策要求，结合所在省市县区的河湖管理的体制机制和考核要求，充分利用地理信息、太阳能水质在线实时监测等先进技术，开发大数据平台，建立河湖数字化管理系统和智慧河湖管理平台。

3）平台建设后，运用卫星、遥感、无人机、无人船等方式对区域内所有河道及湖泊开展分类分级全覆盖巡查，建立空天地一体化监测系统，动态掌握水情，迅速反馈问题，推动长效管理。面向各级河长、河长办及社会公众等，提供差异化、精准化、智慧化服务，实现“河湖数字化、管理精细化、巡查标准化、考核指标化”的目标。

2.3 如何充分挖掘大数据？

智慧河长系统应该通过数据共享和大数据分析，为用户提供实质性服务，这样才能大大提高工作效率。只有整合海量、复杂的各类信息孤岛数据，才能发现知识，提升智能，创造价值，最大限度地挖掘数据的价值，为河（湖）长制信息化平台的建立提供数据支撑，通过数据的共享和大数据分析，动态地提供河（湖）长制的各项业务服务。这样的河（湖）长制信息化系统可以大大提高工作效率和水平，为河长、湖长管理河湖做好服务[5]。

通过河长制信息化平台获得统一数据，这些数据可以通过系统准确提醒用户实现及时自动采集，并能主动通过大数据分析提供各类事件的预警和报警服务，以给出决策支持。例如，结合防洪预报预警、污染迁移扩散、无结构网格水环境等模型，形成涉及水资源、水环境、水生态多方面的智能分析，提升水预测预报预警能力，为河长决策提供科学方案。

将带有时空信息的多源数据汇聚在一个平台上，利用这些跨行业、层级的大数据源，辅以遥感解译技术与水专业模型成果的应用，将河长制管理向智慧化推进。相关的模型应该具有技术指标，成果可考核，功能可扩充。模型的运行可以是定时或者随机在线，适时给出相关的分析预测河湖趋势，供用户参考。例如，巡查成果可视化展示可以呈现污染源、整治工程、土地利用、污染管网等分布图，各类专题图等结合智慧河长分析成果，形象直观地生成河湖健康状况评价与一河（湖）一策方案，将智慧河长一张图平台建设为河湖健康监控预警，以及水资源、水环境、水生态监督管理与综合决策的平台。考核模块应该可以利用系统大数据，主动实现平时的工作考核，及时指出存在的问题和差距，记录改进的过程，年终直接进行打分评估。

3 河长制信息化建设的案例

3.1 广东智慧河长工作平台

广东智慧河长工作平台是广东省组织开发的智慧河长平台，基于互联网和大数据技术，为各级河长、河长办和公众提供智慧服务，能够实现以下功能：

1）打通河长与公众、上下级河长、河长办工作人员、成员单位之间的联系渠道，链接 1.5 万个河长制相关部门，覆盖全省五级河长体系；

2）办公全过程留痕，可监督统计考核下级河长工作开展情况，回溯管理；

3）不同对象实施差异化、精准化的服务；

4）各级河长或职能部门可以与公众实时互动，目前已有5万人加入平台；

5）信息实时上传下达，避免了层层签字走流程；

6）延续微信的用户操作体验，同时适应多种手机系统，可满足十几万用户同时在线访问。

3.2 德清公众护水平台

浙江省德清县建立河长信息化工作平台，在引导社会参与方面专门开发了以公众护水为主要内容的生态绿币奖励系统，即德清公众护水平台。

护水平台具体工作流程如下：扫描二维码，进入“德清公众护水平台”，系统即可显示周围1km2范围内的巡河任务；点击巡河说明模块，了解巡河内容；公众在网上抢巡河任务单；抢到巡河任务单，循着平台上的 GPS 定位和路线，沿河查看，按要求拍照，填写并提交巡河报告；平台按照公众完成的巡河工作量奖励生态绿币。

生态绿币是一种虚拟货币，具有以下特点：1）在公众和企业参与生态保护的奖励平台 App 端的绿币商城中可以查看兑换的商品；2）企业参与奖品设置，平台覆盖的公众面非常广，商业价值也很高；3）除了展示兑换功能外，绿币商城还可以提供跳转购买；4）可以零成本完成平台激励，作为一个政府重点推介的公众 App，每天有大量用户登录，使用其巡河，因此护水平台本身也具有一定的商业价值，将护水平台的激励机制与企业的商业宣传结合起来，可以填充奖品库；5）生态绿币的奖励与银行信用对接，推动绿色银行信用贷助力治水河长。

超过6万个用户在护水平台领取任务，完成护水任务，并且上传巡河报告。护水平台系统根据巡河报告中的综合评分、分项选择等信息，汇集成为巡河报告大数据；根据护水平台基础信息，结合用户的信用和专职河长的评价等信息进行综合分析，智能给出水体状况评价；统计信息分级提供给相关河长，给出行动建议，分派治水任务；进行督查结果反馈。

公众护水智能平台的建设，充分运用大数据技术，实现了资源共享和信息公开，鼓励社会公众参与，使得河湖治理成为一个政府引导下的多元化主体参与的公共事务。德清的案例值得学习和借鉴，是未来河长制信息化、社会化的方向。

3.3 全国湖泊富营养化监测预警平台

运用大数据技术，相关科研院所联合有关企业建立全国湖泊富营养化监测预警平台（以下简称监测预警平台），可实时了解湖泊生态环境状况，为推动湖长制提供科学决策。

监测预警平台利用多颗极轨卫星每天最高可获取1次数据。实现一湖一算法，不同时期不同算法，将卫星数据进行计算并反演出水质数据及藻华信息，可监测悬浮物、叶绿素 a、透明度、总磷、总氮、COD、BOD、可溶性有机物、水温、水生植物分布最多10个指标。平台使用高分辨率卫星，可以获取成千上万的点源水质数据，汇集成面源信息。

监测预警平台每天获取1次数据，可以了解湖库的时空变化，利用大数据分析，便于对全湖进行判断，远胜于常规人工点检。

监测预警平台基于 ArcGIS 技术开发，登陆网页可便捷查看，不受地域约束。一方面，监测预警平台湖库覆盖面广，监测频率高，精度高，可为湖库发展演变规律的研究提供有力支撑；另一方面，监测预警平台能与蓝藻及富营养化治理的整装成套设备紧密结合，为科学有效的防控治理方案提供有力依据。

4 结语

全面推行河（湖）长制是破解我国新老水问题，保障国家水安全的战略举措，是维护河湖健康生命，实现河湖功能永续利用的重大制度创新。

河湖管理和保护任务艰巨，需要强大的科技支撑，需要推进信息化建设，建立长效管理机制，为全面推行河长制提供有效的数据支撑。河（湖）长制六大任务的实施，涉及河湖管理方面的许多大数据，都需要整合现有各种基础、动态监测和监督的数据，汇集其他行业和社会监督的数据。运用大数据技术，主动对河湖的状况进行综合分析，对河湖的问题实现系统治理，对河湖的管理进行有效监管，从而建设符合实际需求的河长制一体化解决方案，提高河长工作效率。但是，河长制信息化的推进过程中，如何实现政府有关部门数据的共建共享，仍是需要加以研究和解决的问题[6]。