新时代智慧水土保持监管在新昌县的实践研究

陈 妮，王 静，应 丰，李 健，赵 勇

（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.新昌县水利水电局，浙江 新昌 312500）

1 问题的提出

新昌县作为国家示范县和全国最早开展水土保持信息化工作的县区之一，2011年作为全国第一批水土保持监督能力建设县通过水利部验收，切实提升水土保持监管能力。2016年6月，新昌县作为浙江省第一批水土保持目标责任制和考核奖惩制度试点县顺利完成试点工作，使水土保持工作更加制度化、规范化和精细化。2017年1月，新昌县作为全国第一批“天地一体化”监管示范试点通过水利部和浙江省水利厅验收，在浙江省水土保持监督检查工作会议上进行相关工作典型经验的交流。通过5 a的“天地一体化”监管工作，新昌县水行政部门已基本掌握县内生产建设扰动的合规性信息，新昌县的生产建设项目审批率和实施率逐年提高，已达到99%以上。

新昌县目前已全面完成水土保持业务信息化，迫切需要充分运用高新技术手段向业务智慧化过渡。智慧化监管是信息化监管的深化阶段[1-2]，在信息化基础上促进信息技术和水土保持监管工作的高度融合，加强信息技术在水土保持监管的深度应用，实现水土保持信息采集自动化，业务管理精细化，决策分析智能化[3-4]。

2 新时代水利改革发展的总基调及智慧水土保持监管模式

2.1 新时代水利改革发展的总基调

当前，中国特色社会主义进入新时代，水利改革发展面临新形势、新任务、新要求。水利部部长鄂竟平立足水利改革发展实际，提出“当前和今后一个时期水利改革发展的总基调是水利工程补短板、水利行业强监管”，准确指出新时代治水的出发点和落脚点，对今后一个时期治水的重要任务进行了明确部署。

2.2 智慧水土保持监管模式

针对新时代水利改革发展的总基调和深化水土保持信息化成果的迫切需要，新昌县从“强监管、补短板”的新思路出发，提出智慧水土保持监管模式，具体为：①基于每年开展的生产建设项目“天地一体化”监管成果，通过强化重点项目监管，及时发现生产建设项目造成的人为水土流失，依据水土保持法律法规或条文认定不同性质、不同主体的人为破坏行为，通过严格实施责任追究和处罚，从而落实“强监管”；②深度挖掘每年开展的水土流失动态监测成果，细分到乡镇层面与其他指标共同考核乡镇目标责任制，提取自然因素和坡耕地因素造成的水土流失，通过规划、实施水土保持重点工程、坡耕地综合治理等治理项目落实“补短板”，着力解决自然因素和坡耕地因素引起的水土流失问题。

3 智慧水土保持监管系统总体框架

根据提出的智慧水土保持监管模式，新昌县借助物联网、云计算、大数据、移动互联、人工智能、无人机、3S技术等先进信息技术，打造智慧水土保持监管系统。系统数据库以生产建设项目“天地一体化”监管和水土流失动态监测2个监测监管项目成果为本底资料，打破项目之间的层级界限，实现水土保持成果数据的全面共享和高效利用。系统功能模块实现对水土保持监测要素的智能识别，以更加智慧、精细、及时、动态、开放的方式实现水土流失预防监督和水土流失综合治理决策，为实现水土流失源头严防、过程严管、事后追责等水土保持管控提供技术解决方案。

结合新昌县水土保持监管现状，提出适应新时期智慧水土保持监管系统总体框架（见图1），由用户层、应用层、数据层、物理层、系统安全维护体系以及数据标准化体系构成。借助于“一图、一库、一平台”的智慧水土保持监管系统，实现对水土保持行业各项业务科学、实时、智能的管控与决策。

图1 新昌县智慧水土保持监管系统总体框架图

4 实践成果

4.1 搭建水土保持物联网

充分利用卫星遥感、无人机航拍、物联网、5G、高清监控等先进技术手段，构建覆盖面广、信息精准、高速传输的智能感知系统，实现水土保持智能化定位、识别、监督和管理，并借助通信网络上传至系统数据库，实现全县水土保持实时数据的汇集。

通过在现场布置定点监控设备，实现对生产建设项目建设过程的实时监管，主要包括工程建设进度、建设状况、防治效果、隐患灾害以及设计管理等方面。通过无人机定时巡飞，对项目渣场、料场以及沟道等可能发生灾害的位置进行实时防范，避免造成人员生命财产安全损害。现场监管时，通过可移动的信息采集设备，技术人员能够以最快的速度将反映现场水土流失问题的图片、影像、文字、视频以及位置信息上传至系统平台。

通过水土保持物联网的搭建，数据信息自动采集、实时共享得以实现，建设现场状况能够得到及时反馈，有效提高监管的时效性。

4.2 构建水土保持监管数据库

水土保持信息化监管的数据主要包括生产建设项目“天地一体化”监管服务提供的卫星遥感影像、无人机遥测数据、现场视频和照片、水土保持防治责任范围及扰动图斑解译等矢量数据，水土保持设计阶段的水土保持方案及评审、审批意见，施工期间水土保持监测单位提供的监测报告和现场照片等资料，水行政主管部门实施项目监督检查的文件及整改意见反馈等文本数据。水土流失动态监测数据包括土壤侵蚀、植被覆盖、地形等栅格数据以及土地利用、水土保持措施布局、小流域界线或乡镇边界、治理规划和治理布局等矢量数据。由此可见，水土保持监管数据具有数据量大、来源渠道和数据类型多的特点，尤其是部分空间数据还需要基于专业的地理信息或遥感软件才能查看和分析。因数据缺乏整合，在日常监管中存在部分信息利用不充分，未能发挥其实际效益的问题。

系统的项目监管模块，多源数据库的建立以项目为单元，分为基本信息数据和动态信息数据。基本信息数据主要为水土保持设计阶段的水土保持方案及评审、审批意见、监督检查情况表、监测单位信息、设施验收情况表、补偿费缴纳情况及相关报告等，与全国水土保持监督管理系统V4.0填报信息基本一致，并支持两系统间的信息导入、导出，减少信息重复录入的工作量。动态信息数据主要以时间为一级目录，采用时空数据库以及GIS服务平台技术，分别存储和显示不同时间点对应的卫星遥感影像、无人机遥测数据、三维模型、现场的视频和照片、水土保持防治责任范围、扰动图斑解译、敏感点等矢量数据，以及其他相关的文档数据。

系统的区域监测模块，多源数据的建立以监测年份为单元，小流域界线或乡镇边界数据等基本信息数据单独存放，同样采用时空数据库以及GIS服务平台技术，分别存储和显示不同监测年份对应的土壤侵蚀、植被覆盖、地形、土地利用、水土保持措施布局以及治理规划布局等动态信息数据。

通过构建数据库，水行政部门可全面、动态、便捷地查看新昌县生产建设项目实际扰动情况、现场调查情况以及全县的水土流失情况等动态信息，满足更好地服务于日常监管的要求。监管技术服务单位可在线实时查看各项数据，还可按照监管要求输出所需的标准数据，摆脱多平台信息获取、空间数据成果依赖专业软件和技术支撑的限制，更好地服务于日常监管。

4.3 深化智慧水土保持监管应用

系统实现了生产建设项目监管、重点部位精准监管、水土流失监测3大核心业务方面精细化管理，同时在此基础上，构建综合利用、深度挖掘、智能分析等应用模块，全面实现水土保持监管的“可看、可算、可查”。

（1）生产建设项目水土保持合规性智能分析。系统基于2017年12月水利部水土保持司《水利部生产建设项目水土保持方案变更管理规定（试行）》和《生产建设项目水土保持信息化监管技术规定（试行）》的各项指标要求，结合日常监管需求，主要以二维图属和动态监测数据为数据源，依托GIS的空间分析能力，构建各项指标合规性分析模型，深化重点生产建设项目监管，及时发现和处理存在的问题。

（2）重点部位监管的精准性和时效性提升。在水土保持监管过程中，弃渣场等重点部位的监管一直是水土保持监管的重点。在以往监管中，通常依据现场查勘和经验定性判断弃渣场等重点部位是否存在水土流失问题，监管意见缺乏数据支撑。

系统利用大数据、图形计算、地理信息等新技术，对重点生产建设项目水土保持监测要素实现智能分析。基于三维空间数据获取弃渣场等重点部位的堆渣量、占地面积等，并分级显示堆渣体的坡度情况，以及弃渣场防护措施实施数量，实现定量分析弃渣场等重点部位的合规性情况，为精准监管提供数据支撑。同时，对于项目实施区域的监控对象（主要为容易造成水土流失的挖土填埋活动、废弃渣土的倾倒、防护工程的安全性以及运行状况等），通过移动通信等技术手段在重点部位布设监控设备，系统中可实时监测重点部位现场情况，及时监管重点部位违法违规及整改实施情况，提高监管的时效性。

（3）移动端APP。系统移动端作为现场数据上传模块，功能包括辅助现场图斑复核、目标点导航、现场检查情况的图片上传、存在问题上报、区域位置及面积信息采集。现场调查的定位精度根据调查要求，分别可外接普通GPS采集设备（定位精度为米级）和高精度GPS外接设备（定位精度为厘米级）。

（4）水土流失动态监测。以全国水土流失动态监测成果为支撑，以乡镇为单位，分析各乡镇的土壤侵蚀强度分布、占比、消长情况，发现水土流失问题，通过水土保持目标责任考核指标体现出来[5]，对地方政府和领导干部落实主体责任，积极发挥其引领作用，进一步推动“补短板、强监管”工作。

（5）智慧水土保持决策。通过水土流失监测和信息化监管全覆盖发现新昌县水土流失问题，采用更加精细、及时、动态、开放的方式实现水土流失预防监督决策。基于水土流失动态监测数据，适当调整和优化水土保持重点工程规划和治理布局：对于生产建设项目扰动区域，结合地形、土质等数据进行水土流失易发性评价，辅助监管优先级评估，从而进一步提升监管工作部署的科学性；在生产建设项目水土流失防治范围以外区域，在参考治理规划、土壤、植被等信息的基础上，以土地利用、植被盖度对土壤侵蚀的影响程度为条件有的放矢地践行“水土保持工程补短板”。

5 结 语

新昌县通过践行新时代水利改革发展新思路，以数字化、网络化、智能化为驱动，构建以多源数据存储、信息实时共享、智慧监管应用为核心的智慧水土保持监管系统。通过系统建设，实现新昌县“全局一盘棋”的智慧水土保持综合管理。全县的水土保持项目监管、水土保持动态监测等所有数据、流程进行统筹管理、分析、利用，使水土保持监管工作的层次和决策工作更加智慧和准确，可成为水行政部门有力的管理抓手，为推动社会可持续发展和生态文明建设提供技术支撑。