城市水土保持信息化发展探讨——以深圳市福田区为例

李龙香，林润发，冷东海，陈有超，林嘉盛

(1.深圳市深水水务咨询有限公司，广东 深圳 518000； 2.深圳市福田区水务局，广东 深圳 518000)

随着城市化进程不断加快，城市发展对生态系统造成前所未有的破坏。1995年我国首次提出开展城市水土保持工作[1-2]。经过20多年的探索与实践，我国城市水土保持工作由全面防治转向信息化发展。深圳市是城市水土保持工作的典型代表——福田区，作为深圳市中心城区，在水土保持信息化方面先行先试，取得了明显成效。

1 深圳市水土保持工作概况

因城市快速发展，深圳市的城市水土流失问题在我国具有典型代表性[3]。1995年后，深圳市基于提高城市综合竞争力、建设高品位生态城市的发展战略，将城市水土保持工作纳入建设园林式、花园式城市的总体部署，不断加大城市水土保持工作投入。深圳市城市水土保持工作可分为大规模水土流失治理、裸露山体缺口生态治理、小流域综合治理3个阶段。1995—2000年为大规模水土流失治理阶段，累计治理水土流失面积132.3 km2，水土流失量由每年411万t下降至100万t以下，有效遏制了全市大面积水土流失的局面。2001—2004年为裸露山体缺口生态治理阶段，共完成重点裸露山体缺口专项治理215个，治理面积7.46 km2，打造了雷公山、盐田港、大南山北遗留边坡等一批亮点工程。2005年至今为小流域综合治理阶段，共完成饮用水源水库水土保持综合治理15座(包括8座市管水库和7座区管水库)，建设饮用水源水库保护林33 km2，大幅提高水源保护区的水源涵养能力和雨洪利用率。

2 深圳市城市水土保持信息化发展情况

2.1 时代背景

《全国水利信息化发展“十三五”规划》提出将水利信息化作为水利现代化的基础支撑和重要标志，加强立体化监测、精准化管理、规范化监督、智能化决策和便捷化服务能力建设。为加快推进水土保持信息化工作，水利部自2013年起陆续制定并发布了相关水土保持信息化实施方案及实施计划，不断完善全国水土保持信息管理系统，大力推行水土保持“天地一体化”监管，利用全国水土保持规划实施考核评估，督促各地水土保持智能化全面监管的落地与实施。

经历了大规模水土流失治理、裸露山体缺口生态治理、小流域综合治理的城市水土保持工作3个阶段，深圳市水土流失面积(不含深汕合作区)从2009年的104.3 km2下降至2019年的39.17 km2，水土流失面积仅占全市土地面积的1.96%，生产建设项目造成的水土流失面积占全市水土流失总面积的80.16%。“十三五”期间，深圳市将水环境治理工作作为最大的惠民环境工程，实施“治水十策”和“十大行动”，在全国率先实现全市域消除黑臭水体，并采取了一系列的巩固提升措施。深圳市城市水土保持工作效果显著，良好的生态环境对水土保持监督管理工作的及时性、全面性提出了更高要求，传统的工作方法存在许多缺点和问题，只有采用智能高效的信息化技术手段才能满足要求。

2.2 深圳市水土保持信息化实践

深圳市高度重视水土保持信息化发展。1999年深圳市委托水利部珠江水利委员会水利信息中心开发建设了“深圳市水土保持管理信息系统”。该系统采用当时较为先进的浏览器/服务器(B/S)结构，按功能划分为地理信息系统、管理信息系统、全球定位系统、流失量估算模型4个子系统。该系统的建成提高了深圳市水土保持管理工作的效率和现代化水平，为水土保持监督管理工作由传统手段向智能化、信息化转变提供了坚实基础。

2008年深圳市对水土保持管理信息系统进行了升级改造，基于功能结构、网络结构和子系统及其关系等组建了水土保持信息系统总体框架。升级后的系统在全面分析深圳市水土保持业务工作的基础上，加入了市级区级水土保持主管部门业务资料查询和管理、现场数据采集与传输、统计报表生成、公众查询等功能。

为了满足深圳生态文明建设、政府宏观管理与决策、水土保持行业管理、社会公众信息服务等的要求，深圳市于2016年启动了水土保持信息化项目的前期工作。经过多轮咨询论证后，2021年深圳市水土保持信息化项目正式实施。该项目采用遥感、地理信息系统、全球定位系统等现代化信息技术，组建快速、便捷的信息采集、传输、处理和发布系统。水土保持信息化项目建设内容包括智能感知体系、数据资源整合与共享、水土保持智慧监管平台等，目前尚未全面完成。

3 福田区水土保持信息化实践与成效

福田区是深圳市的中心城区，土地面积78.66 km2，2020年常住人口155万人。近年来，大量城市更新项目和轨道交通项目的实施给福田区水土保持工作带来了巨大的挑战，生产建设项目造成的水土流失面积约占全区水土流失总面积的96%。2020年福田区积极推进水土保持信息化发展，采用“5G+AI”、“IOT+GIS”、“BIM+GIS”、数字模拟、大数据分析等技术，构建了智慧水务系统，实现了业务管理能力、业务协同能力、问题预警能力、决策分析能力、应急处置能力的提升。依托智慧水务系统，福田区水土保持监督管理能力得到大幅提升。

3.1 监管对象全掌握

福田区逐项梳理历年来已审批(备案)水土保持方案的在建生产建设项目，并全部录入智慧水务系统。此外，结合遥感调查和住建部门资料，梳理辖区内免予编报水土保持方案但可能存在水土流失隐患的128个在建生产建设项目，结合2021年汛前检查结果全面摸清在建生产建设项目水土保持工作现状，建立水土保持监管对象名录库，审批(备案)水土保持方案的生产建设项目自动入库，形成完整的监管对象台账。

根据生产建设项目水土流失隐患风险等级、现场存在问题和敏感点，将生产建设项目分为“红、黄、绿”3个等级进行分级管理，并在智慧水务系统中形成在建生产建设项目“一张图”，包括生态控制线、水源保护区范围、水务设施、建筑物等基础信息，做到水土保持监督管理项目分布和监管重点一目了然。

3.2 项目检查全闭环

积极响应“强监管”要求，建立生产建设项目日常检查、暴雨巡查、专项检查、“双随机”抽查相结合的事中事后监管机制，开展汛前地毯式摸底排查、汛中对重点项目加密检(巡)查、汛后核查整改情况工作，抽取12%的项目开展“双随机”执法检查，形成年度检查闭环。在智慧水务系统中建立完善的监督检查流程，保证水土保持监督检查的规范性与时效性。根据“红、黄、绿”3个等级设定在建生产建设项目的检查频次，保证每个项目至少半年检查一次，到期自动亮灯提醒。智慧水务系统支持检查报告审批、传阅、移交执法等功能的线上快速流转，过程留痕可控，实现事件处置闭环。

3.3 施工现场全可视

将福田区住建部门的工地监控视频接入智慧水务系统，可随时查看生产建设项目施工进度和现场作业情况。在重点工地排水口加装视频监控和污染物在线监控设施，当污染物超过一定标准时系统将自动报警，工作人员可立即查看施工现场和排水口视频进行确认，并在线通知施工单位立行整改。通过工地现场可视化监控和排水口污染物在线监测，做到施工现场水土保持可视化监管，大幅减少人工巡查工作量，提高监管效率。

3.4 溯源排查全支撑

建立福田区水务设施数字化档案，以基础地理信息、倾斜摄影、三维建模为基础，构建水务设施三维可视化场景，实时监测液位、流量、水质，为淤积分析、污染路径分析等提供支撑。为巩固治水提质成效，保障河道长治久清，在河流重要断面、重要排水口均安装实时在线监测设施，动态掌握河流水质及排水口溢流情况，且每个排水口均对应明确的排水范围。建立与河道运营管理单位、排水设施运营管理单位的工作联动机制，可在第一时间发现水土流失事件，迅速开展溯源分析并锁定嫌疑对象，水政监察队伍1 h内到场查处，全面提高水土保持监管时效。

3.5 业务管理全协同

搭建一站式水土保持管理平台，实现水土保持监测、审批、监督、执法、验收等业务共享协同，为生产建设项目水土保持全生命周期监督管理提供有力支持。智慧水务系统实现了信息沟通、移动办公、业务汇聚等功能，建立了透明、移动、智能的办公方式。该系统通过打通数据壁垒，集聚市区相关部门数据资源，加快推进跨部门、跨层级的协同共享。

4 结 语

福田区构建智慧水务系统，大力推动水土保持信息化发展，实现在建生产建设项目“一张图”管理，明确水土保持工作重点，推动水土保持监督管理工作可视化、信息化、高效化，做到分级监管和全时段全过程监管，大幅提高了水土保持监管效率，值得其他城市借鉴。

相比于水土保持高质量发展及智慧水利建设要求，目前水土保持信息化发展仍存在许多不足。一是数据传输速率慢。受硬件条件限制和基于数据安全考虑，数据经过加密-解密过程在服务器与应用终端之间传输，速度受限，加载流畅度不足。二是未完全实现数据对接。国家级、省级、市级、区级各自建设的水土保持信息化管理系统未实现对接，不同系统中的数据信息需要手动重复录入，增加了基层工作量。三是缺少深层数据分析处理。信息化系统提升了水土保持监管效率，可对现有数据进行汇总统计，但在数据智能化分析、深度处理等方面仍有不足。