深圳市水土保持信息化系统建设与应用

邝高明,俞国松,高 阳,王行汉,3,曾麦脉

(1.珠江水利委员会 珠江水利科学研究院,广东 广州 510611; 2.深圳市水务局,广东 深圳 518035;3.水利部粤港澳大湾区水安全保障重点实验室,广东 广州 510611)

水土保持是江河保护治理的根本措施,是生态文明建设的必然要求。党的二十大强调,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,这对水土保持工作提出了新的更高要求[1]。水土保持信息化是提升水土保持管理能力和水平的必然途径及重要保障,是新时期水土保持事业的重要抓手[2-3]。近年来,水利部先后印发了《全国水土保持信息化规划(2013—2020年)》、《全国水土保持信息化实施方案》、《水利部办公厅关于推进水土保持监管信息化应用工作的通知》(办水保〔2019〕198号),指导全国水土保持信息化工作,各地水土保持信息管理系统得到快速发展。然而,各地自然条件与社会经济状况有所不同,日常水土保持管理也各有侧重,因此信息化系统建设需因地制宜结合各地水土保持工作特点进行建设。深圳市地处华南地区,是我国设立的第一个经济特区,也是粤港澳大湾区四大中心城市之一,长期面临着各类生产建设活动带来的水土流失问题。为强化全市水土保持监管水平、提高日常业务工作效率,以及全面落实《深圳市水土保持规划(2016—2030年)》,2016年启动深圳市水土保持信息化系统建设前期工作,2020年获得立项批复,2022年3月开始正式建设,目前已基本建设完成,并在市区各级水土保持管理部门得到应用,取得了一定成效。

1 建设目标及原则

1.1 建设目标

根据深圳城市水土保持特点,在智慧城市和深圳智慧水务总体框架下,紧紧围绕深圳市水土保持工作发展定位,以不断提升信息化和业务工作深度融合为重点,以“实现水土保持数据资源整合与共享、搭建水土保持智慧监管平台”为建设目标,逐步打造具有深圳特色的水土保持信息化系统。

1.2 建设原则

深圳市水土保持信息化系统建设须遵循以下原则:①智慧水务一体化、集约化建设。深圳市水土保持信息化系统是基于服务化架构进行设计的,需在集成平台上形成服务化的接口,给相关业务系统提供服务,同时有可调用智慧水务管理系统中共享数据的能力及软件功能的模块,以实现业务系统的共享、协同,避免重复建设。②共建、共享、共用。坚守以数据治理为核心的智慧水务建设理念,基于大数据中心的基础数据资源库和综合监测资源库,统一规范相关的基础数据和监测数据,建设共享、共用的业务数据库,以实现与水务大数据中心互联、互通。③业务场景数字化。梳理水土保持重要业务场景,开展业务场景数字化工作,以提升系统解决业务问题、贯通业务流程的能力。④网络安全。水土保持信息系统应达到《信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》(GB/T 22239—2019)的二级标准要求,并由第三方测评单位安全测评后才能上线运营;数据在横向和纵向开放、共享前,应自主对各类数据进行安全分级,对涉密的数据采取保护措施,明确其开放和共享要求、数据分发范围,以及是否需要进行脱密、脱敏处理等。

2 总体建设框架

2.1 系统构成

深圳市水土保持信息化系统总体框架由基础支撑、水务大数据库、应用支撑、业务应用、智慧水务统一门户5个核心层构成,见图1。基础支撑主要是利用深圳市水务局已建的基础支撑平台,包括基础设备和网络工程。水务大数据库是智慧水务建设的数据核心,深圳市水土保持信息化系统建设及运营所涉及的基础数据、业务数据都需部署、存储在水务大数据中心,需在水务大数据中心建设水土保持专题业务数据库。应用支撑主要是指应用开发平台,用于智慧水务建设的基础开发平台,包括应用支撑平台(地图服务、统一认证、消息管理、权限管理、服务管理等)和公共服务平台(融合通信服务、应用与接口服务、数据交换与共享等)。业务应用主要任务是构建水土保持信息服务、业务管理、辅助决策支持等应用系统,用于支撑生产建设项目水土保持预防监督、黄泥水溯源、水土流失监测等业务。智慧水务统一门户主要任务是通过移动APP、虚拟设备等信息平台,实现统一应用集成平台和信息门户服务。

图1 深圳市水土保持信息化系统总体框架示意

2.2 主要功能模块

针对水土保持监管业务需求,在“深圳市水务一张图”的基础上,深圳市水土保持信息化系统构建了以“水土保持一张图”为总领、6个业务功能为支撑的“1+6”主要功能模块,见图2。

图2 深圳市水土保持信息化系统主要功能模块

1)监督管理模块。该模块主要是支撑对生产建设项目水土保持事前审批、事中监管和事后验收的全过程信息管理;支持未批先建、未验先投、未依法监测及严重水土流失隐患问题的统一管理;支持免报水土保持方案生产建设项目的系统管理;提供微信小程序水保小助手;支撑日常水土保持监督检查;提供工作台账与“一张图”相结合的方式管理生产建设项目,全面支撑生产建设项目水土保持监督管理工作。

2)黄泥水溯源模块。该模块主要支撑黄泥水事件溯源工作,提供可视化的二维地图,支撑黄泥水超标预警、线索上报、溯源过程和结果反馈的全链条信息管理;支持市水土保持管理人员转办黄泥水预警事件,并监管查办进度;支持地图显示黄泥水发生位置、所属排水分区范围、周边在建项目、溯源路线等信息;支持移动小程序现场采集黄泥水信息。

3)辅助支持模块。该模块是智能化决策的支撑平台,对水保决策具有关键作用,是水土保持信息化成果的重要体现,用于辅助用户进行管理决策。根据深圳市水土保持工作决策需求,本模块细分为大数据统计分析、涉水管理预警及视频监控、SS监测等模块。

4)生态建设模块。该模块主要支撑水土保持生态建设项目全生命周期管理;支持年度水土流失治理成果收集和上报;支持年度认定的生态清洁小流域成果管理;支持不同年度、不同行业部门、不同项目、不同水土保持措施类型等水土保持生态建设成果的分类查询、管理。

5)监测评价模块。该模块主要支撑水土流失动态监测和水土保持监测点管理;支持年度水土流失动态监测成果图件、表格查询;支持不同年度、月份乌石岗水土保持监测点监测数据的查询、管理。

6)信息服务模块。该模块是其他模块未涉及业务的补充,主要支撑水土保持科技示范园日常宣传,信用监管,水土保持公报、水土保持法律法规及政策性文件和工作简报等工作成果的管理,便于资料规范性管理和查询。

3 应用成效

3.1 日常监管应用

监督管理模块(含手持端小程序)于2022年8月开放了市级和12个区级账号,截至2023年9月30日,市(区)水务局共通过系统开展了6 950次水土保持现场监督检查,其中市水务局检查次数最多,为1 555次,其次为宝安区、光明区和龙岗区,检查次数分别为893、819、811次,见图3。

图3 监督管理模块应用情况

通过水土保持信息化系统,有力整合了市(区)水土保持监督检查力量,实现了信息共享、市区协同,助力市(区)合理制定检查计划,避免短时间内重复检查;通过水保小助手APP,实现了业务模式的转变,全部检查资料填报电子化,相对以往纸质材料填报,将水土保持现场检查效率提高50%以上。同时,通过统计报表工具,快速生成检查周报、月报等,提高了现场检查效率,有力支撑了市(区)水土保持现场监督检查工作。

3.2 黄泥水溯源应用

黄泥水溯源模块(含手持端小程序)于2023年2月开放了市级、12个区级和4个流域管理中心账号,按照事件上报—现场溯源—执法处置的环节,截至2023年9月30日,各单位共通过系统办结了154起黄泥水事件,其中龙岗河坪山河流域管理中心上报的黄泥水事件最多,共84起,见表1。

表1 黄泥水溯源模块应用情况

依据项目、排水分区等数据资料,结合SS监测、视频监控等监测手段,实现各环节快速流转和监管闭环,系统实时提出疑似造成黄泥水的项目清单,提高现场溯源效率;另外,依据积累的数据资料可分析判别黄泥水易发区、重点关注区等。

3.3 项目监管视频接入

生产建设项目水土流失具有突发性强的特点,一遇强降雨,水土流失当即出现,降雨停止后随即结束,导致水土保持现场检查时效性不强。结合业务需要,深圳市水土保持信息化系统通过智慧工地、区水务局和市水务局自建的方式,在生产建设项目工地排水出口、工地出入口、工地全景等位置接入监控视频,实现对工地水土保持情况的远程、实时监控。经数据分类、治理后,目前共接入视频3 745个,涉及项目592个。各区项目工地视频接入情况见图4,典型项目接入监控视频效果见图5。

图4 各区项目工地视频接入情况

图5 典型项目接入监控视频效果

4 结论与展望

深圳市水土保持信息化系统实现了市区水土保持监督检查的规范化、一体化管理,以及生产建设项目水土保持远程、实时监管,提高了现场监督检查效率和针对性,以及水行政主管部门的工作效率,现已开放了市级、12个区级和4个流域管理中心账号,运营情况良好。但是,运营中仍存在智慧化监管和系统对接不足的问题,主要体现在:一是远程视频监控仍需依靠人力查看,不能自动预警;二是与水利部、广东省水土保持信息化系统数据对接不充分,需要基层工作人员在不同系统内重复录入。下一步,应积极引入人工智能识别技术,实现自动识别、预警,提升系统的智慧化水平;通过数据治理,打通与上级系统数据交换的壁垒,实现大数据共享、共用。