数字河湖基层研析

苏秀峰，邵克新，王兆振，孙风祥

（1.德州市水利局，山东 德州 253014；2.漳卫南运河（德州）水利规划设计有限公司，山东 德州 253009）

习近平总书记指出，数字技术正以新理念、新业态、新模式全面融入人类经济、政治、文化、社会、生态文明建设各领域和全过程［1］。习近平总书记的重要思想为我们提升河湖数字化、网络化、智能化水平提供了科学指南。河湖是水资源的重要载体，是生态系统的重要组成部分，是经济社会发展的基础［2］。数字河湖是以河湖综合治理与生态修复需求为导向，运用遥感、数据收集、全球定位、地理信息、网络、多媒体技术、现代通信等新兴科技手段，从空间结构、时间过程、特征属性和客观规律4 个方面，对河湖管理全要素和治理全过程进行全息描述、仿真运行、虚实交互、迭代优化，提供支持精准决策的数字化映射、智能化模拟、可视化表现、前瞻化预演。建设数字河湖是坚决贯彻习近平生态文明思想的使命担当，是切实保障国家水安全的重大战略，是新时代落实河湖管理需求分析、补短板和强监管的重要抓手［3］，是河湖智慧管理流程优化再造的驱动引擎、管护模式创新的科技支撑，是深入推进河长制湖长制、持续维护河湖健康生命的关键路径［4］。

数字化是智慧河湖的战略方向。近年来，德州市数字河湖建设围绕管河湖、管事、管人，以“信息可查、现场可视、指令可达、运行可控、精准可靠”为目标，以“数据整合、监管留痕、预警自动、隐患闭环”为重点，明晰思路、持续发力、纵深推进，投资近千万元，绘制完成全市河湖水系图，建成数字河湖管理平台、河湖长App 和巡河湖App，以及水位监测站约3 000 处、流量监测站约1 200 处、水域岸线监测点1 600 处、断面水质监测站800 处、水土保持监测站约400 处，收集涉河湖信息26 类近千万条，形成了18 个专题图层，天、空、地、人立体化河湖监管网络趋于完善，初步达到了层级互连、横向兼容、要素齐全、高效联动，实现了市县乡村4 级河湖管理“一张图”，大大提升了河湖监管的广度、精度和效能，实现了河湖长巡河轨迹实时化、巡河记录可追溯、巡河日志电子化，建立了数字化管人、智能化管河的长效管理机制，全方位、全流程、全覆盖打造了社会各界问、护、管、兴河（湖）数智通道，提升了河湖智慧化管理、全域生态评价、决策数据支撑等现代化管理水平，在全省率先创立了“河长+警长+网格员”监管模式、率先建立了河湖长数字化履职机制、率先开展了线上河湖主题巡查活动、率先实现了河湖清违清障问题动态清零，省级美丽示范河湖数量位居全省第1、水环境达标考核位居全省第1、城乡供水一体化率位居全省第1，“河长制+乡村振兴”模式被评为中国水利报社组织的“全国基层治水十大经验”，荣获水利部“全面推行河长制湖长制工作先进集体”称号。

1 德州市河湖概况

德州市属海河流域，是京津南部、山东省北部重要生态功能区，全市有1 723条河流，其中徒骇河、马颊河、德惠新河、黄河、漳卫南运河为省级骨干河道，流域面积在300 km2以上的一级支流有13 条，100～300 km2的主要支流有43 条，30～100 km2的支流有96条，河网密度达到0.32 km/km2。44座大中型水库全部为平原水库，每个县市区分布2座以上。

德州市所有河湖均已纳入河湖长制实施范围，10 699 个河湖（河段）设立各级河长7 374 名、湖长197 名，注册河湖管理员近4 000 名，明确“河湖警长”2 179 名。各级河湖长以落实责任为切入点，以改善水环境为着力点，以改善民生为最终落脚点，全面加强河湖治理与管护，推动全市河湖面貌发生根本改观，谱写了美丽德州水韵新篇章。

2 德州市数字河湖建设的迫切性和重要性

建设数字河湖是贯彻党中央、国务院建设数字孪生流域重大决策部署的明确要求，是适应现代信息技术发展形势的必然要求，是强化河湖现代化治理管理的迫切要求［5］。德州市水资源时空分布不均，与经济社会发展布局不相匹配，水资源承载能力和调配能力不足，部分河道和地区洪涝水宣泄不畅，河湖萎缩严重，水环境恶化。为此，应积极推进数字河湖建设，加快构建适应德州城乡融合发展的数字河湖治理体系，充分发挥数字化对河湖管理的驱动、赋能、加持作用，消除河湖长治理的盲区，打破传统管护的壁垒，打造开放性、共享化、全民式的河湖管护新模式，逐步实现从支撑保障到驱动引领、从被动响应到主动应对、从数据可读到智能可视的转变，做到河湖管护工作的高效性、便捷性、长效性、实时性，这对于优化配置水资源，增强抗御水灾害能力，持续改善水生态环境，着力保障全市供水安全、防洪安全、粮食安全、生态安全，支撑经济社会可持续发展具有重要意义。

2.1 建设数字河湖，为空天地监管“增内力”

德州市河湖分布面广、线长、量大，传统人工治理模式较为低效、智能技术手段应用不足、涉河湖资源融合共享不畅、缺乏长效运营保障机制，如何消除当前河湖治理的难点、痛点，实现协同共享、快速响应、智能分析、辅助决策，构建智能高效的智慧管理体系成为现实且迫切的课题。建设数字河湖，依托物联网、数字孪生、AI 视觉分析、云计算和大数据技术，融合国家水利部河湖健康评价体系，构建全面感知、数据分析、网络安全、智慧监管四维一体平台，河湖信息经摄像头采集、大数据分析、App 推送，全市各级河湖长和8 万名基层干部群众可以数字化“履职”，释放大量的人力、财力、物力和精力。通过系统思维共建共治共享，将“治水”变成“智水”，做到问题实时发现、趋势智能研判、施策精准科学，实现全天24 h大面积、高精度、长时效、常态化监管，能够全面提升河湖水域的现代化管治水平。

2.2 建设数字河湖，为水资源配置“赋能力”

德州市人均水资源仅为211 m3，仅为全省平均水平的61%、全国平均水平的10%，一般年份至少缺水15亿m3，平均每年因旱受灾的耕地面积达14万hm2，水资源短缺尤其工程性缺水（人均占有河湖蓄水量仅有19 m3）成为影响德州可持续发展的重要掣肘。数字技术是推进河湖管理的强劲引擎，用数字技术赋能河湖管理，实现一河湖一档一策信息化，全部摸清水资源取、供、输、用、排各环节底数，构建多水源联合调度水资源体系和多水源的区域综合水价体系，聚力破解制约发展的基础性、全局性问题，推进河湖管理全面升级、调蓄能力全面提升和水资源配置全面优化，有效破解工农业抢水、输水损失、河湖供水时效等问题，实现节水优先和引黄水、长江水与当地地表水之间的相互调配，还可最大程度利用过境水和中水，形成五水统一调度，最大限度提高水系流动性、连通性，增强水资源调配机动性、合理性，提升特枯水年、连续枯水年以及突发水污染事件的应对能力，提高区域的水资源承载能力，保障全市粮食安全、生态安全和发展安全。

2.3 建设数字河湖，为水安全保障“挖潜力”

德州市河湖60%的基础设施老化，不能正常发挥作用；65%配套工程不完善；70%的河道淤积严重，25%的村庄和耕地无法用上黄河水；骨干河道平均淤深2 m 以上，加之近年来城镇、公路建设，区域排水行洪体系被打乱，防洪能力降低30%～50%，除涝能力降低20%～40%。伴随数字技术的发展进步，长期以来困扰河湖整治的难点、堵点逐渐被数字技术所消弭和破解，蓬勃发展的数字技术能持续深度挖掘河湖集蓄排的巨大潜力，各流域干流间通过河道相互调度，可进一步提高防洪能力并增加河湖调蓄容积。不同河湖流域洪涝灾害同时发生时，通过合理调度，实现蓄滞洪水、错峰下泄；一流域发生洪涝灾害相邻流域无洪涝时，通过数字技术进行相机调水，一河有洪，多河支援，变害为利，增强抵御水旱灾害能力，保障人民生命财产安全，发挥巨大的防洪效益。2021 年漳卫河系发生大洪水，德州市积极应对，通过沙杨河、跃丰河、漳马河向马颊河相机调洪，大大减轻了漳卫河行洪压力。

2.4 建设数字河湖，为水生态修复“强动力”

德州市深层地下水含氟量高、不符合饮用水标准的区域占全市面积的78.2%，浅层地下水苦咸、不符合饮用水标准的区域占全市面积的83.8%。全市4 条主要河流水质综合评价结果均超地表水Ⅴ类标准，地表水已到了“有河皆干、有水皆污”的程度。通过综合分析估算水质、水量、取水方便程度、供水水源保证率等因素，农村饮水不安全人数比例为73.6%，饮用苦咸水、高氟水、污染水和远距离运水、买水的现象较普遍。在数字河湖建设过程中，可充分利用大数据、遥感、视频监控等技术手段，坚持日常监管与集中整治相结合，推进疑似问题智能识别、预警预判，对侵占河湖问题早发现、早制止、早处置，提高河湖监管的信息化、智能化水平。利用“水利一张图”及河湖遥感本底数据库，及时将河湖管理范围划定成果、岸线规划分区成果、涉河建设项目审批信息上图入库，实现动态监管。此外，还应同步采取接近自然的生态治理技术，将治水实践中的新认识、新做法、新经验升华为文化层面的认知，通过挖掘水文化资源，弘扬特色水文化，不仅能促进河湖面貌恢复，修复生态系统，还可营造出更健康宜居的河湖人文环境，增加老百姓生活幸福指数和对家乡的热爱。幸福河湖建设可有效增加生态水量补给，增强水体流动，促进水循环，提高河湖水位，有效补充地下水。同时，河湖水体通过长距离流动，可加快水体交换速度，增强河流自身的环境容量，提高对污染物的吸收、分解和水源涵养能力，提升水体自净能力，有效遏制湖库水体富营养状态恶化趋势。

2.5 建设数字河湖，为水环境治理“添活力”

德州市水资源供需缺口主要靠引黄弥补，但近年来黄河限引、限流，全市水资源开发利用程度整体已达80%以上，许多企业过量超采地下水，使许多中心城区和县级城镇区成为超采区或严重超采区，由此造成地下水漏斗、地面沉陷等一系列地质环境问题，漏斗总面积已达4 000 km3。建设数字河湖，推进城乡智慧水务一体化，利用人工智能、大数据建模、数字孪生等新技术赋能，创新业务模式，发掘数据价值，提升智能控制和智能决策水平，突破行政区域界限的束缚，可有效解决水资源紧张、水环境恶化以及水资源不可持续利用等问题，实现更透彻的感知、更主动的服务、更科学的决策、更智能的控制［6］，以此为基础，及时开展河湖主槽、滩地范围内垃圾、障碍物、违章建筑的清理工作，妥善解决河湖内因工程施工、过流条件较差区域的阻水问题，全面推进区域供水、防洪、生态、环境等多领域综合整治，年均可利用河湖拦蓄雨水5 亿m3，补充地下水4 亿m3，地下水开采量减少1 700万m3，漏斗面积缩小200 km2，营造出良好的水环境和健康宜居环境，吸引更多的优质资源，带动土地资源价值的提升，为德州市国民经济高质量发展储备宝贵的战略资源、提供坚强的水利支撑。

3 主要做法和经验

3.1 在高位推动中规划布局

（1）抢抓数字山东建设契机。德州市持续加大投入、抬高标杆、拧紧责任链条，在山东省率先建立市、县、乡、村4级河湖长体系，高起点推动传统管理模式转型，将数字河湖建设纳入对县市区经济社会发展综合考核，部署实施6大任务，对21项具体工作进行明确分工，构建智能高效数字河湖平台和网络，实现河、湖、库、沟、渠管护全覆盖，着力提升河湖基础信息收集、感知、处理、决策辅助、社会化应用等智慧化水平。

（2）持续深化“十四五”规划。依托德州市地形图，对市内所有河湖进行梳理，对河湖长度、水域面积、容积等基本参数进行数字化管理，实现河湖水域“岸线、管理线、保护线”的划定和数字化落图，为河湖水域保护、利用、管理提供更加合理可靠的基础。着力发挥“关键少数”的关键作用，市总河湖长由党政一把手共同担任，重点河湖、问题突出河段设立“双河湖长”，着力构建数字孪生网络，市总河湖长年均签发8期总河湖长令，对数字河湖中干什么、谁来干、怎么干和干不好怎么办等问题明确责任和要求，对重点工作进行精细安排部署。市级河湖长既挂帅又出征，带头基层一线调研，协调解决重大问题，各级河湖长履职尽责，推动数字河湖落地、生根、见实效，已形成党政负责、河长带头、部门协作、社会参与的数字河湖建管体系。

3.2 在水网建设中试点推广

德州市在山东省率先整建制开工两工程一体系，每个县市区试点推进1条数字河湖，率先投用数字河湖平台，全年完成1 条河道、1 座水库、1 座水闸和1 个县域平台“四个一”试点建设任务，先试先行数字河湖，提升河湖长制智慧管理水平。德州市近5 a 累计投资160 亿元以上建设现代水网，对133 条骨干河流进行彻底治理，累计清淤河道261 km，除险加固病险水闸水库24 座，新建堤顶道路111 km，以骨干河道为纲、以支流渠系为目、以水库涵闸为结的水网体系基本形成。

通过重点河湖工程图斑精细化管理、生产建设项目天地一体化监管系统，探索整合现有河湖业务系统，构建综合信息平台，在筑牢水生态安全底线的同时，着力提升防洪安全、供水安全、饮水安全保障能力。持续实施潘庄、李家岸灌区节水改造和南水北调续建配套工程，德州实现黄河水、长江水、雨洪水、再生水等多水源联调联配。投资34亿元完成引黄灌区农业节水工程，衬砌疏浚河道渠系2 158 km，新建改造建筑物2 032 座，干支斗农毛全系贯通，38.3 万hm2农田实现高效配水，灌溉水有效利用系数达到0.637 0，高于全国平均水平。半个世纪来首次系统治理恩县洼滞洪区，骨干水网薄弱环节基本消除。聚焦超标准洪水防御，压实各类防汛责任制，做好监测预警、工程调度、强降雨防范等工作，保障了全市河湖安全度汛。成功应对摩羯、利奇马等台风袭击及有气象记录以来极端干旱天气，确保了人民群众生命财产安全。2022 年5 月19 日，德州市按照河南郑州“7·20”特大暴雨雨型，通过数字河湖系统对全市防洪预案各环节的适配性、指挥调度的时效性和处置措施的可靠性，进行了超标洪水下水情预报、工程调度、物资调运、会商研判、群众转移、决策指挥等内容的模拟推演检验，及时发现、分析、解决了在实际操作过程中存在的阻点和问题。

3.3 在主题巡查中靶向发力

数据多跑路，巡河湖少跑腿。德州市在山东省首创开展河湖主题巡查活动，建立电子巡河、快速上报、留痕管理、闭环跟踪的数字巡河湖平台，为河湖长装上千里眼、顺风耳，提供了高效、直观、精准、智能化的技术支撑。各级河湖长制办公室按照“五巡”“五有”标准，结合各季度河湖管护不同侧重点，靶向整治河湖问题，深化清违整治，相继开展河畅、水清、岸绿、景美、人和5大主题巡查，依次抓好河湖绿化、防汛备汛、美丽河湖建设、污染治理等目标任务，实现了河道巡查过程、事件上报过程的电子化，进行了实时轨迹、现场照片、巡河里程、起止时间等多维度详情记录，及时对比分析，动态掌握水情，迅速反馈问题，提高巡河湖效率、保证数据真实，杜绝了走过场、看亮点、留痕不留心现象，实现了河道问题的可记录、可追溯、可监督。各级河湖长有名有实、名副其实，坚持真巡、真查、真办开展巡河湖调研，7 374名河湖长年均线上巡河湖3.8万次，发现和解决各类问题70余项。

3.4 在专项行动中动真碰硬

从河湖整体性和流域系统性出发，建立德州市动态跟踪管理平台，实时量化统计与分析评价现场巡河发现的重点、难点、热点问题，各级总河湖长能够全面、动态、快速了解各项工作的落实完成情况。委托第三方对全市河湖进行暗访督查，共排查河湖问题295项，全部按时整改到位。

德州市动态跟踪管理平台每天定时在河湖长制工作群推送问题台账、巡河次数、事件次数等，同步进行任务的派发和追踪，有效解决了河湖长巡查效率不高、反馈问题缺乏有效跟踪、缺乏有效监督考核手段等问题，做到问题不解决不放过、隐患不消除不销号。近3 a 开展“清河”等专项行动16 次，铁腕重拳整治河湖乱象，拆除违章建筑1.6 万m2，清除乱堆垃圾1.1 万处、渔网7 545 处，拆除违规搭建养殖棚747 处，回填违法挖建鱼塘320 处，清理违法植树和苗圃110 hm2，累计治理河湖岸线超过2.5 万km，解决了一大批矛盾尖锐、治理难度大的历史顽疾问题，乱占乱建、乱围乱堵、乱采乱挖、乱倒乱排现象基本消除，河湖清违清障做到了动态清零，水质隐患排查进行了台账管理，全市河湖面貌发生根本性改观，成为全省河湖治理的标杆样板。

3.5 在控源治污中涵养生态

数字技术充分赋能水生态建设，全面贯彻“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”原则，认真落实水资源刚性约束要求，按照“一件事”全量信息掌控、全流程处置的理念，摸清全市实有底数，建设全市统一的河湖取用水专项核查登记系统，扎实推进取水口整改提升，创建节水载体200 余家，完成100家企业节水技术改造。近3 a 投资超3 亿元改造供水管网超过2万km（占全市供水管网总长度的1/4），解决近2 000 个村庄管网漏损、水价过高、定时供水等问题，彻底消除了饮水氟超标问题，代表山东省通过国家验收。全市城乡供水一体化率达99%，居全省最高。德城、齐河等7 个县市区被评为国家级节水型社会达标县，潘庄灌区成为全省唯一的“全国灌区水效领跑者”。

心中有数，手中有术，以数战“污”，用数治“污”，会同环保、住建、农业等部门，重点围绕常态化防控和应急处置，夯实基础数据信息，构建河湖污染防控数字化管理体系。河湖水质自动监测站全天候监测目标水域pH 值、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总磷等多项指标，基本实现市级考核断面、跨行政区域河流交接断面及饮用水源地自动监测全覆盖。全面完成入河湖排污口综合整治，新建城镇污水管网469.59 km，全市污水处理率达到98.08%。采用高准确度的AI图像视频识别技术，可在第一时间精准甄别识别漂浮物垃圾、河道沿岸违章建筑侵占、水质污染、非法捕鱼采砂、野外非法用火等违法行为并进行动态管理，初步形成“天上看、地面查、网格管”的监管方式，发现并查处大量以前难以发现的违法违规行为，解决了监管责任不落实的问题。水土保持是生态环境的压舱石。数字河湖着力汇总和整理基础地理信息数据、地理国情监测成果、河湖土壤数据和相邻年度数据，精确、高效、可持续性动态监测河湖水土流失消长变化状况，运用数字成果年均治理水土流失面积207 km2，实现在建河湖项目水土保持监管全覆盖。开展地下水超采综合治理，封停各类水井4 771 眼，压采水量1.32 亿m3，浅层地下水超采治理全面完成，深层地下水漏斗中心区水位回升2～4 m。建成人工湿地水质净化工程23 处，日处理能力121.5 万t。全市主要河流断面21 项全指标均值全部达到地表水V 类标准，12 个水源地水质全部达到或优于地表水Ⅲ类标准，重要河湖国控、省控考核断面水质全部达标，优良水体比例近5 a提升25%。

3.6 在科技惠民中绘就美丽

数字治理，科技惠民。德州市各级各部门牢固树立数据意识，强化数据思维，运用互联网、大数据、云计算、人工智能等技术，构建全域河湖湿地生态数字一张图，进行自然资源、流域监管、生物多样性、环境保护、生态巡护等综合监管，提升水生态的智慧化管理、全域生态评价、决策数据支撑，全面提升创建幸福美丽河湖的科学性、时效性、精准性，树立了数字河湖应用新典范。2020、2021 年成功创建省级美丽示范河湖28 条，居山东省第1 位，一步一景、步移景移，绘就了人水和谐共生的幸福美景。同步建成市级美丽幸福示范河湖34 条，完成558 条美丽幸福河湖达标创建，每个县市区建成1条30 km以上的生态河道，累计硬化堤顶路152 km，绿化面积865 hm2，“清水绿岸、鱼翔浅底”的景象逐步回归现实，许多河湖成为群众休闲散步的亲水公园，260 余万群众受益，获得感、幸福感、安全感不断增强。

以“数字”提效率，以“算力”增功力，德州市各县市区实现河湖健康一屏掌控、公众反馈一键收集、一河多长联合护水，不断规范推进沿河沿湖绿色生态廊道建设，优化廊道周边的生态、生活、生产空间格局，因地制宜建设亲水生态岸线，打造滨水生态空间、绿色游憩走廊。以河湖为纽带，促进产业、交通、城乡优化布局，经济效益、社会效益和生态效益得到同步提升。投资5.7 亿元的马颊河“一轴、三区、四星”的清水走廊基本建成，两岸“百里林果、万亩花海”初具规模，“乡村振兴有产业，观光旅游有路线，文化传承有轴线”的生态文化产业带成效初显。平原县按照“治理一条河道建一处水利风景区、建设一项水利设施建一处景观”的思路，采取河道清淤、弃土整平、河岸绿化、岸线确权划界、堤顶道路畅通、建筑物及两岸小农水配套、古桥旧闸维修、古树古建保护、节点景观建设、水系连通和水文化挖掘10 项措施，建成52 km 的河道绿色文化长廊，洪沟河、赵王河及齐河县大清河3 条河流入选首届“山东省美丽家乡河”。临邑县串联起1 条市级河道、4 条县级河道、6条村级河道，建成9个特色主题公园，融入花田设计，打造了“百里漫花堤，芬芳绕临邑”城市名片。齐河县围绕境内63.4 km 黄河河道打造百里生态文化廊道，黄河国际生态城等一大批项目形成旅游产业集群。

3.7 在开门治理中纳谏助力

数据多跑路，河湖长和群众就能少跑腿。坚持开门治水，着力打造社会各界问水、护水、管水、建言献策的数智通道，建立实时、公开、高效的信息化沟通平台，引导鼓励社会各界广泛参与。河长办将市县乡村各级河长、河长办、监督员、责任部门纳入统一的信息平台，通过建立便捷通信录、组建河长制工作群等方式，强化河长、河长办及相关单位横向、纵向沟通。创立“党政河湖长+民间河湖长”双河湖长制，打造“河湖长驿站”，开展“青春护河（湖）五大行动”，积极推进河湖长制进企业、进校园、进社区、进农村等活动，涌现出一大批“老党员河湖长”“企业河湖长”“乡贤河湖长”等民间河湖长和志愿者服务队。全市累计选聘民间（义务）河湖长1 056名，建立志愿服务队、义务护河湖队30 个，队员969 人，成为各级河湖长治河湖、护河湖的生力军、后备军，守护河湖“最前哨”，及时发现、上报河湖情况，解决力所能及的问题。每条河湖设置河湖长信息公示牌，畅通了群众监督渠道。利用信息化手段将以往的手工填报、人工统计转变为量化考核、动态统计，不断加强对河湖长制的考核评估，提高了考核的公平与效率。各级河湖长通过手机，轻点按钮，就能开启巡查路线，自动上传轨迹、巡查信息，便捷高效，从繁琐的河湖巡查中解放出来。各界护水人群登录“全民护水”平台，可以通过问题上报、巡河护水、建议点评、经验分享等方式参与治水。6 300 多处河湖长制电子公示牌和健康码，动态展播河道信息、污染情况、河湖长职责、治理目标、监督电话、通知公告和预警信息等内容。全市河湖巡查全闭环、全链条、全覆盖，实现24 h“云监管”，确保所有河湖不失管、不脱管、不漏管。

3.8 在创新探索中常态长效

以贴近实际、有效管用、创新完善为宗旨，建成市河湖数据融合平台，定时更新信息，系统分析比对，绘成电子地图，实时展示态势，极大提升了数据统计报送效率和精准度，更好地辅助了领导决策。“河长制+乡村振兴”模式被评为中国水利报社组织评选的“全国基层治水十大经验”，即对河滩进行整理规划，引导群众种植油菜花等观赏性经济作物，既美化了河道、加强了管理，又带动了群众增收致富。德州市县两级年均落实经费2 000余万元、河湖管护人员5 100多名。全市河湖水域岸线加强管控，水资源、水环境、水生态突发事件应急处置机制不断完善，清违清障实现常态化、制度化、长效化。部门联席、督察督办、双向负责、媒体通报、激励问责、有奖举报等系列制度全面建立，责任主体更加明确、管理方法更加具体、工作机制更加有效，河湖管护“最后一公里”问题得到彻底解决。

数字河湖实时掌握各监控点位半径1.5～5 km范围内的情况，具备实时预览及录像回放、抓拍、变倍等功能，将传统人力巡查转变为24 h 实时监测预警，形成天上看、地上查、河上巡、网上管的立体化监管格局，实现河湖管理全覆盖、没盲区、无死角。在山东省率先创立“河长+警长+网格员”模式，市级建立“河湖长制+长效管护+执法监察”机制，发挥公安机关、司法机关执法和监督职能，将公安干警与社区网格员吸纳到日常巡河工作中，为河湖管控提供有力法律保障，实现了河湖日常管护与监管执法全覆盖。统筹干支流、上下游、左右岸，河湖管理保护范围全部划定，全市469 条（个）重要河道、湖库按“一河（湖）一档”全部“入库建档”，“一河（湖）一策”及任务清单市、县各级河湖应编尽编，实现了河湖管理制度化、专项整治网格化、水质保护法制化、综合治水一体化。

采用“互联网+河长制”的河湖管护模式，建设包括河流、湖泊、河长、湖长、河长办、工作方案和制度等方面的基础信息数据库，以及巡河管理、考核评估、执法监督、日常管理等内容的动态信息数据库，实施水量、水位、水质、水生态等水文全要素全过程监测，为维护河湖生命健康和环境改善提供数字技术支撑。河湖联通、消滞活水，雨污分流、清源洁水，污染治理、正本治水的“三水共治”经验被《山东政务信息》以专报形式在山东省推广。“三长（河长、警长、网格长）”联动、“三员（巡河员、保洁员、网格员）”保证、“三理（清理、治理、管理）”相融的“三个三”机制确保河湖问题不反弹，市县月巡、乡周巡、村日巡、河长办每月一督查的“三巡一督”机制确保巡河工作见实效，由河长办公开招投标，将骨干河道、泵站干渠及水库湖泊全部实施公司化管护，确保每条河段都责任到人；将水库除险加固和运行管护工作纳入河湖长制负面清单，确保消除安全隐患，为经济社会发展提供了安全水资源、良好水生态、宜居水环境。德州市用山东省4.8%的水资源量浇灌了全省8.2%的耕地面积，生产了全省17%的粮食产量，粮食生产实现18 a 连丰，成为全国首个“亩产过吨粮、总产过百亿斤”的地级市。

4 思考与建议

面对河湖治理新要求、生态修复新目标和孪生流域新标准，需要遵循分工明确、数据共享、业务协同的思路，增强系统观念，聚力工作重点，构建泛在可及、实时传递、动态跟踪、智慧便捷、业务融合、高效协同的数字河湖新体系，在更广范围、更宽领域［7］、更深层次、更高水平上支撑河道综合整治与修复、流域水资源节约与生态用水配置、水源涵养与生态建设、水环境治理与保护，加快推动河湖长制从“有名有责”到“有实有效”转变，全面提升河湖智慧管护的支撑力、保障力和服务力。

4.1 三方面夯实基础

4.1.1 数据和运用

深度挖掘运用，让数据活起来。建立统一标准，汇集多源全量数据，形成较为详实的动态数据库，实现全市河湖全域、全流程、全周期数据一“云”汇聚。打破“数据壁垒”，运用区块链、隐私计算、数据沙箱等技术加强数据融通和安全交互，实现河湖信息与建设规划、自然资源、生态环境、行政执法等多部门共享联动［8］。开展数据治理，提升数据价值，快速、灵活地适配河湖前端业务调整与业务升级。运用云端和联机计算，按需扩展、全面推进算据、算法、算力建设，提高河湖大数据实时处理分析能力，实现河湖全要素和治理全过程的数字化映射、智能化模拟，提升预报、预警、预演、预案、工程调度和辅助决策的能力。

4.1.2 风险和安全

坚持“底线思维”筑牢安全防护体系，构建覆盖数字河湖综合感知、分析处理和智能应用全过程的安全防护架构，确保网络及数据的完整性、保密性和可用性，统一身份认证、统一密码服务、统一使用权限，数据异地备份、依法依规公开，实现智能预警、主动防御、高效处置，保障系统安全运行。把握数据发展规律和特点，坚持分类分级，兼顾不同类型数据的管理和使用需求，形成体系化的数据权利束，精准数据确权，分级规范使用，实现数据可用不可见。建立河湖安全风险数据库，开展危险源辨识和风险评价，落实安全风险查找、研判、预警、防范、处置、责任等环节的全链条管控机制，强化管控重大危险源和重大风险。

4.1.3 发展和人才

人才是数字河湖推进的核心和动力，决定着数字河湖发展速度和质量。以能力建设为核心，以高层次、复合型人才的培养、选拔和引进为重点，坚持规模适度、结构合理、素质优良原则，培育一批既懂河湖业务又熟悉数字技术的专业人才，全面解决系统建管运维问题，为数字河湖建设由大变强提供坚强的智力支持和人才保证。

4.2 四架构迭代升级

4.2.1 感知

围绕河湖管理业务需求和监督要求，利用物联网传感器、视频图像捕捉、传感、遥感、无人机等新兴数字技术提升综合感知力，构建覆盖所有河湖包含水质、水量、水位、水面、水文、水生态、水源地、水功能区、水域岸线、水土保持、雨晴、工情、墒情、灾情、气象、地下水以及社会经济信息在内的空天地网一体化实时感知体系，重点建设基础感知网构建、动态感知能力提升和购置数据汇集平台建设等内容，绘制水事活动“一张底图”［9］，让“云监管”代替“人监管”，为推动河湖“一图治理”提供基础、准确、可靠的数据源。

4.2.2 网络

采用SA 或NSA 架构，适应数字河湖业务动态变化，破解资源孤岛、业务孤岛、数据孤岛、监管孤岛，完善“天、空、地、人”立体化监管网络建设，打通信息数据传输“大动脉”，推动市、县、乡、村4级共建共享、互联互通、联调联动，实现河湖流域内自上而下各级骨干网、数据中心网、区域网、感知网和通信网的泛在互联，以便拥有更快的传输速度、更优秀的承载能力以及更低的网络延时，使数据汇集、治理、存储、共享和应用逐级流转，深度萃取数据价值，统一管理和精准服务，强化对业务应用和管理决策过程的支持。

4.2.3 大脑

全数据集中、全业务智能、全社会协同，集数据、仿真、服务、调度、控制和指挥于一体。整合各类基础计算、存储、网络、机房环境等资源，建成河湖云、数据资源池、信息资源平台、应用支撑平台和智慧使能平台（一云一池三平台）［10］，对各类数据和信息进行汇集、组织、关联、分析计算等智能化处理，实现河湖信息的汇聚可视、监管的实时高效、事件的智能分析、调控的科学便捷，提供弹性、可定义、按需分配、特性丰富、一体融通的云化服务。

4.2.4 服务

电子化整合、统一化管理、可视化展现，实现计算、存储、网络等资源的弹性分配。各类数字信息，经过感知系统和传输网络汇聚到河湖云，形成数据资源池。整理池中数据形成数据资源目，统一数据管理与服务环境，构筑基于标准的应用使能和应用支撑，提升业务支撑、服务支持、服务决策与综合运维能力，高速、灵活、安全地实现上层智能应用，推动各类业务的智慧化运行、精细化管理。

4.3 五模型把握前沿

4.3.1 河湖三维场景模型

利用地理、地形、水文、社会经济等资料，通过数字化技术、GIS技术和引擎技术，构建基于精准地形和水位的河湖数字底板，为每条河流、每座湖（库）实时“数字画像、精准赋图”，在虚拟场景中呈现试点流域地形地貌、河湖水系、输供水设施设备、险工险段等数据，为河湖天上看、云端管、地上查、智慧治奠实基础。

4.3.2 水量平衡调度模型

采用“数字孪生”技术建立一个与现实河湖水情相对应的数字模拟体，利用河湖蓄量平衡原理建立“同步控制自适应平衡”调度控制模型，实现水量调度方案和实时调度全要素的仿真模拟，有效提高水量调度决策的科学化、精细化、智能化水平。

4.3.3 洪水实时演进模型

利用水文预报、三维仿真等应用支撑，建立洪水四维动态演进和实时淹没范围动态仿真模型，定点、定时、定量精细化实现历史洪水、频率洪水、设定洪水和实时洪水的预报、预警、预演、预案功能，搭建可视化洪水淹没分析与灾情评估系统［11］，提高洪水监测的覆盖度、密度和精度，做到信息可预判、可管控、可追溯，确保防控不留死角、预警不留盲区、响应适度合理，为洪水防御提供智能分析和决策参考。

4.3.4 灾害应急抢险模型

以“大数据互联”为出发点，与公安系统“天网工程”有机整合，汇集河湖水情和工程险情预警监测平台前端实时水位、实时流速、实时信息，全面覆盖、突出重点、合理配置，构建雨水情、河湖工程实时监测预报预警模拟系统，实现对雨情、水情、河道水位、涵闸、工程建管运维的统筹调度，建立全方位、多层次、立体化监管体系，实现事前、事中、事后全链条全领域监管，为灾害防御精准画像，提高应急抢险的系统性、及时性和准确性。

4.3.5 业务协同管理模型

以信息感知度、网络连通率、数据服务程度、业务应用覆盖率、安全保障度、管理有效性为要素，构建包括建设、运维、数据资源在内的多方协同管理评估体系，优化项目建设内容和建设进度安排，统筹推进河湖各业务应用系统集约建设、互联互通、协同联动，确定优势环节和薄弱环节，有针对性地开展各阶段工作，加快建设协同高效的数字化河湖治理体系。

4.4 六重点强化应用

4.4.1 数据开放法治化

及时回应公民、法人和其他组织需求，除法律、法规和国家规定不予开放的外，水量、水位、水质、流量、泥沙等河湖数据应通过政府认可的公共平台依法开放，同步进行清洗、脱敏、脱密、格式转换处理并及时更新、维护，以易于获取和加工的方式提供各项服务。鼓励和支持公民、法人和其他组织利用开放的河湖数据开展科学研究和咨询服务。

4.4.2 水域管护图表化

利用水域保护规划修编最新成果，开发水域保护及河湖工程查询、管理系统，将河湖水域范围与“天地图”进行数字化匹配，对河湖水域和管理保护范围进行定点、定位、即时查看，完善水域管理、涉河审批、工程查询和河湖巡查的功能。同步开发手机App，方便日常外出时对河湖水域进行现场查询定位。

4.4.3 输水运行全息化

构建面向河湖输水调水业务全要素的数据底板，在数字空间对河湖实体和建设、运行、管理活动等方面进行全息智慧化模拟，搭建涵盖输水调水业务全链条可成长模型，进行孪生工程与物理工程的实时仿真运行，完善数据共享和多源数据处理机制，实现输水业务综合态势感知、安全风险预警、智能决策分析、联动协同调度，为河湖输水、调水、供水运行提供智慧化决策支撑。

4.4.4 监测预警精准化

针对长期以来存在的监测预警针对性不强、提前量不足、覆盖面不全以及相关单位协同处理难等问题，采用松耦合的分层架构和多源资料融合的短时临近预报预警技术，将专业监测设备与物联网和通信技术集成［12］，构建河湖监测、分析、预报、预警和应急服务于一体的信息化、智能化和可视化平台。监测数据一站多发，重要站点增设北斗卫星通信信道，提高监测预报预警的针对性和精准度，延长预见期，实现监控全域覆盖、智能识别解析、预警即时触发、信息主动推送、处置全程可知、远程应急会商、预警自动关闭的闭环执行链。建立红色预警“叫应”机制，全面提升河湖相关单位对突发性事件的态势分析、监测预警、应急调度能力，全面改观“防守靠人力、巡查靠人眼、决策靠电话”的传统模式，为防大汛、抗大旱、抢大险、救大灾等提供数据支撑、决策支持和联动指挥依据，确保急难险重任务下不出漏洞、安全运维、万无一失，达到能用、管用、好用、实用的实战效果。

4.4.5 系统建管市场化

纳入新基建专项，探索建立“财政、工程、社会”共同参与的多元化、多渠道投入机制。分层、分类、分级加快推动基础设施建设，新建、改扩建和除险加固工程从前期工作和设计阶段加强数字监控设施和系统设计，已建工程实现全过程数据采集和管理。对数字河湖工程建设现场人、机、料、法、环进行全覆盖视频监控［13］，对施工安全、施工进度、隐蔽工程进行全方位跟踪预警，对合同管理、资金管理、进度管理进行全过程精准监督，构建统一标准、专业协同、属地管理、规范考核的运行维护体系，尤其加强对中小河湖数字化转型资金扶持，更加贴近县乡村基层实际需求。

4.4.6 河湖长考评多维化

依托移动端巡河湖一平台、一张图、一张网助手，河长、湖长、河长办和河湖专管员全部纳入系统平台，将各类河湖相关事件标签化流转处理，对水资源及水域岸线开发利用、污染物排放、水质监测、河湖长履职全过程留痕监管，巡河湖轨迹、预警信息、问题处理一云处理、一屏总览、一键上传［14］，实现河湖长制管理指标或考核指标测算、评估和评价的信息化、智能化，确保指令下得去、问题能反馈、事件有跟踪，督导各级河湖长主动担当真干、清单管理实干、层级负责加油干，真正做到守河有责、担责、尽责。

5 结语

数字化是河湖现代化保护治理的新底座、新动能、新引擎，同步带来了新思路、新标准、新举措。在数字河湖的赋能加持下，德州市河湖管理经过河长主治、源头重治、工程整治、依法严治、各界共治，业已步入规范化、常态化和长效化轨道，从建机立制、责任到人、搭建四梁八柱的1.0版本到重拳治乱、清存量遏增量、改善河湖面貌的2.0 版本，目前已进入全面强化、标本兼治、打造幸福河湖的3.0版本，河湖一张图总览全域、河湖长履职协同闭环、考核评价客观公平、系统治理全面高效、公众参与广泛踊跃，初步实现了从“有能有为”向“有实有效”的转变，资源管控明显加强，河湖面貌彻底改观，生态环境持续复苏。

数字河湖具有高创新性、强渗透性、广覆盖性［15］。下一步，德州市数字河湖建设将坚持统筹管好“盛水的河湖”和“河湖里的水”，聚焦人、盯紧事、突出智，进一步深挖潜能、扩展功能、提升效能，加快建设完善河湖势、河湖事、河湖士、河湖视、河湖匙5个专题模块，持续提升全面感知能力、深度分析能力、科学决策能力和精准执行能力，尽早建成感知能力强大、问题发现及时、事件流转高效、部门协同顺畅、系统治理有力、考核评价客观的云网融合体系，跃能升级管理精细化、决策科学化、调度协同化、服务社会化水平。2022年打造山东省第1个整建制农村供水管理服务到户地级市；2023 年将全市所有河湖全部打造为美丽幸福河湖；2030 年全面完成流域、区域骨干河道堤防治理，重要河湖水功能区水质达标率提高到93.3%，城市集中式饮用水水质优于III 类比例达到100%；全部消除建成区黑臭水体，促进河湖生态修复治理；全方位、多层次、高质量纵深推进河湖长制建设，做到保护管理全域化、履职尽责全周期、问题整治全方位、社会力量全动员、考核问责全过程，实现透彻感知、全面互联、深度融合、广泛共享、智能应用、泛在服务的总体目标；逐步将全市河湖打造为流动的河湖、绿色的河湖、清洁的河湖、安全的河湖、美丽的河湖、健康的河湖、幸福的河湖，让全市河湖水量丰起来、水质好起来、风光美起来，为水常清、产业兴、百姓富的新时代美好画卷增色添彩！