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河道监管工作中信息化技术的应用研究

2021-03-20 122 上传者：管理员

摘要：河道就是大地的血管，河水就是大地的血液，为落实绿色发展理念、推进生态文明建设，维护河网的健康生命，保障国家水安全，必须做好河道的监管整治工作。在信息化时代的背景之下，转变传统的人工监管治理河道方式，运用云计算、移动智能等信息技术建设服务于新形势下的河道管理系统，以全面感知、智慧化、精细化、一体化为建设重点，实现对河道进行全过程、多角度、全方位的管控，成为河道长效治理建设的必由之路。

关键词：
信息化
信息技术
河道治理
河道监管
管理系统
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河道是水资源的载体、生态环境的重要组成部分，因地制宜制订河道监管方案和创新监管方式，发挥河道信息化治理的全面管控功能，对河道水环境、排污实时监测预警，动态掌控河道整治全生命周期过程，对河道水体进行科学、健康评价，同时调动公众积极参与到河道治理监督中，形成联动治水新格局，坚决堵住河道周边污染源的产生，实现水环境的巩固提升，才能解决水资源问题、维护河道健康生命[1,2,3]。

河道监管信息化技术是物联网技术、GIS技术、数据库技术的集成。实现在河道的日常业务监管、水环境监测、河长制工作监管等工作的信息化管理。通过对河道运行情况的实时监控，获取基础数据，再进行分析、处理、决策，从而提升河道监管的智能化、科学化管理水平[4,5,6]。

1、河道监管信息化建设目标

1.1 建设河道监管信息化平台

信息化监管平台应用系统是集硬件、软件、网络于一体的大型联网监控系统，以监控平台管理软件为核心，实现在监控中心即可对终端系统集中监控、统一管理。实现一套系统在日常业务管理、水环境监测、河长制等不同场景的任意切换。

1.2 制定和完善河道监管信息化标准

河道监管工作进行信息化建设，必须按国家相关法律、法规、规范要求，符合体系标准，满足工作要求，如网络平台管理标准、信息安全标准等有关管理条例，以便信息化建设更具有科学性、可操作性。

1.3 河道监管信息共享

河道管理工作中信息量大，类别多，收集整理难度大，传统的信息交流方式，信息的完整性、及时性会受到严重影响。河道监管信息化建设可以科学地整合采集的信息，为河道监管提供便利，能做到种类全、时效强、误差少。管理人员可以及时、高效地处理监管信息，促进不同部门间信息交流、共享，让信息在第一时间在不同单位间传递，极大改善信息传递方式。

2、日常业务监管

日常业务监管由监控中心软件平台和前端各监控系统组成。各管理单位在按需设置视频、水质监控系统，通过传输网络与监控中心联网，构成一个完整的河道日常业务监管应用系统，系统架构如图1所示。

2.1 水文资源数据监管

水文资源数据监管主要包含水文站名称、所属机构、所在水系、流域。通过筛选单一水文站后，可以查看最新的水位、流量数据。同时提供该水文站的水位、流量过程线图，可任意拖动时间轴查看历史水位、流量的变化。管理人员可以设置各个指标的上限与下限，当指标超出此值后，即时发出警报，并通过监管系统内部消息及短信等方式推送给管理人员，让管理人员能够在最短的时间内做出响应。

2.2 闸泵运行监管

闸泵站运行监管只要包含闸泵站名称、所属机构、所在河道、闸门孔数。通过筛选单一闸泵站后，可以进一步了解当前闸泵站运行数据。展示闸站运行情况、闸前水位、闸后水位、过闸流量、开启孔数。同时提供闸前后水位计过闸流量的曲线图，可任意选择指标、任意拖动时间轴查看历史上某项、某几项指标的变化趋势线。

2.3 雨量数据监管

雨量站基础信息主要包含雨量站名称、所属机构、所在水系、数据来源。通过筛选单一雨量站后，可以进一步查看最新的雨量监测数据。同时提供该雨量站的降雨量时间序列柱状图，可任意拖动时间轴查看历史雨量柱的变化。

2.4 排放口数据监管

排放口数据监测包含排放口名称、所属乡镇、所在河道、排污类型、排放口类别(工业、农业、污水处理厂)。通过筛选单一排放口后，对该排放口最新数据进行查看，展示的数据项包括现状水质级别、溶解氧、电导率、氨氮、pH、浊度等指标。同时提供趋势线图，可任意拖动时间轴查看历史上单项指标的变化趋势线。

2.5 污染源数据监管

污染源数据监测包含污染源名称、所属乡镇、所在河道、污染源类别(工业、农业、污水处理厂)、污染源类型。通过筛选单一污染源后，对该污染源最新数据进行查看，展示的数据项包括现状水质级别、溶解氧、电导率、氨氮、pH、浊度等指标。同时提供趋势线图，可任意拖动时间轴查看历史上单项指标的变化趋势线。

2.6 水质断面数据监管

水质断面数据监测主要包含断面名称、所属区域、所在河道、断面性质。通过筛选单一水质监测断面后，对该监测断面最新数据进行查看，展示的数据项包括现状水质级别、溶解氧、浊度、氨氮、pH、电导率等指标。同时提供趋势线图，可任意拖动时间轴查看历史上单项指标的变化趋势线。

3、水环境监测

3.1 监测的主要方法

利用数据库、地理信息系统和水环境预测模型组合形成的管理系统，实时、直观地对区域水环境信息进行可视化表达，自动响应监测值超标的紧急情况，并给出应对措施建议，配合系统的自动警报和决策支持功能，实现对区域河道相关数据的动态管理，提高区域水环境管理的自动化程度。整合水环境自动监测断面水环境数据、现场视频图像，实时监控水环境现状，及时发现水环境异常。

3.2 监测数据实时更新

系统通过相关外设设备及传感器，实时向管理中心平台传输监测数据，包括监测对象信息、监测数值变化，自动检索数值进行作图和输出;系统功能中允许自定义多个监测对象的数据值，系统自动读取数据，建立自定义模型和动态模型，为后续管理工作的分析决策提供参考值。

3.3 监测预警及分析

当监测或预测数据值达到定义的预警阈值时，系统会自动发出警报，并针对不同情况提供应对措施的建议，并记录警报信息和管理者采取的应对措施。水环境预测模型基于大数据算法实现水环境变化趋势预测和风险预警。基于离线与流数据的大数据处理引擎，根据设定的机器学习方式对滑动范围的数据，进行在线预测模型动态更新，实现对水环境的预测。通过人工经验→机器学习→机器智能的升级，可避免人为经验失误，同时大幅度提升预测实效。预测功能对监测对象和参数进行水环境预测，并将预测数值同已有监测值一起进行画图和输出，可将预测数值实时显示在动态数据中。

水环境监测业务如图2所示。

4、河长制工作监管

4.1 电子签到

基于实时GIS定位，系统实时获取河长所在的位置信息，记录签到信息。签到信息字段包括签到时间、签到人、签到坐标点、签到地点描述等信息。

4.2 巡河上报

提供省、市、县、乡镇四级河长制巡河检查管理业务流转，为各级河长提供手机端的巡河记录填报、现场照片拍摄上传功能，完成定期巡河和非定期巡河任务。巡河检查事项包括巡河人、河道情况、相关照片、相关描述等。

4.3 手动巡河

为河长提供最便捷的巡河记录上报功能。发现异常情况时，用户能快速地将现场情况通过拍照、配以简单文字描述上报平台。上报后的记录进入河长审核的业务流转中，继续进行闭环处理，即最终得到一个反馈的处置意见。手动巡河多用于紧急情况，用以辅助日常的巡河上报。巡河检查事项包括巡河人、现场记录和照片。

4.4 投诉处理

系统后台自动给河长推送公众用户提交的投诉问题，当前河长可按时间顺序查阅投诉信息。针对单条投诉信息进行专项处理，在线填写处理意见，提交后上传至系统。同时可对投诉处理的历史记录进行查询，查询条件包括所在河道、处置状态(已处理、待处理)。河长制工作监管模式如图3所示。

5、结束语

本文通过河道监管信息化，带动河道管理智能化、可持续性发展，通过建设多元大数据平台，信息孤岛和业务隔阂将被消除，信息统一保存到后台数据中心，有利于掌握河道管理工作的核心要素，有利于统筹决策和高效管理，最终达到河道管理与服务的有机协同化运作。通过数据的互联互通，河道监管信息化数据将融入到智慧城市云数据，应用面必将更为广泛，科学、创新、前瞻性的数据获取手段，将不断丰富和拓展其内涵，为河道管理工作提供强大的技术支撑。

参考文献：

[1]陈永涛.信息化技术在水利现代化建设中的应用[J].工程技术研究,2020,5(17):100-101.

[2]李震.水利工程信息化建设必要性及发展方向初探[J].珠江水运,2020(17):62-63.

[3]李磊,罗时龙,丁旭东,等.基于DOM的河道巡查与监管移动信息平台研制[J].现代测绘,2020,43(4):45-48.

[4]李磊,尚庆明,丁旭东.河道巡查与监管多平台信息协同系统设计[J].水利技术监督,2020(2):55-57,84.

[5]王安领.安徽淮河河道综合巡查监管系统应用[J].科技创新与应用,2018(28):179-180.

[6]赵冬.城市化河道管理问题及对策[J].中国水能及电气化,2017(3):43-45.

李成,马龙星,郭海泉.信息化技术在河道监管工作中的应用[J].测绘与空间地理信息,2021(03):101-103.