朱明龍

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司）

1 流域概況

“三河”是指青蘭河、紅蘭河、大壩河及其支流，干支流總長約42.3km，其中：華陽區(qū)境內(nèi)青蘭河干流約16.3km、紅蘭河干流約9.8km、大壩河干流約12.8km，支流總長度約13.5km，三條河道總流域面積（含境外）約85.3km2，其中華陽境內(nèi)流域面積約82km2“，三河”核心治理流域面積約82km2。

2 存在的問題

2019年“，三河”出境斷面水質均為劣Ⅴ類、未達標。青蘭河設有市級考核斷面和生態(tài)扣繳斷面1個（出境斷面），2019年斷面水質為劣Ⅴ類，紅蘭河設有市級考核斷面1個（蘭家村），2019年斷面水質為劣Ⅴ類，黑臭河渠仍然存在，部分點、面源污染情況較為嚴重，水環(huán)境質量狀況總體不佳，影響了市區(qū)居民的正常生活，制約了城市社會、經(jīng)濟和生態(tài)之間的協(xié)同發(fā)展。目前，三河流域存在的主要問題可簡述為：①城市發(fā)展與河道現(xiàn)狀不匹配；②駁岸硬質化；③資源利用不足；④河岸綠化單一；⑤配套建筑功能錯位；⑥缺乏文化溯源；⑦場景利用率低。

3 總體治理方案

遵循“保護優(yōu)先、水陸統(tǒng)籌，因地制宜、注重實用，總體謀劃、分步實施，合理設計、有機結合，明確責任，分工合作，拓寬渠道，多元投入”的治理方針，統(tǒng)籌山水林田湖草生命共同體“系統(tǒng)治理”。按照“一河一策”的要求，落實政府和市場“兩手發(fā)力”，堅持“防治結合、生態(tài)優(yōu)先、標本兼治”的原則，積極推進三河流域污染治理和生態(tài)環(huán)境建設工作。通過污水處理廠及配套管網(wǎng)建設，雨污分流改造，城市點、面源污染治理，河道綜合整治和構建水生態(tài)系統(tǒng)等措施，有效削減流域內(nèi)入河污染。遠期青蘭河出境斷面、紅蘭河蘭家村考核斷面水質達到Ⅲ類，結合濱水景觀打造，讓青蘭河流域的水更清、山更綠，物種更豐富，生態(tài)系統(tǒng)的整體性更優(yōu)。建成智慧流域，全面提高水環(huán)境監(jiān)測預警和風險防范能力，為流域內(nèi)科學調(diào)水、應對環(huán)境突發(fā)應急事件、環(huán)境綜合整治提供科學的輔助決策。

流域總體治理方案主要包含截污治污工程、景觀提升工程、水生態(tài)工程及智慧流域管理系統(tǒng)等（見圖1）。

圖1 智慧流域管理系統(tǒng)總體框架

4 智慧流域管理系統(tǒng)構建

4.1 建設目標

智慧流域管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代信息技術，全方位覆蓋青蘭河、大壩河和紅蘭河流域，構建立體監(jiān)測、及時預警、快速響應、便捷服務、智能管控、科學決策有機結合的監(jiān)控、管理和服務體系。為打造新雙一流城市提供智慧化技術支撐，服務本次研究范圍內(nèi)三河流域綜合治理建設管理，打造智慧高效的流域綜合治理典范。

智慧流域管理系統(tǒng)可推進互聯(lián)網(wǎng)與水務的融合，完善現(xiàn)有信息管理系統(tǒng)平臺，協(xié)調(diào)水務綜合管理需求，提高調(diào)度管理智能化水平。

4.2 主要建設內(nèi)容

1）流域要素智能監(jiān)控

建立三河流域立體化監(jiān)測體系，綜合利用各指標專用傳感器、衛(wèi)星定位等技術，實現(xiàn)對流域環(huán)境質量、水資源情況、生態(tài)、氣水土等要素的多維智能感知，及時掌握設備運行狀態(tài)，并對潛在風險進行分析識別和預測預警。

2）流域管理系統(tǒng)協(xié)同

建立三河流域環(huán)境系統(tǒng)化協(xié)同管理體系，基于信息資源交換共享，實現(xiàn)點線面、上下游、左右岸、部門間管理業(yè)務的系統(tǒng)化、協(xié)同化和精細化，充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合與信息共享。

3）突發(fā)事件應急快速響應

建立三河流域突發(fā)事件應急響應體系，基于多部門應急處置協(xié)同工作機制和預案體系，實現(xiàn)對預測預警事件的實時跟蹤，實現(xiàn)對突發(fā)事件的快速響應、科學調(diào)度和聯(lián)動指揮。

4）智慧決策分析

建立三河流域數(shù)據(jù)分析與績效考核體系，通過智能化分析、評估、預測，為工程治理、生態(tài)修復、安全風險防控等提供基于數(shù)據(jù)化和可視化的科學智能決策支持。

5）信息服務公開

建立三河流域信息服務體系，利用多種手段，面向社會公眾和行業(yè)單位，為錦江旅游、水上交通出行、政府監(jiān)管、應急搜尋救助與污染防控、防洪調(diào)度等提供公開、便捷、高效、柔性的綜合信息服務。

4.3 系統(tǒng)總體框架

本系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等智慧化技術，結合基礎信息資源和科技手段，實現(xiàn)流域日常水務管理工作的可視化管理、模擬、預測和分析。系統(tǒng)平臺基于B/S+M/S架構和集成式GIS開發(fā)技術，實現(xiàn)移動端和web端的相互聯(lián)系，系統(tǒng)主要由業(yè)務應用、流域大腦、信息網(wǎng)絡、感知體系、安全體系以及協(xié)同管理機制的“四橫兩縱”式結構布局組成。其中，業(yè)務應用主要功能為實現(xiàn)流域水資源管理、水生態(tài)修復、水環(huán)境保護、水災害防治、政務服務及公共服務。在流域大腦提供的強大數(shù)據(jù)支撐和計算能力下，對以上業(yè)務信息數(shù)據(jù)進行綜合監(jiān)管，形成“1+4+2”的流域智能服務體系?！?”指綜合監(jiān)管，是業(yè)務應用的核心；“4”指水資源管理、水生態(tài)修復、水環(huán)境保護、水災害防治，是具體流域治理措施，主要為專業(yè)人員提供相關方面的分析、評價和決策；“2”是指政務服務和公共服務，主要面向社會公眾和行業(yè)提供信息咨詢和相關便捷服務。

4.4 系統(tǒng)業(yè)務應用

1）水資源管理

①利用水資源評價模型對水資源進行時間和空間上的動態(tài)監(jiān)控評價。

②統(tǒng)籌各方面用水需求，做到水資源優(yōu)化配置。

③綜合考慮各河流水資源情況，充分發(fā)揮各河流水利工程的調(diào)度能力，生成較為精細的聯(lián)合調(diào)度方案。

④根據(jù)各區(qū)域用水情況，制定科學合理的用水計劃和定額，實現(xiàn)取水節(jié)水的科學管理。

2）水生態(tài)修復

①利用遙感、視頻以及人工智能識別技術，對水生態(tài)空間變化進行動態(tài)監(jiān)測，建立評價體系，對水生態(tài)進行分析評價。

②利用系統(tǒng)自帶的地下水數(shù)字模型，根據(jù)地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，對地下水變化進行預測，同時提出科學的地下水保護方案。

③根據(jù)水土監(jiān)測信息，生成水土保持措施方案，為管理人員提供決策支持。

3）水環(huán)境保護

①對水功能區(qū)、水源區(qū)、行政區(qū)界、河口等重要區(qū)域進行水質狀況實時監(jiān)測，實現(xiàn)不同情況下的水質變化分析預測。

②根據(jù)水質監(jiān)測結果，利用系統(tǒng)智能分析模型對水資源污染進行模擬分析，并提供污染防治措施。

4）水災害防御

①對區(qū)域內(nèi)洪水和干旱事件進行多維智能分析和多目標調(diào)度情景模擬，利用水文、氣象、降雨等信息，實現(xiàn)汛情和旱情的研判和預警。

②為區(qū)域內(nèi)水利工程建設和運行提供全周期的安全監(jiān)管。

5）政務服務

由于系統(tǒng)集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能于一體，實現(xiàn)了信息融合共享和流程優(yōu)化再造，可充分為管理人員提供跨部門的規(guī)范化協(xié)同服務，促進各部門工作效率和質量的極大提升。

6）公共服務

①可為社會公眾提供雨水相關的信息服務。

②可為社會公眾提供與水有關的政務在線審批平臺和信息公開，實現(xiàn)事務服務的高效快捷辦理。

③系統(tǒng)可篩選出熱門的涉水信息進行智能分析和預測輿情發(fā)展，并將其分析結果公布在網(wǎng)絡媒介上，供公眾了解，充分促進公眾參與到流域的水務事務管理中。

5 結語

針對三河流域目前存在的各種問題，基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等智慧化技術，提出構建包括業(yè)務應用、流域大腦、信息網(wǎng)絡、感知體系、安全體系以及協(xié)同管理機制的“四橫兩縱”式結構布局的流域智慧管理系統(tǒng)，并重點為對系統(tǒng)的業(yè)務應用功能進行了探討分析，可為推進三河流域互聯(lián)網(wǎng)與水務的融合發(fā)展提供參考。