張亞玲，王計(jì)平

（1.天津市龍網(wǎng)科技發(fā)展有限公司，天津 300170；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院天津林業(yè)科學(xué)研究所，天津 300274）

2021 年12 月23 日，水利部召開(kāi)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議，李國(guó)英部長(zhǎng)立足新階段水利高質(zhì)量發(fā)展全局，全面系統(tǒng)深入闡述了為什么要建設(shè)數(shù)字孿生流域、怎樣建設(shè)數(shù)字孿生流域、如何保障推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)等重大問(wèn)題，為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期全國(guó)水利系統(tǒng)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)提供了行動(dòng)指南[1]。蓄滯洪區(qū)是利用湖泊、洼地滯蓄調(diào)節(jié)洪水的區(qū)域，它作為江河流域防洪減災(zāi)體系的重要組成部分，不僅在流域防洪安全中發(fā)揮不可替代的重要作用，同時(shí)在保障區(qū)內(nèi)民生、促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中扮演重要角色。利用蓄滯洪區(qū)有計(jì)劃主動(dòng)分蓄流域超額洪水是保障流域整體防洪安全、減少洪水災(zāi)害損失的有效措施和重要手段。由于蓄滯洪區(qū)的區(qū)位特殊性，特別是水文單元與經(jīng)濟(jì)區(qū)劃之間的不匹配，其治理與發(fā)展一直存在社會(huì)管理薄弱、信息化建設(shè)滯后等突出問(wèn)題，制約著流域水利數(shù)字化、智慧化建設(shè)。人口、經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)資料是流域蓄滯洪區(qū)重要的基礎(chǔ)信息，蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息的快速掌握與精準(zhǔn)分析能夠?yàn)榱饔蚝樗{(diào)度決策、災(zāi)情評(píng)估等工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。研究和實(shí)現(xiàn)蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)的數(shù)字化智能化應(yīng)用，提升蓄滯洪區(qū)現(xiàn)代化管理水平，補(bǔ)齊防洪“短板”問(wèn)題，在數(shù)字孿生流域建設(shè)中不容忽視。為此，本文以數(shù)字孿生流域建設(shè)為背景和需求引領(lǐng)，以海河流域蓄滯洪區(qū)為對(duì)象，通過(guò)對(duì)其主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)變動(dòng)情況進(jìn)行分析，多角度掌握海河流域蓄滯洪區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)狀況，探究經(jīng)濟(jì)社會(huì)基礎(chǔ)信息建設(shè)與數(shù)據(jù)挖掘?qū)Σ?，為促進(jìn)蓄滯洪區(qū)安全科學(xué)管理和推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)提供必要的依據(jù)。

1 蓄滯洪區(qū)基本情況

蓄滯洪區(qū)是海河流域防洪體系的重要組成部分[2]。按照2009 年國(guó)務(wù)院批復(fù)的《全國(guó)蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理規(guī)劃》，全流域共規(guī)劃國(guó)家級(jí)蓄滯洪區(qū)28處，涉及北三河、永定河、大清河、子牙河、漳衛(wèi)河5大河系，分布于北京市、天津市、河北省、山東省、河南省5 個(gè)省（直轄市）。根據(jù)2012 年《海河流域蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理規(guī)劃》統(tǒng)計(jì)結(jié)果，28 處蓄滯洪區(qū)總面積10 693 km2，可蓄滯洪水總量198億m3。海河流域平原區(qū)圍坡、壟崗、河渠、洼淀等地貌類型縱橫交錯(cuò)分布、相互分割，其眾多的洼淀歷史上就是行洪、排澇、蓄滯的場(chǎng)所。從歷史運(yùn)用情況來(lái)看，1949—2000年共計(jì)啟用128處/次，平均每年啟用2.45處/次，流域蓄滯洪區(qū)啟用機(jī)率比較高。長(zhǎng)期以來(lái)，海河流域蓄滯洪區(qū)治理發(fā)展存在安全設(shè)施不足、管理薄弱、信息化建設(shè)滯后等問(wèn)題，致使安全有效蓄滯洪水與區(qū)內(nèi)居民安居、防洪安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾日益突出。特別是2021 年海河流域經(jīng)歷罕見(jiàn)夏秋連汛，流域11 處蓄滯洪區(qū)啟用發(fā)揮了重要的防洪效益，但也暴露出流域蓄滯洪區(qū)防洪工程基礎(chǔ)偏弱、管理水平相對(duì)落后等諸多問(wèn)題。

2 區(qū)內(nèi)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)信息變化情況

結(jié)合《關(guān)于加強(qiáng)蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理的若干意見(jiàn)》（2006 年）、《全國(guó)蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理規(guī)劃》（2009 年）、《海河流域蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理規(guī)劃》（2012 年）、《海河流域蓄滯洪區(qū)基礎(chǔ)信息測(cè)量及復(fù)核項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)》（2015 年）等規(guī)劃設(shè)計(jì)文件成果，輔助相關(guān)研究文獻(xiàn)，以蓄滯洪區(qū)為基本統(tǒng)計(jì)單元，采用外業(yè)資料調(diào)查收集結(jié)合地方填報(bào)的信息獲取、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整編校核及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的工作模式，完成蓄滯洪區(qū)內(nèi)不同行政區(qū)、不同河系的主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，包括人口數(shù)量、耕地面積、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)總產(chǎn)值、社會(huì)生產(chǎn)總值（GDP）、固定資產(chǎn)總值等信息。數(shù)據(jù)年份選擇流域蓄滯洪區(qū)建設(shè)與規(guī)劃水平年（2004 年）和統(tǒng)計(jì)復(fù)核水平年（2014 年）為依據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)比對(duì)方法，分析海河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r及其差異。

2.1 主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)信息整體變化特征

由2004—2014 年海河流域蓄滯洪區(qū)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)比較來(lái)看，蓄滯洪區(qū)整體人口數(shù)量從2004年的521.16 萬(wàn)人增加到2014 年的580.62 萬(wàn)人，上升了11.41%；耕地面積在11 a 間從68.4 萬(wàn)hm2下降到63.56萬(wàn)hm2，下降了7.08%；社會(huì)生產(chǎn)總值從2004年的584億元增加到2014年的2 445.52億元，增幅達(dá)到了318.54%；工業(yè)總產(chǎn)值在11 a 間由366.8 億元增加到3 018.76 億元，增幅達(dá)到了747.54%；固定資產(chǎn)總值由2004 年的747.92 億元增加到1 078.38 億元，上升比例44.18%。由此可見(jiàn)，海河流域蓄滯洪區(qū)人口數(shù)量大，內(nèi)部平均人口密度達(dá)到了543 人/km2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了全國(guó)平均水平，結(jié)合當(dāng)前流域防洪安全情勢(shì)和需求，嚴(yán)格控制蓄滯洪區(qū)內(nèi)部人口增長(zhǎng)任務(wù)越來(lái)越迫切[3]。在過(guò)去11 a 間，社會(huì)生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅度增加，固定資產(chǎn)總值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)的比重較大，整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快。同時(shí)，海河流域蓄滯洪區(qū)耕地面積有減少趨勢(shì)。

2.2 不同行政區(qū)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)信息差異

海河流域蓄滯洪區(qū)涉及河北、河南、天津、北京、山東5省（直轄市），以2014年為統(tǒng)計(jì)復(fù)核水平年，主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表1。

由表1 可知，蓄滯洪區(qū)內(nèi)河北省除工業(yè)總產(chǎn)值排第二位外，其余指標(biāo)均為區(qū)內(nèi)最大，總?cè)丝谡急?5.84%，耕地占比61.79%、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占比55.65%，社會(huì)總產(chǎn)值占比47.22%，固定資產(chǎn)總值占比45.73%；天津市工業(yè)總產(chǎn)值占比最大，占全區(qū)總量的43.67%，其他指標(biāo)均僅次于河北省；山東省的總?cè)丝谧钌伲槐本┦械母孛娣e、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)總產(chǎn)值、社會(huì)總產(chǎn)值、固定資產(chǎn)總值最小。從人均水平來(lái)看，蓄滯洪區(qū)內(nèi)河南省人均社會(huì)總產(chǎn)值最小為2.27 萬(wàn)元，山東省最大為18.79 萬(wàn)元，天津次之為9.03 萬(wàn)元；山東、天津2 省市人均固定資產(chǎn)總值比較高，分別為5.17萬(wàn)、4.44萬(wàn)元。通過(guò)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)信息統(tǒng)計(jì)比較，可以看出，海河流域蓄滯洪區(qū)內(nèi)不同行政區(qū)之間主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)信息差異很大，河北、天津2 省市是區(qū)內(nèi)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)比重較大的地區(qū)，天津市以工業(yè)產(chǎn)值為主，河北省以農(nóng)業(yè)產(chǎn)值為主，山東省人均社會(huì)生產(chǎn)總值最高。

表1 海河流域蓄滯洪區(qū)不同行政區(qū)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

2.3 不同河系主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)信息差異

海河流域蓄滯洪區(qū)涉及北三河、永定河、大清河、子牙河、漳衛(wèi)河5 條河系，主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表2。

表2 海河流域蓄滯洪區(qū)不同河系主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

由表2 可知，大清河系蓄滯洪區(qū)面積占比達(dá)到50%，系內(nèi)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)比重在全流域蓄滯洪區(qū)內(nèi)較大，工業(yè)總產(chǎn)值、GDP 和固定資產(chǎn)總值占比分別為60%、59%和57%。經(jīng)濟(jì)社會(huì)重心主要分布在大清河、子牙河一帶，人口、GDP 和固定資產(chǎn)總值占比均達(dá)到了河系整體的70%以上。從人均來(lái)看，北三河系內(nèi)人均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、固定資產(chǎn)總值最大，分別為1.33萬(wàn)、2.81萬(wàn)元；永定河系內(nèi)人均GDP最高，為5.69 萬(wàn)元；大清河系內(nèi)人均工業(yè)總產(chǎn)值最大達(dá)7.01萬(wàn)元，人均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值最低為0.61 萬(wàn)元。從單位面積經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，漳衛(wèi)河系內(nèi)蓄滯洪區(qū)在農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)總產(chǎn)值、固定資產(chǎn)總值和GDP 上，均顯著高于其他河系，分別為684.5 萬(wàn)、5 282.29萬(wàn)、1 341.36萬(wàn)和3 227.33 萬(wàn)元/km2；永定河系、大清河系內(nèi)單位面積農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值較低；子牙河系內(nèi)單位面積工業(yè)總產(chǎn)值、GDP 最低；永定河系內(nèi)單位面積固定資產(chǎn)總值最低，其次為子牙河系。蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)及效益表現(xiàn)在不同河系間差異較大，應(yīng)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)復(fù)核與優(yōu)化管理。

3 數(shù)字孿生流域蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)建設(shè)思路

由前文可知，蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況在不斷變化中，從河系、行政的角度分析，差異明顯。及時(shí)掌握這些變化規(guī)律及趨勢(shì)，有助于管理部門(mén)制定科學(xué)合理的洪水調(diào)度決策方案，在洪災(zāi)發(fā)生時(shí)盡可能減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。此外，經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)還是災(zāi)情評(píng)估及洪水調(diào)度決策調(diào)整的數(shù)據(jù)支撐和有力依據(jù)。因此，如何快速精準(zhǔn)地掌握經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)，使之在數(shù)字孿生流域建設(shè)中能為完善業(yè)務(wù)規(guī)則、構(gòu)建知識(shí)圖譜和水利專業(yè)模型發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)在蓄滯洪區(qū)防洪管理中的數(shù)字映射、智能模擬。

數(shù)字孿生流域是以物理流域?yàn)閱卧?、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)的智慧水利模型平臺(tái)，可以對(duì)物理流域全要素和水利治理管理活動(dòng)全過(guò)程的數(shù)字化映射、智能化模擬，并實(shí)現(xiàn)與物理流域同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化。蓄滯洪區(qū)是數(shù)字孿生流域建設(shè)防洪工作中的重要組成部分，主要涉及數(shù)據(jù)建設(shè)、模型建設(shè)、知識(shí)圖譜建設(shè)等。數(shù)據(jù)建設(shè)包括蓄滯洪區(qū)DOM 和DEM 等空間數(shù)據(jù)、蓄滯洪區(qū)水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)以及跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)。其中，經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)可主要通過(guò)行業(yè)共享的方式獲取。數(shù)據(jù)共享需要在完善的共享管理制度下開(kāi)展，通過(guò)符合共享標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的操作平臺(tái)，在網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)督機(jī)制的規(guī)范下，明確業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)共享規(guī)則，實(shí)現(xiàn)通用接口的數(shù)據(jù)共享。通過(guò)共享得到的經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)，將參與到數(shù)據(jù)模型、水利知識(shí)圖譜、水利專業(yè)模型等的建設(shè)和運(yùn)行中。蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)共享建設(shè)思路，如圖1所示。

圖1 蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)共享建設(shè)思路

4 思考與建議

通過(guò)對(duì)海河流域蓄滯洪區(qū)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析，可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人口數(shù)量的增長(zhǎng)，蓄滯洪區(qū)在承擔(dān)防洪、蓄洪等多種功能的同時(shí)，已經(jīng)成為事實(shí)上的居住聚集區(qū)和農(nóng)業(yè)與工業(yè)區(qū)。保障區(qū)內(nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全，協(xié)調(diào)處理好分蓄洪區(qū)和區(qū)內(nèi)發(fā)展關(guān)系，迫切需要加強(qiáng)蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)基礎(chǔ)信息建設(shè)與優(yōu)化管理。隨著數(shù)字孿生流域建設(shè)工作的開(kāi)展，蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)的時(shí)效性、精準(zhǔn)性和信息化管理水平亟需提升。在此，針對(duì)流域蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)提出幾點(diǎn)建議。

（1）加大對(duì)流域蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施信息建設(shè)的投入力度，加強(qiáng)對(duì)蓄滯洪區(qū)基礎(chǔ)信息相關(guān)系統(tǒng)的管理與完善，研究構(gòu)建蓄滯洪區(qū)基礎(chǔ)信息知識(shí)圖譜，做好數(shù)據(jù)治理與挖掘，夯實(shí)流域水利數(shù)字化、智能化建設(shè)的基礎(chǔ)。目前，海河流域蓄滯洪區(qū)基礎(chǔ)信息還不能適應(yīng)蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理要求，是蓄滯洪區(qū)這一防洪體系薄弱環(huán)節(jié)中的“薄弱環(huán)節(jié)”。海河流域大部分蓄滯洪區(qū)多年未啟用，區(qū)內(nèi)人口數(shù)量較多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強(qiáng)，一些蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)相關(guān)資料的準(zhǔn)確性和可靠性不能滿足洪水調(diào)度決策、災(zāi)情評(píng)估等工作要求，需要常態(tài)化、動(dòng)態(tài)化、系統(tǒng)化進(jìn)行經(jīng)濟(jì)社會(huì)資料收集整理和復(fù)核入庫(kù)，形成一套全面、完整、準(zhǔn)確的蓄滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo)等的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、數(shù)字成果，以更好地促進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)。

（2）積極與國(guó)土空間規(guī)劃對(duì)接，加強(qiáng)資源整合與共享，實(shí)現(xiàn)空間及相關(guān)基礎(chǔ)信息互聯(lián)互通[4]。在國(guó)土空間規(guī)劃語(yǔ)境和空間體系下，對(duì)全域、全要素的關(guān)注已成為共識(shí)，特別是“三生”空間對(duì)土地用途、功能的管制，強(qiáng)調(diào)各種空間要素和資源要素的利用和科學(xué)配置，與流域蓄滯洪區(qū)防洪體系布局、區(qū)內(nèi)土地資源合理利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)要素管理關(guān)系密切，應(yīng)加強(qiáng)蓄滯洪區(qū)基礎(chǔ)信息、水文水情信息與國(guó)土空間信息數(shù)據(jù)聯(lián)系和統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)蓄滯洪區(qū)數(shù)據(jù)資源的跨部門(mén)、跨層級(jí)、跨業(yè)務(wù)、跨系統(tǒng)的融合與共享，推動(dòng)區(qū)內(nèi)土地資源及各類要素空間信息動(dòng)態(tài)更新與高效管理，根據(jù)國(guó)土空間規(guī)劃、流域防洪規(guī)劃等，優(yōu)化行蓄滯洪區(qū)布局，明確行蓄滯洪功能要求，實(shí)施行蓄滯洪工程建設(shè)，確保行蓄滯洪區(qū)有效運(yùn)用。

（3）積極對(duì)接和融入海河數(shù)字流域智慧建設(shè)工作[5]，充分考慮新一代信息技術(shù)與區(qū)內(nèi)工作業(yè)務(wù)的深入融合，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，著力整合下墊面條件、水文、水利工程、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等資源和已有基礎(chǔ)設(shè)施信息化工作，制定具有預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的流域蓄滯洪區(qū)智慧管理應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)一步明確當(dāng)前和今后一段時(shí)期蓄滯洪區(qū)信息化建設(shè)任務(wù)書(shū)、時(shí)間表和路線圖，使之成為“十四五”流域信息化建設(shè)與管理的重點(diǎn)內(nèi)容。