河南省水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

何明月，李君宇，馬松增，張顥文，盧寧

（1.河南省水利勘測(cè)有限公司，河南 鄭州 450000；2.鄭州大學(xué)管理工程學(xué)院，河南 鄭州 450000；3.河南省水土保持監(jiān)測(cè)總站，河南 鄭州 450000）

0 引言

水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)是河南省水土保持信息化平臺(tái)建設(shè)的重要內(nèi)容之一，是全省水土保持信息化工作的重要組成部分。該系統(tǒng)以水土保持綜合治理工程為基本管理單元，實(shí)現(xiàn)水土保持治理工程全周期的信息化、精細(xì)化管理，以期規(guī)范水土保持生態(tài)工程建設(shè)管理行為，提高行政管理部門(mén)的監(jiān)管效率和能力。

1 系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)基于GIS平臺(tái)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)水土保持綜合治理工程的前期管理、計(jì)劃管理、施工管理、項(xiàng)目檢查、項(xiàng)目驗(yàn)收、示范工程創(chuàng)建等全過(guò)程管理，支持對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)、在建工程、竣工驗(yàn)收等成果進(jìn)行精細(xì)化圖斑復(fù)核，提高治理工程成果質(zhì)量。支持淤地壩工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、巡查等專(zhuān)題管理，滿足行政管理部門(mén)、監(jiān)測(cè)站管理人員、巡查人員等不同用戶的使用需求，全面提高水土保持工程項(xiàng)目管理信息化水平。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)主要包括重點(diǎn)工程綜合治理、示范工程創(chuàng)建管理、淤地壩數(shù)據(jù)管理、重點(diǎn)防治區(qū)管理四個(gè)子系統(tǒng)和綜合治理效益評(píng)價(jià)模型。系統(tǒng)以小流域?yàn)閱卧?，按流域和行政兩種空間邏輯進(jìn)行一體化協(xié)同管理，以項(xiàng)目、項(xiàng)目區(qū)、小流域三級(jí)空間分布，將小流域現(xiàn)狀和治理措施落實(shí)到地塊，實(shí)現(xiàn)小流域綜合治理的精細(xì)化管理，滿足不同層次水土保持部門(mén)對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、實(shí)施管理、檢查驗(yàn)收、效益評(píng)價(jià)等信息進(jìn)行上報(bào)、管理與分析的需要，規(guī)范水土保持生態(tài)工程建設(shè)管理行為，提高管理效率和水平。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 重點(diǎn)工程綜合治理子系統(tǒng)

重點(diǎn)工程綜合治理子系統(tǒng)主要為國(guó)家、流域、省、市、縣五級(jí)用戶提供治理過(guò)程中項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、計(jì)劃管理、方案上報(bào)、施工過(guò)程、項(xiàng)目檢查、項(xiàng)目驗(yàn)收等信息的同步、上報(bào)、審核，以及對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)、在建項(xiàng)目、竣工驗(yàn)收等過(guò)程的成果進(jìn)行復(fù)核，實(shí)現(xiàn)對(duì)治理工程項(xiàng)目的全生命周期過(guò)程管理。

重點(diǎn)工程綜合治理子系統(tǒng)主要包括項(xiàng)目管理和信息化監(jiān)管兩個(gè)功能模塊。

3.1.1 項(xiàng)目管理模塊

項(xiàng)目管理模塊主要包括綜合信息、前期管理、施工管理、檢查驗(yàn)收、綜合檢查、統(tǒng)計(jì)報(bào)表六個(gè)子模塊。

3.1.1.1 綜合信息子模塊

主要提供綜合治理項(xiàng)目信息總覽，可以以項(xiàng)目區(qū)名、監(jiān)管年份、項(xiàng)目市縣等條件，快速查詢定位相關(guān)治理工程，并以圖表方式直觀展示治理工程措施布局的分布、類(lèi)型、項(xiàng)目區(qū)邊界、數(shù)量以及項(xiàng)目過(guò)程屬性信息等。

3.1.1.2 前期管理子模塊

主要實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)治理工程的國(guó)家規(guī)劃、省縣規(guī)劃分解、國(guó)家計(jì)劃、省級(jí)計(jì)劃、計(jì)劃分解、前期相關(guān)文檔、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備等前期管理過(guò)程中涉及的相關(guān)文檔信息的上報(bào)、審核、管理、查詢等功能。主要包括國(guó)家規(guī)劃、省縣規(guī)劃、項(xiàng)目措施、措施定義、實(shí)施方案、前期文檔、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備、國(guó)家計(jì)劃、計(jì)劃分解、省級(jí)計(jì)劃、項(xiàng)目區(qū)計(jì)劃十一個(gè)功能。

3.1.1.3 施工管理子模塊

主要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工過(guò)程中的招標(biāo)準(zhǔn)備、招標(biāo)結(jié)果信息、項(xiàng)目委托信息、村民自建信息、項(xiàng)目開(kāi)工信息、月進(jìn)度信息、項(xiàng)目完工信息的過(guò)程信息上報(bào)、審核、管理、查詢等功能。主要包括招標(biāo)準(zhǔn)備、招標(biāo)信息、委托信息、村民自建、開(kāi)工信息、月進(jìn)度信息、完工信息七個(gè)功能。

3.1.1.4 檢查驗(yàn)收子模塊

主要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的項(xiàng)目檢查，項(xiàng)目驗(yàn)收準(zhǔn)備材料、項(xiàng)目驗(yàn)收等信息的上報(bào)、審核、管理、查詢等功能。主要包括項(xiàng)目檢查、驗(yàn)收準(zhǔn)備、項(xiàng)目驗(yàn)收三個(gè)功能。

3.1.1.5 綜合檢查子模塊

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)的治理工程項(xiàng)目的檢查信息統(tǒng)計(jì)、查詢、展示等功能。

3.1.1.6 統(tǒng)計(jì)報(bào)表子模塊

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)的重點(diǎn)治理工程的項(xiàng)目進(jìn)度、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備、資金整合等信息的上報(bào)、審核、管理、查詢，提供自定義報(bào)表編輯功能以滿足用戶需求，統(tǒng)計(jì)提供區(qū)域內(nèi)治理工程的各類(lèi)工程措施統(tǒng)計(jì)查詢等。主要包括進(jìn)度總表、進(jìn)度分縣表、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備總表、資金整合總表、資金整合分縣表五個(gè)功能。

3.1.2信息化監(jiān)管模塊

信息化監(jiān)管模塊主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)治理工程項(xiàng)目的規(guī)劃、建設(shè)、竣工、效果四個(gè)階段的監(jiān)管，利用衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)航攝等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的措施布局解譯，復(fù)核措施布局的合理性、符合性、完成率、合格率等信息，保證項(xiàng)目治理工程質(zhì)量，評(píng)估項(xiàng)目治理效果。

信息化監(jiān)管模塊主要包括規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)核、在建項(xiàng)目核查、竣工項(xiàng)目抽查、實(shí)施效果評(píng)估四個(gè)子模塊。

3.1.2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)核子模塊

實(shí)現(xiàn)對(duì)前期規(guī)劃的工程措施布局的合理性進(jìn)行復(fù)核，提供規(guī)劃設(shè)計(jì)措施布局的查詢、復(fù)核的解譯標(biāo)志、解譯圖斑、措施復(fù)核結(jié)果以及現(xiàn)場(chǎng)抽查驗(yàn)證結(jié)果等信息的查詢、管理等功能。主要包括措施布局、解譯標(biāo)志、解譯圖斑、措施復(fù)核、抽查驗(yàn)證五個(gè)功能。

3.1.2.2 在建項(xiàng)目核查子模塊

實(shí)現(xiàn)對(duì)在建項(xiàng)目的工程措施信息進(jìn)行核查，確定項(xiàng)目施工的措施是否與設(shè)計(jì)措施一致，是否按照要求的邊界進(jìn)行實(shí)施，提供核查的解譯標(biāo)志、解譯圖斑、復(fù)核措施結(jié)果等信息的錄入、查詢、管理等功能。主要包括解譯標(biāo)志、圖斑核查、圖斑矢量化三個(gè)功能。

3.1.2.3 竣工項(xiàng)目抽查子模塊

實(shí)現(xiàn)對(duì)竣工驗(yàn)收的項(xiàng)目進(jìn)行抽查，確定驗(yàn)收的質(zhì)量合格情況、措施完成情況、措施符合情況，提供竣工抽查的解譯標(biāo)志、圖斑抽查、圖斑矢量化等信息錄入、查詢、管理，同時(shí)提供對(duì)抽查結(jié)果分析、計(jì)算等功能。主要包括解譯標(biāo)志、圖斑抽查、圖斑矢量化、抽查結(jié)果分析四個(gè)功能。

3.1.2.4 實(shí)施效果評(píng)估子模塊

實(shí)現(xiàn)對(duì)治理工程的實(shí)施效果進(jìn)行對(duì)比分析，提供包括水土流失治理度、水土保持措施保存率、林草植被覆蓋情況、水土流失消長(zhǎng)情況等年度效果對(duì)比分析，包括年度分類(lèi)效果信息錄入、查詢、管理等功能。主要包括解譯標(biāo)志、水土保持圖斑、水土保持措施、實(shí)施效果評(píng)估四個(gè)功能。

3.2 示范工程創(chuàng)建管理子系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明清潔小流域、生態(tài)村、科技生態(tài)園示范工程等信息的采集管理、展示統(tǒng)計(jì)。管理示范工程生態(tài)治理、保護(hù)措施數(shù)據(jù)以及管理機(jī)構(gòu)、設(shè)施、人員等信息。按照水土保持生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設(shè)示范工程的檢查考核、日常管理和變更等信息進(jìn)行管理、提高水土保持生態(tài)文明建設(shè)管理水平。

示范工程創(chuàng)建管理子系統(tǒng)主要包括申報(bào)管理、考核評(píng)估、日常管理、變更四個(gè)功能模塊。

申報(bào)管理模塊：實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設(shè)示范工程的申報(bào)、受理、審核、批復(fù)等工作的網(wǎng)絡(luò)化操作管理。

考核評(píng)估模塊：按照水土保持生態(tài)文明建設(shè)的要求，對(duì)生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設(shè)示范工程的考核評(píng)估信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

日常管理模塊：管理示范工程生態(tài)治理、保護(hù)措施數(shù)據(jù)以及管理機(jī)構(gòu)、設(shè)施、人員等信息。實(shí)現(xiàn)在地圖上直觀地展示生態(tài)清潔小流域數(shù)量、空間分布、基礎(chǔ)信息及每條小流域內(nèi)各項(xiàng)治理措施的位置、范圍及其屬性信息。同時(shí)，可以通過(guò)組合條件進(jìn)行查詢檢索，并支持對(duì)檢索結(jié)果空間及圖表的聯(lián)動(dòng)展示。提供對(duì)示范工程生態(tài)治理、保護(hù)措施數(shù)據(jù)以及管理機(jī)構(gòu)、設(shè)施、人員等信息的維護(hù)功能。

變更模塊：對(duì)生態(tài)文明清潔小流域示范工程、水土保持生態(tài)文明建設(shè)示范工程的變更信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，包括檢索、維護(hù)等功能?？梢酝ㄟ^(guò)組合條件進(jìn)行查詢檢索，按行政區(qū)劃（全市、各區(qū)縣）查詢、按從屬項(xiàng)目類(lèi)型查詢、按變更日期查詢。

3.3 淤地壩數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

淤地壩數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)包括淤地壩安全監(jiān)測(cè)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理兩個(gè)模塊，接入淤地壩實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析大壩安全情況，對(duì)于超預(yù)警位移、雨量、水位等進(jìn)行預(yù)警。

淤地壩安全監(jiān)測(cè)模塊。在一張圖上匯總實(shí)時(shí)顯示淤地壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括變形、位移、應(yīng)力、水位、雨量等信息。實(shí)現(xiàn)淤地壩預(yù)警功能。根據(jù)系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的預(yù)警指標(biāo)，當(dāng)系統(tǒng)判定達(dá)到閾值以后發(fā)出提示信息，以短信、屏幕報(bào)警或聲光報(bào)警等方式發(fā)出告警信息并支持手機(jī)短信方式收發(fā)預(yù)警信息。通過(guò)提取淤地壩的實(shí)時(shí)水位、雨量、現(xiàn)場(chǎng)照片、堤壩地理位置、周?chē)h(huán)境和應(yīng)急預(yù)案等資料信息，為防汛抗旱應(yīng)急指揮提供支持。

淤地壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊。實(shí)現(xiàn)對(duì)全省所有淤地壩的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，并對(duì)所有淤地壩建立檔案，包括建設(shè)時(shí)間、出現(xiàn)問(wèn)題、生產(chǎn)加固情況、整改情況和監(jiān)督檢查意見(jiàn)等信息。實(shí)現(xiàn)淤地壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理，管理其圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。支持新增、刪除、信息更新、檢索等操作。實(shí)現(xiàn)對(duì)淤地壩的圖片、視頻信息的管理功能，包括圖片和視頻的上傳，更新、保存等功能。

3.4 重點(diǎn)防治區(qū)管理子系統(tǒng)

對(duì)水土流失重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)劃分成果實(shí)行圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化綜合管理，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)防治區(qū)劃類(lèi)型、面積、分布等信息的快速查詢檢索、瀏覽顯示和成果打印輸出，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)防治區(qū)信息的實(shí)時(shí)更新和維護(hù)，同時(shí)支撐重點(diǎn)防治區(qū)變更管理工作，深入推進(jìn)水土保持重點(diǎn)防治區(qū)管理政策和制度的落實(shí)。

系統(tǒng)提供根據(jù)區(qū)劃名稱(chēng)、區(qū)劃類(lèi)型（重點(diǎn)治理區(qū)、重點(diǎn)預(yù)防區(qū)）、面積、分布情況等進(jìn)行檢索，檢索成果以圖表方式展示；系統(tǒng)提供根據(jù)查詢條件，展示所選條件下的成果內(nèi)容，展示成果內(nèi)容包括重點(diǎn)治理區(qū)和預(yù)防區(qū)分布圖、土地利用圖表、林草植被覆蓋度圖表等。系統(tǒng)提供對(duì)展示的成果進(jìn)行打印，包括重點(diǎn)治理區(qū)和預(yù)防區(qū)分布圖、土地利用圖表、林草植被覆蓋度圖表等；系統(tǒng)提供對(duì)土地利用、林草植被覆蓋度等數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，可以批量更改，批量更改需遵循模板格式。

3.5 綜合治理效益評(píng)價(jià)模型

構(gòu)建適用于河南省小流域綜合治理效益評(píng)價(jià)模型，以小流域綜合治理圖斑為計(jì)算單元，利用治理圖斑治理前后坡長(zhǎng)、坡度、植被覆蓋度等數(shù)據(jù)作為計(jì)算數(shù)據(jù)源，量化計(jì)算出小流域綜合治理工程治理效益，為監(jiān)督檢查、項(xiàng)目驗(yàn)收、績(jī)效評(píng)價(jià)和后續(xù)小流域綜合治理工程選址、措施布設(shè)、綜合治理工作績(jī)效評(píng)價(jià)提供參考和依據(jù)。效益評(píng)價(jià)模型主要考慮生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益這三方面的綜合效益。

生態(tài)效益是通過(guò)對(duì)流域或區(qū)域的之別種類(lèi)、植被覆蓋率、土地利用率、改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)、改善小氣候等指標(biāo)，在不同治理措施配置、不同程度情況下的變化過(guò)程分析。

經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)是通過(guò)對(duì)流域或區(qū)域的糧食產(chǎn)出水平、人均產(chǎn)值、人均收入、促進(jìn)退耕還林還草的面積指標(biāo)，應(yīng)用投入產(chǎn)出模型、影子價(jià)格等方法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。

社會(huì)效益評(píng)價(jià)是通過(guò)對(duì)流域或區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、土地生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、土地利用結(jié)構(gòu)、農(nóng)村生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、環(huán)境容量、恩格爾系數(shù)、人均醫(yī)療資源占有比率、道路網(wǎng)密度等指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行社會(huì)效益評(píng)價(jià)。

4 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

4.1 綜合治理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)

采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，按照批準(zhǔn)的水土保持綜合治理實(shí)施方案和下達(dá)的年度任務(wù)，以小流域?yàn)榛A(chǔ)，以地塊為作業(yè)設(shè)計(jì)單元，將水土保持治理措施落實(shí)到電子地塊圖斑上，完成繪制以地形圖為底圖的小流域水土保持措施布局圖、典型水土保持措施模式圖和設(shè)計(jì)圖等，實(shí)現(xiàn)綜合治理項(xiàng)目水土保持措施類(lèi)型、數(shù)量和分布的統(tǒng)計(jì)和報(bào)表輸出，提升綜合治理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的信息化水平，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

4.2 綜合治理項(xiàng)目實(shí)施管理

對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃、可行性研究報(bào)告、小流域初步設(shè)計(jì)等信息的全面管理，并實(shí)現(xiàn)以小流域?yàn)閱卧?，按流域和行政兩種管理邏輯對(duì)綜合治理項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)化查詢、檢索。項(xiàng)目進(jìn)度管理主要實(shí)現(xiàn)各類(lèi)水土保持措施完成情況、建設(shè)質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，確保項(xiàng)目按期完成。項(xiàng)目檢查驗(yàn)收管理主要通過(guò)與項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況的自動(dòng)化對(duì)比，完成項(xiàng)目檢查、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)工作。

4.3 綜合治理情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)各級(jí)項(xiàng)目管理部門(mén)，實(shí)現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的全域范圍內(nèi)水土保持綜合治理項(xiàng)目顯示，實(shí)現(xiàn)按項(xiàng)目、項(xiàng)目類(lèi)型、實(shí)施年度、治理措施等進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)圖表。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)既能反映一個(gè)項(xiàng)目的治理情況，也能打破項(xiàng)目界限按不同措施或年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)信息能自動(dòng)存入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.4 系統(tǒng)用戶管理

系統(tǒng)用戶包括河南省水利廳用戶、水土保持監(jiān)測(cè)站網(wǎng)用戶、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目參建單位用戶、技術(shù)支撐單位等，實(shí)現(xiàn)水土保持創(chuàng)建工作、重點(diǎn)防治區(qū)管理、重點(diǎn)工程綜合管理、淤地壩數(shù)據(jù)管理、綜合治理項(xiàng)目視頻監(jiān)控、水土保持治理考核評(píng)估等業(yè)務(wù)功能，以滿足不同層次水土保持部門(mén)對(duì)重點(diǎn)工程綜合治理的不同需求，以期規(guī)范水土保持生態(tài)工程建設(shè)管理行為，提高管理效率和水平。

5 結(jié)語(yǔ)

河南省水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)是全省水土保持信息化工作的重要組成部分，該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)運(yùn)行管理，無(wú)論是對(duì)行政管理用戶，還是對(duì)參建單位、監(jiān)測(cè)用戶，使用起來(lái)更加簡(jiǎn)潔、方便，工作效率大幅提升，真正實(shí)現(xiàn)了“水利工程補(bǔ)短板，水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的目標(biāo)。