河湖保护数字化管理应用的研究与实践

摘要：河流湖泊是我国的天然资源和生态屏障，对维护生态平衡、保障水资源安全、推动区域经济与社会可持续发展具有十分重要的意义。但是，目前我国的江河湖泊治理模式还存在着信息孤岛、响应滞后、决策效率不高等问题，无法适应新时期的河流湖泊保护和治理需要。为此，研究并运用数字技术对湖泊进行有效的管理，是提高湖泊管理效率的一个重要方法。

关键词：河湖保护；数字化；管理；应用

河湖长制的出现与实施，是推进国家水环境治理制度的创新举措，进一步加强了对河流湖泊的全方位保护。在当前河湖管理工作日趋艰巨的情况下，数字化在湖泊治理中所起到的作用将会更加显著，因此，要充分利用好湖泊信息化平台的功能，推动河湖管理中的各项关键工作的实施，使其在日常工作中得到规范化的提高，为河湖长制工作赋能，从而达到事半功倍的效果

一、河湖保护数字化管理平台建设

（一）平台架构设计

为了更好地进行河湖资源的有效利用和保护，必须遵循科学、实用和可扩展的基本原理。整个系统按照层次结构，由下至上分为数据层、支撑层、应用层、展示层。其中，数据层是对流域水质、水量、地形地貌等多源数据的融合，以及社会经济和环境法律法规等方面的综合利用。支撑层为整个系统的运营提供了必要的支持，包括数据的存储、处理、分析、安全等。在应用层，整合了河流监测、预警、水资源管理、污染防治、执法监管等多个服务平台，以适应不同客户的需要。展示层提供了直观方便的用户操作体验，并提供了多个终端的接入和即时的数据分享和互动功能。另外，该系统还需要具有很强的可扩充能力，可以随着工作要求的变化与社会科技的发展，对各个功能模块进行适当的扩充和修改，以满足日益增长的河湖管理需要[1]。

（二）平台功能开发

平台功能开发是实现河湖保护数字化管理的核心，需围绕河湖管理的业务需求和工作流程，开发一系列实用、便捷的功能模块。通过对水质监测与预警功能，对各项水质参数进行动态监控与分析，一旦超出设置的临界值，就会向有关部门提出相应的警告。同时，通过建立水质历史数据，对未来的发展趋势进行预测，为污染源追溯提供数据支持。其中，水利部门的职能包括水量监控、规划编制、工程调度等。通过对河流和湖泊的水位、流量等资料的实时监控，了解流域内的水资源状况，提出科学的用水规划方案，达到水资源最优分配的目的。同时，要建立水资源调度模型，根据实际情况进行水资源的科学调配，提高水资源的利用效率。

河流的生态环境保护主要是指河流、湖泊的生态环境的保护与恢复。通过对河湖水体中浮游生物、底栖动物等水生生物的监测，评估其生态环境的健康程度，并有针对性地提出相应的生态防护与恢复对策。并且通过构建河湖的生态补偿制度，调动各方面的积极性和主动性，鼓励社会力量参与河湖生态保护。工程设施管理功能是指对河流、湖泊等水利设施实施有效的管理与维护。通过对项目设备的基本信息、运行状况及维修状况的记载，对项目设备进行动态的监控和管理，并且编制确定设备维修方案，对设备进行日常维修保养，以保证设备的安全运转。

（三）平台安全保障

技术层面，采取包括网络安全、数据安全和程序安全在内的多级安全保护系统。对于网络安全方面，应建立防火墙、入侵检测及密码通道，以防范外来的入侵与资料泄漏。对于数据的安全性，应采取加密、备份、恢复等措施来保证数据的完整性与有效性。在软件系统的安全性研究中，需要针对不同类型的软件进行安全性审核与缺陷修补，以防范系统中的恶意入侵与数据篡改。

管理层面，要建立完善的安全管理制度和流程，确定各个单位及个人的安全责任及职权范围。同时，应强化对平台用户的身份验证与权限管理，保证系统中的重要数据及各功能组件只能由经授权的人使用。同时，要定期对平台的安全状况进行评估和检查，及时发现和解决安全隐患。

制度层面，应建立相应的法律法规、政策等，对平台的建设、运营与管理进行统一管理。要强化数据的安全保障与管理，界定数据所有权、使用权与分享权利，避免数据的过度使用与泄漏。并且还需要构建相应的突发事件应对机制，确保在突发事件的情况下，对其进行有效的处置，将其造成的损失和影响降到最低[2]。

二、河湖保护数字化管理的应用

（一）四乱管理

利用卫星遥感和地理信息系统等现代技术手段，可以对河流和湖泊进行全面、实时的监测。通过卫星遥感图像，可以清楚地了解河湖周围的用地状况，如果有可疑的占用和建设用地，将会得到及时的警告。通过图像的动态对照与分析，可以发现新的违章建设、违法占地、侵占河流等问题。同时，通过对关键部位的高分辨率影像获取，并与无人机巡查相结合，实现对关键部位的有效管理，以补充卫星遥感在局部地区的缺失，提升监测的精度。

在数据处理上，构建河湖“四乱”问题的数据库，可以对发现的问题进行及时、详细的记载，明确其发生的地点、时间和问题类型。运用大数据分析方法，深度挖掘城市“四乱”现象发生的地区及发生的规律，为下一步治理工作的开展奠定基础。在治理的全过程中，通过网络的数据交换，使各个有关单位能够及时了解治理的进展情况，加强协作，提高工作的效能。同时，还可以对治理的成效进行追踪和评价，保证问题的根本解决，防止出现反弹[3]。

（二）天眼巡查

天眼巡查方式，是通过安装在河流湖泊周围的高清摄像机和视频监测设备，对河流和湖泊进行全方位的不间断的监视。该系列摄像机分辨率高、视角广，能够实现对河流、湖泊等重要区域的监控。监控系统可以对现场的情况进行实时的拍摄，并通过互联网向监控中心传送。通过监控中心的大显示屏，人员可以看到河流和湖泊的真实状况，并能及时地察觉到一些不正常的采砂船活动和水面上漂浮物的堆积。另外，天眼巡查也可以与其他的数字监管体系进行整合，例如通过 GIS技术实现对各个相机点的定位及监测区域的可视化显示；通过开发手机端应用，使工作人员可以在任何时间、任何地点查询监控录像，接收警报，保证各种紧急状况都能得到快速的反应和处置[4]。

（三）河长制

通过构建河长制数字化管理平台，对各级河长履职情况进行全程监督。在平台上，每位河长都有自己的专属账号，可以随时查看自己巡河的情况，如时间、路线、遇到的问题等等。此外，该系统还能对河长的巡河情况进行实时的统计与分析，形成巡河报表，使其巡河次数、处理情况等各项指标一目了然，方便上级主管机关对其工作进行考核和评价。同时，数字化管理平台也为各河长、各有关单位搭建了交流和合作的框架。在巡查期间，如果遇到问题，可以将问题反馈到系统中，并一键指派给相关的责任部门进行处理。各责任单位收到委托后，应在指定时限之内将结果进行反馈，并对该流程进行跟踪，从而达到对问题的处置闭环管理的目的。并且，借助 GIS、大数据等手段，将江河湖泊基础情况、水质状况、生态环境等信息可视化呈现于平台之上，从而为河长制定科学、合理的河流管理规划提供决策支持。此外，公众还可以利用电话、电子邮件、网络平台等多种途径，积极开展河长制工作，对“河长”职责进行举报和监督，营造全民共治的良好环境[5]。

三、结束语

总之，通过对河湖保护数字化管理的应用，证明数字技术对于提高湖泊保护效率、优化资源配置和提高应急响应水平都有着重要的意义。通过实时监测、数据分析、智能化决策等手段，实现对河流生态系统的科学化、精细化管理与保护，为实现流域可持续发展提供重要支撑。在此过程中，通过对数字管理方法的进一步完善，使我国的河流湖泊保护工作进入智能化和精细化的新时期，从而为我国的水资源可持续开发、生态环境稳定向好发展打下良好的基础。

参考文献：

[1]刘功江.数字技术赋能河湖长制工作实践与思考[J].当代农机,2024,(10):98-100.

[2]刘娟.数字技术赋能河湖长制的时代意蕴、内在机理、挑战与进路[J].湖北文理学院学报,2024,45(10):30-35.

[3]丰慧,王荣华,卢婷,等.河湖长制综合管理数字化平台建设的现状、困境与展望[J].水利水电科技进展,2024,44(04):89-100.

[4]俞月阳.河湖保护数字化管理应用的研究与实践[J].水电站机电技术,2023,46(06):42-44.

[5]李鑫,周永伟.河湖治理保护“数字化赋能”的思考[J].水利发展研究,2023,23(04):49-52.