河南省水土保持综合治理与效益评价系统设计

何明月，李君宇，马松增，张颢文，卢宁

（1.河南省水利勘测有限公司，河南 郑州 450000；2.郑州大学管理工程学院，河南 郑州 450000；3.河南省水土保持监测总站，河南 郑州 450000）

0 引言

水土保持综合治理与效益评价系统是河南省水土保持信息化平台建设的重要内容之一，是全省水土保持信息化工作的重要组成部分。该系统以水土保持综合治理工程为基本管理单元，实现水土保持治理工程全周期的信息化、精细化管理，以期规范水土保持生态工程建设管理行为，提高行政管理部门的监管效率和能力。

1 系统概述

该系统基于GIS平台开发，实现水土保持综合治理工程的前期管理、计划管理、施工管理、项目检查、项目验收、示范工程创建等全过程管理，支持对规划设计、在建工程、竣工验收等成果进行精细化图斑复核，提高治理工程成果质量。支持淤地坝工程的实时监测、预警、巡查等专题管理，满足行政管理部门、监测站管理人员、巡查人员等不同用户的使用需求，全面提高水土保持工程项目管理信息化水平。

2 系统总体设计

水土保持综合治理与效益评价系统主要包括重点工程综合治理、示范工程创建管理、淤地坝数据管理、重点防治区管理四个子系统和综合治理效益评价模型。系统以小流域为单元，按流域和行政两种空间逻辑进行一体化协同管理，以项目、项目区、小流域三级空间分布，将小流域现状和治理措施落实到地块，实现小流域综合治理的精细化管理，满足不同层次水土保持部门对项目规划设计、实施管理、检查验收、效益评价等信息进行上报、管理与分析的需要，规范水土保持生态工程建设管理行为，提高管理效率和水平。系统总体设计图如图1所示。

图1 系统总体设计图

3 系统功能设计

3.1 重点工程综合治理子系统

重点工程综合治理子系统主要为国家、流域、省、市、县五级用户提供治理过程中项目的规划设计、计划管理、方案上报、施工过程、项目检查、项目验收等信息的同步、上报、审核，以及对于规划设计、在建项目、竣工验收等过程的成果进行复核，实现对治理工程项目的全生命周期过程管理。

重点工程综合治理子系统主要包括项目管理和信息化监管两个功能模块。

3.1.1 项目管理模块

项目管理模块主要包括综合信息、前期管理、施工管理、检查验收、综合检查、统计报表六个子模块。

3.1.1.1 综合信息子模块

主要提供综合治理项目信息总览，可以以项目区名、监管年份、项目市县等条件，快速查询定位相关治理工程，并以图表方式直观展示治理工程措施布局的分布、类型、项目区边界、数量以及项目过程属性信息等。

3.1.1.2 前期管理子模块

主要实现重点治理工程的国家规划、省县规划分解、国家计划、省级计划、计划分解、前期相关文档、项目储备等前期管理过程中涉及的相关文档信息的上报、审核、管理、查询等功能。主要包括国家规划、省县规划、项目措施、措施定义、实施方案、前期文档、项目储备、国家计划、计划分解、省级计划、项目区计划十一个功能。

3.1.1.3 施工管理子模块

主要实现项目施工过程中的招标准备、招标结果信息、项目委托信息、村民自建信息、项目开工信息、月进度信息、项目完工信息的过程信息上报、审核、管理、查询等功能。主要包括招标准备、招标信息、委托信息、村民自建、开工信息、月进度信息、完工信息七个功能。

3.1.1.4 检查验收子模块

主要实现项目实施过程中的项目检查，项目验收准备材料、项目验收等信息的上报、审核、管理、查询等功能。主要包括项目检查、验收准备、项目验收三个功能。

3.1.1.5 综合检查子模块

主要实现对区域内的治理工程项目的检查信息统计、查询、展示等功能。

3.1.1.6 统计报表子模块

主要实现对区域内的重点治理工程的项目进度、项目储备、资金整合等信息的上报、审核、管理、查询，提供自定义报表编辑功能以满足用户需求，统计提供区域内治理工程的各类工程措施统计查询等。主要包括进度总表、进度分县表、项目储备总表、资金整合总表、资金整合分县表五个功能。

3.1.2信息化监管模块

信息化监管模块主要是实现对治理工程项目的规划、建设、竣工、效果四个阶段的监管，利用卫星遥感、无人机航摄等技术手段，实现对项目区的措施布局解译，复核措施布局的合理性、符合性、完成率、合格率等信息，保证项目治理工程质量，评估项目治理效果。

信息化监管模块主要包括规划设计复核、在建项目核查、竣工项目抽查、实施效果评估四个子模块。

3.1.2.1 规划设计复核子模块

实现对前期规划的工程措施布局的合理性进行复核，提供规划设计措施布局的查询、复核的解译标志、解译图斑、措施复核结果以及现场抽查验证结果等信息的查询、管理等功能。主要包括措施布局、解译标志、解译图斑、措施复核、抽查验证五个功能。

3.1.2.2 在建项目核查子模块

实现对在建项目的工程措施信息进行核查，确定项目施工的措施是否与设计措施一致，是否按照要求的边界进行实施，提供核查的解译标志、解译图斑、复核措施结果等信息的录入、查询、管理等功能。主要包括解译标志、图斑核查、图斑矢量化三个功能。

3.1.2.3 竣工项目抽查子模块

实现对竣工验收的项目进行抽查，确定验收的质量合格情况、措施完成情况、措施符合情况，提供竣工抽查的解译标志、图斑抽查、图斑矢量化等信息录入、查询、管理，同时提供对抽查结果分析、计算等功能。主要包括解译标志、图斑抽查、图斑矢量化、抽查结果分析四个功能。

3.1.2.4 实施效果评估子模块

实现对治理工程的实施效果进行对比分析，提供包括水土流失治理度、水土保持措施保存率、林草植被覆盖情况、水土流失消长情况等年度效果对比分析，包括年度分类效果信息录入、查询、管理等功能。主要包括解译标志、水土保持图斑、水土保持措施、实施效果评估四个功能。

3.2 示范工程创建管理子系统

实现生态文明清洁小流域、生态村、科技生态园示范工程等信息的采集管理、展示统计。管理示范工程生态治理、保护措施数据以及管理机构、设施、人员等信息。按照水土保持生态文明清洁小流域示范工程、水土保持生态文明建设示范工程的检查考核、日常管理和变更等信息进行管理、提高水土保持生态文明建设管理水平。

示范工程创建管理子系统主要包括申报管理、考核评估、日常管理、变更四个功能模块。

申报管理模块：实现生态文明清洁小流域示范工程、水土保持生态文明建设示范工程的申报、受理、审核、批复等工作的网络化操作管理。

考核评估模块：按照水土保持生态文明建设的要求，对生态文明清洁小流域示范工程、水土保持生态文明建设示范工程的考核评估信息进行动态管理。

日常管理模块：管理示范工程生态治理、保护措施数据以及管理机构、设施、人员等信息。实现在地图上直观地展示生态清洁小流域数量、空间分布、基础信息及每条小流域内各项治理措施的位置、范围及其属性信息。同时，可以通过组合条件进行查询检索，并支持对检索结果空间及图表的联动展示。提供对示范工程生态治理、保护措施数据以及管理机构、设施、人员等信息的维护功能。

变更模块：对生态文明清洁小流域示范工程、水土保持生态文明建设示范工程的变更信息进行动态管理，包括检索、维护等功能。可以通过组合条件进行查询检索，按行政区划（全市、各区县）查询、按从属项目类型查询、按变更日期查询。

3.3 淤地坝数据管理子系统

淤地坝数据管理子系统包括淤地坝安全监测与基础数据管理两个模块，接入淤地坝实时监测数据，统计计算分析大坝安全情况，对于超预警位移、雨量、水位等进行预警。

淤地坝安全监测模块。在一张图上汇总实时显示淤地坝安全监测数据，包括变形、位移、应力、水位、雨量等信息。实现淤地坝预警功能。根据系统中预先设定的预警指标，当系统判定达到阈值以后发出提示信息，以短信、屏幕报警或声光报警等方式发出告警信息并支持手机短信方式收发预警信息。通过提取淤地坝的实时水位、雨量、现场照片、堤坝地理位置、周围环境和应急预案等资料信息，为防汛抗旱应急指挥提供支持。

淤地坝基础数据管理模块。实现对全省所有淤地坝的基础数据信息进行管理，并对所有淤地坝建立档案，包括建设时间、出现问题、生产加固情况、整改情况和监督检查意见等信息。实现淤地坝基础数据的管理，管理其图形数据和属性数据。支持新增、删除、信息更新、检索等操作。实现对淤地坝的图片、视频信息的管理功能，包括图片和视频的上传，更新、保存等功能。

3.4 重点防治区管理子系统

对水土流失重点预防保护区和重点治理区划分成果实行图形数据和属性数据一体化综合管理，实现重点防治区划类型、面积、分布等信息的快速查询检索、浏览显示和成果打印输出，实现重点防治区信息的实时更新和维护，同时支撑重点防治区变更管理工作，深入推进水土保持重点防治区管理政策和制度的落实。

系统提供根据区划名称、区划类型（重点治理区、重点预防区）、面积、分布情况等进行检索，检索成果以图表方式展示；系统提供根据查询条件，展示所选条件下的成果内容，展示成果内容包括重点治理区和预防区分布图、土地利用图表、林草植被覆盖度图表等。系统提供对展示的成果进行打印，包括重点治理区和预防区分布图、土地利用图表、林草植被覆盖度图表等；系统提供对土地利用、林草植被覆盖度等数据进行更新，可以批量更改，批量更改需遵循模板格式。

3.5 综合治理效益评价模型

构建适用于河南省小流域综合治理效益评价模型，以小流域综合治理图斑为计算单元，利用治理图斑治理前后坡长、坡度、植被覆盖度等数据作为计算数据源，量化计算出小流域综合治理工程治理效益，为监督检查、项目验收、绩效评价和后续小流域综合治理工程选址、措施布设、综合治理工作绩效评价提供参考和依据。效益评价模型主要考虑生态效益、经济效益、社会效益这三方面的综合效益。

生态效益是通过对流域或区域的之别种类、植被覆盖率、土地利用率、改善土壤物理化学性质、改善小气候等指标，在不同治理措施配置、不同程度情况下的变化过程分析。

经济效益评价是通过对流域或区域的粮食产出水平、人均产值、人均收入、促进退耕还林还草的面积指标，应用投入产出模型、影子价格等方法进行经济效益评价。

社会效益评价是通过对流域或区域经济社会发展状况、土地生产率、劳动生产率、土地利用结构、农村生产结构、环境容量、恩格尔系数、人均医疗资源占有比率、道路网密度等指标的统计分析，进行社会效益评价。

4 业务流程设计

4.1 综合治理项目规划设计

采用地理信息系统技术，按照批准的水土保持综合治理实施方案和下达的年度任务，以小流域为基础，以地块为作业设计单元，将水土保持治理措施落实到电子地块图斑上，完成绘制以地形图为底图的小流域水土保持措施布局图、典型水土保持措施模式图和设计图等，实现综合治理项目水土保持措施类型、数量和分布的统计和报表输出，提升综合治理项目规划设计的信息化水平，提高规划设计的质量和效率。

4.2 综合治理项目实施管理

对项目规划、可行性研究报告、小流域初步设计等信息的全面管理，并实现以小流域为单元，按流域和行政两种管理逻辑对综合治理项目进行系统化查询、检索。项目进度管理主要实现各类水土保持措施完成情况、建设质量等进行监控和统计，确保项目按期完成。项目检查验收管理主要通过与项目设计情况的自动化对比，完成项目检查、验收等环节工作。

4.3 综合治理情况数据统计

对各级项目管理部门，实现基于地理信息系统技术的全域范围内水土保持综合治理项目显示，实现按项目、项目类型、实施年度、治理措施等进行查询和统计，自动生成统计图表。数据统计既能反映一个项目的治理情况，也能打破项目界限按不同措施或年度进行统计，统计信息能自动存入相应数据库。

4.4 系统用户管理

系统用户包括河南省水利厅用户、水土保持监测站网用户、生产建设项目参建单位用户、技术支撑单位等，实现水土保持创建工作、重点防治区管理、重点工程综合管理、淤地坝数据管理、综合治理项目视频监控、水土保持治理考核评估等业务功能，以满足不同层次水土保持部门对重点工程综合治理的不同需求，以期规范水土保持生态工程建设管理行为，提高管理效率和水平。

5 结语

河南省水土保持综合治理与效益评价系统是全省水土保持信息化工作的重要组成部分，该系统经过运行管理，无论是对行政管理用户，还是对参建单位、监测用户，使用起来更加简洁、方便，工作效率大幅提升，真正实现了“水利工程补短板，水利行业强监管”的目标。