智慧河长系统建设方案

智慧河长系统建设项目
解决方案
目录
一、项目概述 (2)
1.1背景 (2)
1.2建设目标 (3)
1.3建设内容 (4)
二、解决方案简介 (5)
2.1方案原则 (5)
2.2方案依据 (6)
2.3关键技术 (7)
三、详细解决方案 (8)
3.1总体技术架构 (8)
3.2自动监测系统建设 (9)
3.2.1水质监测系统 (10)
3.2.2水土保持监测系统 (13)
3.2.3水位监测系统 (15)
3.2.4流量监测系统 (17)
3.2.5水域岸线监测系统 (19)
3.2.6机房环境监控系统 (19)
3.3数据云服务建设 (20)
3.3.1基础设施云服务 (20)
3.3.2应用支撑平台 (20)
3.3.3河湖数据中心 (21)
3.4综合管理服务平台 (21)
3.4.1综合管理平台 (22)
3.4.2信息服务平台 (22)
3.4.3监控指挥中心 (22)
3.4.4平台部署 (23)
四、相关风险及应对措施 (24)
4.1风险识别和分析 (24)
4.2风险对策和管理 (25)
一、项目概述
1.1背景
“水是生命之源、生产之要、生态之基。

”江河湖泊具有重要的资源功能、生态功能和经济功能，是最重要的水源，也是人类赖以生存的基础。

为进一步加强河湖管理保护工作，落实属地责任，健全长效机制，2016年12 月 11 日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于全面推行河长制的意见》，要求2018年年底前全面建立河长制，同时明确了河长制六方面的主要任务：加强水资源保护、加强河湖水域岸线管理保护、加强水污染防治、加强水环境治理、加强水生态修复和加强执法监管。

2016年12月14日，水利部、环保部印发了《贯彻落实<关于全面推行河长制的意见>实施方案》，明确了建立河长制的重大意义：全面推行河长制，是党中央、国务院为加强河湖管理保护作出的重大决策部署；是落实绿色发展理念、推进生态文明建设的内在要求；是解决我国复杂水问题、维护河湖健康生命的有效举措；是完善水治理体系、保障国家水安全的制度创新。

为贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《关于全面推行河长制的意见》,按照市委全面深化改革领导小组第二十次会议上的指示精神,进一步强化河长制工作科技支撑,提高河长制信息化水平,拟建
设全国领先的智慧河长系统。

1.2建设目标
智慧河长系统建设项目拟立一个大数据中心,创建服务市县、乡三级和河长、河长办、社会公众三类对象的应用平台,采用自动化、智能化、现代化监测技术、通讯技术、软件集成技术等手段，建立河长制长效机制，以“保护水资源、防治水污染、改善水环境、修复水生态、管理保护水域岸线、强化执法监管”为主要任务，建设“横向到边，全面提升河湖健康监控管理能力；纵向到底，面向河长及社会公众提供服务；先进实用，打造具有特色的河湖管理机制”的智慧河长系统，实现“河湖综治化、管理精细化、巡查标准化、考核指标化”，为维护河湖健康生命、实现河湖功能永续利用提供制度保障。

1.横向到边，全面提升河湖健康监控管理能力。

河长制涉及的数据资源众多，需要有效整合河长制相关部门关于水资源、水环境、水污染、水生态等方面业务的资源信息，综合提升河湖资源管理的实时监控能力和综合管理能力。

2.纵向到底，面向河长及社会公众提供服务。

智慧河长系统为总河长、河长、河长制办公室及各职能部门提供服务，将河湖管理责任落实到人；同时多渠道、全方位、立体化的面向社会公众发布河湖治理相关信息，与社会公众在线交互，从而实现公众监督、全民治水。

3.实用先进，打造具有特色的河湖管理机制。

在确保平台实用性的前提下，充分采用先进技术，打造一个“有用、实用、好用”的服务平台。

1.3建设内容
1.自动监测系统建设
●围绕“水脏”问题，建设跨界河流断面水质监测站约xxx处，对总磷、总氮、COD、氨氮和溶解氧等参数进行监测。

●围绕“水浑”问题,建设水土保持监测站约xxx处，对土壤水分、土壤温度和降雨量进行监测。

●建设水位监测站约xxx处，对水域水位进行监测。

●建设生态流量监测站约xxx处，对水域流量进行监测。

●建设水域岸线监测点约xxx处，对岸线环境进行监测。

2.数据云服务建设
根据河长制实际需求，建设河长制云服务中心，为平台提供建设集约、性能优良的基础支撑，并搭建云应用支撑平台及软件运行环境，为各部门建设业务应用提供统一的技术架构和运行环境，实现信息共享和业务协同。

3.综合管理服务平台
通过综合管理平台（手机客户端、桌面客户端）和信息服务平台（微信公众号、门户网站、河湖信息发布系统）的建立，形成河长、
河长办、社会公众共同参的综合管理服务平台，构建及时高效的决策、反馈和沟通机制。

二、解决方案简介
2.1方案原则
根据水利部办公厅印发的《河长制湖长制管理信息系统建设指导意见》和《河长制湖长制管理信息系统建设技术指南》，按照信息资源整合共享、业务协同的基本原则，结合水域分布的特点和水域治理的需求，确定智慧河长系统建设项目的建设基本原则。

1.统一标准，充分整合
河长制涉及范围较广，不同部门数据资源标准不一。

为确保平台数据一致性，需要统一标准规范，严格按照国家、地方和行业的有关标准规范实施；尚未制定标准规范的，需要补充制定，并基于统一的标准规范开展数据资源整合工作。

根据河长制的特点和实际需求，在确保平台适用性的前提下，加大信息资源整合力度，统筹基础设施运行环境，最大限度优化资源配置。

2.可扩展和前瞻性
所有功能模块不但要满足当前需要，还应在扩充模块后满足可预见将来需求。

保证建设完成后的系统在向新的技术升级时，能保护现有的投资。

系统的技术方案要能将现有各种资源和应用系统有效地集
成在一起，系统的结构要合理，要具有良好的可扩展性，应能比较容易地适应调整、扩充和删减；同时要有与其它系统的接口能力，利用各系统功能之长，进行优势互补。

3.安全性和稳定性
设计上要充分考虑其大量硬件设备、软件系统和数据信息资源的实时服务特点，要保证网络、系统、数据的安全，保证系统运行的可靠。

对系统主要的信息实行自动备份，以保证对系统异常情况的补救，并设有系统自动恢复机制。

采取必要措施防止数据丢失，保证数据的一致性，保证系统运行过程中的高可靠性。

4.急用先建，分工负责
应根据河长制实际情况，分析当前最急迫的业务需求，按照重点有别、逐步推进、分期见效的原则开展规划设计。

细化任务分工，明确部门责任，严格执行力度。

2.2方案依据
●《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91-2002）
●《地表水自动监测技术规范》（HT 915-2017）
●《环境水质监测质量保证手册（第二版）》
●《国家地表水水质自动监测站站房及采水技术要求》（环办监测函〔2017〕1762号）
●《溶解氧（DO）水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 99-2003）
●《高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 100-2003）
●《氨氮水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 101-2003）
●《总氮水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 102-2003）
●《总磷水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 103-2003）
●《水质自动采样器技术要求及检测方法》（HJ_T 372-2007）
●《环境保护产品技术要求化学需氧量（COD Cr）水质在线自动监测仪》（HJ_T 377-2007）
●《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）
●《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）
●《开发建设项目水土流失防治标准》（GB50434-2008）
2.3关键技术
1.数据信息整合技术
智慧河长系统与多个数据源建立接口，将数据存入数据库进行在线分析，并将数据信息与地理信息系统结合，在GIS地图上进行展示，将数字数据、图片数据以及空间位置数据等多媒体数据进行有效的集成和展示。

2.数据信息分析技术
智慧河长系统结合大量采集数据，通过建模分析，对河湖数据进行统一管理和趋势分析，为河长制管理提供科学的、有效的、及时的决策依据，使管理者更加便捷、快速的做出判断和决策。

3.数据信息传递技术
智慧河长系统将定位服务、电子地图、河湖位置信息、监测数据、投诉信息等内容紧密结合，并将数据动态信息、投诉信息等发送消息
至客户端，通过位置服务和现代化的通讯手段实时了解区域内河湖治理情况。

三、 详细解决方案
3.1 总体技术架构
智慧河长系统采用信息化体系作为基础框架，通过松耦合设计模式，实现应用组件的有效整合，在完成系统平台的统一化管理与维护的同时，具备适应未来通信技术、网络技术、应用技术和安全保障技术发展变化的能力。

整合共享横向部门整合共享应用支撑两个平台标准规范保障体系
信息安全保障体系总河长河长办社会公众河道专管员…
网站手机微信短信传真展播LED 广播一个中心水雨情监测工业及面源污染水质监测…视频监控移动巡查河长制综合管理平台智能综合门户河湖信息展示河长办协调管理综合展示信息查询巡查上报督导检查河长日志统计分析管理日常业务管理信息维护管理河长制公众服务平台微信公众平台门户网站信息发布平台即时通讯应急视讯河长制移动办公无人机巡查职能部门智慧河长综合管理服务平台
物业公司水利环保住建国土农业林业
交通……市县
乡村
统一数据服务平台（数据服务总线）综合数据库GIS 平台一张图统一用户管理统一数据交换数据汇集数据采集数据整编数据转换数据字典数据交换数据值班
数据管理水资源保护水域岸线管理保护水水污染防治水环境治理水生态修复强化执法监督图1. 智慧河长系统技术架构图
用户层：智慧河长综合管理服务平台的使用者，包括总河长、河长办、社会公众等。

发布层：河道综合治理的相关信息可以通过发布层进行展示和传递，如微信公众号、手机APP、PC端应用等。

两个平台：包括河长制综合管理平台和河长制公众服务平台。

其中，河长制综合管理平台提供综合门户、河湖信息展示、数据统计分析、日常业务管理、信息维护管理以及河长制移动办公等功能；河长制公众服务平台提供微信公众号服务、门户网站、信息发布等功能。

应用支撑：提供统一的平台应用支撑服务，包括服务支撑（如：GIS服务、一张图管理）、职能组件支撑（如：用户认证组建、数据交换组件）。

一个中心：打造统一的数据服务平台，提供综合数据库，包括数据采集、数据汇集、数据整编、数据交换、数据管理、数据转换等功能。

一张网：通过水质监测仪、水位监测仪、流量监测仪、土壤水分/温度监测仪、视频监控摄像头等监测设备，形成一张监测网，对各水域、岸线的相关参数进行在线实时监测。

3.2自动监测系统建设
地表水域自动监测系统是运用现代传感器、自动测量、自动控制、计算机等高新技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的综
合性在线自动监测体系，是对地表水水域进行实时在新啊监控的数字化管理平台，是环境监管部分实现有效监测水域环境变化因子、控制环境污染的重要技术手段。

3.2.1水质监测系统
地表水水质监测系统主要包括平台端和现场端。

一、平台端
●远程监控模块
实现远程控制报警功能。

●数据管理模块
实现历史数据查询、分析报表制作等功能。

●监测站点管理模块
实现仪表参数的管理、水域基本信息的管理等。

●系统安全管理模块
实现安全日志管理、用户权限管理等。

●地理信息系统模块（GIS）
实现数字化图形管理、全流域监控管理。

二、现场端
●采样单元
用于从水域抽取水样，通常由采样泵、取样管路等组成。

●配水单元
包括配水系统、清洗反吹、样品预处理单元等。

采样单元收集的水样，通过配水单元分配给不同的分析测试设备。

同时，配水单元也具备自动清洗功能，通过使用自来水进行反向冲洗，可以排除管路和系统内的泥沙等杂质和污染物，确保管路通常。

样品预处理单元负责水样的预处理及分配过程，保证水样满足各分析仪器的进样要求。

溶解氧的测试不需要进行预处理，而总磷、总氮、COD、氨氮的测试，通常需要经过多级过滤，进行预处理后，才可以进行。

●分析单元
由一系列水质自动分析仪和水质采样器组成，依据所需监测水质参数的不同，可配置不同的自动分析系统。

当被测断面水质参数异常时，工控软件系统会发送信号至自动采样器，水质采样器开始启动做留样工作，并发出报警信号，运维工作人员通过查询软件，进行处理。

●控制单元
主要完成水质自动监测系统的控制工作，包括一体化控制柜、系统控制软件、PLC可编程控制器等。

●数据采集传输单元
主要完成系统的数据采集、处理、存储、传输等工作，包括数据采集设备、数据采集和处理软件、工控机、数据有线传输设备等。

●站房及配套设施
根据站址环境、监测参数数量以及监测精度的不同，本方案所
采用的水质监测站房分为固定式站房、一体式站房和微型站房。

1.固定式站房具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯等功能，其内部空间大，测试环境良好，支持安装多种水质监测设备，且扩展性较好。

根据《地表水自动监测技术规范（施行）》的要求，在建设固定式站房时，应满足以下基本配置：仪器间面积不小于60m2，质控间不小于30m2，值守人员生活空间不小于20m2。

2.一体式站房一般采用玻璃钢或不锈钢材料建造，表面做喷防腐处理，具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯等功能，其占地面积小，建设周期短，可整体迁移。

3.微型站房采用冷轧钢建造，表面做喷防腐处理，标准化设计，具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯等功能，占地面积不超过1m2，适用于大面积布点建设。

水质监测设备
本项目涉及的水质监测参数包括总磷、总氮、COD、氨氮和溶解氧。

在选择监测设备时，应：
1.所选用的监测设备，是经行业主管部门列装或批准的产品；
2.设备的技术指标满足行业的技术指标要求。

图2. 水质监测设备系统
3.2.2水土保持监测系统
本项目涉及的水土保持监测因子包括：土壤水分监测、土壤温度监测、雨量监测。

水土保持监测系统由监控中心、通信网络、监测终端、测量系统、组成。

监控中心
硬件：服务器、数据传输模块等。

软件：操作系统软件、数据库软件、水土保持监测系统软件、防火墙软件等。

●通信网络：无线传输网络
●监测终端
监测终端设备分为：市电供电监测终端、太阳能供电监测终端和电池供电监测终端。

针对土壤监测点分散分布、不易布线的特点，建议选用太阳能供电终端，立杆安装。

太阳能供电系统包括：太阳能板、蓄电池、充电控制模块、电源模块等。

杆体由铝钛合金材料制成，抗腐蚀能力强、抗风强度高、自身比重轻，具备防电、防雷等功能，具有易安装、模块化易扩展、微功耗等特点，是专用安装支架。

●测量设备
根据监测的水土流失影响因子选择相应的传感器仪器，本项目涉及的传感器包括：土壤水分传感器、地温传感器、雨量监测传感器。

在选择监测设备时，应：
1.所选用的监测设备，是经行业主管部门列装或批准的产品；
2.设备的技术指标满足行业的技术指标要求。

图3. 水土保持监测系统
3.2.3水位监测系统
水域水位监测系统是实时掌握河道水情变化，科学预警洪涝灾害、提升防汛指挥能力、降低雨洪灾害损失的重要手段。

水位监测系统由监控中心、通信网络、监测终端、测量系统组成。

●监控中心
硬件：服务器、数据传输模块等。

软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件等。

●通信网络：无线传输网络
●监测终端
监测终端分为：市电供电监测终端、太阳能供电监测终端和电池供电监测终端。

针对大江大河的水位监测，建议采用太阳能供电系统，立杆安装。

太阳能供电系统包括：太阳能板、蓄电池、充电控制模块、电源模块等。

杆体由铝钛合金材料制成，抗腐蚀能力强、抗风强度高、自身比重轻，具备防电、防雷等功能，具有易安装、模块化易扩展、微功耗等特点，是专用安装支架。

针对河道、水库等的水位监测，可采用市电供电监测终端，壁挂安装或采用电池供电监测终端，投入式水中使用。

监测设备
针对大江大河的水位监测设备建议选用雷达水位计；针对河道、水库的水位监测设备可选用超声波水位计或投入式水位计。

在选择监测设备时，应：
1.所选用的监测设备，是经行业主管部门列装或批准的产品。

2.设备的技术指标满足行业的技术指标要求。

图4. 水位监测系统
3.2.4流量监测系统
流量监测系统可对断面流量进行实时在线监控，将采集到流量数据实时传输至监控中心。

针对大江大河的流量监测，多采用声学多普勒流速测流法是对断面流量监测的主要方法，多普勒流速仪也已作为天然河道流量在线监测的主要仪器，适用于固定安装、固定断面的流量实时在线监测。

多普勒流速仪分为走航式多普勒流速仪和固定式多普勒流速仪。

走航式多普勒流速仪
对于大江大河的流量监测，建议采用走航式多普勒流速仪，其通过渡河载体（如小船）的游动式测流设备，同时测出断面的形状、水深、流速和流量。

该流量计的主机和换能器装在一个防水容器内，工作时全部浸入水中，通过防水电缆与便携式计算机相连，流量计的操作控制在便携式计算机上进行。

全套系统由蓄电池供电，也可以用交流供电。

走航式多普勒流速仪具有高精度、监测灵活、无需校正等特点，可用于各种天气，不受运动底床的影响，数据即时分析和存储。

走航式多普勒流速监测设备包括：监测探头、船体、无线传输、GPS、内存卡等。

固定式多普勒流速仪
对于河道的流量监测，建议采用固定式多普勒流速仪。

该流量计采用一体化结构，将换能器和电子部件集中在一个密封容器内，工作时全部浸入水下，通过防水电缆传输信息。

安装时，将探头固定安装在水面下某一水深处，对于宽度较小的河流，主机安装在河岸或渠壁的基座上；对于宽河流，可安装在河岸或渠壁上，也可安装在桥墩或其他建筑侧壁上。

固定式多普勒流速仪具有结构简单、安装方便、可靠性高、价格低廉等特点。

3.2.5水域岸线监测系统
本项目通过视频监控的方式，实现对水域岸线环境的动态监管。

监测系统由前端系统、传输网络和监控中心组成。

●前端系统主要负责对监控区域进行视频信息的采集、编码、存储及上传。

●传输网络用于前端与监控中心之间的通信，前端系统的视频信息可通过传输网路上传至监控中心。

本项目可采用有线光缆传输方式作为主导方式，利用现有铁塔的站点进行选点建设，既省去了再建塔挂载设备的投资，同时也便于后期的维护与管理。

亦可采用无线网络进行传输，作为有线传输的补充。

●监控中心设备包括核心交换机、存储设备、显示控制设备、服务器等组成，接收监控区域上传的视频信息。

水域岸线监测系统可以针对监控区域进行24小时实时监控，支持前端存储和监控中心存储两种模式，并对监控数据全方位管理。

3.2.6机房环境监控系统
本项目中通过动环监控系统实现对机房环境的监控。

动环监控系统具有较强、较全面的监控能力，可实现电力状态管理（配电、开关电源、电池）、环境管理（机房温湿度、空调、新风系统、漏水状态、消防状态、门禁系统、室内外视频）、计费管理（交流电费、直流电费），且FSU预留一定数量的接口，如：RJ45、RS32/485、
AI/D等，以满足后期业务拓展的需求。

动环监控系统采用统一平台管理，形成自上而下的一级架构，标准统一、集中监控。

可实现数据存储、数据处理的集中化，实现故障直接派单、精准派单，提高了工单处理效率。

动环监控系统接入无线和互联网的数据传送方式，形成无线化、互联网化、IP化，监测数据既可以与视频监控系统共用传输，也可以直接利用无线数据卡传输，更加经济、快速和高效。

与此同时，FSU通过智能化升级，增加采集信息预处理、告警信息实时化、全量信息定制化的在线实时不间断监控。

3.3数据云服务建设
3.3.1基础设施云服务
基础设施云服务建设充分融合政务云、公有云等多种云平台，结合自建私有云等方式，建设面向全市各级部门服务的“河长云”。

采用混合云模式，需要对外发布与交互的数据及服务部署在公有云，敏感数据部署在私有云或政务云。

3.3.2应用支撑平台
通过应用支撑平台为智慧河长综合管理服务平台提供统一的技术架构和运行环境，该平台将实现一个统一的、强大的、可扩展的业务运行环境，实现信息化的统一规划、基础设施的统一构建、业务的
高效协同、技术平台的无缝迁移、应用系统的灵活调整，从而使信息化的投入成本和风险大幅度降低、发展速率稳步提升。

应用支撑平台包括GIS平台、一张图服务、统一用户管理、统一数据交换以及统一服务平台。

3.3.3河湖数据中心
通过建设河湖数据中心，将离散在各部门的数据进行聚合，建成统一的数据中心，实现“一数一源、统一管理、授权使用”，并依靠可视化等技术探寻环境资源的敏感点、热点、风险点，辅助决策者规避风险，做出正确决策。

图5. 河湖数据中心
3.4综合管理服务平台
综合管理服务平台的建设包括综合管理平台建设和综合信息平台建设，并建立监控指挥中心。

3.4.1综合管理平台
统一建设河长制综合管理平台，面向各级河长、河长办、相关职能部门以及社会公众提供差异化、精准化的服务，及时、准确、可靠的监控河湖资源，确保与相关部门业务工作协同、有序、高效、有力地开展。

河长制综合管理平台包括桌面端和移动端。

桌面端基于一张图整合基础数据、监测数据及业务数据，融合信息报送、管理、监督、考核四大工作机制，实现智能门户、GIS展示、日常业务、统计分析和后台管理等功能；移动端基于移动终端实现信息查询、巡查上报、督导检查、任务流转等功能，提高河长和河长办日常工作效率。

3.4.2信息服务平台
河长制信息服务平台为公众提供河道及治水动态信息查询服务，也为公众投诉建议提供渠道，包括微信公众号、门户网站和河湖信息发布系统，利用群众力量共同保护河道。

3.4.3监控指挥中心
统一规划河长制监控指挥中心，实现各级河长视频会商互联互通，为河长制工作顺利开展提供基础保障。

本项目仅建设省级河湖监控指挥中心，各区、县（市、区）可共享使用已经建成的防汛抗旱指挥中心，或另行申报资金进行建设。

建设内容参考如下：。