霍树义 张薇 李鹏程

1. 河北水利电力学院 河北 沧州 061001；2. 河北省南运河河务中心 河北 沧州 061001

引言

近年来，“智慧地球”、“智慧水利”及“智慧城市”相关概念广泛兴起及应用，极大地促进了相关领域的智慧化发展，智慧水务体系是在水利现代化发展历程中发展及构建的，其基于大数据、计算机、物联网技术、第五代通信网络等国家新兴高科战略，将涉及的“水行业”相关的水务工程、水务设施设备、信息等置于同一框架，实现软硬件互通互联，为水资源、水环境、水安全、水文监测等领域有效监管提供了思路与技术支撑。

目前智慧水务体系在城市，尤其是大中城市得到一定实践与推广，并逐渐建立起较为成熟的技术体系。结合农村地区水务体系现状，以北方典型地区为例，与智慧理念相融合，梳理、构建农村智慧水务体系指标，探索各指标权重确定方式，利用数理方法得到量化分数，最终获得农村智慧水务体系构建路径。

1 农村智慧水务体系构建

1.1 农村智慧水务体系概念

农村智慧水务体系目前无明确定义，闫长坤[1]将智慧水务与“智慧城市”相联系，并认为其主要体现在推动水利现代化，李锐[2]提出基于技术、物联网、数据管理平台于一体的水务体系，并将其应用于农村供水领域，王宝令[3]将智慧水务体系定义为以“水务物联网” 为基础的智慧水务平台，并确定了其评价体系。

1.2 农村智慧水务体系框架制定

将农村水问题均纳入到智慧水务管理框架下，主要包含农村河道、坑塘等水环境，地表水、地下水等水资源，水灾害防治，农田水利设施等方面。本文以典型北方中小城市—沧州市为例，结合沧州市经济发展现状，要求设定的指标体系具备一定指导性和可操作性，能够充分促进地区农村水务体系构建与管理。地区农村水务体系指标是非固定的，要求根据政府部门要求、当地经济发展概况等及时更新调整[4]。沧州地区农村智慧水务体系共设计框架层5个方面，合计18个指标，框架层及具体指标可结合不同地区，不同要求在此基础上适当增减。

其中体系框架层，水环境主要对农村河道、坑塘等水系，要求水体得到整体整治，如河道疏通、淤泥清理、河岸生态整治等；同时加强河道水质提升，有效遏制散、乱、污直排，在智慧水务建设层面要求水体实现实时监控，并及时上传到智慧水务平台，提高水环境监测与治理的水平，以沧州黑龙港河流域沧县段为例，对调查区域内黑龙港河及其支流范围内农村污染源进行实时监控，主要包括对水体定期进行取样、分析、调查、研究，对日常污染源：养殖场、旱厕、生活垃圾、污水，偶发排污污染源（固定源）进行周期排查，梳理突发环境事件的风险源。

水资源主要涉及水系及村民供水，水系主要包括村镇内部及村镇之间的河道、坑塘等，要求水系水量能够满足水生动、植物、浮游生物的正常生长，及基本的水系观赏性；村民供水为满足实现人畜用水水质、水量要求，并达到实时监控及反馈；以物联网、大数据为基础的水位、水量实时监测系统能够及时将数据输送到智慧水务平台[5]。

水灾害方面通过对农村洪涝灾害防治、预警等于一体的方案，主要涉及村镇周围河道堤防完整率，堤防情况要求形成以周期为单位的定时筛查，具体周期根据堤防的等级及其在防洪抗汛中的重要性进行确定，该筛查数据要求实时在智慧水务体系平台更新；村镇内部的排水系统关系到汛期极端天气下，排水的畅通性，排水系统是否为按照一定的防洪标准统一规划修建，关系到人民的人身和财产安全问题；村镇是否按照水务局和乡镇政府要求完成水灾害防治方案，方案是否完整、合理，是否按照方案定期演练等；水灾害方面还应实现智慧预警，通过监测器、传输设备、预警提示设备等，将信息及时传达到村镇居民及上级主管部门。

农田水利关系到国家粮食工程的方针战略，对国民经济发展影响重大，农田水利设施规划布设应合理，保证农作物需水量，将农田灌溉保证率纳入其中；要实现农田水利设施的智慧化监管、运行，要求农田水利设施在功能设计、自动化、智能化方面达到一定标准；现阶段国家严格控制地下水开采，尤其北方地区，地下水漏斗严重，将地表水置换率纳入体系指标，对地下水涵养具有重要作用。

水利现代化水平是促进农村智慧水务体系构建的关键指标，水利现代化要求增加水利设施的集成化程度，在新型材料、新型设备、物联网技术不断更新迭代，满足智慧水务体系的构建要求；工艺、技术现代化，同时对水利人才的需求量及要求也相应提高，其在职率、培训情况也至关重要；水务管理水平，是在分析、管理、决策层面对整体水务框架及结构的梳理，有助于提高工作的流畅性；将五个体系框架层进行统一管理，实现互通互联，形成高效运作机制。

表1 农村智慧水务体系评价指标体系

1.3 农村智慧水务体系指标权重

指标权重代表该体系框架层面及体系指标在农村智慧水务体系中的比重，即重要程度，该指标权重变化代表其在农村智慧水务体系中的作用发生变化，对于定位不同的村镇，指标权重有所差异，如南方地区对水环境中水体连通及整治率权重更大，与南方地区水体水量的丰富性有关，但随着北方地区引调水工程的实施，村镇水环境逐渐提升，该指标权重有望进一步变大，目前常见的指标赋权法有主观、客观及组合赋权法，其中主观赋权法是根据学者、专家的经验及实际分析确定，客观赋权法是采用常见的数理方法，如主成分分析法，组合赋权法是两者的交叉融合，如层次分析法。不同地区农村智慧水务体系指标具有差别，因此采用层次分析法，以主客观相结合的方式确定指标权重。

评价指标权重确定后，在进行体系总分求解过程中要避免简单的加和，要形成常态化更新，确保指标权重及总分的时效性与科学性。

1.4 农村智慧水务体系水平量化

农村智慧水务体系水平量化分由其体系框架层及具体评价指标比重及赋分，进行综合加权求解，式中Mi表示农村智慧水务体系水平量化分，wm表示具体评价指标比重，tmn表示采用主客观结合的方法经标准化处理后具体指标的赋分值。

1.5 农村智慧水务体系评价标准

农村智慧水务体系的优劣是根据其量化水平值所处范围进行确定，对评价量化总分阈值进行分类，确定智慧水务体系的发展水平，评价量化水平值确定后筛查对其贡献值较低的指标值，研究其发生、发展原因，相关部门制定政策，采取相应措施以促进智慧水务水平不断提升。

2 农村智慧水务体系构建障碍及解决路径研究

梳理农村智慧水务体系构建过程中关键问题，并探究具体解决问题的对策及路径，能够促进该体系的完善与发展，根据实际调研及专家咨询，主要问题包括监测能力不足，专业技术人才缺失，决策目标不够系统化，水利现代化集成度欠缺。

其中监测能力不足，要根据具体地区农村水系中的水质、水量信息采集，自动收集设备的现有情况进行调查、探析，重点对设备布设方案、布设精度以及日常养护情况展开调研，在人员监测范围内，主要关注“河长制”、“湖长制”具体推广现状及实施情况。

水利现代化集成度欠缺，主要是通过典型农村地区的“智慧水利”与“生态水利”、“传统水利”有效结合，加大基层水利投资力度，将物联网、大数据、智能制造等技术引入到其中，通过平台建设，促进水利现代化继承发展。

3 农村智慧水务体系构建预期效应

农村智慧水务体系是水利发展与乡村振兴的有效耦合点，乡村振兴是全面的、系统的，将农村智慧水务体系统一在乡村振兴框架之内，将有效提升美丽乡村建设中的村貌建设，提升农村人居环境和农村居民幸福感，与国家发展方针、政策相协调。

农村智慧水务体系建设与地方政府和环保部门的要求相契合，目前地方对于河流污染物严控，对河流水质要求逐年提高，农村智慧水务体系的建成对于乡村水系整体面貌的提升，从面子到里子，都将得到质的提升。

农村智慧水务体系构建也是农村发展过程中智慧化发展的趋势。大力推广5G网络、物联网技术对于现阶段城乡统筹发展，基层专业人才发展提供了广阔空间。

4 结束语

乡村振兴与农村发展与“水”问题密切相关，农村智慧水务体系的构建是农村可持续发展重要的推动器，同时农村智慧水务体系是随经济、社会、科技发展，逐渐更新迭代，不断发展变化的，农村智慧水务体系目前尚无统一的标准与规范要求，同时农村智慧水务体系的构建是全面的、系统性的，对农村“水”问题的发展具有重要指导性作用。

研究乡村振兴在农村水生态方面的需求，梳理障碍因子，按照乡村振兴战略要求进行挖掘、探索，研究基于物联网、移动网络、大数据、云计算等高新技术的农村智慧水务体系，研究成果将有效改善农村生态文明、促进乡村振兴战略实施。