水利工程中信息電氣化技術的應用構建

崔惠

摘 要：水力行業運用的信息技術比較多，比如遙感、地理位置、全球定位系統、集成技術等等，這些技術在水資源管理調度、水源保護等方面起到非常重要的作用。隨著科學的不斷發展，信息電氣化發展已經成為趨勢，信息電氣自動化技術的進步增強了國家對科技的綜合運用。水力行業是關乎民生的重要基礎性行業，政府部門和人民對水力工程的發展有明確的要求。隨著新時期的發展，我國水力建設也開始轉型，從粗放管理逐漸走向精細化管理。

關鍵詞：水利工程;信息電氣化;技術;運用

在水利工程走向現代化集約型水利發展的過程中，高新技術為水利發展提供了重要動力，尤其是在防洪、防災、水資源調度等方面。在水利工程中運用計算機網絡通信技術、空間信息技術等等，將非工程措施綜合廣泛運用，保證水利工程的運行效益。在社會信息利用的過程中大約有80%的信息資源和空間位置有密切關系，水利信息和空間位置信息緊密聯系將水利工程的所有信息傳輸到相關的部門，從而提高水利工程綜合性效益的發揮。

1 水利工程中信息電氣化技術分類

1.1 遙感技術

遙感技術簡稱RS，產生在上個世紀六十年代，隨后不斷發展起來。遙感技術主要是指通過遠距離高空和外層空間等平臺來探測地面無物體的特征，如利用電磁波探測儀和攝影、掃描、信息響應、資源數據傳輸、信息處理等技術來探測地面物體形狀的大小、位置等等，探索與環境相關的信息。遙感技術運用的優勢在于不接觸研究對象探測研究對象的特征信息，之后提取出有價值的信息[1]。

1.2 GIS技術

GIS技術就是地理信息系統，該系統發展時間并不長，是基于對地理環境的研究發展出來的空間信息管理系統，一般是用來獲取、存儲，綜合分析數據、現實應用地理空間數據和相關信息的計算機系統。運用計算機硬件軟件的支持，將信息進行采集、存儲、查詢等等，對信息處理之后將信息輸出提供給人們，為人們的決策提供綜合性建議。這種信息技術將空間邏輯思維形象化，運用在水利工程建設中，成為水利工程建設輔助決策的重要工具，幫助其構建框架，展示成果等等。

1.3 GPS技術

GPS技術是定時測量的空間交匯導航系統，接受衛星信息，記錄在地球上的任意三維坐標、載體的運行速度的等。該系統還可以給出載體的運行速度、時間信息，具備記載地物屬性功能。九十年代之后該項技術迅速在水利行業內得到合理的運用，可以在地表任何空間內準確定位，測量地下地形、實現防汛搶險、工程進行的時候進行指揮管理等，在水利工程建設中發揮了極大的作用。

自動化集成技術是利用數據接口將RS技術、GIS技術、GPS技術有機聯系在一起，從而形成一個更具有價值的系統，在系統內不同的技術發揮不同的功能，整個系統能夠有序而協調的運轉。該系統的運用可以整體上解決防洪抗旱和水資源體調度、水土保持等一系列問題。在實際生活中這三門技術相互輔助相依運用，互相交叉彼此滲透。RS為GIS提供數據資源更新;GIS分析RS數據，讓數據運用更精準;GPS為RS、GIS提供精準的定位數據，在水利工程中已經得到了廣泛的運用，同時極大的促進了水利行業在現代化過程中的發展。

2 水利工程中信息電氣化技術的應用

2.1 防災決策、評估、預測

利用集成3S技術建立災情數據庫和數字模型圖，根據數據災情背景建立起災情預測、檢測、評估水平，實現汛期預測和評估，為水利檢測人員提供準確的數據分析。GIS能夠分析和建立起流域數字地面模型，運用在防洪救災當中，通過預算、實際測量水文信息，計算出洪水等級、推演出洪水可能演進的方向，直觀現實的看出洪水的具體動向。該技術結合RS實時監測災情、GPS全程定位為救災人員提供洪水的具體情況，為防洪救災提供準確的決策，提高防洪指揮、救災搶險等工作，保證救災可以快速且準確的完成。

完成救災之后還將重點放在后期規劃上，后期規劃中運用GIS水利工程數據庫信息、歷史洪災情況、災情具體情況反演洪水發生的實際情況，找到當前水利工程中存在的薄弱環節，對于要加強建設、緊急救護的環境要明確具體救災動向、工程目標，最終擬定出全面的計劃，做好全面防洪減災措施[2]。

2.2 水源管理和保護方面的運用

水利工程是人為工程，在現實的利用中需要科學而準確的配置水資源完成水資源調度，監督環境質量，對環境質量進行動態評價、合理監督、科學決策，從容應對水污染、水災等不同形態災害的發生，保證水利供水的安全性。工程運用的安全性需要3S技術作為保證，運用GIS技術來管理水質信息，可以綜合選擇出具有代表性的流域水質情況、地表水水質、地下水水質的具體情況。對水質進行科學合理的檢查，對水質進行全天監測、控制水源污染現象。不同的水污染反射率存在一定的差異，運用RS技術可以準確反應出來，結合GIS技術、GPS技術分析存在問題的水質，快速定位找出水污染產生的類型、地點和范圍。運用GIOS技術估量地表水或者是地下水的具體情況，反演水流具體情況來調度系統模型，展示出水流的演進過程從而滿足水流調度方案的決策。這種方式在水利資源開發、水資源調度管理方面都有很好的運用。

2.3 水土保持方面的運用

集成技術在水土保持功能方面運用效果比較明顯，集成技術能夠準確判斷土壤侵蝕程度、土壤侵蝕強度等，準確判斷泥沙轉移量、水保措施等，對土壤侵蝕的整個過程進行預測、預估未來侵蝕走向。RS技術、GIS技術可以獲取水源周圍的植被和土地情況，分析水土流失情況，運用全球定位系統進行精準定位，運用相關技術進行動態控制，掌握基本區域內的水土規劃情況。在別的領域內3S技術運用并沒有這么全面，水土保持幾乎與3S技術緊密結合在一起，讓水土保持工作轉變性質，從單一向多元化、從靜態轉移向動態，推動水土保持事業在技術支持下的發展。在目前，水土資源保持運用的信息電氣化技術有水土資源遙感調查、輔助規劃、執法監督等方面。

2.4 工程建設和項目管理功能

運用集成化設備優化工程位置、優化線路。空間位置處理信息的折疊分析利用可以為決策人員提供準確的信息;運用仿真技術得出數據分析;修改工程布置方案等等。在具體工程建設中可以勘察選擇出路線，規劃設計當中建立起DEM，直觀且準確的計算出庫容量、淹沒面積、開挖土方量等等，運用GIS計算出大型水庫淹沒區域的具體情況，快速提供準確的信息給決策人員。集成技術在現代農田水利建設中也能夠得到廣泛運用[3]。

3 信息電氣化技術的運用前景

在水利工程建設中，信息電氣化技術建設運用前景有：①網絡化、集成化方向發展;②GIS成功運用在空間分析模型當中，在RS、GIS發展的背景下，GIMS系統的發展成必要性，地理信息建模系統的出現可以為水利工程建設提供更加精準的信息。③實時三維技術、虛擬現實技術發展苗頭旺盛，水利工作中很多問題都是時間序列問題、空間地理問題、動態監測問題等等，三維技術和虛擬現實技術在水利工程建設中發展意義重大。

4 結語

在水利工程建設當中，尤其是信息化、數字化建設當中，水利工程建設從現代化方向轉變，集成技術以獨特的空間信息技術實現水利現代化建設，對于現代化水利的發展有很深遠的意義。

參考文獻：

[1]王丹丹. 基于水利工程中電氣化應用的探討[J]. 建材發展導向， 2018（14）：379-379.

[2]聶素娥， 饒家信， 張宏偉. 淺談質量檢測信息化系統在水利工程質量檢測機構的運用研究[J]. 中國水能及電氣化， 2019， 000（005）：16-20.

[3]閆文杰， 劉永強， 肖俊龍. BIM與RFID集成技術在水利工程施工作業安全管理中的應用[J]. 水電能源科學， 2018， v.36;No.213（05）