信息技術在小型水利工程運行管理中的應用

梁甜 孟令勝 方群

1. 湖北省水利水電科學研究院 湖北 武漢 430070；2. 湖北省水利水電科技推廣中心 湖北 武漢 430070

引言

我國自古以農為本，以水定城，從古到今，治水都是安邦的大計。但隨著全球氣候的變化、人類破壞行為的加劇以及管理措施不當等，小型水利工程面臨著嚴峻的挑戰，蔣金平[1]等的研究表明，我國在1954-2006年間，有96.4%的潰壩事故都為小型水庫。為最大程度避免此類事故的發生，針對小型水利工程所出現的問題，政府也出臺了相應的政策，明確要求加強對小型水利工程的管理，不僅對水利事業有著積極的意義而且對社會經濟的發展有著重要的影響。

1 小型水利工程運行管理中存在的問題

1.1 管理技術手段薄弱

小型水利工程主要分布在鄉鎮，管理技術較落后，仍然以人工管理為主，沒有采用新型的信息技術管理方式，造成小型水利工程出現大量的問題。管理人員的專業素質較低，對小型水利工程不夠重視，沒有形成運用信息化管理的理念，缺乏對信息技術的正確認識。同時在一些經濟發展較落后的地區，信息化技術還不夠成熟，沒有辦法將信息化技術融入小型水利工程的運行管理之中。

1.2 缺乏專業性人才

任何行業的不斷發展，都離不開專業人才的加入，只有專業人才才能夠引入新的技術，形成良好的發展，而小型水利工程的管理多為鄉鎮人員，缺少專業的技術人員，缺乏專業性的技術知識和相關技能。小型水利工程不注重對專業技術人員的培養和引進，導致在運行管理過程中出現諸多的問題，不能夠對小型水利工程進行更高效和更精準的管理，嚴重影響了小型水利工程的發展。

3 信息技術在小型水利工程運行管理的必要性

小型水利工程是造福民生、利國利民的重要基礎設施，它對社會的發展同樣起著關鍵性的作用，因為小型的水利工程規模較小，容易被忽略，易造成“小型壩，高風險”的隱患，形成沒人理，沒人管的現象。小型水利工程雖然規模較小，但數量多，影響范圍較廣，因此更需要打破傳統，尋找新的技術和管理理念推動小型水利工程的良好運行，因此加強小型水利工程的運行管理顯得尤為重要和必要。

3.1 響應國家號召形成現代化管理

小型水利工程與民生問題息息相關，因此越來越受到國家的重視，加大了對小型水利工程的建設力度，對其的管理要求也越來越高。加強對小型水利工程的運行管理，有利于其發揮出最大的效益。隨著國家的重視，小型水利工程的運行管理也需要從傳統模式進行轉型，應用信息技術形成現代化的管理方式，才能有效降低水質污染、洪澇災害、水庫潰壩等水利工程事故的發生。

3.2 能夠提高運行管理的水平

小型水利工程中，相比于傳統的管理手段，運用信息技術能夠快速有效地收集信息、準確地定位位置、監測工程情況等。在小型水利工程中引用信息技術，在一些數據的處理上，與傳統的人工計算相比，能夠更加有效、精確且高效率地完成，避免出現錯誤和誤差。同時小型水利工程的工作具有復雜繁重和綜合性的特點，完全依賴人工管理，不可避免地會出現因疲勞、粗心等因素導致的紕漏，因此將信息化技術應用其中，能夠建立有效的監測機制、決策體系、資源控制系統、工程評價管理體系等，實現管理辦法、技術方法的創新、增加行業科技含量，提升水利工程服務水平[2]。因此需建立完善的信息管理技術系統，實現小型水利工程運行中標準化與規范化的管理手段。

3.3 有利于形成可持續發展及生態性循環

近年來，可持續發展和生態性循環成為時代的主題，人們越來越重視生態性的發展。小型水利工程的運行時刻關系著水資源可持續發展以及環境生態的發展，其本身就能夠改善生態環境，形成生態循環，因此運用信息技術，能夠有效管理好小型水利工程，有利于提高小型水利工程的工作效率，提高管理水平，間接地幫助當地改善的生態環境，實現可持續發展。

3.4 緊隨時代信息化的腳步

隨著時代的進步，技術的發展，整個社會已經進入信息化時代，信息技術已深入到各行各業，因此小型水利工程也應該緊跟時代的步伐，讓各類信息技術融入小型水利工程，更有效地對其進行運行管理，因小型水利工程關系到人民的切實利益，為確保其能夠運用新型技術更有利于為人民服務，信息技術的融入更加迫切和必要。

4 信息技術在小型水利運行管理中的應用

4.1 衛星定位系統的應用

衛星定位系統可以保證衛星可以采集到該觀測點的經緯度和高度，以便實現導航、定位、授時等功能，在信息技術中，衛星定位系統是最有效的定位識別手段。在小型水利工程中，需要通過衛星定位系統，準確地把握該工程的洪澇、暴雨等氣象災害的發生信息，及時防備洪澇災害[3]。衛星定位系統在小型水利工程中的應用有以下幾點優勢：①準確性。衛星定位系統具有更高效更準確的特點，能夠避免無論陰天、雨天還是一些不確定的因素的影響和干擾。衛星定位系統是利用網絡來進行測量的，能夠精確避免傳統的人為測量產生的誤差，對小型水利工程信息的采集和位置的定位更加精準。②及時性。衛星定位系統具有及時性的特點，能夠實現實時監控，并且能夠結合現場的突發情況進行及時修正和更新，能夠及時發現小型水利工程運行中出現的水澇災害等問題，及時監測，及時反饋，有助于管理人員能夠清楚地掌握小型水利工程的信息，能夠快速做出判斷，避免出現重大損失，為小型水利工程的安全運行提供保障。③提高工作效率。衛星定位系統能夠節省大量的人力，同時又能夠快速、準確地進行定位及數據采集，使得工作效率大大提升。

4.2 構建通信網絡系統

隨著網絡技術的發展，網絡逐漸深入到各個領域，成為各領域不可缺少的技術手段。在小型水利工程的管理中，網絡信息技術的應用改變了傳統的管理模式，構建網絡系統，能夠形成網絡與人工結合的方式，保證信息的準確收集和處理，為管理人員制定管理決策提供切實有效的依據，使小型水利工程的管理決策更加明確科學。構建通信技術在小型水利工程中的應用，能夠及時預報災害信息，并向人們發送消息，通信網絡技術的傳遞信息的方式，在小型水利工程運行管理過程中有著極高的價值，能夠及時發現問題解決問題。

借助計算機網絡、軟硬件系統能夠全面實現小型水利工程管理工作的信息化。利用計算機網絡組建以局域網、Internet相關聯網絡結構，為社會各方提供水利工程管理工作數據[4]。網絡系統在小型水利工程中的信息化管理中起著巨大的作用，通過網絡技術能夠優化管理中的辦公軟件，讓辦公軟件實現自動化處理，小型水利工程信息化網絡系統在建設中，能夠充分發揮優勢，連接在內部網絡系統中共享各類硬件及外圍設備。網絡技術的應用能夠為運行管理提供極大的便利，在管理過程中，管理人員能夠隨時隨地地對小型水利工程的情況進行監測，獲取信息，并且能夠遠程對其進行控制，有效解決問題，提升管理效率。

4.3 遙感技術的應用

遙感技術是對目標進行探測和識別的技術。隨著遙感技術越發成熟，運用在小型水利工程中，能夠使其運行管理更加安全高效。①遙感技術是一種有效的監測技術，能夠準確地監測到可能發生的氣象災害，氣象災害對于小型水利工程的建設有較大的影響，會影響其建設速度，更甚者會影響到工程的質量，進而引發一系列的水利事故。因此，利用好遙感技術的監測系統，能夠精確地掌握氣象信息，促進小型水利工程建成的速度和保證質量，節省開支，同時兼顧了修建小型水利工程的社會效益和經濟效益。②在小型水利工程建設中，地形地貌是重要的影響因素，如果當時運用的地形圖較舊，就不能完全地反映出當下的地形地貌，工程的建設就會受到較大的阻礙。③遙感技術在小型水利工程具體的應用過程中能夠將所獲得的遙感信息與數據等實施系統化整合，且在此過程中，遙感技術還能夠與其他信息加以結合，從而提升小型水利工程管理的水平[5]。相關管理人員還能夠通過遙感技術所獲取的信息進行更為精確的制圖，建立科學可靠的模型。

4.4 信息管理平臺的應用

科學有效的管理體系能夠使小型水利工程運行良好，傳統的管理方式容易出現諸多因人為因素產生的問題，因此建立一套管理體系必不可少。①運用計算機技術開發針對小型水利工程管理的平臺App，將日常的管理任務清晰明確地顯示出來，并且做到日常更新，責任到人。在平臺上編寫出完整的管理流程、管理手冊、管理制度、崗位職責，將管理內容進行數字化、信息化的管理，確保每個管理人員都能做出科學的決策。②在信息平臺上能夠使信息互通及信息共享，管理人員通過信息平臺及時上報問題，及時進行數據上傳，能夠讓各部門人員全方位地了解小型水利工程的情況。并且小型水利工程應當有定期的安全巡查人員，對工程進行日常的巡護，將巡查的結果及時記錄存檔于平臺，以方便后期的工作開展，同時能夠有效地預防安全問題。③在平臺上同樣能夠進行學習，養成時刻學習的習慣，學習新的專業技術以及更有效的管理辦法，不斷完善管理體系。

4.5 大數據和人工智能的應用

在信息化的建設過程中，數據是提供服務的主體，是大量應用的基礎。大數據是物聯網、Web系統和信息系統發展的綜合結果，大數據相關的技術緊緊圍繞數據展開，包括數據的采集、整理、傳輸、存儲、安全、分析、呈現和應用等。利用大數據和人工智能技術，建立小型水利工程的指揮中心，通過對其進行數據的收集及人工智能進行專業化的數據分析，實時掌握工程的運行狀態是否良好，給指揮中心及時傳遞信息，可以起到良好的預警作用。

4.6 數字孿生技術的應用

數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。小型水利工程運行中利用數字孿生技術在信息空間中對物理實體進行忠實的刻畫，構建相應的水利工程數字孿生體，孿生體與物理實體在幾何、物理、行為、規則等方面有著精確的映射關系，并且處于實時的交互之中，可以實現水利工程運行管理過程的模擬仿真、評估、優化、預測和決策。

5 結束語

綜上所述，信息技術有諸多的優點，小型水利工程積極引入信息技術的應用能夠極大地提升其運行管理效率，使其形成更高效、準確、快速及便捷的管理系統。信息技術的應用將小型水利工程的管理模式由傳統型轉向現代信息化，為了小型水利工程的運行管理更加規范科學，必須加快信息技術的應用，嚴格遵守科學的管理制度。在日常管理工作中，相關人員應該加強對信息技術的學習，運用好信息技術在小型水利工程的管理中，使其管理趨于規范化和標準化。