分析水利水電工程建設中信息及自動化技術的應用

余琪威

開平市應急救援和保障中心 廣東 開平 529300

引言

水利水電工程是國家基礎設施建設的重要組成部分，對于保障國家經濟發展和人民生活水平的提升起著至關重要的作用。水利水電工程建設中，信息及自動化技術的應用是基于信息技術、自動控制技術和通信技術等多學科的綜合應用。隨著社會的發展和技術的進步，信息及自動化技術在水利水電工程領域的應用越來越廣泛，為工程建設和管理帶來了許多新的機遇和挑戰。因此本文將系統的分析水利水電工程建設中信息及自動化技術的應用，推動水利水電事業的可持續發展。

1 水利水電工程建設中應用信息及自動化技術的必要性

1.1 推動水利水電工程建設工作的開展

在水利水電工程建設中，一般情況下要做好數據的收集工作，然后要對所收集到的數據信息展開全面的分析。然而在實際的收集和分析數據的過程中，往往會出現各種各樣的問題，而利用信息及自動化技術可以很好地解決這些問題，從而使水利水電工程的建設工作能夠更好地進行下去。綜合各國水利水電工程建設的現狀可以看出，在各類水利水電工程建設中，信息及自動化技術已經得到了普遍的運用[1]。除此之外，有些項目還在使用過程中對技術進行了優化。當前在我國，信息及自動化技術的運用水平還是相當高的，而且它已經可以滿足我國水利水電工程建設的基本要求和現實需要。

1.2 提高水利水電工程建設的整體質量

水利水電工程建設中應用信息及自動化技術可以有效提高水利水電工程建設的整體質量。通過傳感器和監控設備，可以對水利水電工程的各個環節進行監測和數據采集，包括水位、水質、溫度等參數。且通過信息及自動化技術，可以實現工程施工數據的集中管理和共享，減少人為的煩瑣操作和人員誤操作的可能性。同時，利用智能化的算法和模型，可以進行工程進度和資源的優化分配，提高工程施工的效率和準確性[2]。通過實時監測和數據分析，可以對工程質量進行精細化管理和評估。同時，可以利用虛擬仿真技術對工程設計進行模擬和驗證，提前發現潛在問題并進行調整，減少施工中的質量隱患。

1.3 促進水利水電行業智能化發展

水利水電工程建設中應用信息及自動化技術可以促進水利水電行業的智能化發展。水利水電工程涉及大量的數據，包括水文水資源、地質地形、工程設計等方面的數據。通過信息及自動化技術，可以對這些數據進行實時采集、處理和分析，提供準確的決策支持[3]。應用信息及自動化技術，可以通過傳感器、監控設備等實現對水利水電設施的實時監測和遠程控制，將人工操作轉變為智能化操作，提高工程的運行效率和安全性。通過建立智能化的工程管理系統，可以實現對施工進度、成本控制、資源配置等方面的優化和調整。同時，利用機器學習和人工智能算法，可以對工程的規劃、設計和運維進行優化和智能化管理，提高項目的效益和可持續性。

1.4 節約工程建設成本

應用信息及自動化技術在水利水電工程建設中能節約工程建設成本。信息及自動化技術可以提高工程管理的效率和準確性，從而減少人力資源的浪費和成本。通過自動化系統對工程進度、資源分配、材料采購等進行精細化管理和優化，可以提高工程施工的效率，減少建設工期，降低人力投入和工期延誤所帶來的額外成本。信息及自動化技術能夠提供實時的數據監測和預警功能，減少可能發生的工程質量問題，避免后期的修復和整改成本。自動化系統可以實時監測工程施工過程中的關鍵指標，如溫度、壓力、振動等，發現異常情況并及時預警，避免質量問題的擴大和修復成本的增加。信息及自動化技術還可以提高工程設計和施工的精度和準確性，減少設計變更和施工誤差，從而降低了返工和修正的成本[4]。

2 水利水電工程建設中信息及自動化技術應用現狀

2.1 水電站自動控制系統的應用

水電站中的自動控制系統是確保其安全、高效和穩定運行的關鍵要素，已經成為水電站運行不可或缺的重要組成部分。信息及自動化技術實現了對水電站運行狀態的實時監測。通過自動控制系統，水電站各項關鍵參數，如水位、流量、電壓、電流、溫度等，可以被連續地監測和記錄。一旦出現異常情況，系統能夠立即發出報警信號，促使運維人員采取相應的措施，避免事故的發生。同時，自動化系統還能夠觸發安全保護機制，確保水電站及其設備的安全運行。自動控制系統有能力對水電站運行參數進行實時調節。根據監測到的實時數據，系統能夠自動地對水位、流量等參數進行調節，以確保水電站運行在最佳狀態。這有助于提高發電效率、降低設備損耗，從而優化整個發電過程。自動控制系統還實現了水電站的自動化操作。傳統上，許多操作需要依賴人工干預，但自動化系統使得諸如啟停機組、調節水位、調節水輪機葉片等操作可以自動執行。這不僅減輕了工作人員的勞動強度，還提高了操作的準確性和穩定性。信息及自動化技術的應用可以顯著提高水電站的運行效率。通過實時監測和自動調節，系統可以優化發電過程，最大限度地利用水能資源，提高發電效率，降低能耗，減少對環境的影響[5]。

2.2 水利動態監管系統的應用

在當今水利水電工程建設中，水利動態監管系統平臺以其強大的功能在信息及自動化技術應用中扮演著重要角色。該系統平臺通過水情遙測、水利動態監管、水文監測、氣象預測預報的站點進行數據融合數字化技術，對重點江河流域、水庫、山塘、大壩、提圍、水電站、水閘等水利水電工程等多方面站點進行設置全面自動預測、預報、預警功能，進一步提高科學精準的智能化控制、研判、調度當中發揮重要作用。水利動態監管系統平臺的功能多樣且強大，通過氣象信息、雨情信息、水情信息、工程信息、視頻監控、水資源信息、影像采集、歷史數據分析形成二維圖像、圖表和三維仿真模型，對水利工程的工程體系、影響范圍以及經濟社會要素等進行直觀展示。與此同時，系統平臺實現了模擬調度結果的動態交互、實時融合和高度仿真展示，使決策者能夠根據實際情況進行優化決策，進一步提高了水利工程管理的效率。水利動態監管系統具備涉水要素的數字化、感知的實時化和模擬的可視化功能，通過這些特點，為完善“四預”工作（預測、預報、預演、預案）提供了堅實的支持。系統集成了全過程模型，擴展了防洪風險影響判別、主要水利水電工程風險防控目標識別等功能，提升了洪水預警的時效性、精細化程度和覆蓋面，為防洪調度決策提供了更可靠的支持。此外，系統還通過擴展模擬計算和動態仿真等功能，支持防洪調度方案的集合生成，為應對洪水風險提供了更多策略。集成各類防洪方案、調度規則和專家經驗，系統實現了方案自動生成和多方案比選，從而為形成防洪調度決策優化方案提供了實用工具。且配套的水利動態監管系統App使用，可以隨時隨地查詢水利數據，增加了信息的便捷獲取途徑。為有效保障人民生命安全，減少內澇、洪水、泥石流、干旱等災害和確保市民生活供水、農田灌溉用水的需要，進一步提高水利水電工程管理，實現科學調度做好防洪和合理利用水資源等措施。

3 水利水電工程建設中信息及自動化技術的應用建議

3.1 使信息及自動化技術的投入資金合理化

在水利水電工程建設中，合理使用信息及自動化技術的投入資金至關重要。需要進行詳細的技術調研和成本效益分析，通過對不同技術方案和設備的評估，確定最適合項目需求和工程規模的信息及自動化技術投資方向。這樣可以避免不必要的資金浪費和風險。注重成本控制和資源整合，在進行信息及自動化技術投資時，需要綜合考慮設備采購、軟件開發、系統集成等方面的成本。通過與供應商的合作和談判，爭取到更具競爭力的價格和服務。同時，可以考慮資本市場和政府支持等多方面的資金來源，實現對投入資金的充分整合和最大限度利用。還要及時收集和分析信息及自動化技術投資帶來的收益和效益，對投資結果進行評估。

3.2 培養專業技術人才

在水利水電工程建設中，培養專業的技術人才是推動信息及自動化技術應用的關鍵。通過開設相關專業課程和實踐環節，培養具備信息技術基礎和水利水電工程知識的綜合型人才。同時，與水利水電行業企業和科研機構合作，開展實習和實訓活動，提供實踐機會，培養學生的實際操作能力和團隊協作能力。因為信息技術的不斷發展和更新換代，水利水電工程專業人員需要不斷學習和更新知識。可以通過組織培訓班、研討會等形式，提供最新的技術和管理知識，加強人員的繼續教育，提高其適應信息及自動化技術應用的能力。還要針對水利水電工程中信息及自動化技術應用的特點和需求，制定相應的人才培養計劃和選拔標準。

3.3 引入先進的技術設備，加強國際化交流

在水利水電工程建設中，可以引入先進的技術設備，加強國際化交流。通過與國內外領先企業和科研機構合作，引進最新的信息及自動化技術設備，以及相關軟件和系統，實現技術的跨越式發展。這樣可以提高工程監測、數據處理、智能控制等方面的水平，推動水利水電工程建設的先進化和現代化。通過與國際組織、外國專家和企業的合作，開展技術交流和合作研究，了解和學習他們在信息及自動化技術應用方面的先進經驗和成果。也可以將國內的研究成果和技術創新介紹給國際同行，拓展市場和合作機會，促進國內信息及自動化技術在國際舞臺上的影響力和競爭力。

4 結束語

水利水電工程建設中的信息及自動化技術應用正日益成為推動行業現代化和智能化的重要引擎。水電站自動控制系統，水情遙測系統，水利動態監管系統，智慧水利云平臺的應用，能夠提高工程效率、降低成本，并增強工程安全和可持續發展能力。因此為了促進信息及自動化技術的應用，需要合理使用信息及自動化技術的投入資金需要進行詳細的調研和分析，注重成本控制和資源整合，并定期進行效益評估和監控。還要培養專業的技術人才需要加強高校和職業教育的人才培養，注重持續教育和培訓，加強人才隊伍建設和激勵機制。另外，還可以引入先進的技術設備和加強國際化交流。展望未來，結合大數據和人工智能，還有望實現水利水電工程的智能決策、仿真模擬等領域的突破，使得信息及自動化技術的應用為水利水電工程帶來更高效、智能和可持續的發展。