數據信息技術在水利管理中的應用探究

寧濤濤

西安昆明池投資開發有限公司 陜西 西安 710000

就目前我國水利工程管理的實際來看，在應用信息化技術的過程中依然存在不足。信息化技術發展不均衡也是需要面對的問題，很多信息化技術應用于水利工程管理中只注重本行業現狀及需求，沒有很好地與工業、農業生產發展相適應，同樣也會產生各種問題。不得不對水利管理模式提出更高的要求，水利管理模式需要進行升級革新，建立完備的管理制度，以保障水利工程建設的順利開展。

1 數據信息技術在水利管理中的應用價值

信息化技術是水利工程建設中重要的基礎技術，與水利建設緊密結合，充分體現了水利技術在水利建設中的實際運用，而且在很大程度上推動了水利建設的科學實施，特別是在水利水電施工極其繁雜的環境中，除了要充分考慮周圍環境特征、地理特征、氣候變化等因素外，更要對數據進行綜合、高效的信息統計，以確保數據匯總和信息管理的準確性。

1.1 提高水利工程的管理效率

一般情況下，水利工程的位置比較偏僻，規模較大，需要人工在野外進行作業且管理維護十分不便。而現代信息化技術的有效應用，通過對各種先進自動化傳感設備的使用，能夠對水利工程進行實時監測，對各項工程數據進行采集，并在第一時間向計算機系統進行傳送，為專業分析提供有效依據，使相關人員及時掌握水利工程的實際施工和運行情況，事先將潛在的安全隱患找出來。同時，相關管理工作者也能夠通過大數據技術對所產生的問題進行有針對性的解決，盡可能地減少或避免危險事故的發生[1]。

1.2 推進水利管理模式改革

大數據信息技術在水利管理中的實施和應用，可以有效推動水利管理模式的改革，實現水利管理制度的完善，水利管理模式的革新、升級，真正做到現代化、科技化，水利管理的工作質量得到顯著的改善，水利管理的工作效率得到明顯的提升，從而減輕管理人員的工作壓力，確保水利管理效率，它是目前大數據信息技術的主要應用價值之一。在新的時代，信息技術發展迅速，并迅速應用于我國各行各業，形成了大量的數據。利用大數據信息技術開展水利管理，構建信息交換云平臺，可以有效加強水利管理各部門之間的關系，實時了解水利工程進展情況，在線監督管理。在水利管理創新過程中發揮主導作用，改變以往單一的管理形式，實現水利工程的信息化、智能化管理[2]。

1.3 提高水利測繪質量

水利工程大多建在地形復雜的地區，給數據采集和測繪帶來很大困難。在以往工作中，測繪人員很難借助測繪設備收集數據。然而，隨著信息技術的飛速發展，將大數據信息技術引入水利管理中，可以有效地改變傳統采集和測量中存在的問題，實現遙感采集、測繪和分析，并將采集和測繪結果同步傳輸到測量員智能終端，利用信息技術將其顯示在顯示屏上，可有效保證數據的準確性，提高水利測繪圖形質量，減少現場收集和調查的人力和財力支出。這是大數據信息技術應用的主要價值[3]。

1.4 提高水利管理水平

大數據信息技術在水利管理中的應用，可以有效提高水利管理水平，實現水利工程的智能化、信息化管理，實施科技興國戰略，促進水利信息化建設和發展。以往，在水利管理過程中，由于缺乏技術，工作人員使用設備管理嚴格，防止河流堵塞和破壞河流流向。雖然目前的技術無法抵御災害的到來，但它可以在測量和采樣過程中最大限度地減少對自然環境的影響，這也是水利管理的主要目的。應用大數據信息技術進行智能化、信息化管理，可以有效降低管理失誤的概率，提高水利管理質量，實現水利工程的高效管理。

2 水利工程管理現狀

2.1 管理方式落后

在新時期，經濟迅猛發展，帶動了科技的不斷進步。雖然國家出臺各種政策，以推動水利行業的進步，水利工程迎來了新的發展契機，建設規模愈加擴大，管理的質量和管理的效率得到顯著的改善，但是各種各樣的情況頻發，從實際情況來看，水利工程所使用的管理方式相對粗放，水利設施的管理較為落后，同時也缺乏專業的維修人員，導致不少水利設備都遭到了損壞，出現了各種問題，且沒有及時進行維修。大部分地區依舊是“熟人社會”，不注重法治，更側重于人情世故，出現各種違規用水的情況時村民之間相互包庇，致使很多灌渠以及輸水管線受到嚴重損害，也影響了地區的供水能力，無法確保農業生產用水。另外，對破壞水利設施等的處罰力度較小，這在一定程度上縱容了破壞行為。因此，地區迫切需要加強水利工程的管理力度[4]。

2.2 基礎設施老化，管理機制落后

農田水利基礎設施的運營維護以及管理情況復雜，且涉及多個站點，這些都大大增加了水利工程管理的難度。由于地方政府的財政收支有限，在水利管理工作上所投入的資金、人力都很有限，導致相應的水利工程管理機制建設相對滯后，很多水利設施得不到及時有效的維護，出現嚴重的老化現象，無法發揮出應有的作用和功能。

2.3 技術管理人員專業素養不夠

在水利工程的信息化與自動化技術應用管理中,雖然許多工作可以通過自動化的信息技術去完成,但最終依然需要依賴于技術人員操作系統,給系統下達指令去實時監測水質、防汛情況以及水土問題等,再對系統反饋數據進行整理。因此水利工程信息化自動化的管理,依賴于技術管理人員的專業素養。專業操作人員對硬件設備的操作水平高,其設備運行效率更高,設備的作用也能得到更好的發揮。但在實際的水利工程管理中,許多技術管理人員的專業水平無法滿足崗位需求,其能力只夠支撐他們對設備開展基礎操作,無法利用設備開展更多復雜的、深入的、準確的操作,因此,設備的作用受到人員專業水平的限制,難以發揮出最大效用。因此,水利工程管理人員應該要對經常接觸設備、操作設備的人員進行定期培訓,提高他們的專業能力。

2.4 資金投入不足

相關部門對水利工程管理工作的重視程度不夠，在這方面投入的資金有限，特別是在財政吃緊的情況下更容易被忽視。在國家大力推行新建設的過程中，地方財政很多時候都處于緊張狀態，因而沒有充足的資金用于水利工程建設以及項目維護，這在很大程度上導致了工期延誤，加重了偷工減料等行為的發生，對水利工程建設質量造成了嚴重影響。

3 信息技術在水利管理中的應用分析

水是生命之源，生產之要，人類在探索水資源開發利用過程中，先后經歷了建國前的農田水利時代，到大規模水利建設時期的工程水利，再到人水和諧思想逐步被接受的資源水利時代，未來將會邁入信息水利時代。

3.1 數據庫技術的應用

要想提升水利管理工作的質量與效率，就必須從數據信息的管理入手。自從智能化、信息化時代的到來之后，經濟迅猛發展，帶動了信息技術的進步。大數據信息技術在水利管理工作中的應用，帶動了水利工程的創新與發展，促進了水利管理工作的提升。基于此，數據信息管理一般依賴前沿的數據信息庫，通過數據信息庫的管理，數據信息可以得到完善的留存及應用，不僅有利于數據的分析，還便于數據的直接引用，顯著改善了水利工程數據庫管理不善的現狀。基于此，水利管理通過建立數據信息庫，分析、留存和應用數量較大的數據信息，并將其分門別類，便于水利工程的查找和使用。隨著長時間的應用探究，不僅了解數據信息庫的優勢之處和弊端，還有利于數據信息的共同應用，推動水利管理工作的有序開展[5]。

3.2 數字孿生技術的應用

數字孿生技術通常是借助虛擬模型、實時數據等要素集成后，再以人、機、物以及環境、信息等多個要素為目標，對生命周期進行建模和描述。將該技術應用于水利管理，可以在信息空間中有效地描述水利工程的物理實體，實現實時信息交互，有效地實現水利管理的模擬、評價、優化和預測。例如，對于水利工程的運行過程，該技術可以有效地模擬信息空間中各種任務的實際執行情況。借助各種仿真參數，最大限度地了解任務執行過程中可能出現的各種情況，了解動態監測水利工程的運行情況，并結合實際運行或環境變化，及時有效地調整水利工程的運行管理方案，能夠對水利工程管理部門年度各項業務活動流程和系統進行優化，同時還能促進水利工程的智能化、自動化發展，有效提高工作和管理的效率。與此同時，水利工程整個范圍內的水庫、湖泊等真實存在的物體的相關信息將會被收納到數字世界當中，并經過大數據的加工與融合，成為可供人們查閱和參考的數據資料，并且在數據庫中有其獨特的屬性，從而實現河流實時全景地綜合分析并顯示湖泊和水利工程在盆地內，并提供了模擬真實現場環境的條件，通過大數據和計算機技術，對水利工程流域內的流量、汛息、水資源配置以及生態環境等內容進行模擬與分析，快速制訂出多種可供選擇的管理方案，并經過智能分析，選出最佳的方案，實現對水利工程的智能化管理。借助數字孿生技術進行防洪減災調度、水資源調配、水環境改善的預演，實現水利工程聯合調度智能化管理，實現效果示意圖見圖1。

圖1 水資源聯合調度預演示意圖

3.3 GIS技術的應用

GIS地理信息系統：目前，GIS技術已得到廣泛應用，它在水利行業已經使用了十多年。其最基本的功能是有效地反映地理坐標，在水利管理中起著至關重要的作用。由于水利管理對地理信息的巨大需求，將地理信息技術應用于水利管理十分必要。目前，GIS技術在防洪、救災和減災中的應用最為廣泛，它也是水利管理中最成熟的信息技術之一。對于數據和信息的存儲、分析和管理，現階段，與防洪、減災和救災相關的各種信息管理系統大多是在GIS平臺的支持下建立的。它在災害評估和風險分析中的突出作用是高效地完成基礎背景數據的管理，實現空間和屬性數據的查詢、檢索、統計和顯示，實現災害數據的有效分析和提取、可視化表達。此外，地理信息系統還可作為蓄洪區決策和搬遷的輔助工具。除上述功能外，GIS技術還可以在水資源信息管理系統的歷史數據管理、實時數據動態加載和區域水資源空間分析中發揮重要作用。

3.4 遙感技術應用分析

遙感技術在水利管理中的應用主要涉及以下幾個方面。第一，水利工程建設過程中的環境影響分析與評價；第二，河流動態變化的遙感監測；第三，大型水利工程的安全監測；第四，水資源管理；第五，項目規劃；第六，防洪抗災。特別是在河流動態變化和防洪減災方面，該技術應用最為廣泛。目前，遙感技術發展迅速，各種新興技術被應用于水利管理。例如，衛星遙感技術和無人機遙感技術為水利工程建設管理和水資源管理提供了重要支持。

3.5 計算機仿真技術的應用

計算機仿真技術又稱為計算機模擬技術，主要是通過對相關技術和計算機技術的應用來自動化管理水利工程，有效確保了水利施工的高效性、便捷性和規范性。一般情況下，在實際進行水利工程施工之前，施工企業需要對可能會發生在施工階段的一系列問題進行科學預測，并對相關工程參數進行采集和分析。因此，后期在施工階段一旦發現有問題產生就可以在第一時間做出科學應對，并結合實際情況對施工方案進行調整和優化，確保其實用性。在水利施工管理當中應用計算機仿真技術，不僅使施工當中的計算過程變得更加簡潔，同時工程技術人員的計算強度也降低了不少，為工程技術人員增加了技術開發和研究的時間[2]。

3.6 BIM技術的應用

BIM應用是全過程應用，而不能只應用于局部，否則各階段的成果容易形成“信息孤島”，需要從政府和業主出發，建立統一的政策指令和技術標準，做好行業頂層設計，以建設單位為核心對 BIM 應用進行統籌管理，加強項目各參與方的協作能力，推動 BIM的全過程應用。族庫的建立是構建模型的基礎，利用 BIM＋互聯網環境，建立水利工程族庫管理平臺，形成水利工程以族命名的統一標準，加大族在不同項目之間的適用性，實現項目級族庫向企業族庫跨越。

3.7 網絡通信技術的應用

在水利工程管理工作中應用網絡通信技術，首先，不僅從根本上確保了管理信息的可靠性和真實性，還加快了工程數據的傳輸速度；其次，充分體現了信息技術在水利工程管理中的優勢，有效增強了施工企業和所在區域中所有水利工程項目的銜接，逐漸完成了水利工程管理信息的共享；再者，信息的傳送量也得到了有效提升，可以對各種信息數據進行科學校對，為施工企業對水利數據、項目三維模型及圖像等方面的交互利用提供了便利。

4 結束語

綜上所述，水利工程建設作為我國基礎工程的主要組成部分，其對國家經濟的發展影響較大。今后，要加強對信息化技術的合理應用，數據信息技術在水利管理中發揮著至關重要的作用，直接影響著水利工程的整體管理水平，是未來水利工程開發建設的主要趨勢。然而，現階段水利管理者對大數據信息技術的應用知之甚少，缺乏足夠的重視。我們在進行水利管理的時候，要了解水利管理的設計范圍，水利管理包含了水資源、水域和水利工程的管理。