水利工程建設與管理的信息化應用

摘要：隨著水利工程建設規模的不斷擴大和復雜性的增加，傳統的一些管理方式已難以滿足現代水利工程管理的需求。信息化技術的快速發展為水利工程建設與管理提供了新的思路和方法。通過引入信息化技術，可以實現對水利工程全過程的智能化管理，提高管理效率，降低運營成本，保障工程安全。該文探討了信息化技術在水利工程建設與管理中的應用，并提出相關建議。

關鍵詞：水利工程；信息化技術；建設管理；應用實踐

中圖分類號：TP311" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）12-0079-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

隨著信息技術的快速發展，其在水利工程建設與管理中的應用日益受到重視，已成為當前研究熱點。如何將這些先進技術應用于水利工程建設與管理，成為當前研究的重點。信息化技術的引入不僅能夠提高水利工程的建設效率和管理水平，還能為水利工程的長期運行和維護提供科學依據[1]。

1 信息化技術應用優勢

信息化技術通過整合水文、氣象、地質及工程進度等多元數據，結合大數據分析和人工智能算法，為水利工程的建設與管理提供了基于數據驅動的決策支持[2]。這不僅提升了決策的效率和科學性，還增強了監管與應急響應的能力。通過實時監控水利設施的運行狀態，及時識別潛在安全隱患，管理人員能夠隨時掌握工程動態，提高監管的精準度。在應急情況下，信息化技術能夠迅速調動資源，提供實時數據和決策支持，幫助決策者迅速制定應急方案，縮短響應時間，有效控制事態發展，從而最大限度地保障水利工程的安全與穩定運行。

2 水利工程建設與管理現狀問題

2.1 規劃與設計

個別地方存在盲目開展不切實際的水利工程項目，導致資源浪費和環境破壞。這些項目缺乏科學論證和長遠規劃，未能綜合考慮經濟、社會和生態效益。有的設計水平有限。由于設計任務繁重且時間緊迫，有的設計單位在人員不足和前期勘測不充分的情況下完成設計，造成方案不完整、質量不高、深度不足，圖紙粗糙不全，給后續施工帶來諸多不便和隱患。

2.2 資金管理與成本控制

水利工程的資金管理與成本控制存在問題，導致資金浪費嚴重。一些建設企業缺乏成本控制意識，隨意投入資金，造成建設成本遠超預算，降低了工程效益。在市場經濟環境中，合理的成本控制是工程管理水平的重要體現。不合理的資金投入不僅加重了企業的資金壓力，還影響了工程的質量與安全。同時，資金分配不均也時有發生，一些關鍵環節投入不足，影響了整體進度與質量。

2.3 施工人員與管理人員素質

目前，施工人員和管理人員存在業務水平不足的問題。有的施工人員技術有限，面對復雜情況時只能依賴經驗，缺乏科學的施工方法和嚴格的質量管理。有的管理人員責任心不強，監管不力，導致工程質量和安全隱患頻繁出現。部分管理人員缺乏專業知識與管理經驗，難以適應水利工程建設的復雜性，影響了整體管理水平。

3 信息化技術應用實踐

3.1 在工程規劃設計中的應用

通過三維建模技術實現水利工程的虛擬設計，能夠有效展示工程效果與可行性，并識別潛在問題。設計師利用高精度模型全方位審視工程外觀、內部結構及其與周邊環境的關系，及時發現設計缺陷以進行優化。同時，利益相關者可以直觀感受工程效果，促進溝通與共識。虛擬設計還可模擬多種方案，評估不同設計在技術、經濟和環境等方面的優缺點，為最終選擇提供依據。結合GIS平臺進行水資源分析和工程選址，有助于科學確定最佳位置。

在某大型水利樞紐工程中，利用大數據分析過去50年的降雨、徑流和蒸發量數據，建立水文模型，預測未來50年的水文變化。如表1所示，未來50年平均降雨量為1 300毫米，最大降雨量為2 000毫米，最小降雨量為900毫米。基于GIS與大數據的風險評估顯示，在最大降雨量條件下，水庫水位預計達到150米，安全系數為1.07；在最小降雨量條件下，水位降至120米，安全系數為1.09。GIS分析確定最佳壩址位置（經度120.5°，緯度30.2°） ，避開地質災害風險區，并根據水文預測結果，設計庫容為10億立方米，水位為160米，同時制定了科學的水庫調度方案，以確保在豐水期和枯水期正常運行。

3.2 在施工過程管理中的應用

施工進度的實時監測與動態調整通過信息化系統實現了顯著提升。該系統能夠實時采集施工現場的各類數據，精準反映工程進度的當前狀態[3]。一旦檢測到進度延遲，系統將自動發出預警信號，相關人員可及時采取措施進行調整，以確保工程按既定計劃順利推進。通過遠程監控施工現場設備的運行狀況及人員作業情況，為施工的安全性和質量提供了堅實保障。借助安裝在設備及關鍵部位的傳感器，系統可實時監測設備的運行參數及工作狀態，若出現異常情況可迅速報警，防止設備故障引發安全事故。同時，對人員作業的遠程監控能夠規范操作行為，防止違規操作引發的質量問題。施工材料的管理信息化使得材料采購、庫存及使用的全過程均在嚴格監管之下。從材料采購計劃的制定、采購合同的簽署，到材料的入庫、出庫及實際使用，每個環節均有詳細記錄和數據追蹤，以確保材料的質量和使用的合理性。

3.3 在質量檢測與監控中的應用

傳感器能夠實時采集數據并傳輸到數據中心，技術人員可以隨時查看數據變化趨勢，從而及早發現結構受力不均、變形過大等潛在質量隱患。一旦出現異常情況，系統會立即發出警報，提醒相關人員采取措施，防止質量事故發生。自動化的質量數據采集與分析顯著提升了工作效率和準確性。傳統質量檢測依賴人工記錄和整理，容易出現誤差和遺漏，而自動化系統能夠快速、準確地處理大量數據，生成詳細的質量報告，為診斷和解決質量問題提供可靠依據。通過建立數字化驗收標準和流程，驗收人員只需按照系統提示操作，即可完成驗收工作，避免人為因素干擾，提高了驗收的公正性和準確性。同時，數據的長期積累與分析能夠支持機器學習模型的訓練，進一步優化質量檢測和預測系統。這些模型通過歷史數據識別潛在質量問題趨勢，并在問題發生前預警，實現更主動的質量管理。

3.4 在安全管理中的應用

建立安全風險預警系統能夠實時監測施工現場的危險因素。系統能夠根據預設的閾值和算法，自動判斷危險因素的等級，并發出相應的預警信號，提醒施工人員采取防范措施。安全培訓信息化通過在線課程和模擬演練提升員工安全意識和技能，效果顯著。在線課程可以讓員工隨時隨地進行學習，不受時間和地點的限制，課程內容豐富多樣，涵蓋了各種安全知識和技能。模擬演練則能夠讓員工在虛擬的環境中親身體驗安全事故的發生過程，學會正確的應對方法和逃生技巧，提高應急處置能力[4]。安全事故應急管理信息化實現了快速響應和處置突發事件。一旦發生安全事故，系統能夠迅速收集事故信息，定位事故地點，啟動應急預案，調配救援資源。通過智能監控和數據分析，工程項目能夠更好地評估和減少對環境的影響，優化資源利用，促進綠色施工，實現生態效益與經濟效益的雙贏。

3.5 在水資源調度中的應用

通過實時監測水資源的流量、水位、水質等參數，可以了解水資源的動態變化情況，預測未來水資源的供需趨勢，提前制定應對措施，減少水資源短缺的風險，為制定合理的調配方案提供數據支持。模擬不同的調配方案，可以評估方案的可行性和效果，選擇最優方案，提高水資源的利用效率。遠程自動化調度水利設施極大地提高了水資源利用效率。操作人員可以在調度中心遠程控制水利設施的運行，根據水資源的需求和供應情況進行實時調整，避免了人工操作的煩瑣和延遲。自動化調度還能夠實現精細化管理，提高水資源的調配精度。這不僅有助于農業和工業的可持續發展，也能保障居民的生活用水質量和數量。水情信息實時發布便于公眾了解水資源狀況，提高公眾的水資源保護意識。

3.6 在資產管理中的應用

水利工程資產數字化管理讓資產分布和狀況清晰可見。通過建立資產數據庫，將資產的基本信息、購置時間、使用情況、維護記錄等全部數字化存儲，管理人員可以隨時查詢和統計資產的相關信息，掌握資產的動態情況。資產維護保養信息化使得制定科學的維護計劃成為可能。根據資產的使用情況和維護記錄，系統能夠自動生成維護計劃，提醒管理人員按時進行維護保養工作，確保資產的正常運行。通過引入自動化技術，資產清查和盤點不僅變得更加高效，而且數據的準確性得到了顯著提升，減少了人工誤差，不僅節省了人力成本，還為決策提供了可靠的數據支持，進一步優化了資產管理流程。

3.7 在運營維護中的應用

設備遠程監控與故障診斷能夠提前預警并及時維修，保障了設備的正常運行。通過安裝在設備上的傳感器和監測設備，可以實時監測設備的運行狀態。一旦出現故障或異常情況，系統能夠及時發出警報，維修人員可以在第一時間趕到現場進行維修，減少設備停機時間。運營數據統計分析為優化運營策略提供依據。通過對運營數據的分析，可以了解設備的運行效率、能源消耗情況、用戶需求等信息，從而制定出更加科學合理的運營策略，降低運營成本，提高運營效益。在線客服系統及時處理用戶反饋和問題，提升了用戶滿意度。用戶可以通過在線客服系統隨時向運營部門反饋問題和建議，運營部門能夠及時響應并解決問題，提高用戶的滿意度和忠誠度。

3.8 在決策支持中的應用

基于大數據分析為工程建設與管理提供決策建議具有重要價值。通過對海量的工程建設和管理數據進行分析，可以挖掘出隱藏的規律和趨勢，為決策提供科學依據。例如，通過分析施工進度數據可以預測工程是否會延期，通過分析質量數據可以發現潛在的質量問題等。可視化決策平臺直觀展示各類數據和信息，使輔助決策制定更加高效。通過將各種數據以圖表、圖形等形式直觀地展示在決策平臺上，決策者能夠更加清晰地了解情況，快速做出決策。模擬演練不同決策方案的效果，降低了決策風險。在做出重大決策之前，通過模擬演練不同的決策方案，評估方案的風險和收益，選擇最優方案，從而降低決策風險。

3.9 在信息共享與協同中的應用

建立水利工程建設與管理的信息共享平臺促進了各部門之間的協作。不同部門可以在平臺上共享工程信息、資源和經驗，打破信息壁壘，提高工作效率。跨區域水利工程信息互聯互通實現了協同管理。通過將不同區域的水利工程信息進行整合和共享，可以實現跨區域的協同管理，協調各方資源，共同推進水利工程的建設和運營[5]。與相關部門和機構的數據對接實現了信息共享和業務協同。與氣象部門、環保部門等的數據對接，可以獲取相關的氣象信息和環境數據，為水利工程的調度和管理提供參考；與財政部門的數據對接，可以實現資金的統籌安排和使用管理。

4 結束語

信息化技術在水利工程建設與管理中的應用已初步顯現成效，然而仍面臨諸多挑戰。未來需加大信息化技術的研發力度，完善信息系統的構建，培養專業人才，并強化跨部門的協作，以促進信息化技術與水利工程的深度融合，推動水利工程的現代化進程。

參考文獻：

[1] 呂偉，居云.信息化技術在水利工程建設管理中的應用[J].長江信息通信，2022，35（10）：116-118.

[2] 王建忠.信息化技術在水利工程管理中的應用研究[J].科技創新與應用，2021，11（28）：185-187.

[3] 李良琦.信息化技術在水利工程施工管理中的應用研究[J].中國管理信息化，2021，24（14）：84-85.

[4] 周勇.信息化技術在工程建設施工現場安全管理中的應用[J].江西建材，2021（4）：175，177.

[5] 張淑蘭.信息化技術在水利工程管理中的應用[J].農業科技與信息，2021（2）：81，84.

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