數字化技術在水利水電工程建設中的應用研究

摘" 要：水利水電工程具有專業性強、安全風險高、周期長、施工難度大等特點，在實際開展施工建設期間，通過對數字化技術進行合理運用，能夠提高數據精確性與管理時效性，有助于提升工程建設效率和質量，降低安全事故發生率。為此，對水利水電工程建設期間運用數字化技術的價值進行研究至關重要。從打造工程信息管理系統、數字化勘測建模、數字化施工方案優化、數字化要素管理等多個方面提出應用建議，以此助推水利水電工程建設活動不斷向好發展。

關鍵詞：數字化技術；" 水利水電工程；" 施工建設；" 要素管理

中圖分類號：TV5

Research on tThe Application of Digital Technology in Water Conservancy and Hydropower Engineering Construction

QIN Haixi

China Water Resources and Hydropower Fourth Engineering Bureau Co.， Ltd.， Xi’ning， Qinghai Province， 810000 China

Abstract： Water conservancy and hydropower engineering projects hasve the characteristics of strong professionalism， high safety risks， long construction period， and high construction difficultyperiod and difficult construction. During the actual construction period， the reasonablerational use of digital technology can improve the accuracy of data and timeliness of management， help to improve the efficiency and quality of engineering construction， and reduce the incidence of safety accidents. Therefore， it is very important to study the value of using digital technology during the construction of water conservancy and hydropower projects， and put forward application suggestions from many aspects such as building engineering information management system， digital investigation and modeling， digital construction plan optimization and digital element management， so as to promote the continuous development of water conservancy and hydropower engineering project construction activities.

Key Wwords： Digital technology; Healthy development; Water conservancy and hydropower engineering; Construction and construction; Element management

前言：

現階段，數字化技術在社會各個行業領域均有著廣泛應用，促進了各行業工作效率和質量的顯著提高。在水利水電工程建設活動中，數字化技術能夠運用于測繪、設計、質量安全監管、溝通交流、資料搜集管理等多個方面，能夠大幅度提高水利水電工程建設效率、質量、安全性，并可以在一定程度上節約資源、降低成本。

1 水利水電工程建設期間運用數字化技術的價值

將數字化技術運用于水利水電工程建設活動的設計環節，能夠大幅度提高設計精度，這一點能夠體現在多個方面。例如：借助數字測繪技術，能夠高效、精準、全面地獲取水利水電工程所在地的地質、水文等一系列環境數據信息，從而可以為設計提供充足、可靠的數據支持，有助于提高設計精度。如圖1所示，利用數字化技術能夠基于設計參數精確構建工程三維模型，為設計優化提供支持；同時，數字化技術可以自動化完成一系列設計參數指標的檢測與核對工作，幫助設計人員及時發現設計中存在的不合理、不正確的地方，同樣可以提高設計精度^[1]。

2 "數字化技術在水利水電工程中的應用

2.1 借助數字化技術打造工程信息管理系統

借助數字化技術手段，可以打造覆蓋水利水電工程各部門、各環節以及各個專業的工程信息管理系統平臺，然后通過此系統平臺完成所有信息的高效管理。借助智慧工地系統，可以完成有關水利水電工程數據信息的收集和存儲工作，包括地質信息、氣象水文信息、合同條款、招投標文件、設計變更資料、各類圖紙等，以此為施工活動提供有力支持。例如：云南省TB水電站大壩工程項目引用先進的科學技術，構建以大壩智能建造、綠色智慧砂石加工、地下工程安全智能動態管控三大關鍵技術為核心，打造“1+3+N”的科技創新與綠色智能建造體系，有效推動碾壓混凝土生產、運輸、攤鋪、碾壓、振搗等工序的施工效率，相比同類工程傳統管理模式，工序完成效率高出近20%，返工率接近為0%。

2.2 "數字化現場勘測及建模

實際開展水利水電工程建設活動之前，數字化技術可用于施工現場勘測與建模工作，能夠提高設計水平，并且為施工作業與施工精細化管理提供可靠支持^[2]。例如：相關工作人員可以借助數字孿生技術有效完成水利水電工程地質勘察以及模型構建工作，具體運用方法如圖2所示。整個方法主要可以分為三大模塊[A2]"。

2.2.1" 前端基礎模塊

[A3]"負責對水利水電工程地質數據實施有效的外業采集以及傳輸工作。例如：可以借助全球定位系統（Global Positioning System，GPS）、北斗衛星導航系統（Beidou Navigation Satellite System，BDS）等，根據水利水電工程地形圖，有效地對整個施工現場及附近環境做出精確定位與測繪，同時，可以借助GIS技術完成數據處理與空間分析工作，從而直觀地對工程所在地的整個地形地貌或植被覆蓋情況等多種信息進行呈現。

2.2.2" 核心模塊

借助數字孿生技術完成地質實體數據信息的有效映射與建模，這樣便可以獲取到地質物理對象方面的一個虛擬映射，即數字化孿生模型（如圖3），達到水利水電工程地質信息仿真化模擬的目的。

2.2.3" 終端模塊

應用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術完成地質信息的三維數字化處理，同時借助有限元分析來評估判定地質穩定性，然后借助物聯網有效實現虛擬和實際物理空間兩者間的實時動態交互，從而達到水利水電工程地質信息勘察與建模的數字化、智能化發展的目的^[3]。

2.3 "借助數字化技術優化施工方案

在正式開展水利水電工程建設活動之前，相關工作人員可以借助數字化技術對施工方案實時模擬仿真處理，然后根據實際情況對方案做出優化改進，這樣能夠對施工實踐做出有效指導，進一步降低施工風險，提高施工成效。

例如：借助數字化仿真技術，能夠對水利水電工程施工技術方案開展數字化模擬分析活動（如圖3所示），對施工工藝、工序流程、各類機具使用、資源配置等做出全方位的動態模擬，并實現可視化分析，從而能夠及時、有效地發現施工方案存在的不足，然后及時做出優化調整^[4]。通過對數字化技術的應用，能夠實現一定的經濟效益，例如：寧夏水利水電工程局有限公司在工程實踐中通過構建數字化平臺，有效實現項目資源的集中歸集與統一，在施工階段有效降低采購成本，節省資金近2 000萬元。?

2.4 "借助數字化技術開展施工要素管理

在水利水電工程建設活動中，會用到大量的施工人員，而且工種不一，管理難度較大。通過對數字化技術進行運用，有助于提高這些人員的管理成效。例如：水利工程施工單位可以引入工地人臉識別門禁系統（如圖5），該系統借助人臉生物識別技術，有效地自動完成一系列施工人員人臉特征信息的錄入與比對工作，從而可以提高人員出勤、現場人員進出等方面的管理成效。例如：黃河羊曲水電站建設工程通過引進數字化技術，實現人臉識別門禁系統、現場遠程監控等技術應用，實現施工時期“零事故”目標，人力資源效應發揮到最大，有效攻克發電機組定子吊裝作業難題，在進度預期目標前順利完成施工任務。

另外，通過對數字化技術進行運用，能夠對這些材料設備開展智能化實時動態監管，并且可以做到從供應到使用的全過程監管。例如：在材料設備供應環節，可以借助物聯網或者是供應鏈管理系統，完成所有材料設備從采購、運輸一直到入場使用的全過程實時動態追蹤監管，提高各類材料設備的調配效率，并且避免出現積壓或短缺問題^[5]。

3" 結語：

綜上所述，水利水電工程建設期間，通過對數字化技術進行科學運用，能夠為設計、施工、管理等方面進行賦能，不斷提高各項工作成效，從而有助于水利水電工程施工建設的順利、高效完成。文章針對數字化技術在水利水電工程建設中的應用展開了深入探究，以此進一步提高水利水電工程施工建設水平，推動此類工程真正地實現高質量健康發展。

參考文獻：[A4]

1. 羅旺，周韓寶. 數字孿生技術在水利水電工程地質的應用[J]. 江蘇水利，2022（zZ2）：90-92.
2. 謝遵黨. 水利水電工程數字設計工廠建設構想與實踐[J].水利水電技術（中英文），2023，54（2）：60-72.
3. 潘娟娟，劉顥.數字化測繪技術在水利水電工程施工中的應用[J].中國新技術新產品，2021（7）：97-99.
4. 汪天然. 水工設計中的三維數字模擬技術在水利水電工程中的應用與發展趨勢[J].建筑與施工，2023，2（24）：19-20.

[5]范發亮. 水利水電工程建設中的BIM技術應用分析：評《水利水電工程BIM數字化應用》 [J]. 人民黃河， 2023， 45（05）：163.