信息技術在水利工程管理中的應用

水利工程作為調控水資源、防治水災害的重要基礎設施，具有綜合性、系統性和復雜性等特點。目前，傳統的工程管理方法存在信息滯后、效率低下、資源分配不均等問題，難以滿足現代水利工程的高效運行需求。隨著信息技術的創新發展，其在水利工程管理中的應用，能夠優化資源配置，提高決策效率，有效應對傳統管理中的諸多挑戰。

一、信息技術在水利工程管理中的應用意義

（一）提高施工監管水平和管理效能

信息技術在水利工程管理中的應用，極大提升了施工監管水平與管理效能，讓管理部門能精準掌握施工現場動態，及時發現并糾正問題，有效增強了施工監管的時效性和準確性[]。同時，信息技術的應用簡化了工程管理流程，并通過自動化處理減少人工干預，提高了管理效率。

（二）促進水資源的科學管理和分配

信息技術在水利工程管理中的應用，顯著促進了水資源的科學管理和分配。通過實時監測水文數據，使得管理部門能夠根據實際情況及時調整水源分配和用水計劃[2]。同時，智能控制系統根據監測數據自動調節設施運行參數，實現對水資源的智能化調度。此外，大數據分析技術還能深人挖掘水資源潛力，發現潛在問題，為水利決策提供科學依據，進一步提升了水資源管理的科學性和合理性。

二、信息技術在水利工程管理中的具體應用案例

某水利工程（以下簡稱F工程）位于我國南方某山區，主要包括河道疏浚、堤防加固、新建分洪道等建設內容。其中，河道疏浚子工程總長15公里，堤防加固子工程總長5公里，新建分洪道2條，總長8公里。F工程還包括3處護岸工程（總長2公里），以及10處排水設施的建設任務等。F工程的地質條件較為復雜，需穿越多條山谷和溪流。在如此復雜的地質條件下，施工單位需科學合理地規劃和施工，提高山區的防洪能力，保障下游群眾的生命財產安全。

（一）重視基礎設施建設，合理配置資源

在水利工程管理中應用信息技術，重視基礎設施建設是確保技術有效應用的前提，它能提供必要的硬件支撐，確保證數據采集、傳輸和處理的順利進行。合理配置資源則能使最大化信息技術效益最大化，通過優化人力資源、技術資源和資金資源，確保數據得到及時準確處理，避免資源浪費和重復建設，提高管理效率。兩者共同作用下，可實現對水利工程的全面監控和科學管理，確保工程安全運行，提升管理決策的科學性和準確性[3]。

1.硬件設施建設與資源配置

在F工程中，相關單位應著重通過硬件設施建設與資源配置實現對信息技術的深度應用。

針對河道疏浚、堤防加固及新建分洪道等核心子工程，相關單位可以配備高精度GPS定位系統（如TrimbleR10，其精度可達毫米級），并結合無人機技術（選用大疆Mavic3，具備4K高清攝像與紅外熱成像能力）進行空中巡查與數據采集，以實時監控地形地貌的變化。同時，相關單位應在關鍵位置安裝水位監測站（采用霍尼韋爾HFWL系列，測量范圍覆蓋 0-50m ，精度達到 ±0.01m ）和氣象監測站（選用DavisVantage Pro2 全面監測風向、風速、溫度、濕度等氣象要素）。

在資源配置層面，相關單位應構建基于云計算的數據中心，核心設備可選用華為FusionServerRH2288V3機架式服務器，并配備高性能的存儲設備，以確保對海量數據的快速處理與可靠存儲。此外，相關單位應積極引進GIS（地理信息系統）平臺—ESRIArcGISEnterprise。該平臺集成了強大的空間分析與可視化功能，為決策制定提供了有力支持。為了實現對泵站、閘門等水利設施的遠程監控與自動調節，相關單位需配置西門子S7-300系列PLC自動化控制系統。

2.軟件設施建設與資源配置

在F工程中，相關單位應高度重視對信息化軟件設施的建設與資源配置，以此作為提升工程管理水平和防洪能力的關鍵手段。

首先，為了實現對工程狀態的全面監控，相關管理人員應積極引進SCADA（監控與數據采集）系統。該系統能夠實時采集河道水位、流速、降雨量等關鍵數據，并通過網絡傳輸至數據中心進行分析處理。其高性能的數據采集模塊，能夠確保數據的準確性和時效性，從而為工程的運行管理提供了可靠的信息支持。

其次，為了提升預警預報的精確性，相關單位部署了水文預報模型軟件。基于歷史水文數據和實時監測數據，運用先進的水文預報算法，該軟件能夠準確預測未來一段時間內的水位變化和洪水風險。通過該軟件，管理人員可以及時發現潛在的洪水威脅，并提前采取預防措施，確保下游群眾的生命財產安全。

此外，在資源配置方面，相關管理人員部署GIS（地理信息系統）平臺。該平臺集成了工程的地形地貌、水文地質、設施設備等多元信息，實現了對工程的可視化管理和空間分析。通過GIS平臺，管理人員可以直觀地了解工程的整體布局和運行狀態，為科學決策提供信息化支持。

綜上所述，通過引入SCADA系統、水文預報模型軟件、GIS平臺等信息化軟件設施，并合理配置相關資源，F工程實現了對工程狀態的全面監控、預警預報的精確發布，以及管理效率的顯著提升。

（二）應用數字孿生技術，提高數據精度

數字孿生技術在水利工程管理中的應用，旨在實現更精準的水資源管理、更及時的洪水預警，以及更智能的設施監控，進而為水利工程的可持續發展提供強有力的技術支撐[。但是，數字孿生技術的應用依賴高精度的數據。因此，相關單位應搭建多源數據管理平臺，以提高數據的質量和可用性，從而為數字孿生模型的構建和運行提供有力支持。此外，數字孿生技術通過創建物理工程的虛擬模型，可以實現對工程資源調度的仿真模擬。

1.搭建多源數據管理平臺

在F工程中，相關單位應首先明確數據需求，確定需要采集的過程數據類型，如水文數據、地質數據、氣象數據，以及工程運行數據等。這些數據是構建數字孿生模型的基礎，也是后續分析和管理的重要依據。

接著，相關單位和工程管理人員應整合多種數據來源，包括傳感器網絡、遙感數據、歷史資料，以及相關部門提供的數據等。這些數據來源廣泛、格式多樣，需要通過統一的數據接口和標準進行整合，以確保數據的準確性和一致性。

在數據整合的基礎上，相關單位應搭建多源數據管理平臺。該平臺應具備數據存儲、處理、分析和可視化等功能，并能夠實現對海量數據的高效管理。通過該平臺，管理人員可以實時查看工程運行狀態，如監測水位變化、地質情況以及氣象條件等，為科學決策提供支持。

此外，為了提高數據精度，相關單位還需采用數據清洗、校準和驗證等技術手段。技術人員應對原始數據進行預處理，去除異常值和噪聲，確保數據的準確性。同時，管理人員還需通過與其他可靠數據源進行比對的方式，驗證數據的可靠性，進一步提高數據精度。

多源數據管理平臺的搭建，有助于提升F工程的信息化管理效率。它不僅提高了數據精度，還使得數字孿生模型更加貼近實際工程情況，為防洪減災提供了有力支持。同時，該平臺還實現了數據的共享和協同管理，提高了工作效率，降低了管理成本，為F工程的長期穩定運行提供了有力保障。

2.仿真模擬工程資源調度

在F工程中，相關單位應通過應用數字孿生技術，實現對工程資源調度的仿真模擬，以提高數據精度和調度效率。

首先，相關單位應構建F工程的數字孿生模型，該模型精確復制了物理工程的各項參數和運行狀態。接著，工程管理人員應在模型中輸人F工程的真實資源數據，包括人力、物力、設備等，以及各項任務的時間節點和優先級。通過仿真模擬，工程管理人員可以直觀地看到在不同調度方案下，資源的分配和流動情況，以及任務的完成進度。

在仿真過程中，數字孿生模型能夠實時反饋數據，幫助管理人員發現潛在的問題，從而及時調整調度方案。這種基于數據的決策方式，大大提高了F工程資源調度的精確性和靈活性。

仿真模擬工程資源調度在F工程管理中發揮了重要作用。它使得資源分配更加合理，工作效率得到顯著提升，同時降低了運行成本。更重要的是，通過精確的調度和實時監控，F工程的管理人員能夠迅速響應突發情況，確保工程的安全穩定運行，從而有效提升山區的防洪能力，為下游群眾的生命財產安全提供了有力保障。

（三）完善數字監管平臺，防控工程風險

在現代化的水利工程管理體系中，數字監管平臺通過集成物聯網、大數據、云計算等現代信息技術手段，可以實現對水利工程的實時監測。該平臺利用大數據和人工智能技術，對海量監測數據進行深度挖掘和分析，構建科學合理的預警模型。這些模型能夠綜合考慮多種因素，提高預警的準確性和可靠性，為防汛決策提供強有力的數據支持。數字監管平臺可以實現對水利工程潛在風險的實時監測和評估，并能夠在災害發生時，迅速啟動應急預案，指導搶險救援。

1.利用移動遙感技術，加強過程監控

在F工程中，相關單位應首先通過移動遙感技術、5G通信技術等先進手段，實時收集地質、水文、氣象等多源數據。這些數據包括河道疏浚、堤防加固、新建分洪道等子工程的實時施工進度，以及地質條件變化、水流情況、降雨量等關鍵信息。

接著，技術人員通過數字監管平臺對這些數據進行整合、分析和處理，運用算法模型預測可能出現的工程風險，如地質災害、洪水風險等。平臺通過實時監測工程狀態，在第一時間發現異常情況后，立即觸發預警機制，及時通知施工單位和相關部門。

然后，根據預警信息，施工單位可以迅速采取應對措施，如調整施工方案、加強現場監控等，從而有效防控工程風險。同時，數字監管平臺還可以為F工程的應急響應提供決策支持，確保相關單位和管理人員能夠在緊急情況下迅速、有效地開展現場處置工作。

最后，通過數字監管平臺的持續監控和數據分析，施工單位可以不斷優化施工方案和風險管控措施，提高F工程的防洪能力，確保下游群眾的生命財產安全。

2.利用大數據技術，加強風險預警

在F工程中，相關單位利用大數據技術加大風險預警力度，集中體現在防控地質災害風險、施工安全風險、資源調度風險、信息安全風險等多個方面。

針對地質災害風險，相關管理人員應利用大數據技術整合地質勘探數據、歷史災害記錄及實時監測信息，構建多維度的地質災害預測模型。通過對模型的分析，管理人員能夠提前識別潛在風險區域，通過平臺及時發布預警，并指導施工單位采取精準的預防措施。

在施工安全風險的防控方面，管理人員應全面收集施工過程數據，如人員作業情況、設備運行狀態等，并運用大數據分析技術識別安全隱患。一旦發現異常，平臺將立即觸發預警機制，通知施工單位的相關人員采取措施，確保施工場地的人員、設備安全。

對于資源調度風險，管理人員應利用大數據技術跟蹤工程進度和資源消耗情況，精準優化資源配置方案。通過預測未來資源需求，施工單位可以提前規劃并調整調度方案，避免資源短缺或浪費。

在信息安全風險的防控方面，管理人員應利用大數據技術監測網絡流量、訪問行為等，全面構建信息安全防護體系。通過實時分析，管理人員可以及時發現并消除潛在的信息安全威脅，以確保工程數據的安全性和完整性。

三、結束語

綜上所述，在水利工程管理中應用信息技術，極大地提升了水利工程的整體運營水平，使水利信息管理達到了更高的層次。因此，水利工程管理者需重視對硬件、軟件基礎設施的建設工作，根據F工程的實際情況，合理配置軟硬件資源、合理應用數字孿生技術，通過搭建多源數據管理平臺和仿真模擬工程資源調度過程，全面提高F工程的數據精度。此外，管理者還應完善數字監管平臺，精準防控施工安全、信息安全、地質災害等方面的風險因素，建立更完善的風險預警機制。

作者單位：范宗彥 岷縣水務局

參考文獻

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[3]張大強.大數據信息技術在水利管理中的應用[J].水上安全，2024，（04）：64-66.

[4]檀焰春，楊丁杰.水利管理中數字孿生技術的應用現狀與前景[J].治淮，2024，（11）：59-60.