浅谈大数据技术在农田水利工程建设中的应用

一、水利工程建设以及大数据技术应用的主要内容

水利工程主要作用，是控制水害问题，并做好水利资源的应用、保护等工作，加强地表以及地下水资源应用，所需修建的项目工程。水利工程根据其不同的用途分类，包含水力发电、灌溉项目、供排水、防洪救灾等等，具体的功能要求不同。在水利工程建设阶段，按照项目的不同建造环节，在堤、坝、渠道、进水口等不同环节施工的要求也有所不同。与一般的建筑项目不同，水利工程的整体规模较大，而且项目施工管理阶段，各个环节的工作内容诸多，对于建设单位来讲，整体的投入也相对较高，技术相对较为复杂等等，所涉及的问题也相对较为繁琐，通常会对周围环境，带来极大的影响。

大数据技术主要是指大数据应用技术，包含各种大数据平台、指数体系等等。大数据技术包含数据搜集、数据存储、基础架构等等。如果在目标管理的范围之内，依托人工操作的形式，无法处理这部分信息，则需要使用新技术手段，做好丰富资产信息的处理。大数据技术不断发展以及完善的过程中，人们不仅能够掌握庞大的数据信息，而且能够在数据信息处理方面更专业、更高效。如今大数据支持之下，一种新产业建立起来，做好数据加工与应用，能够保障产业的经济效益，所以大数据技术，能够通过数据加工的方式，达成数据增值的目标。

二、大数据技术在农田水利工程建设中的应用优势

在农田水利施工建设当中利用大数据技术，可以随时了解到整体农业工程的情况，了解清楚具体情况并做出相应的数据处理。传统意义上的水利工程大部分是工作人员巡视的方式或者定期采集数据，无法提供持续性的数据，也不能在短时间内知道具体的数值是多少。使用大数据处理之后，可以借助各种传感器以及监控设备来收集各个施工环节的数据信息，并将各种各样的数据信息快速传输并进行分析，得出相应的结果，判断是否有异常发生或者已经变化，进而加强施工作业的控制力度。此外，还可以根据各种不同的需求去采集和分析不同的数据，比如各种温度、湿度、压力等各种不同类型的数据监测，也能考虑到各个方面的原因（如时间、空间、环境等等），随时掌握施工状况与现在动态，对整个工程进行把控。同时可以发现大量数据当中的规律和趋势，并运用大数据挖掘的方法以及学习手段对施工过程中存在的问题进行预测。农田水利施工通过每个环节的工作时间、资源用量等信息改变顺序、流程，工期、费用，并且模拟及优化算法找到最好的农田水利施工策略，保证工程的质量与利用效率；通过检测到的温度、湿度、振动等因素来判断施工条件是否合格，减少构件的误差与质量问题；在平台上集中管理施工过程，方便各部门沟通交流。并且对历史施工的数据进行分析并做出相应模型的预测，有利于决策者对施工环境中的变量以及影响因素做出分析与了解，建立各种不同的模拟场景模型，作为决策与管理辅助手段。

三、大数据技术在农田水利工程建设中的应用策略

应用数字孪生技术。数字孪生的主要方式是在不同的维度上，利用虚拟模型、历史数据等对农田水利项目管理模拟的过程进行整合的技术。数字孪生可以利用水利地形等物理空间来进行水利项目的生命周期管理，将这些内容作为模型的建立点，实现农田水利管理项目的相关信息交换，以真实的方式呈现水利管理的功能，从而完成水利项目紧急预案的模拟。如：数字孪生能够执行一个或者多个农田水利项目，将不同任务的不同执行情况进行模拟，以便更好地显示出更真实的面貌，并可及时收集并监测水利工程的运行情况；根据实际运行状况、环境改变等因素，适时调整水利工程运行管理方案，协调和优化系统中的各项水利业务，使水利工程得以智能运转。数字孪生实现了某种意义上的农田水利项目立体化管理，将传统施工模式更改为人性化、具象化的综合信息动态展示，为农田水利流域管理服务奠定一定的发展基础。

建立数据库。农田水利工程管理建设的步骤比较多，由于农田的地理条件较为艰难，因此搜集运行数据非常难，工作量也非常大，数据库的建立对于农田水利信息管理工作就非常重要了。而水利数据库就是把收集到的水利数据用关系数据库的形式储存下来，以便于对水利数据资源进行调度、分析等。通过建立水利大数据库可以实现水利管理部门之间的信息共享，有利于各个部门高效地配置水利信息资源，避免不必要的资源浪费。水利大数据库也可以用来制定水利管理规划方案，工作人员可以通过大数据库中庞大的资料来建立模型，达到对水利地形信息可视化的效果。由于农田水利工程建设所需要的时间长、规模大，在施工阶段要调拨大量施工资源，这样势必会增加水利工程的工作量。但当建立了水利大数据库之后便解决这个问题，工作人员可以运用该数据库整合农田水利施工所需要的资源的购买信息和使用状况，搭建一个稳定的网络系统以保证大数据技术平台能正常运转。

信息安全管理。针对各类人员的不同操作要求设定不同的权限角色，防止无关人员使用有关设备和软件。网络防护也是信息控制体系的一个重要方面，利用各种技术手段对网络进行防护，如防火墙、入侵监测、防病毒等网络安全防护措施，防范来自外部的网络攻击，保障水利工程建设项目网络的安全，即使数据被窃取者窃取也无法知晓其中的真实内容，从而起到保护数据隐私的作用。

施工管理应用。在农田水利工程建设中，施工进度是否合理将会直接决定整个工程是否能够按时交付以及成本控制。农田水利工程施工进度管理也可以使用大数据来分析，在施工过程中对与施工进度相关的各种农田数据进行收集，比如施工地区的地理情况、设备的运转情况、材料原料的供应情况等，然后用这些数据构建一个预测模型，通过这个模型预测出施工进度延误的风险，从而提前做出措施调整项目的进度。如：根据之前的数据和目前的施工地理情况，分析施工工作效率的变化趋势，以此预测出施工阶段的时间；其次就是实时监测设备运转情况，通过对大量的数据分析该设备什么时候可能会出现问题需要维修；最后就是施工进度监控，在施工现场安装一些传感器和监测设备，并把现场施工进度的信息采集下来上传到大数据平台上。

质量管理应用。对建设过程中各种质量数据进行收集、分析，包括原材料质量数据、施工过程中各种质量检测数据、工程验收数据等，及时发现问题进行预防。如，农田水利施工项目所用原材料供应商的各种历史质量数据分析，能够找出材料供应商所提供原材料的质量好坏情况，通过大数据对工程过程中各种数据进行记录和存储，如果发生质量问题时可以从各种数据中迅速找到产生质量问题的原因和责任人。

运行维护管理。提取实时监测工程设施运行情况，如水位、流量、各种设备的运行参数等，然后根据这些收集的数据信息对设施进行分析预测，这样就可以提前发现一些故障事故的存在，提前安排好维护维修工作，防止事故发生；如：持续不断的监测水量大小以及变化的情况，然后对水量的变化情况进行分析预测，提前预防洪水和干旱的发生。还可以对水利的各种设备的运行参数进行实时监控，及时对设备的使用年限及维护情况进行分析预测，适时做出维护决定，使设备保持正常运转。还可以应用大数据技术对农田水利工程的运行调度方案进行分析研究，从农田实际运行情况出发，以历史资料、有关资料为依据，按照合理地节约用水原则，利用大数据分析来确定最佳的农田水利工程方案。

结语：大数据技术对农田水利工程施工的作用十分显著，采用该技术以后，工作效率得以提高，施工资源被充分利用，决策更趋于智慧化，管理更完善。用这种技术进行施工的时候，管理者会接收到大量的施工数据信息，并以此来进行分析、检测问题和隐患并及时做出反应和调整，所以施工质量和安全得到了保障。与此同时，在管理工作过程中也会使用到很多不同类型的数据，使得全面、立体的分析成为可能。