信息化技术在水利工程管理中的应用

摘要：本文聚焦信息化技术在水利工程管理中的应用，分析水利工程管理现状与挑战，阐述物联网、大数据、人工智能等技术在数据采集与监测、工程调度与决策、设施设备管理等方面的具体实践。通过案例分析展示其应用成效，并指出当前面临的技术兼容性、人才短缺、数据安全等问题，针对性提出统一标准、加强人才培养、完善安全防护等应对策略，为推动水利工程管理数字化、智能化转型提供参考。

关键词：水利工程；信息化技术；应用；对策

引言

水利工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，其管理水平直接关系到水资源的合理利用与水安全保障。在数字化浪潮席卷各行业的当下，信息化技术为水利工程管理带来新机遇与变革。传统水利工程管理模式在应对复杂水情、海量数据处理时渐显不足，而物联网、大数据、人工智能等信息化技术凭借高效的数据采集、精准的分析预测和智能的决策能力，正成为提升水利工程管理效率与科学性的关键手段。

一、水利工程管理概述

1.1水利工程管理的内容与特点

水利工程管理工作涉及的内容相对庞杂，涉及工程运行、维修、调度等众多内容。在工程运行管理中，需要对水位、流量、水质等情况进行数据监控，维持水利工程建设的运行；在工程维修管理工作开展中，需要对大坝、闸、渠等设备定期进行维修和维护，对于存在破损的部位进行修复工作，从而能够延长大坝的使用寿命；在工程调度管理工作方面，需要针对气象、水文和用水需求等情况，开展有计划、有步骤的调度管理，从而能够促进水利水电工程防洪、发电、航运等效能的有效发挥。水利工程管理工作特点主要体现在系统性，水利工程需统筹兼顾上下游、左右岸，需将防洪、发电、航运等多项功能合理协调。

1.2水利工程管理的现状与挑战

实际上，当前水利工程建设已经取得一定的建设成就，但同时也存在不少问题。就现在形势而言，虽然部分水利工程初步构架起了信息化管理体系，对核心数据和关键信息实现了时时监控、远程调控，但是水利管理体制机制仍不完善，有的地方存在责任不明晰、多部门协调困难的情况，进而导致管理质量受到制约。至于水利资金来源不足的问题，在某些中小型水利工程当中，水利工程资金不充裕，失养、带病运行的情况较多，落实水利工程的日常维护也较困难。考虑到当前的气候变化与经济社会的高速发展，干旱、冰雹等恶劣天气增多，用水需求随之加大，对水利工程防洪、供水能力提出新的要求。

二、信息化技术在水利工程管理中的具体应用

2.1 数据采集与监测

采集与监测是水利工程管理工作中的首要工作，水利工程数据的采集是水利工程的重要监测手段。利用水利枢纽工程中的数据采集监测系统，实现对闸站运行中的关键数据的集中数据监测和实时传输至总控室，可以及时发现异常现象，实现集中控制和运行管理。如水位传感器和流量传感器对水体水位流量进行采集，及时监测到超警戒水位预警和超标流量的警示信息。随着科技的进步，实时收集水利管理区域内生态环境信息的要求日益提高，采用卫星遥感技术可实现信息的全天候、全过程以及全球定位和成像，能够实现对大型水库、湖泊的水域面积变化情况，水体含沙量等宏观信息数据的监测。

2.2 工程调度与决策

水利调度应用大数据。通过汇集历史水雨情、工程运行等海量大数据，应用机器学习算法建立预报模型进行预报洪水过程及水量需求变化；如汛期根据预报降雨和河道水位变化，预估洪水到来时程和洪峰，尽早制定工程泄洪方案，确保下游安全；枯水期间根据水情、工情、雨情预报进行来水量、用水量分析，优化水库的开闸放水计划，确保城乡生活、生产用水及河湖生态用水的需要。采用基于智能体的学习机制人工智能，进行工程调度。利用强化学习算法对多种调度方案进行模拟，自动生成推荐调度方案。

2.3 设施设备管理

借助物联网技术实现智能化管理。利用智能传感器以及通信模块对大坝闸门、泵站等的设施设备进行无线连接，在实现数据记录的情况下，实现监控数据的无线监控，管理人员对于设备运行中的各项参数如振动频率、温度、电流都可以实现远程查看。同时，将设备中的参数数据上传至大数据云端服务器，在设备发生故障时，可以实现故障感知，将故障信息传输给管理人员，以便于进行设施设备的维护。在设施设备故障的诊断与维护方面，将物联网技术和大数据、人工智能融合，可以实现对设备运行大数据的分析。例如通过泵站设备数据的频谱进行特征提取，可以实现对设备相关故障信息提前做出故障诊断，例如对泵站电机进行故障诊断，可以分析设备运行中对轴承和电机等设备损坏的提前诊断，出具设施设备维护方案，实现对设施设备的提前检测和预维护，减少设备故障率，增加设施设备的使用寿命。

三、信息化技术应用面临的挑战与对策

3.1 面临的挑战

一是技术方面。由于传感器、监测设备、软件系统的厂家多，数据接口不统一，各系统无法协调集成运行，构建一个统一调度的管理平台；一些乡镇的网络信号不完善，传输通信设备容易出现“卡壳”或中断，无法保证数据实时调度。二是人才与管理方面。传统的工作管理理念固化，一些管理人员信息化意识不强，不会用、不想用。有经验又有能力的信息技术和水利专业方面的复合型人才较少，导致技术推广困难。三是安全和保密。水利工程的数据事关水资源的分布和工程结构的各类参数，甚至是一些国家秘密，若被不法分子利用网络攻击或窃取重要涉水数据，将导致国家水安全隐患。一些基层单位存储加密技术落后，存在水文水位数据丢失、修改的可能性等。

3.2 应对策略

在硬件上，突出短板，组织统一的水利信息化技术和标准规范顶层设计，推进设备和系统的兼容开发，增加水利物联网、5G通信等新型技术基础设施建设，提升水利通讯网络的通信速率。在软件上，完善政策调控+示范引领建设，从政策方面给领导干部施加压力，引起管理者对水利信息化发展的重视，从典型示范点影响面上的管理者；加强与高校、科研院所的合作，开展水利信息化专业培训，培养专业的复合型人才。不定期地组织管理人员对水利信息化技术的相关知识培训，提高全体员工的信息化意识。在数据安全方面，搭建人控+技控安全保障体系，一是数据加密分级保护和分级访问机制，保护水利数据；二是采用区块链、量子密码等先进技术确保数据传输的不可更改性、安全性和保密性，定期做好网络安全对抗练习，增加网络安全风险防范能力。

结语

信息化技术已成为水利工程管理革新的核心驱动力，其在数据采集、工程调度及设备管理等环节的深度应用，显著提升了水利工程的管理效能与决策科学性。但技术标准不统一、人才短缺及安全风险等问题，仍制约着信息化技术的全面推广。未来，需通过完善技术标准体系、强化复合型人才培养、构建数据安全防护网等举措，进一步深化信息化技术与水利工程管理的融合。随着技术的持续迭代，智能化、集成化的水利工程管理模式将逐步实现，为保障国家水安全、推动水利事业高质量发展注入新动能。

参考文献

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