浅谈水利工程管理中信息化手段的融合与创新

引言​

随着科技进步与社会发展，水利工程在防洪、灌溉、供水等领域的作用愈发关键。然而，传统水利工程管理依赖人工巡查、经验决策，存在信息传递迟缓、资源调配粗放等弊端，难以满足复杂工况下的精准管理需求。信息化手段以实时感知、智能分析、高效协同的特性，为水利工程管理注入新动能。推进信息化与水利工程管理深度融合创新，有助于提升工程安全监测能力、优化资源调度效率、降低运维成本，对实现水利行业高质量发展、保障国家水安全具有战略意义。

一、水利工程管理中信息化手段应用现状

1.1 现有信息化系统建设情况

当前，水利工程管理已初步构建起信息化系统框架。在监测层面，部分工程部署水位、流量、水质等传感器，实现基础数据的自动采集；调度管理方面，建立水库、灌区等专项信息管理系统，具备数据存储与简单分析功能；部分流域与区域搭建综合管理平台，尝试整合多源信息。但系统建设呈现碎片化特征，不同部门、工程间标准不一，硬件设施与软件平台兼容性差，导致数据分散存储、接口互不联通，难以形成统一的数据资源池，制约信息价值挖掘与共享应用。

1.2 信息化手段应用存在的问题

信息化手段在水利工程管理中的应用仍存在诸多短板。技术层面，水利工程多处于野外、水下等复杂环境，数据采集设备不仅要面临高温、高湿、腐蚀等恶劣条件，还要承受洪水冲击、冰冻等极端天气影响，导致稳定性严重不足 ，频发的设备故障极大干扰数据采集的连续性。数据传输依赖的通信网络在偏远地区覆盖能力差，信号弱，致使传输延迟高、丢包率大，严重影响数据实时性。现有的分析工具功能局限于简单的数据统计和图表展示，无法对水位突变、大坝变形加速等复杂工况进行智能分析，更加难以实现趋势预测。

1.3 信息化融合创新的必要性

信息化融合创新是水利工程管理升级的必然选择。在全球气候变化的大背景下，极端天气事件频发，暴雨、洪水、干旱等水灾害风险不断加剧，传统依靠人工巡查、经验判断的管理模式，在面对突发灾害时响应迟缓，难以做到提前预警和有效防范，通过信息化手段构建动态监测网络，实现对水情、工情的实时感知和精准预警迫在眉睫。与此同时，随着经济社会的快速发展，水资源供需矛盾日益尖锐，传统的水资源调配方式粗犷、低效，无法满足精细化管理的需求，借助信息化技术建立水资源优化调配模型，能够科学规划水资源分配，提高灌溉和供水效率，实现水资源的合理利用。通过信息化与水利工程管理的深度融合，能够驱动业务流程再造，摒弃传统管理中的冗余环节和落后方式，实现管理精细化和决策科学化。

二、水利工程管理中信息化手段的融合路径

2.1 物联网技术在工程监测中的应用融合

物联网技术通过感知层、网络层与应用层协同，重塑水利工程监测体系。在感知层，部署智能传感器网络，覆盖大坝渗流、结构应力、水雨情等关键指标，实现物理世界与数字世界实时映射；网络层利用 5G、卫星通信等技术，保障数据高速、稳定传输；应用层构建数字孪生平台，基于采集数据构建工程虚拟模型，模拟运行状态，提前预判裂缝、渗漏等隐患，自动生成预警信息并推送至管理人员，实现从被动监测向主动防御转变，大幅提升工程安全管控水平。

2.2 大数据与人工智能助力调度决策优化

大数据与人工智能深度融合，为水利工程调度决策提供智能支撑。通过汇聚历史水雨情、工程运行、社会经济等多源数据，构建大数据分析模型，挖掘数据间潜在关联，揭示水文变化规律。人工智能算法嵌入调度系统，可根据实时数据与预测结果，自动生成多目标优化调度方案，平衡防洪、发电、生态等需求。例如，基于深度学习的洪水预报模型，能提前预测洪峰流量与到达时间，辅助制定科学的泄洪方案，减少灾害损失，实现水资源综合效益最大化。

2.3 信息化手段与运行维护管理的深度融合

信息化手段推动水利工程运行维护向智能化转型。建立设备全生命周期管理系统，利用物联网技术实时监测设备运行参数，结合故障预测模型分析磨损、老化趋势，提前规划检修计划，变被动维修为主动维护。引入移动终端与 AR 技术，运维人员现场扫码即可获取设备技术资料，通过AR 远程指导完成复杂操作，提升维修效率。同时，构建运维知识库，积累历史故障案例与解决方案，借助智能检索为一线人员提供决策支持，降低运维成本，延长工程设施使用寿命。

三、水利工程管理信息化融合创新的挑战与发展

3.1 信息化融合创新面临的主要挑战

技术手段与数据支撑的缺乏制约了风险评估与管理工作。先进技术应用不足，大数据、人工智能、遥感等技术在城市防洪领域的应用程度较低，无法实现对洪水风险的实时监测与精准预测。信息化融合创新在实践中遭遇多重阻碍。技术层面，水利工程环境复杂，传感器长期受水下、高腐蚀等恶劣条件影响，稳定性与可靠性难以保障；跨系统数据融合存在技术壁垒，不同协议、格式的数据难以统一处理。例如，水文监测传感器在长期浸泡和腐蚀性水体作用下，频繁出现数据传输中断、测量误差增大等问题，而各部门独立建设的监测系统因数据标准不一，难以整合形成完整的风险分析数据链。管理层面，传统组织架构与信息化管理流程冲突，部门利益博弈导致数据共享困难；资金投入集中于硬件建设，软件研发与运维经费不足。部分单位即使配备了先进硬件设备，但因缺乏配套软件支持，无法充分发挥设备效能。

3.2 推动信息化融合创新的应对策略

为突破发展瓶颈，需从多维度协同发力。技术上，加大研发投入，攻关适应复杂环境的传感器与数据处理技术，制定统一的数据标准与接口规范，推动系统互联互通。管理上，优化组织架构，设立信息化专职部门统筹规划，建立数据共享激励机制，打破部门壁垒；拓宽资金渠道，引入社会资本参与信息化建设，保障运维可持续性。人才培养方面，联合高校开设水利信息化专业课程，开展在职人员技能培训，打造专业人才梯队，为信息化融合创新提供智力支持。

3.3 信息化手段在水利工程管理中的发展趋势

未来，水利工程管理信息化将向更智能、更协同方向演进。随着云计算、区块链技术普及，水利数据实现云端存储与安全共享，区块链可确保数据不可篡改，增强信息可信度。数字孪生技术从单体工程向流域级拓展，构建全域水利数字孪生体，实现 “一图览全局、一屏管全域”。同时，人工智能与水利业务深度融合，开发自主学习型决策系统，在无人干预下完成复杂工况处理。此外，绿色低碳理念驱动信息化设施节能改造，推动水利工程管理向智能化、绿色化协同发展。

四、结论

信息化手段的融合与创新是水利工程管理现代化的核心驱动力。尽管当前面临技术、管理、人才等挑战，但通过优化系统架构、强化技术攻关、完善制度保障，能够有效破解发展难题。随着新技术持续迭代，信息化将全面重塑水利工程管理模式，实现从经验驱动向数据驱动、被动响应向主动管理转变，为保障国家水安全、推动水利行业高质量发展提供坚实支撑，助力智慧水利建设迈向新台阶。

参考文献：

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