智慧水利相关研究

引言

智慧水利技术是一种融合了多学科先进技术的综合性技术体系，旨在实现水利领域的智能化、高效化管理与决策。智慧水利技术融合了物联网、大数据、云计算、人工智能等一系列先进的信息技术，为水利工程的发展带来了全新的机遇和变革。深入研究智慧水利技术在水利工程中的应用具有极其重要的现实意义。

一、智慧水利的技术基础

（一）物联网技术在水利中的应用

物联网技术作为智慧水利感知层的关键核心支撑要素，借助在江河湖库、水利工程以及管网等一系列关键节点处部署传感器网络，实现了对水位、流量、水质、土壤墒情、工程结构应力等各类数据的实时采集工作。例如，在灌区安装智能流量计以及土壤湿度传感器，可动态监测灌溉效率并且自动进行水量调控，在堤防工程设置振动与渗压传感器，可及时对管涌、滑坡等险情发出预警[1]。这些终端设备依靠无线通信方式把数据传输至云平台，构建起“ 空天地水” 一体化的监测网络，为水利调度、防汛抗旱工作提供毫秒级的数据支撑，促使水利管理从“ 经验决策” 朝着“ 数据驱动” 方向转变。

（二）大数据分析与云计算

大数据与云计算给智慧水利提供了强大的算力以及分析能力，水利领域存在着海量数据，像历史水文数据、工程运维记录、气象预测信息等，借助云计算平台实现了分布式存储以及并行处理，把传统单机运算效率低的问题给解决了，依靠机器学习算法，可对数据关联展开挖掘，比如凭借分析流域降雨—径流关系模型，提高洪水预报的精度，依据用水户行为数据构建节水模型，实现供水管网漏损的智能诊断。云计算有弹性扩展特性，可应对防汛抗旱等高峰期的数据处理需求，保证水利管理系统高效且稳定地运行，为水资源优化配置、水生态保护提供科学的决策依据。

（三）遥感技术与地理信息系统（GIS）

遥感技术和 GIS 共同形成了智慧水利当中“ 空间感知与可视化” 的关键部分，像遥感卫星以及无人机这类设备，可迅速获取如流域地貌、植被覆盖情况以及水体污染等宏观空间信息。借助高光谱遥感就可识别蓝藻的分布情况，对湖泊富营养化状况进行实时监测，利用雷达遥感可以穿透云层，实现暴雨期间洪水范围的动态监测。而 GIS 的作用是把遥感数据与水利工程矢量数据，像堤坝的位置、渠道路线等进行叠加分析，构建出三维可视化的水利数字孪生体，管理人员借助 GIS 平台可直观地了解流域水情态势，精确划定洪水淹没区域，优化水利工程布局，实现空间资源的精细化管理[2]。

二、智慧水利的关键领域

（一）智慧灌溉与水资源管理

智慧灌溉以及水资源管理借助物联网、大数据等技术实现水资源的高效利用，对于灌溉环节，将土壤墒情传感器和气象数据相结合，构建智能决策模型，可自动调节灌溉时间以及水量，像温室大棚便可依据作物生长阶段精准供水，节水率超过 30‰ 。在水资源管理方面，借助对流域取水、用水数据的实时监测，建立动态调配系统，针对工业、农业、生活用水的不同需求，优化分配方案。并且利用用水户智能计量终端，实现用水量的自动统计以及与阶梯水价的联动，引导公众节约用水，推动水资源从“ 粗放式供给” 转变为“ 精细化管控” 。

（二）智慧防洪与洪水预警系统

智慧防洪与洪水预警系统依靠多源监测数据来构建全流程的防御体系，该系统借助部署在河道以及水库的水位流量传感器，再结合气象雷达和卫星云图数据，运用大数据算法生成洪水演进模型，可提前48 小时预测洪峰到来的时间以及淹没的范围。此系统可以自动触发预警机制，凭借短信、广播以及无人机巡航等方式向受到影响的区域发布警示信息，并且联动闸门控制系统开展预泄调度工作。比如在流域性洪水发生期间，可精确计算各个水库的调蓄能力，实现错峰泄洪的目的，大幅减少洪涝灾害所造成的损失，提升防洪决策的时效性与科学性。

（三）智慧水质监测与管理

智慧水质监测与管理依靠智能化设备实现水质全周期监管，在饮用水源地、入河排污口等关键点位设置pH 值、溶解氧、重金属等在线监测传感器，数据会实时传输到监管平台，一旦发觉指标超标，系统会自动定位污染源并发出警报，警报会同步推送到执法终端，结合水质历史数据以及水文模型，预测水质变化趋势，提前预警流域富营养化风险。借助构建 “ 监测—预警—处置—反馈” 闭环体系，实现从被动应急至主动防控的转变，保障水环境安全以及饮用水质量。

结语：

智慧水利借助多种技术相互融合，在灌溉、防洪以及水质管理等诸多领域呈现出强劲的效能，促使水利管理实现了质的提升，从开展实时监测直至做出智能决策，从以往的被动应对转变为如今的主动防控，智慧水利切实解决了传统水利面临的众多难题。未来，技术持续更新换代，智慧水利会在水利各个环节的应用方面深入，可构建更为高效、安全且可持续的水利体系，为应对水资源方面的挑战、保障水安全提供坚实支撑。

参考文献：

[1]王健,陶春甫,刘媛. 基于 GIS 技术的智慧水利信息化平台设计与实现 [J]. 网络安全和信息化, 2025, (07): 79-81.

[2]陈朝河. 试析数字孪生技术在智慧水利工程中的应用 [J]. 智慧中国,2025, (06): 108-109.

作者简介：朱进 1997-1 月 单位： 邮编 性别：男 民族：汉 籍贯：湖南常德 学历：本科 职称：中级工程师 研究方向：水利水电。