水利工程施工技术管理信息化应用及创新路径

引言

水利工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，具有投资规模大、建设周期长、施工环境复杂等特点，其施工技术管理的科学性与有效性直接关系到工程质量、安全和效益。随着信息技术的飞速发展，大数据、物联网、云计算、BIM（建筑信息模型）等技术在工程领域的应用日益广泛，推动着水利工程施工技术管理向信息化、智能化方向转型。如何充分利用信息化技术优化施工技术管理流程、提升管理效能，成为当前水利工程领域亟待解决的关键问题 [1]。

1 水利工程施工技术管理信息化应用现状

1.1 信息化技术应用的必要性

水利工程施工涉及地质勘探、土石方开挖、混凝土浇筑、金属结构安装等多环节，技术管理需协调多方资源、管控多重风险。传统管理模式依赖人工巡查、纸质记录和经验判断，存在信息传递滞后、数据整合困难、风险预判不足等问题。信息化技术通过实时数据采集、动态模拟分析和智能决策支持，可实现施工技术管理的全流程数字化管控，有效提升管理效率和精度，降低人为失误和安全隐患。

1.2 主要应用场景与技术

1.2.1 施工过程智能监测

利用传感器、物联网技术构建智能监测系统，对施工现场的温度、湿度、水位、位移、应力等关键参数进行实时采集与传输。例如，在混凝土坝施工中，通过埋设温度传感器监测混凝土内部温升，结合智能温控系统动态调整冷却水管流量，防止温度裂缝产生；在基坑施工中，利用位移监测传感器实时掌握边坡变形情况，提前预警滑坡风险。

1.2.2 BIM 技术应用

BIM 技术通过三维模型集成工程全生命周期信息，在水利工程施工技术管理中发挥重要作用。在施工前，利用 BIM 模型进行施工工艺模拟，优化施工方案，提前发现设计与施工冲突；在施工过程中，通过模型与现场数据的实时联动，实现进度管理、质量控制和资源调配的可视化；在竣工阶段，形成包含完整施工信息的 BIM 竣工模型，为工程运维提供数据支撑。某水库枢纽工程应用 BIM 技术进行导流洞施工模拟，提前发现导流洞与厂房基础的空间冲突，优化施工顺序，缩短工期 15 天。

1.2.3 项目管理信息化平台

搭建涵盖进度管理、质量管理、安全管理、成本管理等功能的项目管理信息化平台，实现施工技术管理数据的集中存储与共享。通过平台实时跟踪施工进度，对比计划与实际偏差，及时调整资源配置；建立质量问题库，对质量缺陷进行闭环管理；集成安全隐患排查系统，实现安全风险的动态管控。某水利工程管理平台通过数据分析，发现混凝土浇筑环节施工效率波动规律，优化班组作业安排，提升浇筑效率 20% 。

1.3 现存问题

尽管信息化技术在水利工程施工技术管理中已有一定应用，但整体水平仍有待提升。部分施工企业信息化意识薄弱，投入不足，导致技术应用停留在表面；信息化系统兼容性差，不同环节的数据难以互通，形成“信息孤岛”；专业人才短缺，现有管理人员缺乏信息化技术与施工技术的复合能力，制约了信息化应用的深度和广度。

2 水利工程施工技术管理信息化创新路径

2.1 构建全流程数字化管理体系

2.1.1 数据标准化与集成

制定统一的数据标准和接口规范，整合设计、施工、监测等多源数据，构建水利工程施工技术管理数据库。通过数据清洗、挖掘和分析，提炼有价值的信息，为施工技术决策提供科学依据 [2]。例如，建立施工工艺数据库，收录不同地质条件、施工环境下的最优工艺参数，为类似工程提供参考。

2.1.2 施工过程数字化模拟

利用数字孪生技术构建水利工程施工过程的虚拟仿真模型，实现物理实体与虚拟模型的实时映射。通过模拟不同施工方案的实施效果，预测施工过程中可能出现的技术问题，提前制定应对措施。在某河道整治工程中，通过数字孪生模型模拟河道疏浚与堤防填筑的协同施工，优化机械配置和施工顺序，减少土方倒运量 30% ，降低成本约 200 万元。

2.2 推动智能技术深度融合

2.2.1 人工智能与大数据分析

应用人工智能算法对施工监测数据进行深度分析，建立风险预测模型，实现施工技术风险的早期预警和主动防控。例如，通过机器学习算法分析历史渗

漏数据，建立渗漏预测模型，提前识别渗漏风险区域，指导防渗处理施工。利用大数据技术对施工进度、质量、成本等数据进行关联分析，挖掘潜在问题，优化管理策略。

2.2.2 5G 与物联网技术应用

依托 5G 网络的高速率、低时延特性，提升施工现场数据传输的实时性和可靠性。扩展物联网设备的应用范围，实现施工机械、材料、人员等要素的全面感知与互联。例如，通过 5G + 物联网技术实时监控混凝土搅拌车的运输状态，优化运输路线，确保混凝土入模温度符合要求；对施工人员佩戴智能安全帽，实时监测人员位置、生命体征，提升安全管理水平。

2.3 创新 BIM 技术应用模式

2.3.1 BIM+GIS 融合技术

将 BIM 模型与地理信息系统（GIS）相结合，实现水利工程施工场景的全空间数字化表达。通过 BIM+GIS 融合模型，直观展示工程与周边地形、地质、交通等环境的相互关系，辅助施工总平面布置、施工便道规划等技术管理工作。在某水电站施工中，利用 BIM+GIS 技术优化渣场选址，减少植被破坏面积，降低生态环境影响。

2.3.2 基于 BIM 的供应链管理

利用 BIM 模型的信息集成优势，构建施工材料与设备的供应链管理系统。从材料采购、运输、仓储到使用，实现全流程跟踪与监控，确保材料质量可追溯、设备运行状态可控。通过 BIM 模型精确计算材料用量，优化采购计划，减少库存积压和浪费，降低供应链成本 [3]。

2.4 完善信息化管理保障机制

2.4.1 培养复合型人才队伍

高校与企业联合开展人才培养，开设信息化技术与水利工程交叉学科课程，培养既懂施工技术又具备信息化素养的复合型人才。加强企业内部培训，通过技术讲座、案例分析、实践操作等方式，提升管理人员和技术人员的信息化应用能力。某施工企业通过开展 BIM 技术培训，培养了 50 余名专业人才，显著提升了企业的信息化施工水平。

2.4.2 强化安全防护体系

随着信息化程度的提高，施工技术管理系统面临的网络安全风险日益增加。建立健全信息安全管理制度，加强数据加密、访问控制、入侵检测等安全防护措施，保障施工技术管理数据的完整性、保密性和可用性。定期开展安全评估和应急演练，提升应对网络安全突发事件的能力。

3 结论

信息化技术是提升水利工程施工技术管理水平的重要手段，通过构建全流程数字化管理体系、推动智能技术深度融合、创新 BIM 技术应用模式和完善保障机制，可有效解决传统管理模式的弊端，实现施工技术管理的精准化、智能化和协同化。当前，水利工程施工技术管理信息化仍处于发展阶段，需进一步加强政策支持、技术创新和人才培养，推动信息化应用向更高水平发展。未来，需持续探索信息化技术与水利工程施工技术管理的深度融合路径，为水利工程行业的绿色化、智能化发展提供更强动力。

参考文献：

[1] 李蓉 . 水利工程信息化建设中的数据标准化问题探析 [N]. 安徽科技报 ,2025-04-18(012).

[2] 邹明通 . 信息化技术在水利工程管理中的应用 [J]. 云南水力发电 ,2025,41(03):173-178.

[3] 熊晓磊 . 水利工程施工信息化管理及质量监督策略研究 [J]. 长江技术经济 ,2020,4(S2):68-70.