水利工程中信息電氣化技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建

崔惠

摘 要：水力行業(yè)運用的信息技術(shù)比較多，比如遙感、地理位置、全球定位系統(tǒng)、集成技術(shù)等等，這些技術(shù)在水資源管理調(diào)度、水源保護(hù)等方面起到非常重要的作用。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，信息電氣化發(fā)展已經(jīng)成為趨勢，信息電氣自動化技術(shù)的進(jìn)步增強(qiáng)了國家對科技的綜合運用。水力行業(yè)是關(guān)乎民生的重要基礎(chǔ)性行業(yè)，政府部門和人民對水力工程的發(fā)展有明確的要求。隨著新時期的發(fā)展，我國水力建設(shè)也開始轉(zhuǎn)型，從粗放管理逐漸走向精細(xì)化管理。

關(guān)鍵詞：水利工程;信息電氣化;技術(shù);運用

在水利工程走向現(xiàn)代化集約型水利發(fā)展的過程中，高新技術(shù)為水利發(fā)展提供了重要動力，尤其是在防洪、防災(zāi)、水資源調(diào)度等方面。在水利工程中運用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、空間信息技術(shù)等等，將非工程措施綜合廣泛運用，保證水利工程的運行效益。在社會信息利用的過程中大約有80%的信息資源和空間位置有密切關(guān)系，水利信息和空間位置信息緊密聯(lián)系將水利工程的所有信息傳輸?shù)较嚓P(guān)的部門，從而提高水利工程綜合性效益的發(fā)揮。

1 水利工程中信息電氣化技術(shù)分類

1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)簡稱RS，產(chǎn)生在上個世紀(jì)六十年代，隨后不斷發(fā)展起來。遙感技術(shù)主要是指通過遠(yuǎn)距離高空和外層空間等平臺來探測地面無物體的特征，如利用電磁波探測儀和攝影、掃描、信息響應(yīng)、資源數(shù)據(jù)傳輸、信息處理等技術(shù)來探測地面物體形狀的大小、位置等等，探索與環(huán)境相關(guān)的信息。遙感技術(shù)運用的優(yōu)勢在于不接觸研究對象探測研究對象的特征信息，之后提取出有價值的信息[1]。

1.2 GIS技術(shù)

GIS技術(shù)就是地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)發(fā)展時間并不長，是基于對地理環(huán)境的研究發(fā)展出來的空間信息管理系統(tǒng)，一般是用來獲取、存儲，綜合分析數(shù)據(jù)、現(xiàn)實應(yīng)用地理空間數(shù)據(jù)和相關(guān)信息的計算機(jī)系統(tǒng)。運用計算機(jī)硬件軟件的支持，將信息進(jìn)行采集、存儲、查詢等等，對信息處理之后將信息輸出提供給人們，為人們的決策提供綜合性建議。這種信息技術(shù)將空間邏輯思維形象化，運用在水利工程建設(shè)中，成為水利工程建設(shè)輔助決策的重要工具，幫助其構(gòu)建框架，展示成果等等。

1.3 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)是定時測量的空間交匯導(dǎo)航系統(tǒng)，接受衛(wèi)星信息，記錄在地球上的任意三維坐標(biāo)、載體的運行速度的等。該系統(tǒng)還可以給出載體的運行速度、時間信息，具備記載地物屬性功能。九十年代之后該項技術(shù)迅速在水利行業(yè)內(nèi)得到合理的運用，可以在地表任何空間內(nèi)準(zhǔn)確定位，測量地下地形、實現(xiàn)防汛搶險、工程進(jìn)行的時候進(jìn)行指揮管理等，在水利工程建設(shè)中發(fā)揮了極大的作用。

自動化集成技術(shù)是利用數(shù)據(jù)接口將RS技術(shù)、GIS技術(shù)、GPS技術(shù)有機(jī)聯(lián)系在一起，從而形成一個更具有價值的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)不同的技術(shù)發(fā)揮不同的功能，整個系統(tǒng)能夠有序而協(xié)調(diào)的運轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的運用可以整體上解決防洪抗旱和水資源體調(diào)度、水土保持等一系列問題。在實際生活中這三門技術(shù)相互輔助相依運用，互相交叉彼此滲透。RS為GIS提供數(shù)據(jù)資源更新;GIS分析RS數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)運用更精準(zhǔn);GPS為RS、GIS提供精準(zhǔn)的定位數(shù)據(jù)，在水利工程中已經(jīng)得到了廣泛的運用，同時極大的促進(jìn)了水利行業(yè)在現(xiàn)代化過程中的發(fā)展。

2 水利工程中信息電氣化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 防災(zāi)決策、評估、預(yù)測

利用集成3S技術(shù)建立災(zāi)情數(shù)據(jù)庫和數(shù)字模型圖，根據(jù)數(shù)據(jù)災(zāi)情背景建立起災(zāi)情預(yù)測、檢測、評估水平，實現(xiàn)汛期預(yù)測和評估，為水利檢測人員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。GIS能夠分析和建立起流域數(shù)字地面模型，運用在防洪救災(zāi)當(dāng)中，通過預(yù)算、實際測量水文信息，計算出洪水等級、推演出洪水可能演進(jìn)的方向，直觀現(xiàn)實的看出洪水的具體動向。該技術(shù)結(jié)合RS實時監(jiān)測災(zāi)情、GPS全程定位為救災(zāi)人員提供洪水的具體情況，為防洪救災(zāi)提供準(zhǔn)確的決策，提高防洪指揮、救災(zāi)搶險等工作，保證救災(zāi)可以快速且準(zhǔn)確的完成。

完成救災(zāi)之后還將重點放在后期規(guī)劃上，后期規(guī)劃中運用GIS水利工程數(shù)據(jù)庫信息、歷史洪災(zāi)情況、災(zāi)情具體情況反演洪水發(fā)生的實際情況，找到當(dāng)前水利工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，對于要加強(qiáng)建設(shè)、緊急救護(hù)的環(huán)境要明確具體救災(zāi)動向、工程目標(biāo)，最終擬定出全面的計劃，做好全面防洪減災(zāi)措施[2]。

2.2 水源管理和保護(hù)方面的運用

水利工程是人為工程，在現(xiàn)實的利用中需要科學(xué)而準(zhǔn)確的配置水資源完成水資源調(diào)度，監(jiān)督環(huán)境質(zhì)量，對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行動態(tài)評價、合理監(jiān)督、科學(xué)決策，從容應(yīng)對水污染、水災(zāi)等不同形態(tài)災(zāi)害的發(fā)生，保證水利供水的安全性。工程運用的安全性需要3S技術(shù)作為保證，運用GIS技術(shù)來管理水質(zhì)信息，可以綜合選擇出具有代表性的流域水質(zhì)情況、地表水水質(zhì)、地下水水質(zhì)的具體情況。對水質(zhì)進(jìn)行科學(xué)合理的檢查，對水質(zhì)進(jìn)行全天監(jiān)測、控制水源污染現(xiàn)象。不同的水污染反射率存在一定的差異，運用RS技術(shù)可以準(zhǔn)確反應(yīng)出來，結(jié)合GIS技術(shù)、GPS技術(shù)分析存在問題的水質(zhì)，快速定位找出水污染產(chǎn)生的類型、地點和范圍。運用GIOS技術(shù)估量地表水或者是地下水的具體情況，反演水流具體情況來調(diào)度系統(tǒng)模型，展示出水流的演進(jìn)過程從而滿足水流調(diào)度方案的決策。這種方式在水利資源開發(fā)、水資源調(diào)度管理方面都有很好的運用。

2.3 水土保持方面的運用

集成技術(shù)在水土保持功能方面運用效果比較明顯，集成技術(shù)能夠準(zhǔn)確判斷土壤侵蝕程度、土壤侵蝕強(qiáng)度等，準(zhǔn)確判斷泥沙轉(zhuǎn)移量、水保措施等，對土壤侵蝕的整個過程進(jìn)行預(yù)測、預(yù)估未來侵蝕走向。RS技術(shù)、GIS技術(shù)可以獲取水源周圍的植被和土地情況，分析水土流失情況，運用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，運用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行動態(tài)控制，掌握基本區(qū)域內(nèi)的水土規(guī)劃情況。在別的領(lǐng)域內(nèi)3S技術(shù)運用并沒有這么全面，水土保持幾乎與3S技術(shù)緊密結(jié)合在一起，讓水土保持工作轉(zhuǎn)變性質(zhì)，從單一向多元化、從靜態(tài)轉(zhuǎn)移向動態(tài)，推動水土保持事業(yè)在技術(shù)支持下的發(fā)展。在目前，水土資源保持運用的信息電氣化技術(shù)有水土資源遙感調(diào)查、輔助規(guī)劃、執(zhí)法監(jiān)督等方面。

2.4 工程建設(shè)和項目管理功能

運用集成化設(shè)備優(yōu)化工程位置、優(yōu)化線路。空間位置處理信息的折疊分析利用可以為決策人員提供準(zhǔn)確的信息;運用仿真技術(shù)得出數(shù)據(jù)分析;修改工程布置方案等等。在具體工程建設(shè)中可以勘察選擇出路線，規(guī)劃設(shè)計當(dāng)中建立起DEM，直觀且準(zhǔn)確的計算出庫容量、淹沒面積、開挖土方量等等，運用GIS計算出大型水庫淹沒區(qū)域的具體情況，快速提供準(zhǔn)確的信息給決策人員。集成技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)田水利建設(shè)中也能夠得到廣泛運用[3]。

3 信息電氣化技術(shù)的運用前景

在水利工程建設(shè)中，信息電氣化技術(shù)建設(shè)運用前景有：①網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展;②GIS成功運用在空間分析模型當(dāng)中，在RS、GIS發(fā)展的背景下，GIMS系統(tǒng)的發(fā)展成必要性，地理信息建模系統(tǒng)的出現(xiàn)可以為水利工程建設(shè)提供更加精準(zhǔn)的信息。③實時三維技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展苗頭旺盛，水利工作中很多問題都是時間序列問題、空間地理問題、動態(tài)監(jiān)測問題等等，三維技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)在水利工程建設(shè)中發(fā)展意義重大。

4 結(jié)語

在水利工程建設(shè)當(dāng)中，尤其是信息化、數(shù)字化建設(shè)當(dāng)中，水利工程建設(shè)從現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)變，集成技術(shù)以獨特的空間信息技術(shù)實現(xiàn)水利現(xiàn)代化建設(shè)，對于現(xiàn)代化水利的發(fā)展有很深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

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