水利工程施工管理信息化的應(yīng)用

曾偉

(河南省水利信息中心，河南 鄭州 450003)

1 引言

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能時代來臨，信息化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到中國的各行各業(yè)。作為中國重要的基礎(chǔ)設(shè)施，水利工程建設(shè)也不例外。水利工程正在逐步朝著自動化、信息化、智能化、現(xiàn)代化、持久性的方向發(fā)展，而水利信息化是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段。作為保障水利工程建設(shè)工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，水利工程建設(shè)的重要階段，水利工程施工具有工程任務(wù)量大、施行工期長、投資數(shù)額較大等特點。信息化技術(shù)能通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段和科學(xué)準(zhǔn)確的管理模式，提升水利工程施工管理水平，提高施工管理效率，從而推動水利工程項目的高效運轉(zhuǎn)。所以，詳細(xì)分析信息化技術(shù)在水利工程施工管理中如何有效應(yīng)用，推進(jìn)水利工程科學(xué)化施工管理，至關(guān)重要。

2 信息化技術(shù)在水利工程施工管理中的應(yīng)用

2.1 計算機與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用

計算機與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在水利工程施工管理中應(yīng)用廣泛且已成熟，在提高水利工程施工管理效率、保證施工過程中文字、圖片、視頻等信息傳輸?shù)母咝Э旖莸确矫姘l(fā)揮了重要作用。計算機技術(shù)的應(yīng)用主要是三維仿真技術(shù)，可以在工程施工前通過三維仿真進(jìn)行模擬，自動對相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行分析，預(yù)測施工過程中可能發(fā)生的各種情況，從而對施工方案進(jìn)行合理優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用貫穿工程施工的始終，采取多元化的通信方式，保證數(shù)據(jù)的即時高效傳輸，實現(xiàn)各種信息數(shù)據(jù)資源的實時共享，并及時核驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、時效性，提高傳輸速度，以此來提升水利工程圖片、視頻、三維模型等數(shù)據(jù)交互效率。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

數(shù)據(jù)資源是水利工程施工全線信息服務(wù)的源頭和基礎(chǔ)，水利上的九大應(yīng)用如水旱災(zāi)害、水工程安全運行、水利工程建設(shè)、水資源開發(fā)利用、城鄉(xiāng)供水節(jié)水、江河湖泊、水土流失、水利監(jiān)督、行政事務(wù)管理及工程等產(chǎn)生各種水利數(shù)據(jù)，需要大數(shù)據(jù)技術(shù)對其進(jìn)行收集、整合與治理，建設(shè)實用、可靠、先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)、兼容的數(shù)據(jù)庫，滿足水利工程施工管理信息化的要求。根據(jù)水利工程的實際需求和系統(tǒng)建設(shè)的需要，可以建設(shè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫等，建立高效的數(shù)據(jù)更新機制，整合數(shù)據(jù)資源，保證數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和一致性，實現(xiàn)信息共享，為工程的順利開展提供有力支撐。

2.3 GIS(地理信息系統(tǒng))的應(yīng)用

GIS是綜合性的科學(xué)技術(shù)，結(jié)合地理學(xué)、地圖學(xué)以及遙感，將采集到的空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、存儲、查詢、分析和顯示，提供實時地理數(shù)據(jù)，生成翔實的三維地圖，綜合多種因素進(jìn)行區(qū)域分析并對水利動態(tài)進(jìn)行實時預(yù)測，推進(jìn)水利工程的實施。水利部門通常采用GIS技術(shù)進(jìn)行水利電子地圖的繪制，實現(xiàn)水利資源數(shù)據(jù)的共享，為水利工程的規(guī)劃和實施提供了方便。下面以水資源為例來說說GIS在水利工程上的應(yīng)用。

通過GIS技術(shù)實現(xiàn)水質(zhì)的監(jiān)控和分析，掌握水質(zhì)信息的瞬時變化，預(yù)測水質(zhì)趨勢，及時檢測水質(zhì)和預(yù)警，應(yīng)對突發(fā)的水資源污染事件，形成科學(xué)的解決方案。通過GIS技術(shù)，可以選擇關(guān)鍵的水資源站點進(jìn)行實時監(jiān)測，結(jié)合GIS的空間數(shù)據(jù)和GPS的定位信息進(jìn)行遙感影像分析，從而得到水質(zhì)污染的情況及范圍。

通過GIS技術(shù)可以模擬和監(jiān)控水資源調(diào)度，結(jié)合GIS的空間數(shù)據(jù)和GPS的定位信息進(jìn)行遙感影像分析，估算地表水和地下水資源量，監(jiān)控和計算降雨量分布，模擬不同調(diào)水方案，實現(xiàn)調(diào)度管理的可視化。通過GIS技術(shù)，可以展示關(guān)注的水資源分布情況，根據(jù)用水和需水實際需要，進(jìn)行模擬推演，確定最終的調(diào)水方案。

除此之外，GIS也可以應(yīng)用在水利工程的各個方面，為水利工程施工管理提供重要支撐。

2.4 遙感影像和GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)的應(yīng)用

遙感影像和GPS技術(shù)都是信息化技術(shù)發(fā)展的重要成果及核心體現(xiàn)，廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等多個領(lǐng)域。

遙感技術(shù)是通過人造地球衛(wèi)星、航空等平臺上的遙測儀器對地球表面進(jìn)行感應(yīng)遙測，并對相應(yīng)資源進(jìn)行監(jiān)視的新技術(shù)。而遙感影像即是把遙感技術(shù)遙測和監(jiān)視的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為航空相片和衛(wèi)星相片。GPS主要特點是覆蓋區(qū)域面積大，能在短時間內(nèi)獲得準(zhǔn)確地做表，并在外界環(huán)境因素的干擾下，依然能完成準(zhǔn)確的定位操作，并通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控。遙感影像和GPS技術(shù)具有操作簡單、效率和精確度高、速度快、受環(huán)境影響小等特點。

在水利工程施工管理中，可利用遙感影像和GPS技術(shù)的特點和優(yōu)勢獲取各種專業(yè)信息，如對水體、植被、水系、地質(zhì)、災(zāi)害、地結(jié)構(gòu)造、水土流失、海岸侵蝕，以及全天候的水情、水災(zāi)監(jiān)測等，進(jìn)行水資源管理、水環(huán)境監(jiān)測、水土保持、水利工程監(jiān)測、防洪抗旱、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等，提供專業(yè)化的分析和模型以及決策性的數(shù)據(jù)支撐。

以水利工程監(jiān)測為例，可利用無人機遙感影像和GPS技術(shù)進(jìn)行水利工程選址、工程進(jìn)度監(jiān)測、工程效益評估等。利用遙遙感影像和GPS技術(shù)獲取工程區(qū)域的位置、地形、地貌、巖性、土壤、植被信息，為工程的選址和規(guī)劃提供第一手資料；對項目可選的位置、線路進(jìn)行可行性進(jìn)行分析評估進(jìn)而選擇最佳的位置、線路；對水利工程對環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)評估；對牽涉到移民，土地征用等需要補償?shù)膯栴}可以利用對遙感圖像分類等信息提取方法調(diào)查面積。在水利工程施工時，亦可實時監(jiān)測工程的進(jìn)展和工作進(jìn)行中對周圍環(huán)境的影響。而在水利工程施工后，可調(diào)查水利工程后產(chǎn)生的直接響應(yīng)因子，如水利灌溉工程，監(jiān)測灌溉區(qū)域農(nóng)作物的長勢，水壩建成后實際的蓄水能力等。

3 信息化技術(shù)在水利工程施工管理中的發(fā)展

科技發(fā)展日新月異，信息多元化逐漸加強，水利工程施工管理信息化的發(fā)展進(jìn)程也在加快并日漸成熟，但仍存在一些問題制約著水利工程施工管理信息化的發(fā)展。如沒有形成健全的施工管理機制、水利施工管理人員的綜合素質(zhì)較低、施工現(xiàn)場的管理不到位、對新技術(shù)的應(yīng)用不太成熟，由此我們提出幾點水利工程施工管理信息化的措施來加快信息化技術(shù)在水利工程施工管理中的發(fā)展。

3.1 重視人才培養(yǎng)，加強專業(yè)團(tuán)隊建設(shè)

在水利工程建設(shè)中，復(fù)合型技術(shù)人才是工程項目的主體，而信息化技術(shù)和水利工程施工管理的有機融合也需要專業(yè)的技術(shù)人才。因此要更加重視技術(shù)人才的培養(yǎng)，建立專業(yè)的團(tuán)隊，提高水利工程人員的綜合素養(yǎng)。不但要加強對水利工程人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高其專業(yè)技能，信息化的特性更要求從業(yè)人員關(guān)注新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，要求更廣的知識范圍和更高的專業(yè)技能，從而建立專業(yè)高質(zhì)量的水利工程團(tuán)隊，完善水利工程技術(shù)水平，為更好建設(shè)水利行業(yè)服務(wù)。

3.2 建立完善水利工程施工管理系統(tǒng)

在水利工程建設(shè)中，主要就是進(jìn)行工程的設(shè)計和施工，設(shè)計是施工的依據(jù)，施工是工程的具體呈現(xiàn)。利用信息技術(shù)建設(shè)完善的水利工程施工管理系統(tǒng)，在施工前進(jìn)行仿真設(shè)計、全面分析、優(yōu)化計算，做到全面把控優(yōu)化設(shè)計，從而減少施工時的失誤；而在施工時，利用GPS、GIS等技術(shù)對水利工程施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位、全天候的監(jiān)測，實時了解和推進(jìn)施工進(jìn)度，分析各種因素對施工進(jìn)度的影響，方便工程施工人員采取針對性的措施進(jìn)行調(diào)整，做到對施工進(jìn)度合理且有效地把控，從而更好地進(jìn)行水利工程的施工。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前信息化技術(shù)在水利工程項目的施工管理中有著廣泛的應(yīng)用，整體上提高了水利行業(yè)的技術(shù)水平，為水利工程施工管理工作提供了有力的支撐，也極大地改善了水利工程施工管理模式。因此，在今后的水利工程建設(shè)中，要進(jìn)一步加強信息化技術(shù)和水利工程的有機融合，開發(fā)出適用中國水利工程發(fā)展實際的應(yīng)用軟件，促進(jìn)中國水利工程的長遠(yuǎn)高效發(fā)展。