信息技術(shù)在小型水利工程運行管理中的應(yīng)用

梁甜 孟令勝 方群

1. 湖北省水利水電科學(xué)研究院 湖北 武漢 430070；2. 湖北省水利水電科技推廣中心 湖北 武漢 430070

引言

我國自古以農(nóng)為本，以水定城，從古到今，治水都是安邦的大計。但隨著全球氣候的變化、人類破壞行為的加劇以及管理措施不當(dāng)?shù)?，小型水利工程面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，蔣金平[1]等的研究表明，我國在1954-2006年間，有96.4%的潰壩事故都為小型水庫。為最大程度避免此類事故的發(fā)生，針對小型水利工程所出現(xiàn)的問題，政府也出臺了相應(yīng)的政策，明確要求加強對小型水利工程的管理，不僅對水利事業(yè)有著積極的意義而且對社會經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的影響。

1 小型水利工程運行管理中存在的問題

1.1 管理技術(shù)手段薄弱

小型水利工程主要分布在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，管理技術(shù)較落后，仍然以人工管理為主，沒有采用新型的信息技術(shù)管理方式，造成小型水利工程出現(xiàn)大量的問題。管理人員的專業(yè)素質(zhì)較低，對小型水利工程不夠重視，沒有形成運用信息化管理的理念，缺乏對信息技術(shù)的正確認(rèn)識。同時在一些經(jīng)濟發(fā)展較落后的地區(qū)，信息化技術(shù)還不夠成熟，沒有辦法將信息化技術(shù)融入小型水利工程的運行管理之中。

1.2 缺乏專業(yè)性人才

任何行業(yè)的不斷發(fā)展，都離不開專業(yè)人才的加入，只有專業(yè)人才才能夠引入新的技術(shù)，形成良好的發(fā)展，而小型水利工程的管理多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)人員，缺少專業(yè)的技術(shù)人員，缺乏專業(yè)性的技術(shù)知識和相關(guān)技能。小型水利工程不注重對專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)和引進，導(dǎo)致在運行管理過程中出現(xiàn)諸多的問題，不能夠?qū)π⌒退こ踢M行更高效和更精準(zhǔn)的管理，嚴(yán)重影響了小型水利工程的發(fā)展。

3 信息技術(shù)在小型水利工程運行管理的必要性

小型水利工程是造福民生、利國利民的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它對社會的發(fā)展同樣起著關(guān)鍵性的作用，因為小型的水利工程規(guī)模較小，容易被忽略，易造成“小型壩，高風(fēng)險”的隱患，形成沒人理，沒人管的現(xiàn)象。小型水利工程雖然規(guī)模較小，但數(shù)量多，影響范圍較廣，因此更需要打破傳統(tǒng)，尋找新的技術(shù)和管理理念推動小型水利工程的良好運行，因此加強小型水利工程的運行管理顯得尤為重要和必要。

3.1 響應(yīng)國家號召形成現(xiàn)代化管理

小型水利工程與民生問題息息相關(guān)，因此越來越受到國家的重視，加大了對小型水利工程的建設(shè)力度，對其的管理要求也越來越高。加強對小型水利工程的運行管理，有利于其發(fā)揮出最大的效益。隨著國家的重視，小型水利工程的運行管理也需要從傳統(tǒng)模式進行轉(zhuǎn)型，應(yīng)用信息技術(shù)形成現(xiàn)代化的管理方式，才能有效降低水質(zhì)污染、洪澇災(zāi)害、水庫潰壩等水利工程事故的發(fā)生。

3.2 能夠提高運行管理的水平

小型水利工程中，相比于傳統(tǒng)的管理手段，運用信息技術(shù)能夠快速有效地收集信息、準(zhǔn)確地定位位置、監(jiān)測工程情況等。在小型水利工程中引用信息技術(shù)，在一些數(shù)據(jù)的處理上，與傳統(tǒng)的人工計算相比，能夠更加有效、精確且高效率地完成，避免出現(xiàn)錯誤和誤差。同時小型水利工程的工作具有復(fù)雜繁重和綜合性的特點，完全依賴人工管理，不可避免地會出現(xiàn)因疲勞、粗心等因素導(dǎo)致的紕漏，因此將信息化技術(shù)應(yīng)用其中，能夠建立有效的監(jiān)測機制、決策體系、資源控制系統(tǒng)、工程評價管理體系等，實現(xiàn)管理辦法、技術(shù)方法的創(chuàng)新、增加行業(yè)科技含量，提升水利工程服務(wù)水平[2]。因此需建立完善的信息管理技術(shù)系統(tǒng)，實現(xiàn)小型水利工程運行中標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的管理手段。

3.3 有利于形成可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)性循環(huán)

近年來，可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)性循環(huán)成為時代的主題，人們越來越重視生態(tài)性的發(fā)展。小型水利工程的運行時刻關(guān)系著水資源可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境生態(tài)的發(fā)展，其本身就能夠改善生態(tài)環(huán)境，形成生態(tài)循環(huán)，因此運用信息技術(shù)，能夠有效管理好小型水利工程，有利于提高小型水利工程的工作效率，提高管理水平，間接地幫助當(dāng)?shù)馗纳频纳鷳B(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.4 緊隨時代信息化的腳步

隨著時代的進步，技術(shù)的發(fā)展，整個社會已經(jīng)進入信息化時代，信息技術(shù)已深入到各行各業(yè)，因此小型水利工程也應(yīng)該緊跟時代的步伐，讓各類信息技術(shù)融入小型水利工程，更有效地對其進行運行管理，因小型水利工程關(guān)系到人民的切實利益，為確保其能夠運用新型技術(shù)更有利于為人民服務(wù)，信息技術(shù)的融入更加迫切和必要。

4 信息技術(shù)在小型水利運行管理中的應(yīng)用

4.1 衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用

衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測點的經(jīng)緯度和高度，以便實現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時等功能，在信息技術(shù)中，衛(wèi)星定位系統(tǒng)是最有效的定位識別手段。在小型水利工程中，需要通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)，準(zhǔn)確地把握該工程的洪澇、暴雨等氣象災(zāi)害的發(fā)生信息，及時防備洪澇災(zāi)害[3]。衛(wèi)星定位系統(tǒng)在小型水利工程中的應(yīng)用有以下幾點優(yōu)勢：①準(zhǔn)確性。衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有更高效更準(zhǔn)確的特點，能夠避免無論陰天、雨天還是一些不確定的因素的影響和干擾。衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用網(wǎng)絡(luò)來進行測量的，能夠精確避免傳統(tǒng)的人為測量產(chǎn)生的誤差，對小型水利工程信息的采集和位置的定位更加精準(zhǔn)。②及時性。衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有及時性的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控，并且能夠結(jié)合現(xiàn)場的突發(fā)情況進行及時修正和更新，能夠及時發(fā)現(xiàn)小型水利工程運行中出現(xiàn)的水澇災(zāi)害等問題，及時監(jiān)測，及時反饋，有助于管理人員能夠清楚地掌握小型水利工程的信息，能夠快速做出判斷，避免出現(xiàn)重大損失，為小型水利工程的安全運行提供保障。③提高工作效率。衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠節(jié)省大量的人力，同時又能夠快速、準(zhǔn)確地進行定位及數(shù)據(jù)采集，使得工作效率大大提升。

4.2 構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)逐漸深入到各個領(lǐng)域，成為各領(lǐng)域不可缺少的技術(shù)手段。在小型水利工程的管理中，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的管理模式，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠形成網(wǎng)絡(luò)與人工結(jié)合的方式，保證信息的準(zhǔn)確收集和處理，為管理人員制定管理決策提供切實有效的依據(jù)，使小型水利工程的管理決策更加明確科學(xué)。構(gòu)建通信技術(shù)在小型水利工程中的應(yīng)用，能夠及時預(yù)報災(zāi)害信息，并向人們發(fā)送消息，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳遞信息的方式，在小型水利工程運行管理過程中有著極高的價值，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題。

借助計算機網(wǎng)絡(luò)、軟硬件系統(tǒng)能夠全面實現(xiàn)小型水利工程管理工作的信息化。利用計算機網(wǎng)絡(luò)組建以局域網(wǎng)、Internet相關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為社會各方提供水利工程管理工作數(shù)據(jù)[4]。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在小型水利工程中的信息化管理中起著巨大的作用，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠優(yōu)化管理中的辦公軟件，讓辦公軟件實現(xiàn)自動化處理，小型水利工程信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建設(shè)中，能夠充分發(fā)揮優(yōu)勢，連接在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中共享各類硬件及外圍設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能夠為運行管理提供極大的便利，在管理過程中，管理人員能夠隨時隨地地對小型水利工程的情況進行監(jiān)測，獲取信息，并且能夠遠程對其進行控制，有效解決問題，提升管理效率。

4.3 遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)是對目標(biāo)進行探測和識別的技術(shù)。隨著遙感技術(shù)越發(fā)成熟，運用在小型水利工程中，能夠使其運行管理更加安全高效。①遙感技術(shù)是一種有效的監(jiān)測技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測到可能發(fā)生的氣象災(zāi)害，氣象災(zāi)害對于小型水利工程的建設(shè)有較大的影響，會影響其建設(shè)速度，更甚者會影響到工程的質(zhì)量，進而引發(fā)一系列的水利事故。因此，利用好遙感技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠精確地掌握氣象信息，促進小型水利工程建成的速度和保證質(zhì)量，節(jié)省開支，同時兼顧了修建小型水利工程的社會效益和經(jīng)濟效益。②在小型水利工程建設(shè)中，地形地貌是重要的影響因素，如果當(dāng)時運用的地形圖較舊，就不能完全地反映出當(dāng)下的地形地貌，工程的建設(shè)就會受到較大的阻礙。③遙感技術(shù)在小型水利工程具體的應(yīng)用過程中能夠?qū)⑺@得的遙感信息與數(shù)據(jù)等實施系統(tǒng)化整合，且在此過程中，遙感技術(shù)還能夠與其他信息加以結(jié)合，從而提升小型水利工程管理的水平[5]。相關(guān)管理人員還能夠通過遙感技術(shù)所獲取的信息進行更為精確的制圖，建立科學(xué)可靠的模型。

4.4 信息管理平臺的應(yīng)用

科學(xué)有效的管理體系能夠使小型水利工程運行良好，傳統(tǒng)的管理方式容易出現(xiàn)諸多因人為因素產(chǎn)生的問題，因此建立一套管理體系必不可少。①運用計算機技術(shù)開發(fā)針對小型水利工程管理的平臺App，將日常的管理任務(wù)清晰明確地顯示出來，并且做到日常更新，責(zé)任到人。在平臺上編寫出完整的管理流程、管理手冊、管理制度、崗位職責(zé)，將管理內(nèi)容進行數(shù)字化、信息化的管理，確保每個管理人員都能做出科學(xué)的決策。②在信息平臺上能夠使信息互通及信息共享，管理人員通過信息平臺及時上報問題，及時進行數(shù)據(jù)上傳，能夠讓各部門人員全方位地了解小型水利工程的情況。并且小型水利工程應(yīng)當(dāng)有定期的安全巡查人員，對工程進行日常的巡護，將巡查的結(jié)果及時記錄存檔于平臺，以方便后期的工作開展，同時能夠有效地預(yù)防安全問題。③在平臺上同樣能夠進行學(xué)習(xí)，養(yǎng)成時刻學(xué)習(xí)的習(xí)慣，學(xué)習(xí)新的專業(yè)技術(shù)以及更有效的管理辦法，不斷完善管理體系。

4.5 大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用

在信息化的建設(shè)過程中，數(shù)據(jù)是提供服務(wù)的主體，是大量應(yīng)用的基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)、Web系統(tǒng)和信息系統(tǒng)發(fā)展的綜合結(jié)果，大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)緊緊圍繞數(shù)據(jù)展開，包括數(shù)據(jù)的采集、整理、傳輸、存儲、安全、分析、呈現(xiàn)和應(yīng)用等。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，建立小型水利工程的指揮中心，通過對其進行數(shù)據(jù)的收集及人工智能進行專業(yè)化的數(shù)據(jù)分析，實時掌握工程的運行狀態(tài)是否良好，給指揮中心及時傳遞信息，可以起到良好的預(yù)警作用。

4.6 數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。小型水利工程運行中利用數(shù)字孿生技術(shù)在信息空間中對物理實體進行忠實的刻畫，構(gòu)建相應(yīng)的水利工程數(shù)字孿生體，孿生體與物理實體在幾何、物理、行為、規(guī)則等方面有著精確的映射關(guān)系，并且處于實時的交互之中，可以實現(xiàn)水利工程運行管理過程的模擬仿真、評估、優(yōu)化、預(yù)測和決策。

5 結(jié)束語

綜上所述，信息技術(shù)有諸多的優(yōu)點，小型水利工程積極引入信息技術(shù)的應(yīng)用能夠極大地提升其運行管理效率，使其形成更高效、準(zhǔn)確、快速及便捷的管理系統(tǒng)。信息技術(shù)的應(yīng)用將小型水利工程的管理模式由傳統(tǒng)型轉(zhuǎn)向現(xiàn)代信息化，為了小型水利工程的運行管理更加規(guī)范科學(xué)，必須加快信息技術(shù)的應(yīng)用，嚴(yán)格遵守科學(xué)的管理制度。在日常管理工作中，相關(guān)人員應(yīng)該加強對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)，運用好信息技術(shù)在小型水利工程的管理中，使其管理趨于規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。