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(jì)算、人工智能時(shí)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(dòng)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(shí)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(diǎn)。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(dòng)水利工程項(xiàng)目的高效運(yùn)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(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(dòng)對(duì)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(duì)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(shí)高效傳輸，實(shí)現(xiàn)各種信息數(shù)據(jù)資源的實(shí)時(shí)共享，并及時(shí)核驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、時(shí)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(yùn)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(duì)其進(jìn)行收集、整合與治理，建設(shè)實(shí)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(shí)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(jī)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(shí)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(chǔ)、查詢、分析和顯示，提供實(shí)時(shí)地理數(shù)據(jù)，生成翔實(shí)的三維地圖，綜合多種因素進(jìn)行區(qū)域分析并對(duì)水利動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測，推進(jìn)水利工程的實(shí)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(shí)現(xiàn)水利資源數(shù)據(jù)的共享，為水利工程的規(guī)劃和實(shí)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(shí)現(xiàn)水質(zhì)的監(jiān)控和分析，掌握水質(zhì)信息的瞬時(shí)變化，預(yù)測水質(zhì)趨勢(shì)，及時(shí)檢測水質(zhì)和預(yù)警，應(yīng)對(duì)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(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jì)算降雨量分布，模擬不同調(diào)水方案，實(shí)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(shí)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(gè)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(gè)領(lǐng)域。

遙感技術(shù)是通過人造地球衛(wèi)星、航空等平臺(tái)上的遙測儀器對(duì)地球表面進(jìn)行感應(yīng)遙測，并對(duì)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(diǎn)是覆蓋區(qū)域面積大，能在短時(shí)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(diǎn)。

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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)獲取各種專業(yè)信息，如對(duì)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(jī)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(píng)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(duì)項(xiàng)目可選的位置、線路進(jìn)行可行性進(jìn)行分析評(píng)估進(jìn)而選擇最佳的位置、線路；對(duì)水利工程對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)評(píng)估；對(duì)牽涉到移民，土地征用等需要補(bǔ)償?shù)膯栴}可以利用對(duì)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(shí)，亦可實(shí)時(shí)監(jiān)測工程的進(jìn)展和工作進(jìn)行中對(duì)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(shì)，水壩建成后實(shí)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(qiáng)，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(jī)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(duì)新技術(shù)的應(yīng)用不太成熟，由此我們提出幾點(diǎn)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(qiáng)專業(yè)團(tuán)隊(duì)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(xiàng)目的主體，而信息化技術(shù)和水利工程施工管理的有機(jī)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(duì)，提高水利工程人員的綜合素養(yǎng)。不但要加強(qiáng)對(duì)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(shí)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(duì)，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(jì)和施工，設(shè)計(jì)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(jì)、全面分析、優(yōu)化計(jì)算，做到全面把控優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而減少施工時(shí)的失誤；而在施工時(shí)，利用GPS、GIS等技術(shù)對(duì)水利工程施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位、全天候的監(jiān)測，實(shí)時(shí)了解和推進(jìn)施工進(jìn)度，分析各種因素對(duì)施工進(jìn)度的影響，方便工程施工人員采取針對(duì)性的措施進(jìn)行調(diào)整，做到對(duì)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(xiàng)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(qiáng)信息化技術(shù)和水利工程的有機(jī)融合，開發(fā)出適用中國水利工程發(fā)展實(shí)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。