余琪威

開平市應(yīng)急救援和保障中心 廣東 開平 529300

引言

水利水電工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，對于保障國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提升起著至關(guān)重要的作用。水利水電工程建設(shè)中，信息及自動化技術(shù)的應(yīng)用是基于信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)等多學(xué)科的綜合應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，信息及自動化技術(shù)在水利水電工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，為工程建設(shè)和管理帶來了許多新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此本文將系統(tǒng)的分析水利水電工程建設(shè)中信息及自動化技術(shù)的應(yīng)用，推動水利水電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 水利水電工程建設(shè)中應(yīng)用信息及自動化技術(shù)的必要性

1.1 推動水利水電工程建設(shè)工作的開展

在水利水電工程建設(shè)中，一般情況下要做好數(shù)據(jù)的收集工作，然后要對所收集到的數(shù)據(jù)信息展開全面的分析。然而在實際的收集和分析數(shù)據(jù)的過程中，往往會出現(xiàn)各種各樣的問題，而利用信息及自動化技術(shù)可以很好地解決這些問題，從而使水利水電工程的建設(shè)工作能夠更好地進(jìn)行下去。綜合各國水利水電工程建設(shè)的現(xiàn)狀可以看出，在各類水利水電工程建設(shè)中，信息及自動化技術(shù)已經(jīng)得到了普遍的運用[1]。除此之外，有些項目還在使用過程中對技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)前在我國，信息及自動化技術(shù)的運用水平還是相當(dāng)高的，而且它已經(jīng)可以滿足我國水利水電工程建設(shè)的基本要求和現(xiàn)實需要。

1.2 提高水利水電工程建設(shè)的整體質(zhì)量

水利水電工程建設(shè)中應(yīng)用信息及自動化技術(shù)可以有效提高水利水電工程建設(shè)的整體質(zhì)量。通過傳感器和監(jiān)控設(shè)備，可以對水利水電工程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，包括水位、水質(zhì)、溫度等參數(shù)。且通過信息及自動化技術(shù)，可以實現(xiàn)工程施工數(shù)據(jù)的集中管理和共享，減少人為的煩瑣操作和人員誤操作的可能性。同時，利用智能化的算法和模型，可以進(jìn)行工程進(jìn)度和資源的優(yōu)化分配，提高工程施工的效率和準(zhǔn)確性[2]。通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，可以對工程質(zhì)量進(jìn)行精細(xì)化管理和評估。同時，可以利用虛擬仿真技術(shù)對工程設(shè)計進(jìn)行模擬和驗證，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并進(jìn)行調(diào)整，減少施工中的質(zhì)量隱患。

1.3 促進(jìn)水利水電行業(yè)智能化發(fā)展

水利水電工程建設(shè)中應(yīng)用信息及自動化技術(shù)可以促進(jìn)水利水電行業(yè)的智能化發(fā)展。水利水電工程涉及大量的數(shù)據(jù)，包括水文水資源、地質(zhì)地形、工程設(shè)計等方面的數(shù)據(jù)。通過信息及自動化技術(shù)，可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、處理和分析，提供準(zhǔn)確的決策支持[3]。應(yīng)用信息及自動化技術(shù)，可以通過傳感器、監(jiān)控設(shè)備等實現(xiàn)對水利水電設(shè)施的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，將人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑僮?，提高工程的運行效率和安全性。通過建立智能化的工程管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對施工進(jìn)度、成本控制、資源配置等方面的優(yōu)化和調(diào)整。同時，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法，可以對工程的規(guī)劃、設(shè)計和運維進(jìn)行優(yōu)化和智能化管理，提高項目的效益和可持續(xù)性。

1.4 節(jié)約工程建設(shè)成本

應(yīng)用信息及自動化技術(shù)在水利水電工程建設(shè)中能節(jié)約工程建設(shè)成本。信息及自動化技術(shù)可以提高工程管理的效率和準(zhǔn)確性，從而減少人力資源的浪費和成本。通過自動化系統(tǒng)對工程進(jìn)度、資源分配、材料采購等進(jìn)行精細(xì)化管理和優(yōu)化，可以提高工程施工的效率，減少建設(shè)工期，降低人力投入和工期延誤所帶來的額外成本。信息及自動化技術(shù)能夠提供實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測和預(yù)警功能，減少可能發(fā)生的工程質(zhì)量問題，避免后期的修復(fù)和整改成本。自動化系統(tǒng)可以實時監(jiān)測工程施工過程中的關(guān)鍵指標(biāo)，如溫度、壓力、振動等，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時預(yù)警，避免質(zhì)量問題的擴(kuò)大和修復(fù)成本的增加。信息及自動化技術(shù)還可以提高工程設(shè)計和施工的精度和準(zhǔn)確性，減少設(shè)計變更和施工誤差，從而降低了返工和修正的成本[4]。

2 水利水電工程建設(shè)中信息及自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 水電站自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

水電站中的自動控制系統(tǒng)是確保其安全、高效和穩(wěn)定運行的關(guān)鍵要素，已經(jīng)成為水電站運行不可或缺的重要組成部分。信息及自動化技術(shù)實現(xiàn)了對水電站運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。通過自動控制系統(tǒng)，水電站各項關(guān)鍵參數(shù)，如水位、流量、電壓、電流、溫度等，可以被連續(xù)地監(jiān)測和記錄。一旦出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)能夠立即發(fā)出報警信號，促使運維人員采取相應(yīng)的措施，避免事故的發(fā)生。同時，自動化系統(tǒng)還能夠觸發(fā)安全保護(hù)機(jī)制，確保水電站及其設(shè)備的安全運行。自動控制系統(tǒng)有能力對水電站運行參數(shù)進(jìn)行實時調(diào)節(jié)。根據(jù)監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠自動地對水位、流量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保水電站運行在最佳狀態(tài)。這有助于提高發(fā)電效率、降低設(shè)備損耗，從而優(yōu)化整個發(fā)電過程。自動控制系統(tǒng)還實現(xiàn)了水電站的自動化操作。傳統(tǒng)上，許多操作需要依賴人工干預(yù)，但自動化系統(tǒng)使得諸如啟停機(jī)組、調(diào)節(jié)水位、調(diào)節(jié)水輪機(jī)葉片等操作可以自動執(zhí)行。這不僅減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度，還提高了操作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。信息及自動化技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高水電站的運行效率。通過實時監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可以優(yōu)化發(fā)電過程，最大限度地利用水能資源，提高發(fā)電效率，降低能耗，減少對環(huán)境的影響[5]。

2.2 水利動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的應(yīng)用

在當(dāng)今水利水電工程建設(shè)中，水利動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)平臺以其強(qiáng)大的功能在信息及自動化技術(shù)應(yīng)用中扮演著重要角色。該系統(tǒng)平臺通過水情遙測、水利動態(tài)監(jiān)管、水文監(jiān)測、氣象預(yù)測預(yù)報的站點進(jìn)行數(shù)據(jù)融合數(shù)字化技術(shù)，對重點江河流域、水庫、山塘、大壩、提圍、水電站、水閘等水利水電工程等多方面站點進(jìn)行設(shè)置全面自動預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警功能，進(jìn)一步提高科學(xué)精準(zhǔn)的智能化控制、研判、調(diào)度當(dāng)中發(fā)揮重要作用。水利動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)平臺的功能多樣且強(qiáng)大，通過氣象信息、雨情信息、水情信息、工程信息、視頻監(jiān)控、水資源信息、影像采集、歷史數(shù)據(jù)分析形成二維圖像、圖表和三維仿真模型，對水利工程的工程體系、影響范圍以及經(jīng)濟(jì)社會要素等進(jìn)行直觀展示。與此同時，系統(tǒng)平臺實現(xiàn)了模擬調(diào)度結(jié)果的動態(tài)交互、實時融合和高度仿真展示，使決策者能夠根據(jù)實際情況進(jìn)行優(yōu)化決策，進(jìn)一步提高了水利工程管理的效率。水利動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)具備涉水要素的數(shù)字化、感知的實時化和模擬的可視化功能，通過這些特點，為完善“四預(yù)”工作（預(yù)測、預(yù)報、預(yù)演、預(yù)案）提供了堅實的支持。系統(tǒng)集成了全過程模型，擴(kuò)展了防洪風(fēng)險影響判別、主要水利水電工程風(fēng)險防控目標(biāo)識別等功能，提升了洪水預(yù)警的時效性、精細(xì)化程度和覆蓋面，為防洪調(diào)度決策提供了更可靠的支持。此外，系統(tǒng)還通過擴(kuò)展模擬計算和動態(tài)仿真等功能，支持防洪調(diào)度方案的集合生成，為應(yīng)對洪水風(fēng)險提供了更多策略。集成各類防洪方案、調(diào)度規(guī)則和專家經(jīng)驗，系統(tǒng)實現(xiàn)了方案自動生成和多方案比選，從而為形成防洪調(diào)度決策優(yōu)化方案提供了實用工具。且配套的水利動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)App使用，可以隨時隨地查詢水利數(shù)據(jù)，增加了信息的便捷獲取途徑。為有效保障人民生命安全，減少內(nèi)澇、洪水、泥石流、干旱等災(zāi)害和確保市民生活供水、農(nóng)田灌溉用水的需要，進(jìn)一步提高水利水電工程管理，實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度做好防洪和合理利用水資源等措施。

3 水利水電工程建設(shè)中信息及自動化技術(shù)的應(yīng)用建議

3.1 使信息及自動化技術(shù)的投入資金合理化

在水利水電工程建設(shè)中，合理使用信息及自動化技術(shù)的投入資金至關(guān)重要。需要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)調(diào)研和成本效益分析，通過對不同技術(shù)方案和設(shè)備的評估，確定最適合項目需求和工程規(guī)模的信息及自動化技術(shù)投資方向。這樣可以避免不必要的資金浪費和風(fēng)險。注重成本控制和資源整合，在進(jìn)行信息及自動化技術(shù)投資時，需要綜合考慮設(shè)備采購、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成等方面的成本。通過與供應(yīng)商的合作和談判，爭取到更具競爭力的價格和服務(wù)。同時，可以考慮資本市場和政府支持等多方面的資金來源，實現(xiàn)對投入資金的充分整合和最大限度利用。還要及時收集和分析信息及自動化技術(shù)投資帶來的收益和效益，對投資結(jié)果進(jìn)行評估。

3.2 培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才

在水利水電工程建設(shè)中，培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才是推動信息及自動化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。通過開設(shè)相關(guān)專業(yè)課程和實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具備信息技術(shù)基礎(chǔ)和水利水電工程知識的綜合型人才。同時，與水利水電行業(yè)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作，開展實習(xí)和實訓(xùn)活動，提供實踐機(jī)會，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。因為信息技術(shù)的不斷發(fā)展和更新?lián)Q代，水利水電工程專業(yè)人員需要不斷學(xué)習(xí)和更新知識?？梢酝ㄟ^組織培訓(xùn)班、研討會等形式，提供最新的技術(shù)和管理知識，加強(qiáng)人員的繼續(xù)教育，提高其適應(yīng)信息及自動化技術(shù)應(yīng)用的能力。還要針對水利水電工程中信息及自動化技術(shù)應(yīng)用的特點和需求，制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)計劃和選拔標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 引入先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，加強(qiáng)國際化交流

在水利水電工程建設(shè)中，可以引入先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，加強(qiáng)國際化交流。通過與國內(nèi)外領(lǐng)先企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作，引進(jìn)最新的信息及自動化技術(shù)設(shè)備，以及相關(guān)軟件和系統(tǒng)，實現(xiàn)技術(shù)的跨越式發(fā)展。這樣可以提高工程監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、智能控制等方面的水平，推動水利水電工程建設(shè)的先進(jìn)化和現(xiàn)代化。通過與國際組織、外國專家和企業(yè)的合作，開展技術(shù)交流和合作研究，了解和學(xué)習(xí)他們在信息及自動化技術(shù)應(yīng)用方面的先進(jìn)經(jīng)驗和成果。也可以將國內(nèi)的研究成果和技術(shù)創(chuàng)新介紹給國際同行，拓展市場和合作機(jī)會，促進(jìn)國內(nèi)信息及自動化技術(shù)在國際舞臺上的影響力和競爭力。

4 結(jié)束語

水利水電工程建設(shè)中的信息及自動化技術(shù)應(yīng)用正日益成為推動行業(yè)現(xiàn)代化和智能化的重要引擎。水電站自動控制系統(tǒng)，水情遙測系統(tǒng)，水利動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，智慧水利云平臺的應(yīng)用，能夠提高工程效率、降低成本，并增強(qiáng)工程安全和可持續(xù)發(fā)展能力。因此為了促進(jìn)信息及自動化技術(shù)的應(yīng)用，需要合理使用信息及自動化技術(shù)的投入資金需要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研和分析，注重成本控制和資源整合，并定期進(jìn)行效益評估和監(jiān)控。還要培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才需要加強(qiáng)高校和職業(yè)教育的人才培養(yǎng)，注重持續(xù)教育和培訓(xùn)，加強(qiáng)人才隊伍建設(shè)和激勵機(jī)制。另外，還可以引入先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和加強(qiáng)國際化交流。展望未來，結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能，還有望實現(xiàn)水利水電工程的智能決策、仿真模擬等領(lǐng)域的突破，使得信息及自動化技術(shù)的應(yīng)用為水利水電工程帶來更高效、智能和可持續(xù)的發(fā)展。