信息技术在小型水利工程运行管理中的应用

梁甜 孟令胜 方群

1. 湖北省水利水电科学研究院 湖北 武汉 430070；2. 湖北省水利水电科技推广中心 湖北 武汉 430070

引言

我国自古以农为本，以水定城，从古到今，治水都是安邦的大计。但随着全球气候的变化、人类破坏行为的加剧以及管理措施不当等，小型水利工程面临着严峻的挑战，蒋金平[1]等的研究表明，我国在1954-2006年间，有96.4%的溃坝事故都为小型水库。为最大程度避免此类事故的发生，针对小型水利工程所出现的问题，政府也出台了相应的政策，明确要求加强对小型水利工程的管理，不仅对水利事业有着积极的意义而且对社会经济的发展有着重要的影响。

1 小型水利工程运行管理中存在的问题

1.1 管理技术手段薄弱

小型水利工程主要分布在乡镇，管理技术较落后，仍然以人工管理为主，没有采用新型的信息技术管理方式，造成小型水利工程出现大量的问题。管理人员的专业素质较低，对小型水利工程不够重视，没有形成运用信息化管理的理念，缺乏对信息技术的正确认识。同时在一些经济发展较落后的地区，信息化技术还不够成熟，没有办法将信息化技术融入小型水利工程的运行管理之中。

1.2 缺乏专业性人才

任何行业的不断发展，都离不开专业人才的加入，只有专业人才才能够引入新的技术，形成良好的发展，而小型水利工程的管理多为乡镇人员，缺少专业的技术人员，缺乏专业性的技术知识和相关技能。小型水利工程不注重对专业技术人员的培养和引进，导致在运行管理过程中出现诸多的问题，不能够对小型水利工程进行更高效和更精准的管理，严重影响了小型水利工程的发展。

3 信息技术在小型水利工程运行管理的必要性

小型水利工程是造福民生、利国利民的重要基础设施，它对社会的发展同样起着关键性的作用，因为小型的水利工程规模较小，容易被忽略，易造成“小型坝，高风险”的隐患，形成没人理，没人管的现象。小型水利工程虽然规模较小，但数量多，影响范围较广，因此更需要打破传统，寻找新的技术和管理理念推动小型水利工程的良好运行，因此加强小型水利工程的运行管理显得尤为重要和必要。

3.1 响应国家号召形成现代化管理

小型水利工程与民生问题息息相关，因此越来越受到国家的重视，加大了对小型水利工程的建设力度，对其的管理要求也越来越高。加强对小型水利工程的运行管理，有利于其发挥出最大的效益。随着国家的重视，小型水利工程的运行管理也需要从传统模式进行转型，应用信息技术形成现代化的管理方式，才能有效降低水质污染、洪涝灾害、水库溃坝等水利工程事故的发生。

3.2 能够提高运行管理的水平

小型水利工程中，相比于传统的管理手段，运用信息技术能够快速有效地收集信息、准确地定位位置、监测工程情况等。在小型水利工程中引用信息技术，在一些数据的处理上，与传统的人工计算相比，能够更加有效、精确且高效率地完成，避免出现错误和误差。同时小型水利工程的工作具有复杂繁重和综合性的特点，完全依赖人工管理，不可避免地会出现因疲劳、粗心等因素导致的纰漏，因此将信息化技术应用其中，能够建立有效的监测机制、决策体系、资源控制系统、工程评价管理体系等，实现管理办法、技术方法的创新、增加行业科技含量，提升水利工程服务水平[2]。因此需建立完善的信息管理技术系统，实现小型水利工程运行中标准化与规范化的管理手段。

3.3 有利于形成可持续发展及生态性循环

近年来，可持续发展和生态性循环成为时代的主题，人们越来越重视生态性的发展。小型水利工程的运行时刻关系着水资源可持续发展以及环境生态的发展，其本身就能够改善生态环境，形成生态循环，因此运用信息技术，能够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，间接地帮助当地改善的生态环境，实现可持续发展。

3.4 紧随时代信息化的脚步

随着时代的进步，技术的发展，整个社会已经进入信息化时代，信息技术已深入到各行各业，因此小型水利工程也应该紧跟时代的步伐，让各类信息技术融入小型水利工程，更有效地对其进行运行管理，因小型水利工程关系到人民的切实利益，为确保其能够运用新型技术更有利于为人民服务，信息技术的融入更加迫切和必要。

4 信息技术在小型水利运行管理中的应用

4.1 卫星定位系统的应用

卫星定位系统可以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能，在信息技术中，卫星定位系统是最有效的定位识别手段。在小型水利工程中，需要通过卫星定位系统，准确地把握该工程的洪涝、暴雨等气象灾害的发生信息，及时防备洪涝灾害[3]。卫星定位系统在小型水利工程中的应用有以下几点优势：①准确性。卫星定位系统具有更高效更准确的特点，能够避免无论阴天、雨天还是一些不确定的因素的影响和干扰。卫星定位系统是利用网络来进行测量的，能够精确避免传统的人为测量产生的误差，对小型水利工程信息的采集和位置的定位更加精准。②及时性。卫星定位系统具有及时性的特点，能够实现实时监控，并且能够结合现场的突发情况进行及时修正和更新，能够及时发现小型水利工程运行中出现的水涝灾害等问题，及时监测，及时反馈，有助于管理人员能够清楚地掌握小型水利工程的信息，能够快速做出判断，避免出现重大损失，为小型水利工程的安全运行提供保障。③提高工作效率。卫星定位系统能够节省大量的人力，同时又能够快速、准确地进行定位及数据采集，使得工作效率大大提升。

4.2 构建通信网络系统

随着网络技术的发展，网络逐渐深入到各个领域，成为各领域不可缺少的技术手段。在小型水利工程的管理中，网络信息技术的应用改变了传统的管理模式，构建网络系统，能够形成网络与人工结合的方式，保证信息的准确收集和处理，为管理人员制定管理决策提供切实有效的依据，使小型水利工程的管理决策更加明确科学。构建通信技术在小型水利工程中的应用，能够及时预报灾害信息，并向人们发送消息，通信网络技术的传递信息的方式，在小型水利工程运行管理过程中有着极高的价值，能够及时发现问题解决问题。

借助计算机网络、软硬件系统能够全面实现小型水利工程管理工作的信息化。利用计算机网络组建以局域网、Internet相关联网络结构，为社会各方提供水利工程管理工作数据[4]。网络系统在小型水利工程中的信息化管理中起着巨大的作用，通过网络技术能够优化管理中的办公软件，让办公软件实现自动化处理，小型水利工程信息化网络系统在建设中，能够充分发挥优势，连接在内部网络系统中共享各类硬件及外围设备。网络技术的应用能够为运行管理提供极大的便利，在管理过程中，管理人员能够随时随地地对小型水利工程的情况进行监测，获取信息，并且能够远程对其进行控制，有效解决问题，提升管理效率。

4.3 遥感技术的应用

遥感技术是对目标进行探测和识别的技术。随着遥感技术越发成熟，运用在小型水利工程中，能够使其运行管理更加安全高效。①遥感技术是一种有效的监测技术，能够准确地监测到可能发生的气象灾害，气象灾害对于小型水利工程的建设有较大的影响，会影响其建设速度，更甚者会影响到工程的质量，进而引发一系列的水利事故。因此，利用好遥感技术的监测系统，能够精确地掌握气象信息，促进小型水利工程建成的速度和保证质量，节省开支，同时兼顾了修建小型水利工程的社会效益和经济效益。②在小型水利工程建设中，地形地貌是重要的影响因素，如果当时运用的地形图较旧，就不能完全地反映出当下的地形地貌，工程的建设就会受到较大的阻碍。③遥感技术在小型水利工程具体的应用过程中能够将所获得的遥感信息与数据等实施系统化整合，且在此过程中，遥感技术还能够与其他信息加以结合，从而提升小型水利工程管理的水平[5]。相关管理人员还能够通过遥感技术所获取的信息进行更为精确的制图，建立科学可靠的模型。

4.4 信息管理平台的应用

科学有效的管理体系能够使小型水利工程运行良好，传统的管理方式容易出现诸多因人为因素产生的问题，因此建立一套管理体系必不可少。①运用计算机技术开发针对小型水利工程管理的平台App，将日常的管理任务清晰明确地显示出来，并且做到日常更新，责任到人。在平台上编写出完整的管理流程、管理手册、管理制度、岗位职责，将管理内容进行数字化、信息化的管理，确保每个管理人员都能做出科学的决策。②在信息平台上能够使信息互通及信息共享，管理人员通过信息平台及时上报问题，及时进行数据上传，能够让各部门人员全方位地了解小型水利工程的情况。并且小型水利工程应当有定期的安全巡查人员，对工程进行日常的巡护，将巡查的结果及时记录存档于平台，以方便后期的工作开展，同时能够有效地预防安全问题。③在平台上同样能够进行学习，养成时刻学习的习惯，学习新的专业技术以及更有效的管理办法，不断完善管理体系。

4.5 大数据和人工智能的应用

在信息化的建设过程中，数据是提供服务的主体，是大量应用的基础。大数据是物联网、Web系统和信息系统发展的综合结果，大数据相关的技术紧紧围绕数据展开，包括数据的采集、整理、传输、存储、安全、分析、呈现和应用等。利用大数据和人工智能技术，建立小型水利工程的指挥中心，通过对其进行数据的收集及人工智能进行专业化的数据分析，实时掌握工程的运行状态是否良好，给指挥中心及时传递信息，可以起到良好的预警作用。

4.6 数字孪生技术的应用

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。小型水利工程运行中利用数字孪生技术在信息空间中对物理实体进行忠实的刻画，构建相应的水利工程数字孪生体，孪生体与物理实体在几何、物理、行为、规则等方面有着精确的映射关系，并且处于实时的交互之中，可以实现水利工程运行管理过程的模拟仿真、评估、优化、预测和决策。

5 结束语

综上所述，信息技术有诸多的优点，小型水利工程积极引入信息技术的应用能够极大地提升其运行管理效率，使其形成更高效、准确、快速及便捷的管理系统。信息技术的应用将小型水利工程的管理模式由传统型转向现代信息化，为了小型水利工程的运行管理更加规范科学，必须加快信息技术的应用，严格遵守科学的管理制度。在日常管理工作中，相关人员应该加强对信息技术的学习，运用好信息技术在小型水利工程的管理中，使其管理趋于规范化和标准化。