分析水利水电工程建设中信息及自动化技术的应用

余琪威

开平市应急救援和保障中心 广东 开平 529300

引言

水利水电工程是国家基础设施建设的重要组成部分，对于保障国家经济发展和人民生活水平的提升起着至关重要的作用。水利水电工程建设中，信息及自动化技术的应用是基于信息技术、自动控制技术和通信技术等多学科的综合应用。随着社会的发展和技术的进步，信息及自动化技术在水利水电工程领域的应用越来越广泛，为工程建设和管理带来了许多新的机遇和挑战。因此本文将系统的分析水利水电工程建设中信息及自动化技术的应用，推动水利水电事业的可持续发展。

1 水利水电工程建设中应用信息及自动化技术的必要性

1.1 推动水利水电工程建设工作的开展

在水利水电工程建设中，一般情况下要做好数据的收集工作，然后要对所收集到的数据信息展开全面的分析。然而在实际的收集和分析数据的过程中，往往会出现各种各样的问题，而利用信息及自动化技术可以很好地解决这些问题，从而使水利水电工程的建设工作能够更好地进行下去。综合各国水利水电工程建设的现状可以看出，在各类水利水电工程建设中，信息及自动化技术已经得到了普遍的运用[1]。除此之外，有些项目还在使用过程中对技术进行了优化。当前在我国，信息及自动化技术的运用水平还是相当高的，而且它已经可以满足我国水利水电工程建设的基本要求和现实需要。

1.2 提高水利水电工程建设的整体质量

水利水电工程建设中应用信息及自动化技术可以有效提高水利水电工程建设的整体质量。通过传感器和监控设备，可以对水利水电工程的各个环节进行监测和数据采集，包括水位、水质、温度等参数。且通过信息及自动化技术，可以实现工程施工数据的集中管理和共享，减少人为的烦琐操作和人员误操作的可能性。同时，利用智能化的算法和模型，可以进行工程进度和资源的优化分配，提高工程施工的效率和准确性[2]。通过实时监测和数据分析，可以对工程质量进行精细化管理和评估。同时，可以利用虚拟仿真技术对工程设计进行模拟和验证，提前发现潜在问题并进行调整，减少施工中的质量隐患。

1.3 促进水利水电行业智能化发展

水利水电工程建设中应用信息及自动化技术可以促进水利水电行业的智能化发展。水利水电工程涉及大量的数据，包括水文水资源、地质地形、工程设计等方面的数据。通过信息及自动化技术，可以对这些数据进行实时采集、处理和分析，提供准确的决策支持[3]。应用信息及自动化技术，可以通过传感器、监控设备等实现对水利水电设施的实时监测和远程控制，将人工操作转变为智能化操作，提高工程的运行效率和安全性。通过建立智能化的工程管理系统，可以实现对施工进度、成本控制、资源配置等方面的优化和调整。同时，利用机器学习和人工智能算法，可以对工程的规划、设计和运维进行优化和智能化管理，提高项目的效益和可持续性。

1.4 节约工程建设成本

应用信息及自动化技术在水利水电工程建设中能节约工程建设成本。信息及自动化技术可以提高工程管理的效率和准确性，从而减少人力资源的浪费和成本。通过自动化系统对工程进度、资源分配、材料采购等进行精细化管理和优化，可以提高工程施工的效率，减少建设工期，降低人力投入和工期延误所带来的额外成本。信息及自动化技术能够提供实时的数据监测和预警功能，减少可能发生的工程质量问题，避免后期的修复和整改成本。自动化系统可以实时监测工程施工过程中的关键指标，如温度、压力、振动等，发现异常情况并及时预警，避免质量问题的扩大和修复成本的增加。信息及自动化技术还可以提高工程设计和施工的精度和准确性，减少设计变更和施工误差，从而降低了返工和修正的成本[4]。

2 水利水电工程建设中信息及自动化技术应用现状

2.1 水电站自动控制系统的应用

水电站中的自动控制系统是确保其安全、高效和稳定运行的关键要素，已经成为水电站运行不可或缺的重要组成部分。信息及自动化技术实现了对水电站运行状态的实时监测。通过自动控制系统，水电站各项关键参数，如水位、流量、电压、电流、温度等，可以被连续地监测和记录。一旦出现异常情况，系统能够立即发出报警信号，促使运维人员采取相应的措施，避免事故的发生。同时，自动化系统还能够触发安全保护机制，确保水电站及其设备的安全运行。自动控制系统有能力对水电站运行参数进行实时调节。根据监测到的实时数据，系统能够自动地对水位、流量等参数进行调节，以确保水电站运行在最佳状态。这有助于提高发电效率、降低设备损耗，从而优化整个发电过程。自动控制系统还实现了水电站的自动化操作。传统上，许多操作需要依赖人工干预，但自动化系统使得诸如启停机组、调节水位、调节水轮机叶片等操作可以自动执行。这不仅减轻了工作人员的劳动强度，还提高了操作的准确性和稳定性。信息及自动化技术的应用可以显著提高水电站的运行效率。通过实时监测和自动调节，系统可以优化发电过程，最大限度地利用水能资源，提高发电效率，降低能耗，减少对环境的影响[5]。

2.2 水利动态监管系统的应用

在当今水利水电工程建设中，水利动态监管系统平台以其强大的功能在信息及自动化技术应用中扮演着重要角色。该系统平台通过水情遥测、水利动态监管、水文监测、气象预测预报的站点进行数据融合数字化技术，对重点江河流域、水库、山塘、大坝、提围、水电站、水闸等水利水电工程等多方面站点进行设置全面自动预测、预报、预警功能，进一步提高科学精准的智能化控制、研判、调度当中发挥重要作用。水利动态监管系统平台的功能多样且强大，通过气象信息、雨情信息、水情信息、工程信息、视频监控、水资源信息、影像采集、历史数据分析形成二维图像、图表和三维仿真模型，对水利工程的工程体系、影响范围以及经济社会要素等进行直观展示。与此同时，系统平台实现了模拟调度结果的动态交互、实时融合和高度仿真展示，使决策者能够根据实际情况进行优化决策，进一步提高了水利工程管理的效率。水利动态监管系统具备涉水要素的数字化、感知的实时化和模拟的可视化功能，通过这些特点，为完善“四预”工作（预测、预报、预演、预案）提供了坚实的支持。系统集成了全过程模型，扩展了防洪风险影响判别、主要水利水电工程风险防控目标识别等功能，提升了洪水预警的时效性、精细化程度和覆盖面，为防洪调度决策提供了更可靠的支持。此外，系统还通过扩展模拟计算和动态仿真等功能，支持防洪调度方案的集合生成，为应对洪水风险提供了更多策略。集成各类防洪方案、调度规则和专家经验，系统实现了方案自动生成和多方案比选，从而为形成防洪调度决策优化方案提供了实用工具。且配套的水利动态监管系统App使用，可以随时随地查询水利数据，增加了信息的便捷获取途径。为有效保障人民生命安全，减少内涝、洪水、泥石流、干旱等灾害和确保市民生活供水、农田灌溉用水的需要，进一步提高水利水电工程管理，实现科学调度做好防洪和合理利用水资源等措施。

3 水利水电工程建设中信息及自动化技术的应用建议

3.1 使信息及自动化技术的投入资金合理化

在水利水电工程建设中，合理使用信息及自动化技术的投入资金至关重要。需要进行详细的技术调研和成本效益分析，通过对不同技术方案和设备的评估，确定最适合项目需求和工程规模的信息及自动化技术投资方向。这样可以避免不必要的资金浪费和风险。注重成本控制和资源整合，在进行信息及自动化技术投资时，需要综合考虑设备采购、软件开发、系统集成等方面的成本。通过与供应商的合作和谈判，争取到更具竞争力的价格和服务。同时，可以考虑资本市场和政府支持等多方面的资金来源，实现对投入资金的充分整合和最大限度利用。还要及时收集和分析信息及自动化技术投资带来的收益和效益，对投资结果进行评估。

3.2 培养专业技术人才

在水利水电工程建设中，培养专业的技术人才是推动信息及自动化技术应用的关键。通过开设相关专业课程和实践环节，培养具备信息技术基础和水利水电工程知识的综合型人才。同时，与水利水电行业企业和科研机构合作，开展实习和实训活动，提供实践机会，培养学生的实际操作能力和团队协作能力。因为信息技术的不断发展和更新换代，水利水电工程专业人员需要不断学习和更新知识。可以通过组织培训班、研讨会等形式，提供最新的技术和管理知识，加强人员的继续教育，提高其适应信息及自动化技术应用的能力。还要针对水利水电工程中信息及自动化技术应用的特点和需求，制定相应的人才培养计划和选拔标准。

3.3 引入先进的技术设备，加强国际化交流

在水利水电工程建设中，可以引入先进的技术设备，加强国际化交流。通过与国内外领先企业和科研机构合作，引进最新的信息及自动化技术设备，以及相关软件和系统，实现技术的跨越式发展。这样可以提高工程监测、数据处理、智能控制等方面的水平，推动水利水电工程建设的先进化和现代化。通过与国际组织、外国专家和企业的合作，开展技术交流和合作研究，了解和学习他们在信息及自动化技术应用方面的先进经验和成果。也可以将国内的研究成果和技术创新介绍给国际同行，拓展市场和合作机会，促进国内信息及自动化技术在国际舞台上的影响力和竞争力。

4 结束语

水利水电工程建设中的信息及自动化技术应用正日益成为推动行业现代化和智能化的重要引擎。水电站自动控制系统，水情遥测系统，水利动态监管系统，智慧水利云平台的应用，能够提高工程效率、降低成本，并增强工程安全和可持续发展能力。因此为了促进信息及自动化技术的应用，需要合理使用信息及自动化技术的投入资金需要进行详细的调研和分析，注重成本控制和资源整合，并定期进行效益评估和监控。还要培养专业的技术人才需要加强高校和职业教育的人才培养，注重持续教育和培训，加强人才队伍建设和激励机制。另外，还可以引入先进的技术设备和加强国际化交流。展望未来，结合大数据和人工智能，还有望实现水利水电工程的智能决策、仿真模拟等领域的突破，使得信息及自动化技术的应用为水利水电工程带来更高效、智能和可持续的发展。