智慧水利阶段的水利水电工程信息化建设研究

作者简介：徐冬梅（1988.11—），女，汉族，山东济宁人，本科，中级工程师，主要研究方向为建筑工程。999Sep163··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.,202稳定直接关联。以大坝安全检测为目的，安装位移传感器、渗流传感器以及应力传感器以后，就可以及时掌握大坝位移、渗流以及应力的改变情况，并快速地收集数据，再通过无线通讯技术将数据发送至检测中心［2］。当监测系统接收到信息后，如果发现大坝位移超出预先设定的阈值，或者渗流速度不正常加快等异常状况，就会立即发出警报信号，告知管理人员采取应对措施，将信息化建设融入大数据分析技术，构建起工程安全评估模型，可以深入分析通过监测得到的数据，通过对历史数据和即时数据的分析，预先判定潜在的安全风险。比如，分析大坝渗流相关的数据，就可以估算出坝体大概会出现的渗漏问题，并提前执行加固工作，这样就能真正改善工程的安全状况。1.3降低运营成本水利水电工程的管理成本包含设备维护、能源损耗以及物资浪费等部分，通过改善运行调度方案，可进行设备远程监测和故障判断，进一步降低运行成本。信息化建设可随时监测水情和雨情数据，并结合先进的调度算法，进行水资源的合理调配以及水力发电的优化运行，通过大数据分析可预测一段时间内水情的改变情况，此时调度系统就能预先制订出最好的发电和蓄水计划，从而提升水资源的利用效率以及发电效益，减少由于调度不当造成的能源损耗［3］。信息化技术的应用，还有利于设备的远程观测与故障判断，通过在设备上安装传感器，管理人员可以在控制中心随时观测设备的运行情况，再借助数据分析就能及时察觉潜在故障。当设备的振动频率或者温度不正常上升时，系统会自动发出警报，告知维修人员查看。通过信息化建设还能促进项目的信息化管理，可以有效地缩减能源消耗并减少物资浪费，通过智能控制系统来优化设备的运行参数，削减不必要的能源损耗，有利于物资管理系统优化物资的采购及使用情况，从而减轻浪费现象。将这些举措融合起来，会进一步降低水利水电工程的管理成本，提升其经济价值。1.4促进可持续发展在智慧水利建设上，信息化技术的应用既重视工程高效运行，又关注安全管理，而且重视水资源可持续利用和生态维护，通过形成水资源管理体系，信息化建设可实现流域内水资源的统一调配与管理，借助监测流域降水、径流及用水情况，可及时了解水资源供需情况，并优化调度方案，进行水资源的合理开发与高效利用，保障区域水资源的可持续发展。信息化技术在水生态环境的监测保护方面的应用效果也十分明显，在流域内部设置水质传感器网络后，可随时监测水温、pH值、溶解氧以及化学需氧量（COD）等指标，这样就能及早发现水污染事件并予以解决，最终实现水利水电工程与自然环境的和谐共生［4］。2项目概况文章选取某水利工程项目为研究对象，此项目坐落于我国南方的某山区，该地区山地和丘陵众多，占比超过总面积的80%，水系繁杂，河流数量较大，河网密度较高，水力资源极为丰富。当前这个案例中的项目是当地关键的水利设施，还是大型水利枢纽，具备诸多功能，流域面积达1023平方公里，水库面积为15.2平方公里，该项目的信息化建设对于捍卫区域水资源安全，推动经济社会发展具有重大意义。3智慧水利阶段的水利水电工程信息化建设策略3.1基于物联网技术的水环境污染情况监测物联网技术作为智慧水利的核心技术之一，为水环境污染情况监测提供了可靠的应对方案，本项目通过在流域范围内部署诸多水质传感器，形成了完整的物联网检测网络，随后将收集到的数据发送至数据中心，对水环境污染情况进行变动观测［5］。第一，水情信息采集模块是物联网检测网络的基本组成单元，其可搜集流域范围内各种水情数据，为了保证所获数据可靠，所采集的数据经由无线通讯技术（NB-IoT，LoRa等）传送到中央服务器，从而给后续的数据处理和决策赋予可靠支持。第二，闸门监测管理模块是智慧水利系统的核心，主要用于管控水利设施的闸门。基于物联网技术，可以将闸门的开闭情况、水流速度和水位高低等状态即时传递到监测中心，操作人员通过远程控制功能，结合当前的水情信息来调整闸门的开闭大小，可轻松完成对水流的有效调节，在洪水期，可以利用远程控制闸门迅速泄洪，缩减洪水给下游地区带来的危害；在旱季，能够恰当调节闸门，保证水资源得到合理的调配，而且，闸门监测管理模块还可以与水情信息采集模块相互配合，实现水资源的智能化管理［6］。第三，水利数据库架构在智慧水利系统中，主要负责存储和管理诸多水情信息以及闸门监测得来的数据。客户—服务器（C/S）结构的应用，可提升系统在可靠性及运行效率方面的能力，C/S结构可以将数据处理和保存任务集中到服务器端执行，而客户端通过网络向服务器发送请求以取得所需数据及指令，既保障了数据的安全，又确保了数据的一致性，而且使系统具备了更好的扩展性和稳定性，水利数据库所保存的历史水位资料、闸门运作日志以及传感器校正参数等内容，为水利部门制定决策提供科学的依据，水利部门借助对数据库内相关数据加以分析，便能预估洪水、干旱等自然灾害是否会发生，从而预先做好应对准备来缩减灾害造成的损失。3.2AR实景技术在水文与水位动态监测中的应用AR实景技术为水利水电工程中的水文与水位监测提供了便利，本项目的施工现场设置了智能眼镜、平板电脑等AR设备，并配合了高精度的地理信息数据以及水文模型，将虚拟的水文信息和真实场景融为一体，进一步提升水文监测的直观性。以水库大坝的水位监测为例，传统的方式大多通过水位尺或者电子水位计，监测人员需要定时去现场读取数据，效率比较低而且很容易出错。利用AR技术之后，工作人员只要佩戴上AR设备，就能清楚地看到水位随时的变化情况。在洪999Sep164··第42卷第期2026年月ITREPORT2,No.,2026水时期，AR设备还可以及时显示出大坝各个地方的水位高度，并配合水文模型来预测洪水淹没的范围，为防洪调度提供科学依据［7］。AR技术与无人机技术结合之后，可轻松进行水利工程的远距离观测，无人机装配上AR设备，可以即刻飞到指定区域，得到最新的水文资料，再通过无线网络将数据发送到指挥中心，非常适合在山区使用。在水利工程的日常管理中，AR技术可将设备的运行数据与维护信息以虚拟标签的形式叠加到实际设备之上，这样工作人员就能即刻获取设备状态，尽早察觉潜在问题并予以解决，这种可视化管理方式既提升了工作效率，又缩减了设备故障率，保障了水利工程的安全运行。3.3基于传感器、GPRS技术的明渠灌溉管理明渠灌溉是农业用水中非常重要的一种形式，然而传统的明渠灌溉管理模式下的水资源大量浪费严重，灌溉效率偏低，而智慧水利融合传感器技术和GPRS通信技术，为明渠灌溉管理带来了高效的办法，在明渠内部设置水位传感器以及流量传感器等观测装置，再利用GPRS技术将观测到的数据发送至控制中心，即时观察明渠灌溉情况，即便管理者不在现场也能控制设备的运行。接下来，远程控制系统可根据农田实际用水需求和水情信息，通过自动化控制系统精确调节灌溉闸门实施精准灌溉，一旦监测到某条渠道水位较高，系统就会自动调整闸门开度来减小水流流量；而当监测到某条渠道水位较低时，系统则会增大闸门开度以满足农田用水需求，这种精确的灌溉方式既优化了水资源利用率又缩减了灌溉成本。3.4建筑信息模型与GIS集成技术支撑水利工程全周期管理建筑信息模型（BIM）技术和地理信息系统（GIS）技术的融合与应用，为水利水电工程的全生命周期管理提供了有力的技术支撑。在规划设计阶段，将BIM与GIS进行融合，可以帮助设计人员更好地去了解项目的地形地质和水文信息，随后利用GIS剖析流域范围内的水系分布情况和地形地貌特征，并结合BIM模型进行工程的综合布局，保证工程的顺利推进。在施工管理阶段，将BIM和GIS融合，可以实现施工进度的可视化管理，GIS技术可以提供施工现场的地理信息，帮助施工人员更好地进行施工计划并安排设备［8］。在运行调度阶段，通过BIM与GIS的融合，管理人员就能很直观地知道工程的运行情况、水位、流量和设备的运行情况，而且，GIS技术可以提供流域范围内的水情资料，帮助管理人员进行科学的调度决策。比如到了洪水期，通过BIM和GIS的结合，可以及时监测水库水位以及流域水情，再配合水文模型做洪水预测和调度，从而保证水利工程安全稳定地运行。在维护保养阶段，管理人员通过BIM与GIS融合，就能及时掌握设备情况，尽早察觉潜在问题并予以解决，借助BIM模型中的设备标签，管理人员可以直观地知道设备所处的位置以及运行情况，再加上GIS技术来做设备的巡查和维护计划，从而延长设备的使用寿命。4结束语智慧水利阶段的水利水电工程信息化建设是推进水利现代化建设的必然之举，通过文章研究可知，利用物联网、AR实景技术、传感器、GPRS技术和BIM与GIS融合技术的信息化创建策略，对于优化经营效率、提高工程安全性、缩减运作成本以及推动可持续发展有着重大意义。日后，随着信息技术持续发展更新，智慧水利将会具备更为宽广的发展空间，相关的研究者要进一步加大水利水电工程信息化创建的力度，积极考察新技术新方法的应用，促使水利水电工程实现高质量发展，从而为经济社会的可持续发展提供稳固的水利支撑。参考文献：［1］林仰纯,唐宏,何宝根.面向水利工程的地质勘察智慧平台的研发与应用［J］.水利技术监督,2025,(12):48-52+124.［2］谢惠深.基于数字孪生技术的水利水电工程管理应用研究［J］.城市建设理论研究(电子版),2025(31):202-204.［3］李云,吴太刚.水利工程工地试验室标准化和智慧化建设研究［J］.水上安全,2025(19):40-42.［4］高玉生,王国岗,赵文超,陈亚鹏,衣雪峰.水利工程勘测全过程数字孪生技术研究［J］.中国水利,2025(19):3-13.［5］张世殊,赵小平.水利水电深部地下工程：地质环境、围岩灾变与技术挑战［J］.工程科学与技术,2026,58(01):1-17.［6］叶晓燕.数字化时代下水利水电工程“智慧财务”建设探究［J］.市场瞭望,2025(19):127-129.［7］年立强,潘红艳.基于BIM+GIS的水利工程数字孪生智慧流域体系构建［J］.治淮,2025(09):15-17+23.［8］孙浩,赵迪,赵浩鹏.智慧水利信息化系统在水利工程中的应用研究［J］.水上安全,2025(16):19-21.999Sep165