探索信息化時代背景下的水利工程管理方法

任巍巍

安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局 安徽 合肥 230088

引言

隨著國內經濟社會的持續發展，水利工程管理工作也需要與現代信息技術有效融合，促進水利工程管理工作的現代化、智能化發展。進入信息化時代，信息技術與水利工程管理工作的融合符合目前經濟社會發展的需求，使得管理人員的工作總量以及工作難度也能夠明顯下降[1]。信息化技術的引入和應用可以借助數據的全面收集、分析，為水利工程管理人員提供精準的數據支持，從而形成針對性的管理對策。但總體看來，我國水利管理工作與信息化技術在融合發展的過程中，在基礎設施、管理工作隊伍和信息管理方面依舊存在一定的問題，導致水利工程管理工作未能達到預期目標。故此，文章通過研究分析信息化時代下水利工程管理工作的具體方法，為水利工程管理工作的信息化發展提供參考。

1 水利信息化建設項目的特點

水利信息化即通過現代化信息技術與水利工程相融合，深入開發和利用水利信息資源，實現水利信息的采集、傳輸、存儲和應用的現代化，從而全面提升水利事業的效率。其項目建設具有以下特點[2]。①水利要素泛在感知。利用各種感知設備、技術和方法，動態監測和實時采集水情、雨情、工情、視頻等涉水要素以及橫向行業的氣象、自然資源等信息，為業務應用提供可靠、豐富的基礎數據。②通信技術融合應用。由于水利工程環境條件具有較大差異，需要因地制宜地融合應用衛星、GPRS、4G/5G、LoRa、NB-loT等通信手段，以保障數據傳輸互聯互通。③業務應用專業性強。水利業務應用主要服務于水旱災害防御、水資源優化配置、水利工程運行管理、水土保持、水利政務等方面，涉及預測預報模型、洪水調度模型、水工建筑物模型、決策支持模型和控制標準等，具有較強的專業性。④建設過程交叉協同。水利信息化建設項目往往依托主體工程建設，建設進度與主體工程同步實施、同步完成，建設周期較長。其儀器預埋、設備安裝、基礎預建等，與主體工程有施工交叉、工藝銜接等方面的協同作業要求。

2 水利工程管理中常用的信息化技術

2.1 3S技術

2.1.1 地理信息系統（GIS）。水利工程管理全過程涉及大量信息交換與處理。利用地理信息系統（GIS）構建工程的三維模型，可以真實地反映建筑物的實際關系，為工程設計和布置提供精確支持。該技術還能使水利工程管理系統化，實時地記錄工程建設運行情況，將水利工程實時變化反饋給各管理監測部門及人員，為水利工程中涉及的預測提供重要依據。與傳統方式相比，地理信息系統（GIS）在水利工程管理中具有多種優勢，為水利工程帶來了巨大的管理效益[3]：①可以同時存儲包括圖形、影像、文本等多種數據，并進行安全讀取和編輯；②數據實時更新，確保其時效性和準確性；③可以在較短時間內比選多個方案，確保質量并降低圖形化成本。

2.1.2 全球定位系統（GPS）。水利設施的工程質量監測是水利工程管理的重要內容。傳統的監測方法主要包括目測、測繪儀監測、激光掃描等，基于GPS技術開發的質量監測技術可以對監測對象進行實時準確監測，將監測設施放置到需檢測的位置，及時反饋出現的裂縫、沉降位移乃至壓力的變化。在水利工程前期勘探設計工作中應用GPS技術可以有效地進行巖溶分析。此外，將GPS監測技術與工程預防預警系統聯合起來，可建立一套完善精確的水利工程質量監測系統。

2.1.3 遙測技術（RS）。遙測技術是利用衛星、航空器等相關儀器觀測設備遠距離測量記錄目標單位的空間位置關系及物理特性。水利項目的所在位置普遍較為偏僻，所處地質條件惡劣時無法進行人工勘測，遙測技術可以解決上述問題，有效準確地進行勘探。針對水庫等靜態工程，運用遙測技術可快速精確地得出不同水位下的庫區影響范圍，為運行調度提供支持；在河口治理工程中，需要大量全面的地形地貌、交通道路、水文、水質等環境信息及社會經濟信息，遙測技術可為上述環境及社會經濟調查工作提供信息。

2.2 網絡技術

網絡技術是21世紀以來發展迅速的新興技術，它將分散的信息整合為一個有機整體，實現信息的有機協作共享，可被應用在如閘門運行管理、河道管理等水利工程管理的各方面。該技術的應用極大地加快了數據的傳遞，顯著提高了管理決策及執行效率。在水利工程管理中建立網絡系統，有必要追蹤監督管理需要收集的信息、決策及執行的反饋情況。

2.3 數據庫技術

數據庫可通俗地理解為數據的集合，其主要研究內容為數據的存儲、管理及使用，目的是高效地使用及管理海量數據資源。數據庫技術主要被應用于水利工程管理的以下3個方面：①水利工程基礎信息數據庫。主要包括河道特征、水文泥沙信息、水庫淹沒范圍、水利工程建筑特征等基礎信息。②水質基礎信息數據庫。在建立基礎數據庫架構后，逐步形成包括基本監測、自動監測和移動監測等水質數據內容的水環境基礎數據庫，開發相關數據庫接口程序和服務軟件。為水資源優化配置、水資源監督管理、水資源規劃研究提供信息服務。③遙感測量信息數據庫。將目標地區的遙感影像及監測點、坐標、高程等全面的監控測量數據有機結合為數據庫，用不同時間段的遙感測量資料反映工程建設進度、區域治理開發成果，實現對目標區域的動態監測。數據庫技術是提升水利工程管理質量的信息化保障。

2.4 中間件技術

中間件是處于操作系統和應用程序之間的軟件，是為了鏈接日益復雜的大規模分布式軟件。結合中間件技術開發的水利管理系統，利用中間件平臺合理、準確、高效地處理水利信息是信息化技術在水利工程管理中創新性、跨越式的應用。建立集成中間件平臺、應用端軟件、水利信息采集系統、水利信息門戶平臺的水利信息綜合平臺，綜合分析降水量、來水量、水質等水利信息，能在水利工程管理中發揮重要效益。

3 信息化時代背景下水利工程管理工作存在的不足

3.1 頂層設計不完善

信息化建設效果的漸進性，即只有持續的投入，才會在一定時期內逐步看到效果，這就決定它擁有建設與維護階段所需的不中斷投資，并且具有投入超前，產出落后、不能立見實效等特征。因此，要想取得較好的效果就必須對當前水利信息化建設中出現的不足予以重視。從目前我國水利工程信息化建設過程來看，雖然取得了一定成績，但仍存在許多需要解決的問題。在開展水利信息化建設的時候，未能結合實際開展有效頂層設計，仍有“一把手工程”，若企業主要領導沒有進行有效總體規劃和頂層設計方案，只是隨意的態度，沒有預見性，等到遇有問題才解決，就會使單位信息化發展步入死胡同，不能獲得個性化的發展。

3.2 缺乏有效的協調機制

在我國水利行業信息化的發展中，平臺不協調性這些問題的存在，對水利信息化建設也產生了一定的負面影響，尤其在各流域和部門間，信息不能實時共享。若平臺協調性不高，就不能進行工程管理，生產經營與文書檔案及其他資料的共享與運用都會受到一定程度的影響。部分數據管理尚未形成統一、有效管理組織機制，數據之間異構性顯現，很難做到方便溝通與分享等職能，不能為省，市、各級決策者，如流域級，部級，提供寶貴參考依據。而一個行之有效的協調平臺，主要是為了應對幾十年水利事業在工作中累積起來的生產經營模式以及工程管理等方面的問題。因此，必須要建立一個能夠促進水利信息化快速高效地運行，并且具有良好開放性和兼容性的數據中心，從而滿足不同用戶的需求，并使其發揮最大效用。為了保證水利工程信息化系統能夠更好地運行，需要加強各單位之間的信息共享與融合，構建一個高效的協調平臺，為水利部門提供更加完善的服務，從而促進整個水利建設水平不斷提升。

4 信息化時代背景下水利工程管理實施的對策

4.1 水利工程管理基礎設施體系的持續完善

信息化背景下的水利工程管理工作必須以完善的基礎設施體系作為出發點，方可保障信息技術的使用擁有完善的基礎設施支持，基礎設施作為水利工程信息化管理系統的重要組成部分，能夠促進水利工程管理工作的信息化發展。今后相關部門需要強化有關水利工程管理工作的基礎層建設，具體又可以分為網絡設備、公共設備和業務管理系統。在促進水利工程管理信息化發展的過程中，相關部門需要針對有線、無線和特殊用途的網絡全方位進行建設。同時，相關部門需要將包括通信設備、計算機服務器等在內的公共設備持續進行更新和完善，確保在水利工程管理工作中，管理人員可以憑借現代化技術和設備實時收集以及更新對應的水利工程數據，為接下來的管理工作提供必要的數據支持。同時，在水利工程信息化管理系統中，資源層主要是負責對采集而來的各項數據進行儲存和管理，同時也需要進行數據的交換，為其他業務開展提供必要的數據。在這種情形下，相關部門需要在建設水利工程管理信息化基礎設施的過程中，推動儲存備份處理安全機制以及數據收集機制的不斷發展和完善。水利工程信息化管理系統業務層面的完善需要添加包括運行管理、施工勘察、設計等在內的各項工作模塊，為其他業務工作的實施提供相應的支持。

4.2 專業管理隊伍的建設

信息化時代下的水利工程管理工作是否能夠取得既定的效果，與水利工程的建設質量和運轉質量有著十分密切的聯系。相關部門需要在思想方面意識到信息化水利工程管理人才引進以及培養的重要價值，在合理利用當地政府出臺的人才吸引政策的基礎上，配合工作環境以及薪資水平的持續改善，吸納在信息化技術方面具備明顯工作經驗的水利工程管理人才。并且相關部門需要針對這類專業人才形成完整的職業生涯發展規劃和發展空間，以此提高專業人才對于水利工程管理工作的認同感和歸屬感。對于部門已有的水利工程管理工作人員而言，其所擁有的有關水利工程管理方面的專業知識也需要不斷進行更新，尤其是需要關注信息化技術素養水平的提升。相關部門必須定期邀請行業專家針對水利工程管理工作出現的全新變化以及應用的信息技術成果、管理系統等內容進行講解和傳授，確保管理人員能夠根據已經形成的水利工程信息化管理系統，結合實際的業務需求綜合使用其中的各項功能，提高管理工作的效率和質量。

4.3 信息管理工作的持續優化

為了有效解決之前水利工程信息化管理中存在的數據壁壘問題，在工程建設的過程中，需要建立包含各部門在內的完善的信息化管理系統，利用囊括多個部門在內的信息共享網絡，將收集的有關水利工程建設和運轉的相關信息及時進行共享，確保不同部門的管理工作開展能夠得到相應的技術支持，在避免資源浪費的同時，提高管理工作的效率。同時，各部門需要針對水利工程的管理開展協同工作，避免因為單一部門落實管理工作而影響到水利工程施工和運轉。在各部門信息共享發展的過程中，需要將建成的信息網絡共享平臺作為出發點，針對各部門所需的數據類型以及儲存標準進行統一，確保各部門能夠憑借已有的各項數據在平臺上及時進行共享，以此提高信息管理工作的效率和質量。

5 結束語

通過對當前我國水利行業發展情況以及相關技術和理論的研究成果，可以看出未來水利行業將朝著更加智能、高效、便捷的方向不斷前進。因此，為了能夠進一步推動我國水利事業向著現代化方向快速邁進，需要加強對于水利水電工程信息化建設工作的重視程度，并且要積極地引進計算機技術手段來開展各項工作，從而提升水利工程項目的質量。