機械自動化技術在水利水電工程管理中的應用

水電是清潔可再生能源的重要來源，而有效的水利水電工程管理直接關系到能源的穩定供應，能夠確保工程建設和運行的高效性、可靠性和安全性，對國家和地區的發展至關重要。當前，隨著全球對可持續發展和清潔能源的需求不斷增加，水利水電工程規模也在不斷擴大，工程管理更加復雜。在此背景下，機械自動化技術的重要性逐漸展現。機械自動化技術與現代管理理念的有機結合可以促進水利水電工程管理的全面和持續提升。王玉梅著、吉林科學技術出版社出版的《水利水電工程管理與電氣自動化研究》一書，對水利水電工程管理的各個關鍵環節及電氣自動化技術的應用進行了系統分析和深入探討。書中首先著重分析了水利水電工程管理理論、合同管理和施工管理中的問題與解決方案，并強調了質量管理和信息系統構建的重要性；其次，深入探討了機電技術、設備維護與運行異常處理，以及現代電氣自動化的創新研究和技術應用；最后，通過對智慧數據平臺、ＢＩＭ 技術的應用分析，展示了如何利用智能化技術提升水利水電工程管理效率以及未來發展的方向。整體而言，該書內容細致全面，對于推動水利水電工程管理的科學化、智能化發展具有重要意義，為行業發展提供了理論支撐和實踐指導。

水利水電工程管理是指對水利水電工程進行規劃、設計、建設、運行和維護的全過程管理，涵蓋了從工程規劃階段到工程施工、投產及后續運行維護等各個階段的管理工作。水利水電工程具有多個顯著特征，這些特征決定了其在基礎設施領域的獨特性和復雜性。其一，水利水電工程項目規模通常較為龐大且復雜，涉及水利、水電等領域，需要考慮地理環境、水資源、能源和生態環境等多方面因素，因此這些項目的建設和運營需要嚴格遵循相關專業標準和法規；其二，水利水電工程往往具有長周期性，從規劃、設計到建設和運營，整個周期可能需要數年甚至數十年，這意味著在整個生命周期內需要長期的規劃、投資和管理，同時要考慮各種外部環境因素的影響，包括氣候變化、水資源供給等；其三，水利水電工程涉及多方利益相關者和復雜利益格局，除了工程建設者和運營者，還牽涉政府部門、環保組織、當地社區等多個利益相關者，這些利益相關者可能對工程有著不同的期望和利益訴求，需要管理者協調各方利益，與各方保持溝通和合作，以確保工程建設的順利進行和可持續發展；其四，水利水電工程建設可能對當地生態環境、水資源和生物多樣性產生重大影響，管理者需要注重生態保護，采取可持續發展的措施，以確保工程建設對環境的損害最小，并盡可能回饋當地社區。由此可見，水利水電工程管理是一個綜合性和復雜性強、具有挑戰性的領域，需要管理者具備全面的專業知識、跨領域的溝通能力和靈活的應變能力。面對如此復雜的挑戰，機械自動化技術的應用成為解決水利水電工程管理中諸多問題的有效途徑。

第一，水利水電工程施工階段需要大量的物資、設備和人力資源，而機械自動化技術的應用極大地提高了施工效率和質量。在施工現場，自動化設備和機器人能夠承擔一系列繁重、危險或重復性高的任務，例如挖掘、搬運、裝配等，既能減輕工人的負擔，又能提高工作效率。并且，這些機器能夠按照預設的程序和算法執行任務，保證了操作的一致性和準確性，減少了人為因素帶來的錯誤。同時，自動化技術在施工過程中還能夠實現持續作業，無須停歇，從而能夠顯著提高工程的施工速度和整體進度?？傊?，這種高效率的施工方式不僅可以縮短工期，而且可以降低人力成本，使得工程能夠快速進入運營階段。此外，在施工階段，機械自動化技術能夠通過傳感器和監控設備等實現對施工現場的實時監測和管理，可以顯著提高施工質量和安全性。機械自動化技術可以通過傳感器監測施工現場的各項參數，包括地層穩定性、水位變化、施工機械運行狀態等關鍵數據。例如，針對地層穩定性，傳感器可以實時監測地層的壓力、位移和變形等指標，及時發現不穩定因素。在監測過程中，傳感器采集到的大量數據會被送入自動化系統，而系統可以對這些數據進行實時處理和分析，生成清晰的數據報告和圖表，為工程管理者提供直觀的數據展示和分析結果，這使得工程管理者能夠隨時掌握施工現場的狀況，及時發現潛在問題。更重要的是，機械自動化技術通過數據的采集和分析，能夠幫助工程管理者及時調整施工方案、預防潛在風險。具體來說，一旦系統監測到異常情況，比如地層不穩定、水位劇烈波動等，系統會立即發出警報或提示，使管理者能夠及時采取措施，調整施工方案或暫停施工，避免可能的風險發生，確保施工質量和安全。

第二，水利水電工程運行管理涵蓋設備運行、監測、維護和保養等環節，而機械自動化技術可以通過傳感器和自動控制系統實現對設備的實時監測、智能化管理和預防性維護。一方面，通過各類傳感器監測設備的運行參數，例如水位、水流速度、水質等，自動控制系統能夠及時采集、傳輸并分析這些數據，幫助管理人員實時了解設備的運行狀況，及時發現潛在問題，防止可能發生的故障和事故；另一方面，通過對大量數據的分析，自動化系統可以預測設備可能出現的故障或問題，并提前采取維護措施。這種維護方式能夠有效降低設備的突發故障風險，延長設備的使用壽命，同時也減少了維護成本和停機時間。此外，機械自動化技術還實現了設備的智能化管理。自動化系統不僅能夠自動控制設備運行，還能根據實時數據和預設參數進行智能調整和優化。例如，在水電站運行中，自動控制系統能夠根據水流情況自動調節水閘的開合，保持水流的穩定。在工程運行維護管理過程中，機械自動化技術可以為運維人員提供數據支持和決策依據。通過自動化系統的數據分析和報告，運維人員能夠更清晰地了解設備的運行情況，科學地制訂維護計劃和優化措施，以提高設備的運行效率和穩定性。

第三，在水利水電工程管理中，機械自動化技術的應用促進了環保理念在工程管理中的落實。在環境保護方面，機械自動化技術能夠實現對資源的有效利用，減少對環境的不利影響。通過智能控制系統優化調節，機械自動化技術能夠實現對水利水電設施運行的精準控制，最大限度地減少資源浪費和能源消耗。同時，機械自動化技術有助于降低工程對周邊環境的影響，從而更好地保護生態系統的穩定性。智能傳感器可以監測環境因素，例如空氣質量、水質、土壤狀況等，使管理者可以實時了解工程對周圍環境的影響，及時發現可能出現的環境問題，比如水質變化、土壤污染等，從而快速做出響應，采取相應的環保措施，以降低工程對周邊環境的不利影響。

在水利水電工程管理中引入機械自動化技術已成為提升效率、優化運行的重要策略之一。每項水利水電工程涉及的環境、地理條件以及技術需求各不相同，因此機械自動化技術在水利水電工程管理過程中的應用需要充分考慮工程的特殊性和復雜性，以及技術本身的適用性。

首先，在面對不同水利水電工程項目時，管理者需根據各個項目的獨特性進行個性化甄別和調整。每個水利水電工程項目都具有獨特的地理、氣候條件和工程要求，正確認識并了解這種獨特性是確保機械自動化技術在項目中順利運用的重要前提。一方面，地理位置、氣候條件、地形地貌等因素會影響機械自動化技術的實際運用效果，因此管理人員需要了解水利水電工程項目的環境特征，及時調整技術以適應當地環境，提升機械自動化技術的應用效果；另一方面，針對工程要求進行定制化調整也十分重要，水利水電項目的要求因其功能、規?；蛱厥夤に嚨扔兴煌?，例如一個大型水壩與一個小型水電站可能具有完全不同的自動化需求，因此管理人員必須根據各個工程的實際要求調整機械自動化技術，以提高技術在項目中的適用性和實用性。

其次，在將機械自動化技術引入水利水電工程項目前，管理者必須進行詳細的外部和內部狀況考察。外部狀況考察是對項目所處環境進行全面了解，包括但不限于地理特征、氣候條件、自然災害風險等。例如，某些工程可能位于地質構造復雜的地區，對于設備的抗震性和穩定性要求更高；而在氣候多變地區，需要考慮設備的耐高溫、低溫性能。了解這些外部環境條件對于調整機械自動化技術至關重要，有助于確保技術的穩定性和適應性。內部狀況考察是針對工程內部運行情況的深入了解，涉及工程的具體運行方式、設備配置、工藝流程等內部因素。通過深入了解工程內部情況，管理者能夠更準確地把握機械自動化技術的適用范圍。例如，在工藝流程中確定何處需要自動化控制，或者哪些設備需要自動化監測等?？傊?，充分的調研不僅是為了確保機械自動化技術與水利水電工程的契合，更是為了保證技術的實際應用效果和工程長期穩定運行，只有基于對工程內部外部狀況充分了解，才能制定出合適的自動化設置方案，從而更好地保障水利水電工程的穩健運行與高效管理。

最后，水利水電工程項目通常由多個子項目組成，而這些子項目之間往往存在密切關聯。因此，在引入機械自動化技術時，管理者必須充分考慮這些子項目之間的關聯，以確保機械自動化技術能夠有效服務于整體工程的需求和運行。其一，水利水電工程的各個子項目往往相互依存。例如，大壩、水庫、發電站等子項目之間存在緊密的工程聯系，彼此之間的運行和工作都相互影響。因此，在機械自動化技術的應用過程中，需要考慮這些子項目之間的相互關系，確保自動化技術的應用不會干擾其他子項目的正常運行。其二，各個子項目之間的數據共享和信息傳遞也是至關重要的。在水利水電工程中，不同子項目產生的數據和信息可能會相互關聯、相互影響，例如水庫水位數據可能會影響到發電站的發電計劃。因此，管理者應當促進子項目之間的信息共享和數據交流，以實現更高效的協同工作，提高整體工程的運行效率。其三，對于機械自動化技術的設置也要考慮各個子項目的協調性。合理的自動化技術設置不僅要滿足單個子項目的需求，更要考慮不同子項目之間的銜接和協調，例如自動化監控系統應能夠同時覆蓋所有關鍵子項目，可以保證監測和控制的全面性。

綜上所述，機械自動化技術在水利水電工程管理中的廣泛應用，為工程領域帶來了變革，這一技術的引入不僅可以使工程管理更加高效、精準，更可以為工程的運行和維護提供更多便利。機械自動化技術的應用不僅提升了水利水電工程的效率，也有效降低了運行成本，并且對于工程安全和可持續性的提升起到了關鍵作用。未來，隨著技術的不斷進步和工程管理需求的不斷變化，專業人員需要持續不斷地對機械自動化技術進行創新和調整，以適應不同的工程環境和需求。

基金項目：２０２４ 年甘肅省水利科學實驗研究及技術推廣項目（２４ＧＳＬＫ０２２）

作者簡介：郝相永（１９６８—），男，甘肅白銀人，甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心高級工程師，研究方向為水利水電工程機電運行管理