水利工程管理信息技术如何提升效率与安全？

随着我国水利事业的快速发展，传统管理模式已难以满足日益复杂的工程运行需求。水利工程管理信息技术（Information Technology in Water Conservancy Management）作为现代化治理的重要支撑，正逐步成为提升工程运行效率、保障防洪安全、优化水资源配置的核心手段。本文将从技术应用现状、关键系统构成、典型实践案例、未来发展趋势及挑战应对等方面深入探讨，旨在为水利行业管理者和从业者提供可落地的参考路径。

一、为什么要推进水利工程管理信息技术？

水利工程是国家基础设施的重要组成部分，涵盖水库、堤防、灌区、泵站、水电站等设施，其运行状态直接关系到人民生命财产安全和经济社会可持续发展。然而，传统人工巡检、纸质记录、分散式调度等方式存在数据滞后、响应迟缓、决策粗放等问题，尤其在极端天气频发背景下，对信息化管理的需求愈发迫切。

引入信息技术不仅能够实现对水情、工情、设备状态的实时感知与智能分析，还能通过数据驱动优化调度方案，提高应急响应速度，降低运维成本。例如，在长江流域某大型水库项目中，部署物联网传感器+GIS可视化平台后，水位变化预警响应时间由原来的4小时缩短至30分钟，极大提升了防汛决策效率。

二、水利工程管理信息技术的核心构成

1. 数据采集层：多源感知网络

依托物联网（IoT）技术，构建覆盖全流域的传感网络，包括水位计、雨量计、流量计、渗压计、裂缝监测仪、视频监控摄像头等设备，实现对水文要素、结构安全、环境变化的全天候自动采集。这些数据通过无线传输（如NB-IoT、LoRa）或有线方式上传至数据中心。

2. 数据处理层：云平台与边缘计算

利用云计算平台进行海量数据存储与分析，结合边缘计算技术实现实时本地化处理，减少延迟。例如，当某个坝体出现异常振动时，边缘节点可第一时间触发报警并初步判断风险等级，避免信息传递延误。

3. 应用服务层：智慧管理系统

基于B/S架构开发统一管理平台，集成以下模块：

• 数字孪生系统：构建物理工程的虚拟镜像，模拟不同工况下的运行表现；
• 智能调度模块：结合AI算法预测来水趋势，自动生成最优调度方案；
• 资产管理模块：实现设备全生命周期管理，自动提醒维护计划；
• 应急指挥模块：集成GIS地图、通信系统、预案库，支持一键联动指挥；
• 公众服务平台：向用水户开放查询入口，增强透明度与参与感。

三、典型案例：浙江某市智慧水利平台建设经验

浙江省某市在2023年启动智慧水利试点项目，整合全市67座中小型水库、320公里堤防、15个重点灌区的信息资源，建成集“感知—分析—决策—执行”于一体的闭环管理体系。

该项目采用“1+N”架构（1个市级中心+多个县区子系统），接入各类传感器超8000个，日均产生数据量达2TB。通过机器学习模型训练，实现了汛期降雨-入库水量-出库流量的动态预测精度提升至92%以上，同时减少了人工巡检频次30%，节省运维费用约150万元/年。

更值得一提的是，该平台还打通了气象、交通、环保等部门的数据接口，形成跨部门协同机制，在台风来袭期间成功提前转移群众近万人，未发生一起因洪水导致的重大伤亡事件。

四、面临的挑战与对策建议

1. 数据孤岛问题突出

许多单位仍处于各自为政的状态，缺乏统一标准的数据格式和接口规范，导致信息无法互通。解决之道在于制定《水利工程数据共享标准》，推动省级及以上平台统筹建设，鼓励基层单位接入统一门户。

2. 技术人才短缺

既懂水利业务又熟悉IT技术的复合型人才稀缺。建议高校开设“智慧水利”交叉学科方向，地方政府联合企业开展定向培训，建立“水利+IT”双导师制培养机制。

3. 安全防护能力不足

部分老旧系统存在漏洞，易受网络攻击影响。应强化网络安全等级保护制度，定期进行渗透测试，并推广国产化软硬件替代方案，确保关键信息基础设施自主可控。

4. 资金投入压力大

初期建设成本高，部分市县财政紧张。可通过PPP模式引入社会资本，设立专项基金支持中小工程改造升级，同时探索将数字化成果纳入绩效考核体系，激发内生动力。

五、未来发展方向：迈向智能化与绿色化

水利工程管理信息技术正朝着三个方向演进：

1. 智能化：AI赋能精准治理

借助深度学习、强化学习等算法，实现对病险隐患的早期识别、对调度策略的动态优化、对设备故障的预测性维护。例如，中科院团队正在研发基于无人机巡检图像识别的裂缝自动诊断系统，准确率已达89%。

2. 数字孪生深化：虚实融合的“数字大脑”

未来将不再局限于静态建模，而是构建具备自我学习能力的数字孪生体，能根据历史数据和实时反馈不断修正仿真模型，真正成为工程运行的“参谋助手”。

3. 绿色低碳转型：节能降耗助力碳中和

利用信息技术优化水泵启停逻辑、减少无效输水损耗、提升清洁能源利用率（如光伏供电监测设备），助力水利工程向绿色低碳方向迈进。江苏某灌区通过智能灌溉控制系统，年节水率达18%，减排CO₂约300吨。

结语：拥抱变革，共建智慧水利新格局

水利工程管理信息技术不仅是技术工具，更是推动行业高质量发展的战略支点。它改变了过去靠经验判断、人工干预为主的粗放模式，转向以数据为依据、模型为支撑、人机协同的新范式。面对气候变化加剧、水资源压力增大等挑战，唯有加快数字化转型步伐，才能筑牢水安全底线，服务国家战略大局。

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