水利工程生产自动化与智能化发展趋势

水利工程生产自动化与智能化发展趋势

青春

福海县水利管理总站  836400

摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，随着科学技术的日益发展，以及国家对水利工程投入的加大，水利施工技术已经取得了长足的进步。当前智能化技术在各行各业的应用逐渐成为一种趋势，水利工程领域也不例外。智能技术改变了水利工程，为加强项目规划、施工安全和资源管理提供了解决方案。建筑信息模型、物联网和人工智能，这些都是推动水利工程创新的关键技术。因此，本文将探讨智能化技术在水利工程中的具体应用，以供有关人员参考。

关键词：水利工程;生产自动化;智能化;发展趋势

引言

随着自动化技术在设备控制、远程调度、数据采集、分析等领域的应用，为水利工程运行管理从业人员提供了更加高效、精准、智能的帮助和支持。

1水利工程分析

水利设施的重要性不言而喻，在修建水利工程设施的过程中，应严格遵守相关技术规范。在施工前，施工人员应详细审查图纸，认真讨论施工方案，严格实施安全措施。在施工过程中，要强化对施工的管理和监督，及时跟踪和测试施工质量，并进行严格把关，在确保安全的同时要确保质量，也要对施工进度进行及时跟踪，对施工所用资金也要尽可能地控制在预算范围内。对工程合同也要进行合理的跟进和管理，要确保工程的质量和安全，在施工双方发生纠纷时，要主动进行调解，确保水利工程的建设能按合同计划顺利进行。在建设过程中，水利工程会对当地经济造成一定的影响，影响当地的水系、气候、自然环境。这些影响的程度各不相同，所存在的利弊也各不相同。所以，在对水利工程建设进行规划和设计时，要对其进行现代化的管理，并进行评估，尽可能地减少因水利工程建设所造成的不利影响。

2水利工程生产自动化与智能化发展趋势

2.1建设水利工程一体化数据平台

水利工程一体化数据平台是指以水资源监控为核心，在整个水利工程管理过程中建立一套信息采集、传输、处理、共享的一体化系统，实现对工程建设规划、运行维护、管理决策等全过程的信息化管理。相关人员可以通过统一的数据采集平台，采集农田水利工程中的雨水情监测数据、土壤墒情监测数据等，并通过自动化控制系统进行数据处理，形成一套完整的数据处理体系。在此基础上，以信息平台为核心，完善监测系统、建立预警机制，对水环境进行实时监测；以智慧水务管理平台为基础，使用传感器等设备实现对农田灌溉用水的精准计量与实时控制的同时，结合气象数据对农田灌溉用水进行合理调度与科学指导。在农田水利工程的运行维护管理方面，设置智能报警提示功能，实时监测设备的运行状况，提升灌溉设备及设施的运行效率与质量。

2.2物联网技术用于实时数据监控和分析

物联网彻底改变了水利工程中的实时数据监控和分析，为探索系统的性能、状况和效率提供了前所未有的见解。通过将传感器、设备和基础设施连接，借助物联网可以持续监控水位、流量、质量和结构完整性等关键参数。具体而言：1）持续监控。安装在水坝、水库、堤坝和其他水工结构中的物联网传感器，提供对水管理和基础设施完整性至关重要的各种参数的实时数据。这些传感器持续监测水位、流量和环境条件，通过无线网络将数据传输到集中监测系统。实时监控使工程师和操作员能够跟踪变化、趋势和异常情况，然后及时干预以预防灾难，从而优化运营并提高效率。2）数据分析。数据分析算法实时处理大量传感器数据，检测异常，预测潜在问题并优化系统性能。例如，预测分析算法可以预测用水需求、预测洪水事件，或在泄漏和管道故障发生之前检测到它们，从而采取主动措施来降低风险，最大限度地减少中断。3）远程诊断和维护。支持物联网的远程诊断和维护系统，使工程师能够远程监控基础设施的健康状况和性能。通过分析泵、阀门、涡轮机和其他关键部件中嵌入的传感器的数据，可以识别磨损、退化或故障的迹象，从而实现主动维护和维修活动。远程监控和诊断减少了手动检查的需要，最大限度地减少了停机时间，并延长了设备的使用寿命，从而节省了成本并提高运营效率。4）与决策支持系统集成。物联网数据被集成到决策支持系统（decisionsupportsystem，DSS）中，为参与水管理和基础设施运营的利益相关者提供实时见解和建议。DSS系统分析物联网数据以及其他相关信息，包括天气预报、水文模型和监管要求，从而可以支持有关决策，比如建议大坝运营的最佳放水策略、农业系统的自适应灌溉计划或防洪应急计划。5）增强的弹性和可持续性。通过实现实时数据监控和分析，物联网增强了水利系统的弹性和可持续性。实时监控可以及早发现风险和漏洞，从而采取主动措施保护基础设施、当地居民和生态系统免受洪水、干旱或水污染事件等自然灾害的影响。此外，物联网促进数据驱动的决策和资源优化，从而更有效地利用水资源、减少能源消耗并改善环境管理。

2.3对水利工程进行整体控制保护

在运用水利工程的自动化控制技术时，要掌握总体的发展趋势，做好统筹工作，抓住工作的中心和重点，由点及面，层层递进，使自动化控制技术可以与水利工程的各个工作环节相结合。在水利工程中，自动化控制技术的应用要求实现智能与现代运行，将这些方面有机地结合起来，从而实现整体控制。同时，有关工作人员必须充分利用人工智能的优点，通过人工智能来对水利工程的设备进行监控和保护，从而达到对其进行远程控制和管理的目的，让人们能够对其进行及时的监控，从而降低人力损耗。例如，在水利工程装备还没有正式投入运行之前，也可以利用自动化控制技术对其进行监控，防止其在高速运行时发生故障，假如在高速运行时突然停下来，将会对水利工程装备带来很大的伤害，对装备的使用寿命产生很大影响。所以，要在水利工程设备还没有开始运转的时候，就利用自动化控制技术对其进行检测，并且对现实中可能发生的情况进行仿真，采用相应的自动化技术措施来解决问题，从而达到对信息和数据实时检索和存储的目的。

2.4多领域交叉应用

水利工程设计是一个复杂的多学科交叉领域，涉及到水文学、土力学、环境科学、生态学等多个学科的知识。随着人工智能技术的飞速发展，其在水利工程设计中的应用日益广泛，不仅提高了设计效率，还提升了设计的精确性和可持续性。未来，人工智能将与其他领域的技术和方法相结合，如虚拟现实（VR）、区块链、空间数据分析等，通过多领域交叉应用，进一步拓展其在水利工程设计中的应用范围，为水利工程项目提供更全面、更综合的解决方案。虚拟现实技术能够为水利工程设计提供一个沉浸式的三维环境，设计师可以在这个环境中进行水利工程的模拟和预览，直观地观察和分析水利工程的结构、水流、地形等因素。通过虚拟现实技术，设计师可以进行虚拟施工，提前发现设计中的问题和隐患，减少实际施工中的错误和返工，提高设计的精确性和施工的安全性。此外，虚拟现实技术还可以用于水利工程的公众参与，通过创建虚拟的水利工程环境，让公众能够更直观地了解工程的影响和效益，提高公众对水利工程的支持和参与度。区块链技术以其去中心化、不可篡改和透明性等特性，为水利工程管理提供了新的解决方案。在水利工程的全生命周期中，从设计、施工到运营维护，会产生大量的数据，包括设计图纸、施工记录、运营数据等。这些数据的管理和共享，传统上存在着效率低下、安全性差、透明度低等问题。区块链技术可以创建一个分布式的、安全的数据存储和共享平台，确保数据的完整性和安全性，提高水利工程管理的透明度和效率。例如，通过区块链技术，可以实现水利工程的全生命周期数据的实时共享和追溯，提高工程的运维效率和决策的科学性。空间数据分析，包括地理信息系统（GIS）、遥感技术等，能够为水利工程规划提供精准的空间信息支持。通过分析地形地貌、水文特征、土地利用等空间数据，可以更准确地预测水利工程的影响范围，评估工程的环境影响和社会效益，优化工程的选址和设计。此外，空间数据分析还可以用于水利工程的实时监测和预警，通过遥感技术实时监测水利工程的运行状态，如水位、流速等，及时发现和预警潜在的灾害风险，提高水利工程的安全性和可持续性。

结语

总而言之，智能化技术为提高水利工程的效率、安全性和可持续性带来了巨大的希望。通过利用建筑信息模型、物联网和人工智能，可以提高项目成果并优化资源利用率。还要解决相关挑战，从而充分发挥水利工程中智能技术的应用潜力，确保水资源管理和基础设施发展的可持续未来。

参考文献

[1]翟向明，左丹丹.浅析节水灌溉自动化控制系统的开发与应用[J].水电水利，2022，6（4）：68-70.

[2]焦丹丹，王阳，那宏壮，等.水利工程电气自动化系统分析[J].黑龙江科学，2021，12（20）：124-125.

[3]孙刚.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].信息系统工程，2011（5）：100-101.

[4]郑会耀.水利工程自动化控制应用趋势[J].长江技术经济，2021，5（增刊2）：44-46.

[5]田源.电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].科技资讯，2021，19（16）：39-41.

[6]魏金武，邹建威，周宇楠.电气自动化在水利水电工程中的应用：以某水利水电水闸建设工程为例[J].工程技术研究，2022，7（21）：73-75.