水利工程智慧化运行管理探析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

水利工程智慧化运行管理探析

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2020年10月下作者：刘淇

[导读] 我国城镇化的快速发展带动着市政工程的进步，生活的越来越好，已建水利工程点多面广，运行管理任务繁重复杂，信息化建设严重滞后，亟需加强水利工程智慧化的运行管理，最大程度发挥工程综合效益。

山东齐河县兴利水利工程有限责任公司刘淇 251100

摘要：我国城镇化的快速发展带动着市政工程的进步，生活的越来越好，已建水利工程点多面广，运行管理任务繁重复杂，信息化建设严重滞后，亟需加强水利工程智慧化的运行管理，最大程度发挥工程综合效益。在分析我国水利工程信息化建设现状和存在主要问题的基础上，分析了面向智慧化运行管理的智慧化应用场景，研究提出了我国推进水利工程智慧化运行管理的发展思路，并以水库为例，提出了由信息感知、传输网络、云中心、云服务平台和智慧应用等层次构成的水利工程智慧化运行管理框架。研究成果可为完善水利工程信息化建设思路、提升水利工程现代化管理水平以及推进智慧水利建设提供参考。
关键词：水利工程；智慧化运行；管理；探析
        引言
        20 世纪 50 年代兴起的一种新型虚拟仿真技术，为实现工程运行管理现代化以及提高人的主体认识能力提供了技术支持。一般地，对于仿真结果的读取比较常见的形式有可视化、数字化和二维仿真 3种。其中，数字化仿真存在操作简单、易于实现的特点，但仿真结果无法直观地提供给用户，所以理解时具有一定难度，并且对于一些隐蔽性问题也难以发现;二维仿真较数字仿真更加直观，二维图形模拟多用于物流规划、城地和设备等领域，有也将二维动态图形用于物流过程的模拟分析，并为工程优化设计提供指导。但是该方法无法实现人机交互，只能提供简单的画面。随着计算机硬软技术的快速发展，虚拟仿真技术逐渐得到广泛的研究应用，可视化仿真逐渐替代以往的数值和二维仿真。可视化仿真主要是利用系统中各物理对象的位置关系，经过组合处理生成三维模型，在三维空间上加入时间轴 T，从工作方式和具体坐标的角度描述基本对象。在表现形式上仿真结果不局限于各种符号图形在屏幕上的动态变化，而且能够实现人与电脑的互动。如，在水利工程虚拟仿真系统中各种施工机械有序的工作，随着项目的持续推进可以展现大坝施工、中转场、库底回填、渣场等动态变化过程，更加真实的模拟整个工程的现场运行情况。
        1我国水利工程信息化发展现状
        1.1水利工程建设与管理成就
        经过多年发展，我国水利工程建设取得世界瞩目的成就，水利工程体系初步形成，大江大河防洪能力和水资源调控能力明显增强。截至 2018 年，建成 9． 88万座水库、31．2 万 km 堤防、10．4 万座水闸、7 881 处万亩以上灌区等。配合水利工程建设，我国逐步建立了江河流域、省级和地方基层管理机构组成的较为完善的水利工程管理组织体系，堤防、水闸、水库大坝、水电站等水利工程管理法规制度日趋完备，水利建设与运行管理水平显著提升。
        1.2水利工程智慧化运行管理发展思路
        充分发挥信息化在水利工程技术和管理创新中的引导作用，中央与地方结合、政府与市场合力，以规范管理为基础，以有序、严谨、高效、可控的保障与服务为目标，以数据驱动和知识引导为主要方式，以信息安全为保障，基于现有水利工程信息化工作基础，利用技术改造补齐短板，紧跟最新实用信息技术应用，面向智慧化运行管理，在互联网时代信息化环境下提升水利工程自动化、智能化的水平。
        2水利工程运行管理常见问题
        2.1管理制度不完善
        水利工程较其他工程具有较大的规模，对其运行管理涉及到的范围广、内容多，为保证水利功能效应的发挥必须安排专业的人员定期管理与养护。然而，水利工程运行管理与养护并未引起管理人员的重视，加之缺乏科学的规划和有效的管理制度，无法充分发挥维护管理应有的作用，实际运行中水利工程风险概率不断增加。此外，因维护管理不善使得水利工程存在一些非肉眼可见、位置极为隐秘的安全隐患，相关探测工作必须借助仪器实现，而利用仪器又存在两个问题，即仪器操作人员需要有专业的知识、仪器采购成本较高。由此以来，将大大增加小型管理单位的运营成本，实际可操作性较低，对可能存在的安全隐患也就无法有效的排除，给工程的安全运行带来不利影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.2信息监测覆盖有限
        相较于庞大的工程数量，水利工程监测严重不足，监测站点在关键部位空间覆盖度不足，难以支撑流域区域科学决策需要。大多数中小型水库缺乏安全监测，小型水库监测几乎空白;中小型灌区缺乏用水监测，多数堤防基本没有监测。水库工程点位普遍缺乏自身位移、形变、视频监测，出库流量大多没有监测，下游河段更缺乏重要水域、生态敏感区的长期生态监测。
        3水利工程的运行管理优化措施
        3.1加强质量管理
        水利工程具有防洪排涝、农田灌溉、水力发电、保障用水等功能，保证水利工程质量过关是确保其能够安全稳定运行的基本条件，这不仅关系着下游居民的安全，而且直接决定着工程效益的发挥，因此质量管理工作应引起各方高度重视。结合实践经验，可以从以下角度加强水利工程质量管理:科学制定水利工程发展规划，工程建设时严格执行规划方案，全面把控各个环节;正式开工前，施工机械、材料必须符合质量标准要求，确保材料与机械满足施工要求;严格检查与验收工程项目，保证设计内容与各道工序相符，及时处理不符合要求的位置，从根本上杜绝可能出现的隐患。
        3.2坚持软硬结合，推进水利运行管理智慧化建设
        水利工程运行管理智慧化需要体制机制现代化的全力支持。着力破解制约水利工程智慧化运行管理建设的体制机制障碍，充分发挥市场机制作用，建立完善政府、企业、社会多元化投入机制，大力拓宽投融资渠道，积极探索创新水利工程管理和生产运营模式，不断提高工程建设管理水平。
        3.3节点监测网构建
        ZigBee 网络拓扑技术有三种拓扑结构，即，星型结构、树型结构即网状型结构。对于星型结构，其要求终端节点处与一定的通信范围内，因此局限性较大，不适于在城市全面展开监测点布置工作; 对于树型结构，其虽能够满足系统组网要求，但动态性较差，不能及时、高效反馈问题，且容易出现高阶节点破坏则整体数据缺失的问题。网状型结构则能够克服上述问题，且结构设计更加合理。基于 ZigBee 网络拓扑结构技术实现节点监测网构建，某大型取水用户取用水节点监测网构建结果可知，该节点监测网是在原基础上增加了多个传感器节点和路由器节点即一个汇聚节点，从而构建了包含 24 个传感器节点、13 个路由节点以及一个汇聚节点的完整的节点监测网。在用户进行取用水过程中，传感器节点对各管道的水流量和时间进行准确监测记录并传输到最近的路由器节点，多个路由器节点再次集到节点网络的汇聚节点。
        结语
        面向我国点多面广的水利工程建设格局，水利工程建到哪里，智慧化运行管理系统就需要延伸到哪里。对于新建工程，智慧化运行管理系统需要与水利工程建设同时规划、同时设计、同时施工、同时投入使用。对于已建工程，在水利工程除险加固、现代化升级改造的过程中，集约化补充建设智慧化运行管理系统。水利工程智慧化运行管理总体框架的实现是一个长久的过程，需要总体谋划，分步实施。在试点先行先试取得可推广经验的基础上，在中央事权的大中型工程中先标准化的推进，再根据工程特点逐步优化、个性化定制。同时，发挥市场机制的优势，发展流域区域专业化、集团化的运行管理团队，打造水利工程感知设施、云化基础设施等产业，推动流域层面云平台架构建设，集约节约利用和管理信息化资源，节约运维成本，提高运维服务水平。
参考文献
［1］王桂芳 . 试论水利工程建设与运营管理的有机结合［J］.科技创新与应用，2017(08):66.
［2］巨晨昕 . 水利水电工程建设管理中存在的问题及应对措施分析［J］ . 建筑工程技术与设计，2019(30):2588 －2589.
［3］叶露，耿永强，王雷．基于新时期水利工程建设管理创新思路探究［J］．城市建设理论研究 ( 电子版)，2018 (21):166．
［4］樊建新 . 浅谈水利工程运行管理与水资源的可持续利用［J］. 地下水，2019(4):207 －208.