解析水利工程设计和施工中计算机技术的应用

颜黎平

（湖南华意项目管理有限公司，湖南衡阳 421001）

0 前言

水利工程建设与施工并不只是水利工程这一门学科知识，需要综合运用观测、勘探、摄影、地理学等多个学科知识，对即将进行水利建设地区的气候、植被分布、基础水利建设、地形地势等方面进行分析。在做好基础工作之后，我们才能开展水利工程施工，有效的水利施工措施必定跟先进的水利施工方案和操作设备进行联系，而具有实际意义的水利工程建设设备必须与计算机技术进行紧密地结合。

1 计算机技术在水利工程及其施工中的作用

在水利工程建设及其施工方面应用现代计算机技术的主要目的就是对水利工程的各种信息，如水利建设地区地形地势、水利工程建设方案和施工步骤等进行汇总、分析、处理和应用，之后再根据处理后的结果对水利工程的开发、设计和施工提供技术和信息支持。在运用计算机技术对水利工程及其施工进行操作之前，我们要了解每一种计算机技术的优缺点和适用情况，再根据这些情况进行选择新技术以及仪器设备。

1.1 计算机技术在水利工程规划中的应用

水利工程具有一定的复杂性和系统性，所以在工程建设开展前，必须经过全面分析、统筹规划，才能提高工程建设的效率与质量，而传统规划设计工作主要以人为操作为主，虽然能够初步对工程整体结构和布局进行测量规划，但工作效率却显然较低，并且一旦在工作当中出现失误等人为因素，还会对规划设计方案质量造成影响，因此在计算机技术的应用当中，无疑能够改善这种问题。现代计算机技术对于数据的搜集、整理、分析、计算以及保存功能显然更加完善，能够应付水利工程规划当中的各项参数指标的整合处理，因此在具体工作开展当中，则需要工作人员加强重视程度，在对工程方案进行设计期间，可以利用CAD 技术以及三维动画技术，加强数据结果的精确程度，为具体施工提供指导方向，或是应用BIM 技术，对水利工程构建信息模型，从模型当中既可以对工程整体结构进行规划，也能够实现模拟工程开展，以便于工作人员随时结合实际情况对设计方案进行调整，验证方案的可行性和合理性，并且在可视化的观察和分析过程中，还有助于掌控工程建设成本的投入，以便于提高工程整体效益。其次，在设计方案的形成期间，为了综合考量一切影响工程建设的因素，并对工程的安全隐患和风险予以规避，设计人员必须应当与各级部门和工作人员之间构建良好的沟通互动关系，因此，通过计算机技术与网络技术的应用，可以打破空间壁垒，提高沟通的时效性，具体来看，设计人员既可以通过网络信息平台的方式，实现与各级部门的交流，以及文件的发布、传输和共享，以便于各级部门之间商讨解决问题，又可以通过交流软件的应用，及时进行技术方面的咨询。

水利工程施工当中包括大量PPT 文件、地形图、鸟瞰图等资料信息，如果依靠工作人员手工操作，难免会存在误差，因此利用计算机技术，则可以加强工作成果的精度与准度，以及采用空间分析技术，对工程项目信息进一步进行分析和设计。计算机技术的应用优势，除却能够对大量信息与数据进行处理外，更加有助于保存资料和文件，在传统文件的保管过程中，势必会占用大量空间资源，并且一旦外界环境因素发生变化，温度与湿度对于文件会产生损坏，而利用计算机技术进行的文件储存工作，不仅能够防止意外发生，保护文件的安全指数，更加能够储存在硬件设备和云空间当中，以便于随时进行调取和传输。

1.2 “3S”技术

所谓的“3S”技术，实际上包括三种不同的计算机系统和数据处理器，通过这三种技术的联用，得到水利建设地区的全貌信息，这三种系统分别是：全球定位系统GPS、地理信息系统GIS 和遥感RS，前两种技术的运行与卫星通讯息息相关，后一种技术主要是通过传感将得到的水利建设信息转化为可处理的数字信息。这三种系统可以发挥各自的优势，互不干扰，混合使用时又能弥补各自的不足。

1.3 “3S”技术在水利建设及其施工中的应用

使用“3S”技术进行水利工程建设及其施工测量的主要目的是建立水利工程的空间数字模型，然后对测量的数据进行分析、存储和管理，进而实时掌控水利工程建设位置的变动。全球定位系统简称GPS，通过卫星定位导航系统可以获取水利工程所处位置的全方位实时三维定位能力。如今随着数字化处理技术的发展，GPS 所测定的地球表面三维结构已经从静态转化为动态，这一转变更有利于我们对水利工程施工位置的感官和了解。GPS具有很强的全天候、无干扰、高精度、自动化的优势。GIS 又叫做地理信息系统，它是一个专门管理地理信息、计算处理能力强大的计算机软件系统，它可以将水利工程设计及其施工信息进行分层，然后根据每一层的数据调查进行整合，最后能估算出水利工程施工和设计的最优解，对当地的生态保护具有很大的作用。RS 又被叫做遥感技术，它的核心设置是一个优异的传感器，可以接收外层空间射到地球表面，然后地表对其进行反射的电磁波信息，这些电磁波信息一般是热感，可以察觉很小的热量差异，通过对地表物体的扫描、摄影、传输和处理，可以对水利工程施工进程进行监控和识别；一般来说，这种传感器非常的灵敏，用处也非常大，可以应用到气象监测和空气质量的检测中去，如果将这个设备与城市上空的信号塔进行联用，那么它可以实时的观测到城市上空和城市周围的热岛效应。在水利工程施工观测的过程中，GRS 技术和GIS 技术相结合可以进行动态监测，从而可以全面地反映水利工程建设对当地生态的利用状态；GPS 数据采集和GIS 数据管理相结合可用于水利工程建设与施工的安全监测、实时分析。

还有一种能够全方位测评水利工程构造的计算机技术叫做全站仪测评，该技术既能直观测量地形地势，又能分析物质所处经纬度，在测量结束之后还能以数字的形式通过计算机和手机进行通讯，性能非常稳定，操作步骤也很简单、省力，所以这一项新规划测量技术在自然生态规划中早已得到广泛的应用。将全站仪和数字化系统、智能转化系统进行联系起来，可以将它直观测量得到的数据进行自动处理、分析，最后传输到决策终端，为后期得到最优化的水利工程设计、开发方案做准备。全站仪可以在露天或地下直接工作，它对环境的要求不高，但对使用它的人的操作技术有很高的要求，如果操作不当，所得到的测量数据将是失之毫厘，谬以千里。

以上只是列举三种最常用的计算机管理技术，还有三维激光扫描技术、惯性测量系统等对水利工程设计及其施工的观测有帮助的计算机技术，技术不仅方便了生活，技术还改变我们各行各业的发展。目前我们所了解的计算机技术大多还处于实验阶段，因为费用和适用性等方面的限制，还没有广泛的应用于水利工程建设中，但这些技术的发展已经势不可挡，会对水利工程的设计及施工产生深远的影响。

2 计算机技术在水利工程设计及施工中的应用评估

①我们需要利用计算机技术对水利工程设计与施工的可行性进行初步的考核，这一步的主要目的就是为了对进行水利建设的地区进行地面以及地下各种信息的汇总、分析、处理和应用，在分析时，要以现行的水利工程设计和水利施工保护规章制度为基础，将水土资源、交通便利、生态环境作为水利工程施工过程中必须明确的几大要点，进而能够全面了解水利建设地区的情况；②提出评价结果。通过对水利建设地区现有的生态开发情况和水利建设情况进行分析，如果发现该地区十分符合我们生态水利工程的理念，在对水资源进行开发利用的同时可以进行当地农家乐和山区一日游的开发，且根据其现有的地形地貌分布图来看，它的自然生态与水利建设相融合的开发前景非常乐观。不过因为前期开发程度比较低，存在着格局混乱、开发科学性低的情况，所以对该地进行开发前，需要将该地的居民进行适当的牵离安置；③我们要综合使用指数评价法、判别评价法以及综合评价法等科学的分析方法，利用SQL 等信息管理系统，它是一个专门管理信息、计算处理能力强大的计算机软件系统，可以将水利工程的管理工作进行分层，然后根据每一层的调数据调查进行整合，最后能估算出水利工程施工方案和水利工程设计管理方案的最优解，对水利建设工作的合理进行具有很大的作用。最后再根据处理后的结果对水利工程的规划、设计和观测提供技术和信息支持。

3 结语

综上所述，进行水利工程设计和施工工作的主要阵地是各地区的河流交汇段，这也是我国致力于水资源规划的主要方向，一开始利用计算机技术进行水利工程设计和施工工长的开展，是为发展我国计算机科学在各行各业的应用，但随着现代科学技术的发展，各行各业也进入了蓬勃发展的阶段，水利工程设计和施工对计算机技术的要求也越来越多，这一要求不仅使我国水利工程设计和施工的规划工作面临着巨大的变化，也让水利工程这一领域越来越依赖于这种信息化技术的发展。本文将通过讲述计算机技术在我国水利工程设计和施工中的应用，来启发人们对国内计算机技术开发和水利工程建设的重新思考。