数字化技术在水利水电工程建设中的应用研究

摘要：随着经济发展，政府对水利水电等基础设施投入加大。水利工程难度大、周期长、风险高，采用数字化技术进行勘察、测绘、设计与监管，能提高数据准确性，保障施工安全，优化建设方案，提升水电资源利用率，确保水土平安。

关键词：数字化技术；水利水电；工程建设

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.07.042

中图分类号：TP 3；TV 212 文献标志码：A 文章编码：1672-7274（2024）07-0-03

Research on the Application of Digital Technology in the Construction of Water Conservancy and Hydropower Engineering

ZHANG Xiaojuan

（China Huadian Economic and Technical Consulting Branch， Beijing 100031， China）

Abstract： With the economic development， the government has increased its investment in infrastructure such as water conservancy and hydropower projects. Water conservancy projects are challenging， lengthy， and high-risk. The application of digital technology in surveying， mapping， design， and supervision can improve data accuracy， ensure construction safety， optimize construction plans， increase the utilization rate of water and power resources， and ensure the safety and prosperity of water and soil.

Keywords： digital technology; water conservancy and hydropower; engineering construction

0 引言

在当今信息自动化与数字化技术持续蓬勃发展的时代大背景之下，水利水电工程的测绘、设计以及施工管理等诸多环节都纷纷纳入了与之相关的数字化技术。这些先进技术的实际应用，极为显著地提升了水利水电工程数据的精准程度以及施工的效率，同时还大幅减少了工程设计与施工过程中潜在的安全风险，从而为工程的综合质量和效益提供了坚实有力的保障。现阶段，被广泛应用于水利水电工程建设的数字化技术涵盖了GPS技术、GIS技术、数字化原图技术、RTK技术、BIM技术等。以上这些数字化技术能够联合应用在水利水电工程建设的不同阶段，充分体现出其技术的集中性优势。通过这种方式，可以成功打造信息化的数据管控平台，进而大幅度提升水利水电工程的建设效率，进一步发挥出工程在经济、环境以及社会效益等方面的巨大价值。这些数字化技术的应用，为水利水电工程的发展注入了强大的动力，推动其不断迈向更高的水平。

1 数字化技术在水利水电工程建设中的

应用价值

1.1 提高工程设计精度

数字化技术的开发与应用可利用传感器与计算机实现远程操作与分析，极大地节省了设计人员前期准备的时间，同时还提升了数据测量与计算的精准度。另外，类似CAD之类的结构设计技术还具备智能化检测技术，能够对现有的设计方案及其参数指标进行检测与核对，及时发现方案中不合理的地方并生成优化的成果。设计图纸绘制是水利水电工程建筑结构设计的重要步骤，图纸的合理性与精准性则会直接影响后期工程施工情况。而传统的手绘方式不仅浪费工作时间、耽误工程进度，还存在严重的人为失误与误差问题。现代化结构设计技术通过专业的计算机软件进行自动设计、绘图与建模，可极大地提升设计图纸的绘制精度，还能够通过软件进行参数的修改，并实现设计图纸的自动化更新，极大地提升了设计图纸的精准性，提高了设计人员的工作效率。如CAD技术就能够实现对低水位水库曲线以及坝面曲线的绘制，展示复杂的水利工程建筑结构，提升设计图纸绘制工作的水平[1]。

1.2 保证测绘数据完整性

在水利水电工程建设的过程中，对工程数据的精准度有着极其严苛的要求。这是由于水利水电工程本身具备复杂性以及数据庞大性等显著特征，倘若其中极为微小的数据出现偏差，都有可能引发工程施工方面的重大问题，进而导致结构不稳定甚至出现安全事故。数字化勘探与测绘技术相较于人工测绘而言，充分展现出了精准性方面的巨大优势。它借助高精度的仪器来实现自动测绘，能够输出更为准确的数据，极为有效地规避了人工误差的问题，极大地提高了水利水电工程测绘、设计以及施工的精准程度。此外，数字化测绘技术还能够广泛地收集与工程相关的数据，通过电子存储空间来进行海量数据的存储，随后再借助智能化系统与大数据技术对这些数据进行深入分析，从而为工程技术人员输出更加完整且有效的工程数据。这种技术的应用，不仅为水利水电工程的顺利推进提供了可靠保障，也为工程质量的提升奠定了坚实基础，对整个水利水电行业的发展具有不可忽视的重要意义。

1.3 提高工程建设效率

数字化技术已经明显地呈现出趋向智能化发展的态势。而智能化技术在水利水电工程建设当中的应用，充分凸显出了功能性的优势。它能够达成水资源、人力资源的优化配置，实现对施工现场资源的统筹管理，大幅度缩短系统资源配置与部门协调所花费的时间，从而极大地提升了工程建设的效率。另外，水利水电工程由于其施工规模庞大、建设周期较长，所以施工进度往往会受到多种因素的影响，常见的有工期延迟、成本增加等一系列问题。面对这样的情况，工程管理人员可以借助信息技术来搭建施工精细化管理平台。通过这个平台，能够实现自动化的进度追踪与管理，切实落实动态管控以及对整个工程的全面监管。这样一来，就能够在第一时间发现风险因素，并迅速做出对应的措施，有力地确保工程能够在规定的工期内顺利完工，同时也能减少资源的不必要浪费。智能化技术与信息技术的应用，为水利水电工程的高效建设和科学管理提供了强大的支撑，推动着水利水电行业朝着更加智能化、高效化的方向不断发展。

2 数字化技术在水利水电工程建设中的

实践应用

2.1 数字化原图技术

数字化原图技术通过矢量图扫描仪快速处理大比例尺原图，获取原图中的有效数据，并根据数据性质将其转化为数字地形图，为水利水电工程建设提供准确的地形图数据及信息。水利水电工程的数字化测绘原图与数据分析结果应当相互对应，若存在较大差异则会导致测绘误差，而数字化原图技术就能够广泛收集数据并直观展示地形地貌，标准对应的数据信息，给出水利水电工程建设所需测量结果。数字化原图技术应用原理在于FBM（分层匹配方法）及LSM（最小二乘法测量），通过计算机算法对图片测量点进行计算，进一步提高了连接点的匹配精度。根据工程技术人员需求，数字化全图技术可实现原图匹配程度调节，且这个过程无视密区形状及重叠度的影响，可极大提高测绘数据精度[2]。

2.2 GPS技术

GPS技术是广为人知的三维导航与定位系统，其主要通过空间星座系统与用户设备系统实现动态定位与导航服务，因此水利水电工程人员也将其应用于工程测绘与施工设计环节，从点、线、面三个维度显示被测量对象的位置信息，并通过计算机处理后形成更加简化的三维数据坐标。GPS技术已经被广泛应用于社会各种移动设备定位与导航中，呈现出高精度、易操作等应用优势。在实际的水利水电工程建设中，技术人员根据GPS选点设置埋设点并标号，分别安装GPS接收设备，注意控制发现点发射源与埋设点间距达到

50 m以上，即可使用GPS静态模式下的报表检索[3]。

2.3 GIS技术

GIS技术是一种先进的地理信息系统，它具备对地理空间模型进行深度剖析的能力，能够实时捕获和提供动态的地理空间信息。与其他测绘技术相比，GIS能够将烦杂的数据转化为直观、易于理解的地理图形，为决策者提供直观且富有洞察力的支持。在水利工程测量工作中，测量人员应用GIS技术可收集到地形地势与工程关键信息，并将这些信息自动输入数据库中。工程人员不仅能够通过数据库浏览和检索这些空间数据，还可逐步构建出GIS空间动态模型。基于该模型结合对水力资源的全面理解和分析，设计者能够更加科学地确定水利工程的切入点，确保工程的高效实施和可持续发展。

2.4 RTK技术

RTK技术全称为载波相位差分技术，是以信息技术为基础的新型定位测量技术，其省略了传统测量中静态、动态测量的环节，可使用野外实时定位与测量，结果可达厘米级定位精度，因此被广泛应用于多种复杂工程建设中，参与工程放样与地形测图等环节。RTK技术可颈椎获取并展示水利水电工程施工地及周围环境情况，锁定高程点并进行关键数据测量和计算。水利水电工程管道施工较为隐蔽和复杂，通过RTK技术可收集施工地及周边水文信息，并将这些信息作为沟渠、管路施工设计的重要参考。与其他测量技术相比，RTK技术几乎不受空间或时间因素影响，可满足水利水电工程各环节的测量需求[4]。

3 数字化技术应用于水利工程建设的建议

3.1 打造三维数字化协同管理平台

三维数字化协同管理平台依托云计算和专家系统等先进技术，可实现数据信息的迅速存储与自动化转换，在水利水电工程建设中快速捕捉并处理海量数据，为工程测绘、施工设计与工程管理的每个阶段提供精准的信息波动分析，辅助决策者做出更优的决策。协同管理平台更是水利水电工程建设中不同部门沟通与合作的渠道，多方通过该平台实现数据信息的掌控和实时共享，这就能够提升工作效率、强化团队协作与沟通，进而提高工程管理的协同性与集成度。最后，协同管理系统还整合了测绘、设计、档案管理、经营、技术以及办公等多个关键模块，通过对平台大数据的有效整合与分析大幅提高数据利用率，为水利工程建设进度和运营状况的实时监控提供了有力支持。

3.2 培养技术人才，引进先进设备

数字化技术在水利水电工程建设中的应用程度及效应受到技术人员信息素养的影响，只有同时具备信息技术与施工建设专业能力的人员才能够发挥各项数字化技术在水利水电工程中的综合效益。对此，各建设企业应当调整人才招聘和引进策略，提升对高科技人才的吸引力，组建具备工程专业知识与信息自动化技术的人才队伍，建立科学的激励机制，充分挖掘和发挥人才的潜力，提高水利水电工程建设效率。另外，各建设施工单位应及时转变数据测量、工程测绘、施工设计以及工程管理的理念，主动学习新科技，积极引入先进的技术设备，支持水利水电工程建设发展，进一步提升工程建设效率与施工安全性[5]。

4 结束语

综上所述，数字化技术在水利水电工程中的应用，无疑为行业带来了革命性的变革。这些技术的引入，不仅大大提高了设计工作的效率，更使得各项工程参数的精准度得以显著提升。在这样的背景下，技术人员必须与时俱进，不断提高自身的信息素养，深入学习和掌握更多创新性的工程技术。同时，建设施工单位也不应落后，要积极引进先进的设备和技术，如GPS、GIS、RTK等，这些技术的运用将为水利工程设计与建设提供强有力的支持。只有这样，才能更好地满足水利工程设计与建设的高标准，推动我国水利水电事业的持续发展。相信在数字化浪潮的推动下，水利水电工程将迈向一个更加精准、高效的未来。

参考文献

[1] 廖荣兴．信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用[J]．广西水利水电，2023（04）：138-140．

[2] 王瑞声．大数据技术在水利工程信息化建设中的运用研究[J]．智能建筑与智慧城市，2022（08）：96-98．

[3] 王伟杰．信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用实践[J]．无线互联科技，2022（10）：79-80．

[4]王伟杰．信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用探讨[J]．中国管理信息化，2022（08）：186-188．

[5] 王锋德．数字化测绘技术在水利水电工程实际施工中的应用[J]．住宅与房地产，2021（05）：228-229．