摘要：本文围绕水利水电工程数字化转型展开研究，剖析数字化转型在提升建设管理效率、优化资源配置与成本控制、保障工程质量与安全等方面的显著优势，并探讨数字孪生、无人机遥感、物联网等技术在水利水电工程数字化转型中的应用策略。研究表明，数字化转型能够有效解决水利水电工程传统管理模式的弊端，推动行业向智能化、精细化方向发展，为水利水电工程的高质量建设与可持续运行提供有力支撑。

关键词：水利水电工程；数字化转型；数字孪生技术；物联网技术

引言

水利水电工程作为国家基础设施建设的重要构成，在防洪、灌溉、发电、供水等关键领域，发挥着无可替代的重大作用。长期以来，我国水利水电工程的建设与管理，主要依赖传统的人工模式与经验决策。然而，随着行业规模的持续扩张，以及工程复杂程度的不断加深，传统模式的弊端愈发显著。在建设阶段，信息传递迟缓，各参与方沟通协调困难，时常导致工程进度受阻；在资源配置和成本把控上，由于缺乏科学的数据分析，难以实现精准的预测，进而造成资源的浪费与成本的超支；在工程质量和安全保障方面，人工巡检和抽查存在诸多局限，难以做到实时、全面的监控，为工程埋下了安全隐患。

1水利水电工程数字化转型的优势

1.1提升建设管理效率

在传统水利水电工程建设管理体系中，信息传递主要依靠文件和会议等方式，不仅效率低下，还极易出现信息失真的情况。设计方、施工方和监理方之间缺乏有效的沟通渠道，常常导致设计变更无法及时传达，施工计划难以同步调整，进而造成施工延误。数字化转型引入协同管理平台，将各方整合到同一平台上，实现了信息的实时共享与交互。设计人员在平台上更新设计方案后，施工单位能够立即收到通知，并迅速获取最新信息，及时调整施工计划。同时，项目管理软件借助先进的算法，对工程进度进行实时跟踪与分析，以直观的可视化图表呈现工程进展情况。一旦发现进度偏差，系统便会自动预警，提醒管理人员及时采取应对措施。以某水电站为例，这一大型水利枢纽工程建设规模庞大，涉及多个标段和众多施工单位。通过数字化管理平台，工程管理者可以对各个标段的施工进度进行统一管理，依据各标段的实际进展，合理协调施工顺序，精准分配资源，避免了施工过程中的冲突与延误，有效缩短了工程建设周期，极大地提升了建设管理效率。

1.2优化工程资源配置和成本控制

水利水电工程建设过程中，资源种类繁多，需求变化大，传统的资源管理方式难以做到精准调配。数字化转型通过大数据分析技术，对工程历史数据、市场行情等进行深度挖掘，预测工程在不同阶段对各类资源的需求。借助机器学习算法，系统可以根据以往类似工程的材料用量和施工进度，结合当前市场价格波动情况，准确预测材料的采购时间和数量，避免因材料积压或短缺造成的成本浪费。在设备管理方面，物联网技术实现了对设备运行状态的实时监测。通过在设备上安装传感器，可实时收集设备的运行参数，如温度、压力、振动等，基于这些数据，合理安排设备的维护与调度，提高设备的利用率，降低设备租赁和维修成本。此外，数字化成本管理系统能实时跟踪工程成本的支出情况，对各项成本进行动态分析，及时发现成本超支的环节，为成本控制提供科学依据。

1.3提升水利工程质量与安全保障

水利水电工程质量与安全关系到人民生命财产安全和社会稳定。传统的质量与安全管理主要依靠人工检查，存在检查范围有限、时效性差等问题。数字化转型借助传感器技术，对工程施工过程和运行状态进行实时监测。在混凝土浇筑过程中，通过埋设传感器，实时监测混凝土的温度、应力等参数，确保混凝土浇筑质量。利用分布式光纤传感技术，能够实时感知混凝土内部的温度变化，避免因温度应力导致的裂缝产生。在工程运行阶段，对大坝、溢洪道等关键部位的位移、渗流等数据进行实时采集，一旦数据异常，系统立即发出预警，为工程安全提供保障。同时，利用人工智能技术对监测数据进行分析，预测工程可能出现的质量与安全问题，提前采取预防措施。此外，数字化技术还可对施工人员的行为进行监控，规范施工操作，减少因人为因素导致的质量与安全事故。

2水利水电工程的数字化转型策略

2.1数字孪生技术的应用

数字孪生技术通过构建与真实物理系统相对应的虚拟模型，实现对水利水电工程全生命周期的实时模拟与管理。在工程设计阶段，利用数字孪生技术创建三维模型，对不同设计方案进行模拟分析，评估其可行性和优缺点，优化设计方案。借助虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，设计人员和决策者可以沉浸式地体验设计方案，从不同角度审视设计细节，提前发现潜在问题。在施工阶段，将虚拟模型与实际施工过程相结合，实时对比分析两者的差异，及时发现施工中的问题并进行调整。通过数字孪生模型模拟施工场地的布置和施工流程，优化施工组织，提高施工效率。在工程运行阶段，数字孪生模型实时反映工程的运行状态，预测设备的故障和工程的安全风险，为运维决策提供支持。通过数字孪生技术，可实现对水利水电工程从设计到运行的全流程数字化管理，提高工程管理的精细化水平。

2.2无人机遥感技术的应用

无人机遥感技术具有快速、高效、灵活等特点，在水利水电工程数字化转型中发挥着重要作用。在工程勘察阶段，无人机可快速获取大面积的地形地貌数据，生成高精度的数字地形模型，为工程设计提供准确的基础资料。多光谱和高分辨率相机搭载在无人机上，能够获取丰富的地理信息，帮助设计人员更好地了解工程现场的地质、水文等情况。在施工过程中，利用无人机定期对施工现场进行航拍，获取施工现场的影像资料，通过图像分析技术，监测工程进度、施工质量和安全状况。通过无人机拍摄的影像，分析施工区域的土方开挖量、混凝土浇筑面积等，与施工计划进行对比，确保施工进度符合要求。在工程运行阶段，无人机可对水利设施进行巡检，及时发现大坝裂缝、渗漏等安全隐患，为工程维护提供依据。无人机遥感技术的应用，大大提高了水利水电工程的监测效率和准确性。

2.3物联网技术的应用

物联网技术通过将传感器、设备、机器等通过网络连接起来，实现数据的实时采集、传输和共享。在水利水电工程中，物联网技术可广泛应用于设备管理、水资源监测、工程安全监测等方面。在设备管理方面，通过在设备上安装传感器，实时监测设备的运行参数，如温度、振动、转速等，实现设备的远程监控和智能运维。当设备出现故障时，系统自动报警，并提供故障诊断信息，便于维修人员及时进行维修。在水资源监测方面，通过在河流、水库等水域安装水质传感器、水位传感器等，实时监测水资源的质量和水位变化，为水资源的合理调配提供数据支持。在工程安全监测方面，利用物联网技术构建安全监测网络，对工程的关键部位进行实时监测，确保工程安全运行。

结语

水利水电工程的数字化转型是行业发展的必然趋势。通过数字化转型，在提升建设管理效率、优化资源配置与成本控制、保障工程质量与安全等方面成效显著。数字孪生、无人机遥感、物联网等技术的应用，为水利水电工程数字化转型筑牢了技术根基。尽管转型过程面临标准规范不完善、专业人才短缺和资金投入大等挑战，但只要政府、企业和行业协会协同合作，就一定能克服困难。未来，数字化技术将与水利水电工程深度融合，为行业的高质量发展持续赋能。