農(nóng)田水利工程施工管理中信息化技術(shù)的應(yīng)用研究

郭耀華

（棗莊市市中區(qū)城鄉(xiāng)水務(wù)事業(yè)發(fā)展中心，山東棗莊 277100）

1 農(nóng)田水利工程施工管理中信息化技術(shù)內(nèi)容

1.1 CAD繪圖

CAD即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，其最大的作用是繪圖，被服裝加工、電子工業(yè)、工程制圖、工業(yè)制圖、裝潢設(shè)計(jì)、土木建筑廣泛使用。水利工程中CAD同樣有著巨大的使用價(jià)值，能夠用于三維CAD繪制、工程放樣、工程量計(jì)算、水利工程制圖。只需要使用CAD軟件就能繪制水利工程水工圖、水系圖、地質(zhì)圖、水工藍(lán)圖。施工企業(yè)還可以將其用于繪制土石方開(kāi)挖、填筑的斷面圖，也可以用來(lái)繪制竣工測(cè)量輔助圖。農(nóng)田水利項(xiàng)目大多有著非常龐大的體量，如果在施工管理中出現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤的問(wèn)題，將嚴(yán)重影響工程安全與質(zhì)量，不利于后續(xù)工程的管理。對(duì)此必須使用CAD繪圖技術(shù)提前繪制真實(shí)的工程圖樣。不同項(xiàng)目需要考慮不同的繪制內(nèi)容。比如，場(chǎng)地平整中，需要考慮取土運(yùn)輸距離、棄置土石的運(yùn)輸距離以及土壤類型，在計(jì)算時(shí)需要按照設(shè)計(jì)圖的尺寸情況計(jì)算，工程內(nèi)容包括運(yùn)輸、場(chǎng)地找平與土方挖填。挖土方中需要考慮棄置土石運(yùn)輸距離、挖土厚度、土壤類型，按照設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算體積，土方挖掘中主要考慮土壤類型、墊層情況、挖土深度等內(nèi)容，在使用CAD繪圖的時(shí)候主要標(biāo)明運(yùn)輸、基底釬探、載樁頭、擋土板支撐、土方開(kāi)挖、排地表水。動(dòng)土開(kāi)挖中項(xiàng)目特點(diǎn)包括棄土運(yùn)輸距離，工程內(nèi)容為運(yùn)輸、清理、開(kāi)挖、爆破、裝藥、打眼。淤泥和流沙的挖掘，考慮流沙與淤泥的棄置距離、挖掘深度，工程內(nèi)容為挖掘與棄置流沙、淤泥。管溝土方項(xiàng)目特點(diǎn)包括回填要求、棄置土石的運(yùn)輸距離、管溝挖掘深度、管外徑與土壤類型，工程內(nèi)容為回填、運(yùn)輸、擋土板支拆、土方開(kāi)挖、排地表水。以上使用CAD技術(shù)繪制圖表就可以讓工程管理人員準(zhǔn)確掌握工程具體要求和情況。CAD軟件有著十分便利的坐標(biāo)查詢功能，只需要使用該功能就可以準(zhǔn)確找到放樣坐標(biāo)，不需要計(jì)算就能保障工作效果。

1.2 計(jì)算機(jī)仿真

使用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以模擬仿真水利工程項(xiàng)目的施工過(guò)程。使用時(shí)需要先對(duì)各種約束條件充分考慮，之后將各種因素加入數(shù)據(jù)之中。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的核心為數(shù)學(xué)理論，事實(shí)上計(jì)算機(jī)無(wú)法直接分析與處理工程問(wèn)題，而是需要先創(chuàng)建一個(gè)可以反映問(wèn)題實(shí)質(zhì)特點(diǎn)與可以用于實(shí)物研究的模型。所以在水利項(xiàng)目的施工中需要合理使用仿真模擬技術(shù)手段。應(yīng)用該技術(shù)包括四個(gè)步驟。第一個(gè)步驟為建模，需要先分析清楚水利工程中的各種問(wèn)題，充分考慮約束內(nèi)容與限制條件，之后使用力學(xué)、數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科理論知識(shí)描述水利工程數(shù)字模型，將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入其中，應(yīng)將保障建模準(zhǔn)確度作為重點(diǎn)工作。之后使用人工干預(yù)的辦法創(chuàng)建模型，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改，必須保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與完整性，尤其是材料用量、工程進(jìn)度、場(chǎng)地布置等施工數(shù)據(jù)絕不能出現(xiàn)誤差。第二個(gè)步驟是模型輸入，即使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理之前創(chuàng)建的模型，得到的模型結(jié)果便是之前設(shè)計(jì)的仿真模型，該步驟是仿真模擬最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，關(guān)系到后續(xù)工程問(wèn)題分析準(zhǔn)確性。第三個(gè)步驟是分析計(jì)算仿真模型。在計(jì)算機(jī)計(jì)算模塊中加入計(jì)算機(jī)仿真模擬模型，用于計(jì)算分析農(nóng)田水利施工項(xiàng)目，仿真模擬計(jì)算項(xiàng)目，完成水利工程數(shù)據(jù)的整體分析，將保障水利工程施工準(zhǔn)確性作為重點(diǎn)，達(dá)成計(jì)算機(jī)模型計(jì)算和仿真目的。第四個(gè)步驟是分析最后的模擬計(jì)算結(jié)果，分析與評(píng)估計(jì)算結(jié)果的同時(shí)需要參考水利項(xiàng)目真實(shí)情況，尤其是水利項(xiàng)目建設(shè)期間的各種因素，對(duì)不穩(wěn)定因素、不確定因素仿真，保障仿真模擬完整性，為后續(xù)的工程施工提供指導(dǎo)支持。可見(jiàn)水利施工中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)價(jià)值巨大，能夠模擬再現(xiàn)復(fù)雜的農(nóng)田水利工程，打破各種束縛限制，分析工程施工方案，獲得準(zhǔn)確的工程施工結(jié)果，以最短的工期保障工程的整體質(zhì)量。

1.3 衛(wèi)星定位

建設(shè)水利工程的時(shí)候衛(wèi)星定位技術(shù)作用十分重要，可以用于工程測(cè)量、定位與監(jiān)測(cè)。過(guò)去所用技術(shù)很難做到數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集、數(shù)據(jù)定位困難，無(wú)法保障管理效果，工程效率受到很大影響。不精準(zhǔn)的定位不利于水利工程的施工管理。新時(shí)期背景下衛(wèi)星定位技術(shù)不斷升級(jí)，定位偏差減小，使用先進(jìn)衛(wèi)星定位手段獲得準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)，很多微量偏差可以靠著計(jì)算機(jī)及時(shí)處理、上報(bào)與發(fā)現(xiàn)。

衛(wèi)星定位技術(shù)是由眾多模塊構(gòu)成的，水利工程施工管理期間使用衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)水利項(xiàng)目的整體管理，加快施工進(jìn)度保障施工水平。水利工程的施工管理關(guān)鍵點(diǎn)在于在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保障工程按期按質(zhì)完成。衛(wèi)星定位技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)與測(cè)量工程，減少不良天氣不利影響。此外衛(wèi)星定位技術(shù)的變形監(jiān)測(cè)能力可以觀測(cè)工程傾斜、位移和沉降情況，是保障工程安全的重要手段。

1.4 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)可以極大地提高農(nóng)田水利項(xiàng)目測(cè)繪效率，靈活控制測(cè)繪范圍。測(cè)繪的時(shí)候結(jié)合實(shí)際先設(shè)置測(cè)繪范圍，之后就可以大范圍采集影像資料，完成項(xiàng)目整體化檢測(cè)，精準(zhǔn)采集關(guān)鍵部位數(shù)據(jù)。配合人為控制的方法可以讓測(cè)繪范圍更加便于靈活，應(yīng)對(duì)各種條件下的測(cè)繪需求。遙感技術(shù)能夠顯著提高測(cè)繪監(jiān)測(cè)效果。當(dāng)測(cè)繪對(duì)象有龐大工程量的時(shí)候，檢測(cè)率就成為關(guān)鍵，尤其是面對(duì)緊急測(cè)量需求時(shí)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)測(cè)量方式效率低下所以容易造成不良反應(yīng)。遙感技術(shù)可以解決該問(wèn)題，保障測(cè)繪檢測(cè)效率與效果，確保測(cè)量高效性和準(zhǔn)確度。遙感技術(shù)通常擁有功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理器與數(shù)碼轉(zhuǎn)換器，所以可以獲得比衛(wèi)星影像更高的分辨率，將各種圖片轉(zhuǎn)換為具體數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪成本的控制。

1.5 GPS技術(shù)

現(xiàn)如今幾乎所有社會(huì)領(lǐng)域中都能看到GPS技術(shù)的身影，GPS技術(shù)在人們生活中的應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣化特征，可以為建設(shè)農(nóng)田水利工程提供充足的數(shù)據(jù)支持。農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)期間會(huì)產(chǎn)生很多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅要求非常精準(zhǔn)，同時(shí)涉及的內(nèi)容非常復(fù)雜。使用傳統(tǒng)的管理手段并不能支撐農(nóng)田水利項(xiàng)目的建設(shè)需要，有必要使用信息化手段創(chuàng)新施工方法。農(nóng)田水利項(xiàng)目的施工與管理中應(yīng)用GPS技術(shù)可以極大地強(qiáng)化管理人員工程信息搜集能力，保障信息搜集準(zhǔn)確性與搜集效率，將各種數(shù)據(jù)信息用于工程的建設(shè)與管理當(dāng)中。當(dāng)前水利項(xiàng)目在建設(shè)對(duì)于各種數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)要求是極為嚴(yán)格的，傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法做到的事情可以使用GPS技術(shù)嘗試，保障數(shù)據(jù)搜集準(zhǔn)確性，提高工程施工效果。GPS技術(shù)使用的時(shí)候，施工企業(yè)可以利用該技術(shù)創(chuàng)建相應(yīng)的工程管控網(wǎng)絡(luò)，之后確定工程管控方向與內(nèi)容，此時(shí)工作人員就可以排除外界干擾因素，隨時(shí)隨地跨時(shí)空地域完成農(nóng)田水利項(xiàng)目數(shù)據(jù)參數(shù)的采集。工程施工管理的時(shí)候，GPS技術(shù)使用優(yōu)勢(shì)眾多包括精度高、應(yīng)用性強(qiáng)以及時(shí)效性強(qiáng)。使用GPS技術(shù)可以幫助工程人員精準(zhǔn)完成水利工程管理活動(dòng)材料信息與信息數(shù)據(jù)采集。此外在使用GPS技術(shù)的時(shí)候天氣、氣候與自然環(huán)境很少能夠造成負(fù)面影響。GPS技術(shù)憑借著強(qiáng)大的自動(dòng)化技術(shù)獲得極強(qiáng)的數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)效性。即便面對(duì)各種各樣的突發(fā)事件也能有效應(yīng)對(duì)和反應(yīng)，讓水利工程的施工管理人員獲得可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。水利工程施工期間可以使用GPS技術(shù)完成工程施工過(guò)程的全面監(jiān)測(cè)，只需要提前設(shè)置好監(jiān)測(cè)點(diǎn)就能讓施工企業(yè)準(zhǔn)確獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，配合大數(shù)據(jù)技術(shù)完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的篩選與計(jì)算。

1.6 數(shù)據(jù)搜集

農(nóng)田水利項(xiàng)目施工管理期間會(huì)有大量的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，不論是采集還是整理對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)而言都有很大壓力。使用信息化技術(shù)手段就能極大地提高數(shù)據(jù)采集能力和效率，依托于傳感器、大數(shù)據(jù)技術(shù)處理手段全面、高效地獲得數(shù)據(jù)信息。將農(nóng)田水利工程同信息技術(shù)結(jié)合到一起保障工程的管理質(zhì)量。依靠信息技術(shù)對(duì)農(nóng)田降水量與水利工程進(jìn)出水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到的數(shù)據(jù)可以用信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸，分析后的數(shù)據(jù)結(jié)果被轉(zhuǎn)化為調(diào)整后的管理方案。

2 農(nóng)田水利工程施工管理中信息化技術(shù)使用方式

2.1 整合數(shù)據(jù)資源

現(xiàn)如今科技的發(fā)展讓農(nóng)田水利項(xiàng)目的施工與建造呈現(xiàn)出越來(lái)越復(fù)雜的局面，水利工程不僅體量大，同時(shí)也展現(xiàn)出極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，各種各樣的施工方法與施工環(huán)節(jié)極大地改變了工程施工方式。建造工程項(xiàng)目中牽涉很多信息的處理，包括項(xiàng)目中所用的各種材料購(gòu)置、租借以及購(gòu)買的各種施工設(shè)備信息參數(shù)、各種技術(shù)模塊中的數(shù)據(jù)參數(shù)。龐大的數(shù)據(jù)量繼續(xù)沿用傳統(tǒng)人力處理的方式不僅無(wú)法保障效率，同時(shí)也會(huì)因?yàn)橹饔^性判斷問(wèn)題影響數(shù)據(jù)的使用效果，浪費(fèi)有價(jià)值數(shù)據(jù)，無(wú)法保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與完整性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)很難體現(xiàn)應(yīng)有作用，不利于工程項(xiàng)目施工。農(nóng)田水利工程施工中使用信息化技術(shù)手段，不僅可以更高效地搜集各種數(shù)據(jù)信息，完成數(shù)據(jù)信息整理，同時(shí)在創(chuàng)建工程數(shù)據(jù)庫(kù)以后，可以更好地制定與調(diào)整工程管理策略。工作人員只需要打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)就能檢索所需要的各種信息和資料，篩選出有用信息后合理使用數(shù)據(jù)。因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)手段有著強(qiáng)大的信息傳輸與存儲(chǔ)能力，所以信息技術(shù)手段可以保存大量真實(shí)、完整的信息，為每一個(gè)工程環(huán)節(jié)的監(jiān)管提供支持。

2.2 工程系統(tǒng)管理

使用水利工程施工管理系統(tǒng)能夠達(dá)到一體化建設(shè)水利工程項(xiàng)目的目的。現(xiàn)如今很多企業(yè)在工程管理中都會(huì)使用集成化設(shè)備，配合管理軟件完成項(xiàng)目的整體化管理，完成所有工程環(huán)節(jié)的監(jiān)管工作。企業(yè)可以安裝第三方軟件拓展管理功能，更全面地管理整個(gè)水利項(xiàng)目。不同區(qū)域水利項(xiàng)目差異性十分顯著，有必要按照水利項(xiàng)目具體情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)水利工程需求的同時(shí)，保障水利項(xiàng)目管理水平。信息化技術(shù)在農(nóng)田水利工程施工管理中的應(yīng)用最具有代表性的體現(xiàn)是工程管理檢測(cè)技術(shù)，使用全球定位技術(shù)就能多時(shí)段同步檢測(cè)工程情況，對(duì)所有數(shù)據(jù)信息展開(kāi)監(jiān)測(cè)和管理，保障監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度的同時(shí)，在工作中配合數(shù)據(jù)分析為后續(xù)的工程管理提供支撐，讓工程管理人員更好地升級(jí)與優(yōu)化管理方案，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，第一時(shí)間處理，改善管理系統(tǒng)漏洞。工程建設(shè)與管理中加入仿真技術(shù)，即使用電子計(jì)算機(jī)模擬仿真真實(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行行為、功能、結(jié)構(gòu)以及過(guò)程，創(chuàng)建統(tǒng)一化施工管理農(nóng)田水利工程條件。農(nóng)田水利施工管理的時(shí)候可以充分利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工管理過(guò)程的優(yōu)化，保障農(nóng)田水利項(xiàng)目施工質(zhì)量與施工效率。農(nóng)田水利項(xiàng)目施工前，將各種施工參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬仿真，根據(jù)模擬情況就能提前發(fā)現(xiàn)工程中的隱患問(wèn)題，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化和調(diào)整施工方案，確保后續(xù)的工程建設(shè)順利。依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)支持降低工程本身的計(jì)算強(qiáng)度和壓力，讓技術(shù)人員可以將更多精力放在研究農(nóng)田水利技術(shù)，保障農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)效果。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信

農(nóng)田水利項(xiàng)目是系統(tǒng)化工程，其由各種各樣的模塊與項(xiàng)目構(gòu)成，各環(huán)節(jié)彼此之間相互關(guān)聯(lián)、相互作用與相互影響。工程項(xiàng)目的施工與建造，必須做好每個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接，保障農(nóng)田水利項(xiàng)目有序推進(jìn)。依靠網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)手段能夠?qū)崟r(shí)共享與高效傳輸有價(jià)值信息，從而更好地完成三維模型、圖像以及水利數(shù)據(jù)傳輸，讓管理人員綜合把控施工現(xiàn)場(chǎng)所有環(huán)節(jié)，科學(xué)調(diào)配設(shè)備、人員以及物資，有效配置資源。使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)手段可以及時(shí)應(yīng)對(duì)與處理各種突發(fā)性技術(shù)難題與事故，依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高效率運(yùn)行，減少問(wèn)題事故帶給工程項(xiàng)目停工停產(chǎn)的不利影響。

2.4 農(nóng)田水利灌溉

國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)近些年發(fā)展十分穩(wěn)定，在這樣的背景下農(nóng)田水利的灌溉工作迎來(lái)越來(lái)越多的任務(wù)，重要性變得十分突出。廣泛使用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠推進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)田水利灌溉工作中的應(yīng)用，帶動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。使用信息化技術(shù)的過(guò)程中，使用智能監(jiān)控系統(tǒng)就能跨時(shí)空智能控制農(nóng)田水利的灌溉工作。農(nóng)田作業(yè)區(qū)域只需要布置一些傳感器，能讓管理人員了解當(dāng)前農(nóng)田區(qū)域中的灌溉狀況與進(jìn)度，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與處理隱患。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)化完成農(nóng)田的灌溉工作。比如，棗莊市的某農(nóng)田水利項(xiàng)目中，使用小型遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)灌溉農(nóng)田水利，配合傳感設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)了解當(dāng)前的農(nóng)田水利灌溉需求，根據(jù)當(dāng)前農(nóng)田的水源存量調(diào)整灌溉頻率。如果農(nóng)田中缺水，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)反饋發(fā)出警報(bào)通知工作人員補(bǔ)充水源。再比，如使用遙感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田中的水源、土壤狀況，可以使用網(wǎng)絡(luò)傳輸渠道將土壤營(yíng)養(yǎng)參數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸給指揮中心，讓指揮中心的專家與技術(shù)人員隨時(shí)了解農(nóng)田生產(chǎn)情況，調(diào)整生產(chǎn)方案改善農(nóng)田土壤環(huán)境。此外，使用智能監(jiān)控功能技術(shù)還能讓管理人員隨時(shí)掌握水資源的供需問(wèn)題，從而合理控制灌溉系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

信息時(shí)代的農(nóng)田水利工程施工管理需要重視信息技術(shù)的使用，依靠現(xiàn)代技術(shù)手段保障工程管理效率和效果。將信息技術(shù)用于農(nóng)田水利項(xiàng)目施工中的數(shù)據(jù)采集、處理分析與優(yōu)化依據(jù)，通過(guò)調(diào)整管理辦法，保障工程管理效果，展現(xiàn)信息技術(shù)價(jià)值，有利于帶動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。