水利工程的运行与管理：如何保障安全、高效与可持续
水利工程作为国家基础设施的重要组成部分，承担着防洪减灾、水资源调配、农业灌溉、水力发电和生态修复等多重功能。其运行与管理不仅关乎经济社会发展大局，更直接影响人民群众的生命财产安全与生态环境质量。然而，在当前气候变化加剧、用水需求增长以及技术快速迭代的背景下，传统管理模式正面临严峻挑战。因此，科学、系统、智能化地开展水利工程的运行与管理，已成为新时代水利高质量发展的核心命题。
一、水利工程运行与管理的核心目标
水利工程的运行与管理并非简单的日常维护，而是以实现工程效益最大化为目标的综合性工作。其核心目标包括：
- 安全性保障：确保大坝、堤防、泵站等设施在极端天气或突发事件下结构稳定，防止溃坝、滑坡等重大安全事故；
- 效率优化：通过科学调度提高水资源利用效率，满足农业、工业、城市供水及生态用水需求；
- 可持续性维护：延长工程使用寿命，降低运维成本，减少对环境的影响；
- 智能化决策支持：借助数字孪生、物联网和大数据技术，提升预测预警能力和应急响应水平。
二、当前运行与管理面临的主要挑战
尽管我国已建成大量现代化水利工程，但在实际运行中仍存在诸多问题：
- 老化与病害风险上升：部分水库、渠道建于上世纪五六十年代，材料老化、结构损伤等问题日益突出，如混凝土碳化、钢筋锈蚀、渗漏等；
- 调度机制滞后：传统调度多依赖人工经验，难以应对突发洪水或干旱，导致水资源浪费或短缺并存；
- 信息化水平不足：许多中小型工程缺乏实时监测系统，数据采集不及时、不准确，影响决策精度；
- 跨区域协同困难：流域上下游、左右岸之间信息壁垒明显，难以实现统一调度与联合防御；
- 专业人才短缺：懂技术、善管理的复合型人才匮乏，基层运维队伍能力参差不齐。
三、构建现代化运行管理体系的关键路径
为破解上述难题，需从制度、技术、人才三个维度推进改革：
（一）完善法规标准体系，强化责任落实
应加快修订《水利工程管理条例》，明确运行单位主体责任、监管职责与考核机制。建立“权责清晰、流程规范、奖惩分明”的管理制度，推动工程管理由“被动应对”向“主动预防”转变。同时，鼓励引入第三方评估机构，定期开展安全鉴定与绩效评价，增强透明度与公信力。
（二）推动智慧化升级，打造数字孪生平台
依托物联网感知设备（如水位计、流量计、应力传感器）、遥感影像和GIS空间分析技术，构建覆盖全生命周期的水利工程数字孪生体。例如：
- 在大型水库部署智能监测网络，实现大坝变形、渗流、温度等参数的全天候监控；
- 利用AI算法进行洪水预报与调度模拟，提前制定泄洪方案；
- 开发移动端APP，让管理人员可远程查看设备状态、接收报警信息、上传巡检记录。
这不仅能提升响应速度，还能积累历史数据用于模型优化，形成闭环反馈机制。
（三）创新管理模式，促进多元共治
探索“政府主导+市场运作+公众参与”的新型治理模式。例如：
- 对非经营性小型水库推行“管护责任制”，将责任落实到村集体或个人；
- 鼓励社会资本通过PPP模式参与老旧工程改造与运维服务；
- 建立公众监督平台，允许群众举报安全隐患，增强社会监督力量。
这种多元共治有助于缓解财政压力，激发基层活力。
（四）加强人才培养与技术储备
高校与科研院所应增设水利工程智能运维方向课程，培养既懂水利又熟悉信息技术的复合型人才。同时，设立专项基金支持关键技术攻关，如新材料防腐技术、低功耗传感节点、边缘计算在边远地区应用等。此外，定期组织岗位培训与技能竞赛，提升一线人员实战能力。
四、典型案例分析：三峡工程的智慧化运行实践
作为全球最大的水电枢纽，三峡工程的成功运行离不开精细化管理。其亮点包括：
- 建立了覆盖坝体、库区、电站的百万级传感器网络，每秒采集上千条数据；
- 运用AI算法对来水量、泥沙淤积、机组负荷进行动态优化调度；
- 搭建了“三峡云”数据中心，实现跨部门数据共享与协同指挥；
- 每年投入数亿元用于设备更新与技术升级，保持行业领先水平。
这些举措使三峡工程年均发电量稳定在1000亿千瓦时以上，防洪效益显著，成为全国乃至全球水利工程标杆。
五、未来发展趋势展望
随着“双碳”战略推进与数字中国建设加速，水利工程运行与管理将迎来三大变革：
- 绿色低碳转型：推广清洁能源驱动的泵站、光伏供电监测设备，减少碳排放；
- 韧性城市建设融合：将海绵城市理念融入排涝管网设计，提升城市抗洪能力；
- 人工智能深度赋能：基于机器学习的故障诊断系统将取代人工巡检，实现预测性维护。
可以预见，未来的水利工程不仅是物理实体，更是集感知、决策、执行于一体的智能生命体，将在保障国家水安全中发挥更大作用。
