隨著人口的增加和經濟的發展，水資源日益緊缺，水利水電工程的發展前景廣闊。在可持續發展、數字化、智能化、高效節能將有極致的發展趨勢。

在未來，水利水電工程將更加注重可持續發展，即既滿足人類的水電需求，又保護生態環境，保障水資源的可持續利用。也將向著數字化、智能化、自動化方向發展，提高生產效率和管理水平。通過優化設計和運營，降低能源消耗和環境污染，高效節能優化。

水電站建筑物包括：壩、水閘等擋水建筑物；溢洪道、溢流壩、泄水孔等排泄多余水量的泄水建筑物；為發電取水的進水口；由進水口至水輪機的水電站引水建筑物；為平穩引水建筑物的流量和壓力變化而設置的平水建筑物（調壓室、前池）以及水電站廠房、尾水道、水電站升壓開關站等。

數字化水電站作為目前實現水電站的智能感知、智能控制、智能運維和智能決策的重要途徑。圖撲數字孿生技術將水電站廠房、生態魚道、泄洪閘門等進行數字孿生，在云上打通虛擬和現實。集成業務系統中傳感器采集的不同方面數據（例如生物信息、氣象信息、水位水頭信息、閘門啟閉耗時、泄洪閘門開度等），然后通過接口的形式實現數據對接。虛擬模型可用于運行模擬和研究性能，可以將研究結果用于水電站運行效率的提升。

通過智能感知、智能控制等技術的應用，水電站可以實現對運行狀態的實時監測和控制，及時發現和處理設備故障，提高水電站的安全性和穩定性。

水電項目會影響上游和下游的水生生態系統，應當建造人工繁殖放流（如增殖站）、過魚設施（工程補償措施，如魚道等）、自然保護區或其它補救措施維護生態平衡。通過 Hightopo 構建的可視化魚道模塊，清晰地展示出魚道外觀、結構、過魚種類、洄游路線，讓人了解魚道的構造和運行原理。

魚道由進口、槽身、出口和誘魚補水系統組成，進口多布置在水流平穩且有一定水深的岸邊或電站、溢流壩出口附近。槽身橫斷面為矩形，用隔板將水槽上、下游的水位差分成若干個小的梯級，板上設有過魚孔。通過圖撲智慧水利水電的生態信息數據面板，查看魚道水位、流速、過魚量、水溫等數據，實時關注魚道生態。

水電站水庫能發揮滯洪和蓄洪作用。在水庫溢洪道設置閘門，通過改變閘門開啟度來調節下泄流量的大小。由于有閘門控制，防洪限制水位可以高出溢洪道堰頂，并在泄洪過程中隨時調節閘門開啟度來控制下泄流量，達到滯洪目的。蓄在水庫的一部分洪水可在枯水期有計劃地用于興利需要。可直觀地查看大壩主體數個泄洪閘門實時的啟閉狀態，輔以氣象信息、水位信息數據顯示，幫助集控中心的人員在汛期及時作出決策。

水輪機三維仿真動畫的制作需要準備許多素材，比如所有零件的零件圖、三維圖、動畫背景等。通過圖撲的專業建模與渲染引擎技術制作機組仿真場景，模型精度高。1:1 還原機組設備主要部件的拆解與組裝原理，可對工作人員進行產品組裝、拆分、維修培訓。平面圖、塑料靜態模型或者到水電站實地參觀都無法使人直觀、簡單、全面、系統的了解水輪機內、外部結構組成以及工作原理。

優化了水電站的管理模式數字化水電站可以實現對水電站的遠程監控和管理，提高了水電站的管理效率和水平，優化了水電站的管理模式。對設備的遠程監測和管理，優化水電站的運行效率和性能，降低水電站的運行成本。

大型水電站都具有裝機容量大的特點，影響著區域供電。一旦站內的水庫、大壩（含副壩）、發電廠房、引水渠等發生故障，將造成大面積停電，嚴重影響社會的和諧穩定。圖撲水電站的智慧安防系統關聯站內監控信號源，顯示現場監控畫面，對區域闖入、煙火、故障等進行監測，保障站內設施設備的良好運行。3D 場景內圖標可點擊查看相應監控畫面、人員名稱、報警時間、報警詳情。

2D 界面標注了攝像頭分布情況、視頻統計、行為分析報警、站內人員分布、人員報警等信息。通過圖撲可視化系統，可將視頻監控系統、出入口管理系統、智能一卡通系統、入侵報警系統、作業過程管理系統、周界水域偵測系統、應急指揮系統等進行融合管理。

通過互聯網、云計算、大數據等技術對水電站的設備進行實時監測、故障診斷和維護管理，實現對水電站的遠程監控和管理，提高了水電站的運維效率和水平。將 GIS 創新融入圖撲中，為可視化賦予更強大的地理智慧。支持接入多源異構數據，標注各個水電站位置信息，即時還原高精度真實現場。通過傳感器、監測設備等感知設備對水電站的各項數據進行實時監測和采集，以及對水文、水能等信息的實時監測，提高了水電站的感知能力。

采集江河流域范圍內的 DOM（數字正射影像）和 DEM（數字高程模型）數據，以真實的城市河道現狀信息和周邊景物信息為依據，對河道、河底的三維空間數據進行三維幾何建模；然后疊加精細建模的水電站模型，并進行渲染優化；最后采用顯示列表、紋理優先級、細節層級模型（LOD）等圖撲渲染技術，實現三維河流實時逼真的虛擬場景顯示，并提供豐富的人機交互手段。

水力發電與航運、養殖、灌溉、防洪和旅游組成水資源綜合利用體系，讓水力資源得到最大利用。未來，水電站的自動化、遠動化等也將進一步完善推廣；發展遠距離、 超高壓、 超導材料等輸電技術，將有利于加速中國西部豐富的水力資源開發。

審核編輯 黃宇