BIM技术在水利工程设计中的应用研究

金连昌

摘 要： 新时期，随着水利工程项目不断增多，更加需要科学地进行水利工程设计。在研究水利工程设计方法过程，应该提高对于BIM技术的应用能力。本文基于工作实践，总结了BIM技术的应用优势，分析了具体的应用策略，希望进一步研究，能够全面提高BIM技术在水利工程设计过程的应用效率。

关键词： BIM技术;水利工程设计;应用研究

【中图分类号】TV222 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.120

引言：随着计算机技术的飞速发展，BIM技术作为一种新的工程建设理念，研究成果主要集中在建筑工程领域，在水利项目中的应用不多。为了提高水利工程建设期间的集成化程度，国内外学者和工程技术人员针对BIM技术在水利工程中的应用进行了一些研究，并选择以Catia和VisualFI软件实现三维结构体建模，在很大程度上提高了水工建筑物的直观性和设计人员的出图效率。因此，研究BIM技术在岩土工程勘察中的应用有重大的工程意义。

1 BIM技术在水利工程设计中的应用优势

使用该技术能够更为真实地实现对水利工程的模拟，以此从多角度制定設计方案内容，并从中选择更具有适合性的方案种类。此外BIM技术还能通过技术手段实现对工程全貌的展示，使整个工程具有可视性特征，将设计理念和具体的规划内容体现于BIM模型上，便可在一定程度上降低对工程设计的控制难度。BIM技术还能对设计实施的效率起到促进与提升作用。以传统方式实施工程设计只能通过二维图形的方式对设计方案进行绘制，此后依据二维图形实施建模，该操作程序更为复杂，且用时较多，因此整体的效率偏低。而使用BIM技术参与设计环节，便可建立相应的BIM模型，不但极大节省了时间，还能简化操作程序。具体而言，BIM技术能够将以往的二维转化为三维形式建立模型，从而明显提升工程设计的实施效率。此外该技术还能对工程设计的质量起到一定的促进作用，使用BIM技术时，技术人员能够基于模拟和可视技术构建工程的模型，能够及时发现设计中存在的问题，便于设计人员在第一时间进行纠错，完善设计内容，从而实现工程设计质量的不断优化和提升。BIM技术还具有改善设计效果的优势，使设计内容的呈现更为直观。技术人员能够从可视化的设计内容中较为直接地发现设计缺陷，从而方便纠错。此外施工人员也可利用BIM技术实施了解工程要求的实施程序，从而提升施工与设计理念的契合度。总之，BIM技术能够在提升设计效率、减少设计误差、优化设计质量和效果等方面发挥较为重要的职能，为后续工程的实施和维护提供有力的前提基础。

2 BIM在水利工程信息化中的研究与应用

2.1 利用BIM可视化的特点，提高工程效率

将BIM技术运用到水利工程的全生命周期，无论在设计阶段还是施工阶段都可以为项目管理人员提供三维可视化的工程模型，改进了传统的运作方式，提高工程的效率，节约时间成本.例如用BIM软件Re-vit设计绘制水闸的模型图，可以极大地提高作图的效率，且Revit建模生成的平面图与立面图一一对应，如若修改某处，另外的图也随之改变，消除了人工作图带来的误差，节省了设计变更成本，缩短了工程周期.又如，基于BIM技术构建模拟BIM系统和实时BIM系统平台，将此平台应用到土石坝工程施工中时，可以有效解决前期结构碰撞问题，减少了沟通协调的工作量，在施工过程中根据进度、资源、成本实时修正模型，竣工后还可以生成竣工模型，为后期的运营维护提供支持。

2.2 利用BIM信息化特点，提高工程管理水平

相较于以往的工程管理方式，BIM技术可以加入时间维度预先模拟施工，使项目管理人员对整个工程有全面的了解，对实际施工过程中的质量和进度都能很好的把控，如出现问题时则可迅速提出应对方案，全面提高工程的综合管理水平.例如将BIM 4D施工进度监控系统应用到某水源地建设工程中，精确实现了进度目标的分解细化，逐步落实，能及时对比分析已完成进度并进行纠偏，同时质量信息和安全信息的融入也加大了对质量和安全的把控，协助项目管理人员科学决策.或将BIM技术运用在内河航道项目的设计及施工阶段，解决了传统图纸难以直观表达设计意图且易出错的问题，同时优化施工流程，实现从设计到施工的无缝连接，保证施工质量和速度。

2.3 基于BIM技术的水利工程运维管理信息化系统研发与应用

基于BIM技术研发的运维管理系统可以从数据中提取出需要的信息，直接应用于管理、维护，避免以往现场采集信息、传递信息带来的时间延迟和信息丢失，解放人力.如将BIM技术运用在通吕运河水利枢纽工程的运维管理中，设立在线监测、视频监控、报警管理、维修养护等模块.整合各阶段、各专业的数据，提高水工建筑物与水情管理的可视化程度和业务协同水平。BIM技术减少了碰撞情况的出现，加快了水工结构运作全周期无纸化进程，并具有很强的可移植性，能够快速推广。

2.4 BIM+GIS在可行性研究阶段的应用

在水利工程建设前的可行性研究阶段，BIM+GIS的融合系统可以提供丰富的地理资料，据此建立地形、地貌的数字模型，有针对性地给出地理空间信息的分析结果，展示水工建筑与周围环境的空间位置关系.如利用BIM+GIS结合的方式解决在陡峭山坡规划桥墩便道的难题时，便可通过对比“人”字和“之”字便道两种方案的坡度、挖填土方量、经济效益等类目，选择出了符合所处地理位置的“人”字便道方案，避免了边施工边设计的情况。此外，基于BIM+GIS的数字孪生系统综合考虑两岸高程、通航泄洪等要求对跨江大桥的桥位、桥型整体考量，评判出最佳方案，减少了后期工作量。水利工程的可行性研究阶段同样可以借鉴类似方法。

结语：本文主要探讨了BIM技术的基本概念、作业平台选择、BIM技术在水利工程中的优势及具体应用，主要得到以下几个结论：①水利项目的建设是一项综合活动，应用BIM技术时并不能仅依靠某一软件，应当利用多款软件形成协同化作业的综合平台;②BIM技术在水利工程项目中应用的核心价值就是将水利工程各模型实现三维可视化，建立完善的项目信息数据库，实现水利项目建设的信息化管理;③水利工程建立三维地质模型时应当将导入的数据点利用三角网剖分算法加工成三角曲，还可以利用BIM技术开展施工碰撞检测，发现施工问题，并提前制定预防措施和新的施工方案。

参考文献

[1] 俞冰，缪拥军.BIM技术在水利工程设计中的应用初探[J].建材发展导向，2019，17（24）：34-35.

[2] 邓竣文，郝鑫.BIM技术在水利工程设计中的应用研究[J].科技创新与应用，2019（34）：154-155.