BIM技术在水利工程中的应用研究

BIM技术在水利工程中的应用研究

李红娜

枣庄市水利开发有限公司 山东枣庄 277100

摘要：BIM 技术又称为建筑信息模型技术，通过在水利工程领域中有效运用 BIM 技术，能够使大量工程信息实现高效、快速地传输。同时，对这些水利工程信息充分利用，将其作为模型构建基础，以此实现对水利工程三维模型的有效构建，从而使水利工程施工及使用过程得到真实模拟。下面本文就对此展开探讨。

关键词：BIM技术；水利工程；应用；

1 BIM技术的特点

近年来，全阶段全生命周期的 BIM 技术在建筑工程行业中发展迅速，在大型水利项目中的应用也越来越广泛。传统的工程设计成果展示主要依靠以二维设计为基础的技术，利用 CAD 和 Photoshop等软件，展示设计成果中的平面布置图和纵横剖面图，这种展示方式专业性较强，需要具有一定的画法几何知识，主要面向的是具有专业知识背景的技术人员。但对于专业知识背景较浅的普通大众，则显得过于复杂和专业，直观性不强，不能清晰地表达设计意图。基于BIM 技术的三维设计成果，由于平台的多样性和各软件融合程度等的限制，在实际生产中，还不能很好地展现整个工程的设计成果和设计意图，特别是水利工程，目前在 BIM 技术应用还处于起步阶段，一些标准的设计建模和流程尚不能满足实际生产的需要。

2 BIM技术在水利工程设计中的优势

BIM 技术作为建筑模型，通过信息化平台的设计，可以将信息化的技术管理作为重点，通过信息以及周期等参数的分析，稳步提高水利工程项目的施工质量。

2.1 可视化

与传统水利项目使用二维设计不同，BIM技术是三维可视化建模，它能将地形地貌、环境要素、各种水工建筑物等信息直观呈现在模型中，便于承包商能够基于BIM模型进行工程进度规划、设计和施工问题的沟通调整，以便不断优化水利工程设计方案。

2.2 信息完整可追溯

BIM技术具有参数化设计的特点，在模型中，利用BIM技术可以关联各组件的参数，每一项信息都可以随着设计参数的变化而变化，自动更新，提高了水利工程技术人员的工作效率。

2.3 信息传递和共享

在水利项目建设过程中，会产生大量的数据信息，而利用BIM模型收集这些信息，分析数据、发现问题、做出预警和判断，也可以基于模型预警和判断进行信息的传递和共享，及时采取有效措施更正、优化设计方案，做到有效无缝沟通，极大提高各专业协同作业能力。

3 BIM技术在某水利灌溉项目中的应用实践

某水利灌溉工程项目，资金来源于招商银行，咨询工程师为一家知名工程咨询公司。BIM在该项目应用中面临问题。（1）该项目施工需要沿着一条主河流进行，新建设4条新水渠，新建一定规模的办公建筑，还需对河流上现存几座大坝进行修复。该项目受自然地理条件限制影响大，例如，受到河流地形、地质和水文等自然条件因素的影响。（2）该项目属于线性的系统工程，工程量大，交叉施工多，技术工种多，施工环境受干扰因素多，施工外部条件复杂多变。（3）此地区雨季和旱季气候明显，雨季有效施工时间非常有限。故该项目还具有一项特殊性，即承包商需要有效抓住每年11月至次年5月旱季最佳施工时机，这给BIM技术应用到施工方案策划方面带来一定困难。（4）每个水利项目均都有自身独特性，施工设计重复率低。

在该项目中，BIM设计团队缺少标准的图集和构件，同时受限于BIM设计工作量很大，投入人力资源多，故只能按照项目业主要求，针对该项目部分重点难点单项工程尝试进行BIM设计。BIM在该项目的应用总结。结合BIM在该项目部分单项工程的实践应用，有5个方面的总结。（1）BIM模型的搭建。以该项目为例，在水利项目BIM模型中，设计人员需要对工程项目实体以及周边环境、建筑物等内容的数字信息进行全面掌握和了解。从项目实际情况看，建模的特征主要体现在效率及精度等方面，其专业性强，具有良好的通用性。BIM模型构建须从项目实际出发，方能确定BIM应用方式，明确BIM模型应用环节，有助于提升建模精准性。需不断深化二维图纸内容，对项目进行更为全面、深入了解。按照项目实施具体要求，科学完成施工资源分配。对水利项目应实施有序管理，尤其加强模型图形及信息等内容管理。应紧密结合图纸设计要求，将最初工程设计理念落实到工程建造过程中，从而提升建模有效性。

在水利工程设计中，BIM模型搭建主要分为地形BIM模型与工程构筑物BIM模型。①地形BIM模型搭建。在水利项目中，地形BIM模型指的是工程项目施工的主要实际区域。以该项目为例，该项目地形环境复杂，线性工程长，建模难度极高，相关内容和数据众多，尤其是曲面，在地形建模中体量大。为提升曲面的建模质量，必须严密分析水利工程项目涉及的各种数据和信息，并以这些数据和信息为基础，总结出数据规律。③水工构筑物BIM模型搭建。BIM技术具有可视化模拟仿真的特点，应用在该项目设计中，尤其是水工构筑物模型搭建上，可以全面、精准表现出每个构筑物的数据信息。不同的数字信息模型其特征也不相同，在实际建模过程中，需要全方位、多角度体现出这些不同和差异。（2）BIM技术在水利工程选址中的应用。在该项目前期，项目部高度重视项目选址工作，和业主、咨询工程师共同经过严谨、科学论证，最终确定选址。在这一过程中，BIM技术发挥了很大作用，事实证明，BIM可以有效助力水利项目的选址确定工作。（3）BIM技术在项目总体布局中的作用。水利项目在设计时需进行整体规划，BIM技术可以很好地响应此项需求。BIM技术可以将地形数据传输至模型平台，经过平台分析、计算、处理，直观呈现设计控制方案。BIM技术在项目总体布局中的应用，特别是在该项目的灌溉部分和检修道路设计中。在灌溉部分中，BIM可以实现灌溉项目的3D布局和3D施工规划。在该项目检修道路设计中，BIM模型可以快速生成最优设计方案，切实提高项目建设效率。（4）BIM技术在工程仿真模拟中的作用。BIM技术模拟仿真特点在该项目设计中也得到很好应用。在初期，将施工进度、工序等内容基于BIM模型进行模拟、处理和计算，可以发现在工作中可能会出现的问题，采取有效措施对方案进行更正优化，进一步提高方案的科学性、有效性，避免重大失误或损失发生。（5）BIM技术在水利工程造价管理中的作用。水利项目特殊性决定了其造价管理存在很大困难。原因是水利项目专业性强、具体建筑结构复杂、机电设备种类繁多、工程量大、图纸设计难以直接反映实际情况，导致项目整体造价难以预估和管理。BIM搭建是三维信息模型，在模型中，各个施工节点的工程量、材料用量等信息非常明确，并可以实现快速统计管理。在水利工程造价管理方面，BIM 技术比传统算法更有优势。BIM交付内容的设计。BIM技术贯穿水利项目全寿命周期，但其在设计中的优势最为明显。在设计阶段，BIM最优化交付方式是利用信息模型指导项目施工管理。

结束语：

综上所述，随着BIM技术不断深入和发展，BIM在水利工程设计中的应用也在持续深入和拓宽，虽然BIM技术在水利工程中的应用暂时还不多，在水利工程中应用更是凤毛麟角，但已经显示出极大的信息化集成管理效果和潜力。应用数字化设计、管理手段，不但能够提高水利工程的建设质量，还能够节约成本，增加经济效益。

参考文献：

[1] 张勇.BIM技术在水利工程设计中的应用[J].科技经济导刊,2020,28(24):132+134.

[2] 孔庆阳,乔婧,丁伟,赵明.BIM技术在水利工程设计中的应用[J].中国高新科技,2021(01): 143-144.

［3］魏学才.古浪黄花滩灌区调蓄水池防渗结构设计[J].甘肃水利水电技术，2020，56（07）：154-157.