BIM技术在水利工程设计中的应用

BIM技术在水利工程设计中的应用

马合德

日照市日照水库管理运行中心  山东省  日照市  276800

摘要：在现阶段我国水利事业快速发展的背景下，水利工程的整体复杂性更加突出，尤其是面临更高的应用要求。初步规划和设计工作面临着更大的挑战，需要进行适应性处理。工程设计作为整个水利工程的关键组成部分，也必须做好优化设计，使相应的工程结构体系更加合理协调，从而发挥水利工程应有的作用。为了有效优化水利工程的设计效果，有必要引入和应用BIM技术，可以在明显降低设计人员工作难度的同时，保障水利工程设计优化效果，应该予以高度重视。基于此，本文就BIM技术在水利工程设计中的应用进行相关探究。

关键词：BIM技术；水利工程；工程设计；技术应用

引言

随着“数字中国”国家战略的实施，水利工程建设行业以数字信息技术带动项目智能化建设的条件日益成熟。数字化、信息化、智能化、智能化在行业中的具体应用目标和实施路径也日益清晰，发展方向随着科技进步和行业对其认识的加深而不断升级和变化。从最初的BIM技术到传统勘察设计技术的数字化赋能，再到通过新工具、新手段、新技术孵化创造新业务、新设备、新应用、新项目，逐渐呈现出“业务数字化”和“数字业务”相互驱动、相辅相成的趋势。其中水利工程设计专业因其在数字化、信息化、智能化、智慧化业务中所扮演的典型角色，BIM技术在工程设计领域有着广泛的应用。

1 BIM技术

BIM技术基于三维模型模拟水利工程设计，是应用于工程设计、施工和管理的数据工具。BIM技术在水利工程设计中的应用，可以提高管理质量和施工水平，使水利工程设计更加科学，有效减少设计中的误差，从而全面提高工程的整体质量。在应用BIM技术的过程中，工程设计师可以利用3D模型来细化设计内容，形成设计图纸，从而减少工程设计中不必要的繁琐环节，提高水利工程的设计效率。BIM技术具有以下特点：（1）可视性。在传统的水利工程设计中，图纸往往以平面的形式呈现，这导致水利工程设计缺乏科学、准确的依据。BIM技术可以客观地呈现三维模型，更准确地反映水利工程的整体结构，使设计工作更加准确和完整。（2）模拟性。BIM技术可用于动态模拟施工过程中的各种操作，准确模拟水利工程的设计结果，为后续施工提供保障。BIM技术还可以利用系统仿真实验的方法，给出水利工程的最优施工方案，并结合各种数据逐步实施。（3）协调和优化性。一方面，BIM技术可以用于深入分析水利工程图纸中存在的问题，对水利工程设计工作提出最优方案，全面解决设计问题，实现减少损失的目标。另一方面，利用BIM技术能够优化水利工程方案与设计图纸，避免出现重复设计的问题，使工程设计更高效。

2 BIM技术在水利工程设计中的应用价值

BIM技术的应用在项目设计与施工的协调、成果质量的控制、设计方案的优化、重大方案的模拟与论证、现场施工可视化模型的指导以及项目信息管理的改进等方面显示出强大的优势。在整个施工过程中，利用BIM技术模拟深化设计、施工过程、项目进度、施工组织协调等管理，解决信息共享问题，形成项目全生命周期数字化管理的信息模型，提高管理效率。此外，BIM技术在水利工程设计优化中的应用也具有较强的问题纠正能力，有助于调整和改善水利工程设计方案中存在的不合理问题，避免可能出现的严重设计偏差问题。在BIM技术的应用中，设计者可以充分依靠这一技术手段，对已完成的设计方案进行全面检测和分析，借助管道碰撞检测和虚拟施工等方法，及时发现异常问题和冲突点，然后采取最佳策略予以调整处理，促使相应水利工程设计方案得到更为理想的优化改善，由此增强水利工程设计方案的可行性效果。

3 BIM技术在水利工程设计中的应用

3.1 结构分析

结构性能主要指水利工程本身的抗震性和坚固性。在设计当前结构的过程中，设计者必须确保水利工程的所有相关部分能够组合成一个整体，并确保水利工程结构的抗震性能符合标准。为了解决这一问题，我们可以有效地利用BIM技术进行全面分析，将与建立的BIM模型相关的数据导入软件，并借助软件快速分析模型，从而明确当前水利工程设计的整体效果。与传统技术相比，BIM技术的使用改善了以前的缺点，能够大幅度降低数据分析的时间，同时还能接受人力资源的使用，且其系统自身具有较高的精确性，能够为设计人员带来较好的参考价值。

3.2 协同设计

BIM技术在水利工程设计中的应用，需要设计师、施工人员、运维人员等多个环节的专业人员参与，从不同角度充分表达专业意见，推动设计效果更加科学、合理、可操作。在使用传统技术设计水利工程时，设计师需要注意工程设计专业知识的各个方面。仅凭设计师单方面的力量，很难让专业知识的各个方面变得无关紧要，往往会在设计方案完成后组织与各部门代表的沟通会议，讨论设计方案。各部门代表通过审查图纸，检查图纸的每个设计部分是否有遗漏，大大增加了设计工时。BIM技术的应用实现了水利工程设计的信息化，各专业人员可以共同观察三维模型，一旦发现专业上的问题，设计师可立即在计算机系统中调整对应参数，完善设计方案，极大程度上提高了设计效率，进而提升整个水利工程的建设效率。

3.3 场地分析

BIM技术可用于对场地和建筑的空间数据进行建模，评估场地在规划阶段的利用情况，并分析其特征，从而为新项目的场地规划和建筑布局提供决策依据。随着施工水平的提高，对建筑安全和文明施工提出了更高的要求。施工单位的首要目标是施工现场规划。因此，如何规划和布置施工现场，消除安全隐患，是安全施工的首要工作。在工程建设中，由于进度缓慢，经常忽视现场材料的合理堆放，或由于设备放置不当造成机械障碍，从而影响项目的施工进度。施工现场的布置应充分考虑各作业区的用途，并根据施工进度尽量减少场地布置的变动，保障现场标准化建设顺利进行。借助BIM技术可以合理规划和布局施工现场，保证工程顺利进行。

3.4 优化设计

在深化水利工程设计模型的基础上，BIM技术的应用也可以根据需要对其进行优化，从而使相应的水利工程设计模式更加合理可行，避免相应模型中的任何偏差或不合理因素。基于水利工程设计模型的优化，BIM技术的应用可以首先校对水利工程系统中涉及的所有参数信息，分析相应的参数信息是否适当合理，然后及时调整和自动修改不符合规范要求或水利工程项目实际情况的因素，从而更好地提高水利工程设计的准确性。此外，BIM技术在水利工程设计模型优化中的作用也体现在碰撞检测中。设计者可以充分依靠BIM技术自身的碰撞检测和分析功能，充分了解各个组件之间是否存在明显的冲突，然后进行自动调整，选择最合适、最合理的自动化改进方案，促进相应的水利工程系统更加协调可行。当冲突改善时，可以实现水利工程体系自身构件相互矛盾问题的处理，由此形成更为理想的优化。

结束语

综上所述，工程设计作为水利工程的重要环节，对工程的整体质量有着重要的影响。借助BIM技术，可以使水利工程的设计管理更加规范，减少设计管理中的弊端。因此，相关从业者需要积极应用BIM技术，并在水利工程设计工作中探索其应用的新途径，为水利行业的稳定发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 关志宇,钟秋文.BIM技术在水利工程设计中的应用初探[J].内蒙古煤炭经济,2020(12):162-163.

[2] 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.