BIM技术在水利工程建设与管理中的应用探究

王颖 谢鑫

摘 要：伴随着我们国家科学技术的不断发展，计算机开始在各个行业之中得到了广泛的运用，成为了发展的潮流和趋势，在水利工程之中也不例外。尽管在当前的阶段，我们国家的水利工程的发展同以往相比，已经取得了极大的进步和提升，但是依旧存在着一些问题，需要我们去寻求到解决的措施。基于以上的原因，在水利工程之中渗透进入BIM技术就能够很好的让上述问题得到解决，最终实现施工效率的有效提升。本文结合笔者多年的工作实践经验，就BIM技术在水利工程之中的应用研究进行了精心的分析和思考，并提出了自己的看法和观点，通过与各位进行分享，希望能够给各位同行带来一些帮助和借鉴，为水利工程实现持续性发展贡献自己的力量。

关键词：BIM技术 水利工程 运行管理 应用探究

1.引言

现如今的阶段，尽管我们国家对水利工程的重视程度同以往相比，已经取得了极大的进步和提升，但是依旧存在着一些问题和挑战，需要我们认真的进行面对，并思考出切实可行的应对手段，BIM这项技术的出现，能够有效的让上述问题得到迎刃而解，让我们国家的水利工程事业取得长足的进步。

2.BIM技术应用于施工环节

2.1工地运用规划

基于水利工程自身所具有的特点，相关的工作人员在对其进行施工的时候，往往需要花费较多的时间，在这样的情况下，通过在施工环节渗透进入BIM技术，就可以在一定程度上提升工作完成的效率，进而取得良好的效果。通过运用BIM技术构建立体模型，能够为后续工作奠定一个坚实的基础作用。需要注意的是，模型的内部结构要能够体现出施工的具体流程，并且在进行施工的全过程，HIA要结合模型对材料设备进行系统的完善，通过运用这样的方式，来让设计出的方案更加具有针对性和可操作性。除此之外，在进行规划现场以及管控施工的时候，要结合施工的整体效果，进行样本的模拟工作，并以此作为后续工作开展的依据，进行相应的材料设备，人员配置工作。

2.2施工系统设计

相关的工作人员在进行施工工作以前，要运用BIM模型来进行基础设计，在进行施工的时候，往往会存在一些过程比较繁琐的环节和步骤，在这样的情况下，通过使用恰当的软件，能够最大限度的提升工作的效率，进而保障水利工程的施工质量，让各种施工环节能够有条不紊的顺利进行下去。除此之外，相关的施工工作人员通过使用BIM技术之中的建模功能，能够使工程的最终效果变得更加的具有立体性，结合施工的标准，对初步建模进行检验，能够给提升水利工程的最终质量提供一个坚实的后盾。具体来说优点有一下几方面：

（1）可视化交流：依托BIM软件进行三维建模，可以准确生成坝工程各部分剖面图，减少了传统二维设计中绘制剖面图的工作量，提高了设计工作效率。

（2）联动化设计：传统二维设计时，由于工作人员疏忽，容易导致错误。BIM建模之后，所有视图、剖面以及三维图具备联动功能，一处更改之后，其他自动更新，方便设计修改。

（3）多专业协调：水电站设计中各专业的最新设计成果实时反映在同一BIM上，错误碰撞、交叉千扰的问题显而易见。

（4）标准化设计：传统的二维设计对工程设计人员空间想象力的要求很高，标准不统一。应用BIM，可以有效避免一些由于工程设计人员空间想象不正确而导致的错误。

2.3工地现况建模

在水利工程施工的现场，在运用BIM技术的时候，要结合现场的具体情况，构建出立体仿真模型，并且还要涵盖对于生态系统的维护、工作之前所应该进行的准备等工作。通过运用这样的策略，能够最大限度的满足实际要求，并根据具体的情况作出相应的改变。为了能够有利的保障工程质量的提升，相关的工作人员不仅仅需要构建出三维立体模型，还要更进一步，构建出四维立体模型，为接下来的工作开展提供依据。基于四维模型自身所具有的特点，其能够使工程的各个环节变得更加清楚和有条理，最大限度的避免了施工环节之中的不必要步骤，进而得以制定出更加高效精准的施工手段。若是将3D模型同2D模型进行细致的分析和比较，就能够轻易的了解到3D模型所具备的突出优势，基于2D模型自身所具有的弊端，在面对那些比较复杂的设计的时候，往往由于受到技术的制约，而不能很好的完成相应的任務。但是单纯借助3D模型对施工现场进行开挖，又不能得出最为精准可靠的数据，在这样的情况下，就需要二者进行紧密结合，最大限度的释放出二者的合力，让施工规划更加具有针对性，进而有效的提升开挖工作的效率。

2.4技术应用于工程造价

相关的工作人员在进行水利工程项目建设的过程之中，往往需要设计各个方面的专业知识，这就给施工人员提出了更高的要求和挑战。另外，水利工程投入量大，内部工程错综复杂，在这样的情况下，仅仅凭借2D模型来对图纸进行设计，不能取得预期的效果。甚至在一定程度上还会导致工程设计频繁变更的情况出现，进而使得各种资源以及成本的投入出现了大幅度的提升。在这样的情况之下，通过运用3D模型就能够让以上问题得到完美的解决，并且BIM技术还能够在对现存设计进行保存的基础之上，通过使用3D模型来给水利工程的下游区域提供真实可靠的数据，进而有效的保证技术环节之间的协调。由于水利工程所具有的相关特点，在对其进行建设的时候，要对施工技术进行严格的控制，提升施工的能力，在保证质量的前提下，尽可能的减少重复和不必要的投入。

3.BIM模型应用进行土方量计算

在进行水利工程建设的过程中，主体工程一般都是土建工作，因此土方量很大，在这样的情况下，计算的精准程度会对工程造价产生巨大的影响作用，通过运用数字模型，能够很容易看到三维效果，通过这种直观效果，就可以将其与土方计算进行结合。在运用BIM进行土方计算的时候，首先需要绘制原始地面与设计曲面模型，将两个曲面产生的交点连接成线交线即为原始地形与设计施工曲面交汇线，包围空间体积则是需要填筑或者是开挖的土方量。原始地形与设计曲面存在动态关联。方案选择时可以基于模型进行地填筑或者是开挖试验，从而得到最佳的方案。

4.BIM技术应用于水库运行调度

水利工程主要承担着提高其主要防洪保护对象防洪标准以及发电、航运等兴利任务。水利工程的运用调度方案一般分洪水调度和兴利调度两种运行方式。利用BIM进行水库及大坝模型计算，经过综合分析，采用坝前水位结合上游来水流量指示洪水调度，通过计算选用一定的流量值作为为水库防洪与兴利运行分界流量。当坝址上游来水大于防洪与兴利运行分界流量时进入洪水调度运行方式，否则，进行兴利调度运行方式。

水库洪水调度运行方式可分为降低坝前水位运行方式、拦蓄洪水为下游防洪运行方式和敞泄洪水运行方式。通过BIM计算，对水库淹没影响、机组发电效益以及涨洪水时预降水位和洪水消退时回蓄的协调分析，可确定洪水调度运行方式，确保水库安全度汛，又能保障一定的经济效益。

5.BIM技术应用于工程运行管理

水利工程运行管理的内容一般有泄水闸运行管理、水电站运行管理、船闸通航运行管理、库区防护运行管理、安全监测等。泄水闸运行管理工作包括泄水闸启闭运行操作和闸体建筑物、金属结构、机电设备运行管理、养护维修；电站运行管理工作包括发电生产管理，厂房及附属建筑物、金属结构、机电设备运行管理、养护维修；船闸运行管理工作包括组织船舶通航过闸，人字门、放水阀门启闭运行操作和船闸、引航道建筑物、金属结构、机电设备运行管理、养护维修，并对引航道泊船区船舶停靠和船闸启闭机房管理进行管理等；库区运行管理工作包括库区电排站、堤防、导托渠和各类水工建筑物的运行管理和维修养护任务；安全监测工作分别对枢纽工程、库区工程监测监控站数据的接入和整合，分析整理观测成果，了解掌握建筑物运行状态。这些工作既相对独立但又紧密联系，做好这些运行管理工作需要了解每一块工作之间的交叉关系，运用BIM技术，更直观观察水利工程每个水工建筑物与机电设备、金结设备、电气设备之间如何联系，使水利工程运行管理更高效便捷。同時可以使用BIM技术结合安全监测数据监控管理，及时发现工程使用过程中出现的问题，及时进行维修养护，避免造成不可挽回的质量问题及损失。

参考文献：

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