BIM技術在水利工程建設與管理中的應用探究

王穎 謝鑫

摘 要：伴隨著我們國家科學技術的不斷發展，計算機開始在各個行業之中得到了廣泛的運用，成為了發展的潮流和趨勢，在水利工程之中也不例外。盡管在當前的階段，我們國家的水利工程的發展同以往相比，已經取得了極大的進步和提升，但是依舊存在著一些問題，需要我們去尋求到解決的措施。基于以上的原因，在水利工程之中滲透進入BIM技術就能夠很好的讓上述問題得到解決，最終實現施工效率的有效提升。本文結合筆者多年的工作實踐經驗，就BIM技術在水利工程之中的應用研究進行了精心的分析和思考，并提出了自己的看法和觀點，通過與各位進行分享，希望能夠給各位同行帶來一些幫助和借鑒，為水利工程實現持續性發展貢獻自己的力量。

關鍵詞：BIM技術 水利工程 運行管理 應用探究

1.引言

現如今的階段，盡管我們國家對水利工程的重視程度同以往相比，已經取得了極大的進步和提升，但是依舊存在著一些問題和挑戰，需要我們認真的進行面對，并思考出切實可行的應對手段，BIM這項技術的出現，能夠有效的讓上述問題得到迎刃而解，讓我們國家的水利工程事業取得長足的進步。

2.BIM技術應用于施工環節

2.1工地運用規劃

基于水利工程自身所具有的特點，相關的工作人員在對其進行施工的時候，往往需要花費較多的時間，在這樣的情況下，通過在施工環節滲透進入BIM技術，就可以在一定程度上提升工作完成的效率，進而取得良好的效果。通過運用BIM技術構建立體模型，能夠為后續工作奠定一個堅實的基礎作用。需要注意的是，模型的內部結構要能夠體現出施工的具體流程，并且在進行施工的全過程，HIA要結合模型對材料設備進行系統的完善，通過運用這樣的方式，來讓設計出的方案更加具有針對性和可操作性。除此之外，在進行規劃現場以及管控施工的時候，要結合施工的整體效果，進行樣本的模擬工作，并以此作為后續工作開展的依據，進行相應的材料設備，人員配置工作。

2.2施工系統設計

相關的工作人員在進行施工工作以前，要運用BIM模型來進行基礎設計，在進行施工的時候，往往會存在一些過程比較繁瑣的環節和步驟，在這樣的情況下，通過使用恰當的軟件，能夠最大限度的提升工作的效率，進而保障水利工程的施工質量，讓各種施工環節能夠有條不紊的順利進行下去。除此之外，相關的施工工作人員通過使用BIM技術之中的建模功能，能夠使工程的最終效果變得更加的具有立體性，結合施工的標準，對初步建模進行檢驗，能夠給提升水利工程的最終質量提供一個堅實的后盾。具體來說優點有一下幾方面：

（1）可視化交流：依托BIM軟件進行三維建模，可以準確生成壩工程各部分剖面圖，減少了傳統二維設計中繪制剖面圖的工作量，提高了設計工作效率。

（2）聯動化設計：傳統二維設計時，由于工作人員疏忽，容易導致錯誤。BIM建模之后，所有視圖、剖面以及三維圖具備聯動功能，一處更改之后，其他自動更新，方便設計修改。

（3）多專業協調：水電站設計中各專業的最新設計成果實時反映在同一BIM上，錯誤碰撞、交叉千擾的問題顯而易見。

（4）標準化設計：傳統的二維設計對工程設計人員空間想象力的要求很高，標準不統一。應用BIM，可以有效避免一些由于工程設計人員空間想象不正確而導致的錯誤。

2.3工地現況建模

在水利工程施工的現場，在運用BIM技術的時候，要結合現場的具體情況，構建出立體仿真模型，并且還要涵蓋對于生態系統的維護、工作之前所應該進行的準備等工作。通過運用這樣的策略，能夠最大限度的滿足實際要求，并根據具體的情況作出相應的改變。為了能夠有利的保障工程質量的提升，相關的工作人員不僅僅需要構建出三維立體模型，還要更進一步，構建出四維立體模型，為接下來的工作開展提供依據。基于四維模型自身所具有的特點，其能夠使工程的各個環節變得更加清楚和有條理，最大限度的避免了施工環節之中的不必要步驟，進而得以制定出更加高效精準的施工手段。若是將3D模型同2D模型進行細致的分析和比較，就能夠輕易的了解到3D模型所具備的突出優勢，基于2D模型自身所具有的弊端，在面對那些比較復雜的設計的時候，往往由于受到技術的制約，而不能很好的完成相應的任務。但是單純借助3D模型對施工現場進行開挖，又不能得出最為精準可靠的數據，在這樣的情況下，就需要二者進行緊密結合，最大限度的釋放出二者的合力，讓施工規劃更加具有針對性，進而有效的提升開挖工作的效率。

2.4技術應用于工程造價

相關的工作人員在進行水利工程項目建設的過程之中，往往需要設計各個方面的專業知識，這就給施工人員提出了更高的要求和挑戰。另外，水利工程投入量大，內部工程錯綜復雜，在這樣的情況下，僅僅憑借2D模型來對圖紙進行設計，不能取得預期的效果。甚至在一定程度上還會導致工程設計頻繁變更的情況出現，進而使得各種資源以及成本的投入出現了大幅度的提升。在這樣的情況之下，通過運用3D模型就能夠讓以上問題得到完美的解決，并且BIM技術還能夠在對現存設計進行保存的基礎之上，通過使用3D模型來給水利工程的下游區域提供真實可靠的數據，進而有效的保證技術環節之間的協調。由于水利工程所具有的相關特點，在對其進行建設的時候，要對施工技術進行嚴格的控制，提升施工的能力，在保證質量的前提下，盡可能的減少重復和不必要的投入。

3.BIM模型應用進行土方量計算

在進行水利工程建設的過程中，主體工程一般都是土建工作，因此土方量很大，在這樣的情況下，計算的精準程度會對工程造價產生巨大的影響作用，通過運用數字模型，能夠很容易看到三維效果，通過這種直觀效果，就可以將其與土方計算進行結合。在運用BIM進行土方計算的時候，首先需要繪制原始地面與設計曲面模型，將兩個曲面產生的交點連接成線交線即為原始地形與設計施工曲面交匯線，包圍空間體積則是需要填筑或者是開挖的土方量。原始地形與設計曲面存在動態關聯。方案選擇時可以基于模型進行地填筑或者是開挖試驗，從而得到最佳的方案。

4.BIM技術應用于水庫運行調度

水利工程主要承擔著提高其主要防洪保護對象防洪標準以及發電、航運等興利任務。水利工程的運用調度方案一般分洪水調度和興利調度兩種運行方式。利用BIM進行水庫及大壩模型計算，經過綜合分析，采用壩前水位結合上游來水流量指示洪水調度，通過計算選用一定的流量值作為為水庫防洪與興利運行分界流量。當壩址上游來水大于防洪與興利運行分界流量時進入洪水調度運行方式，否則，進行興利調度運行方式。

水庫洪水調度運行方式可分為降低壩前水位運行方式、攔蓄洪水為下游防洪運行方式和敞泄洪水運行方式。通過BIM計算，對水庫淹沒影響、機組發電效益以及漲洪水時預降水位和洪水消退時回蓄的協調分析，可確定洪水調度運行方式，確保水庫安全度汛，又能保障一定的經濟效益。

5.BIM技術應用于工程運行管理

水利工程運行管理的內容一般有泄水閘運行管理、水電站運行管理、船閘通航運行管理、庫區防護運行管理、安全監測等。泄水閘運行管理工作包括泄水閘啟閉運行操作和閘體建筑物、金屬結構、機電設備運行管理、養護維修；電站運行管理工作包括發電生產管理，廠房及附屬建筑物、金屬結構、機電設備運行管理、養護維修；船閘運行管理工作包括組織船舶通航過閘，人字門、放水閥門啟閉運行操作和船閘、引航道建筑物、金屬結構、機電設備運行管理、養護維修，并對引航道泊船區船舶停靠和船閘啟閉機房管理進行管理等；庫區運行管理工作包括庫區電排站、堤防、導托渠和各類水工建筑物的運行管理和維修養護任務；安全監測工作分別對樞紐工程、庫區工程監測監控站數據的接入和整合，分析整理觀測成果，了解掌握建筑物運行狀態。這些工作既相對獨立但又緊密聯系，做好這些運行管理工作需要了解每一塊工作之間的交叉關系，運用BIM技術，更直觀觀察水利工程每個水工建筑物與機電設備、金結設備、電氣設備之間如何聯系，使水利工程運行管理更高效便捷。同時可以使用BIM技術結合安全監測數據監控管理，及時發現工程使用過程中出現的問題，及時進行維修養護，避免造成不可挽回的質量問題及損失。

參考文獻：

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