BIM技術(shù)在水利工程方面應(yīng)用的探索

摘 要：隨著社會主義現(xiàn)代化進程的不斷推進，城市建筑工程、道路工程、綠化工程和水利工程方面都得到了極大的發(fā)展。其中水利工程作為操作相對困難的工程項目，與其他工程相輔相成。要想做好水利工程，就必須具備相對真實的模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和圖形信息，保證數(shù)據(jù)精確度與直觀性。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助水利工程操作更為便捷，BIM能夠?qū)⑷S模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎S模型，為專業(yè)人士數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)保障。本文通過對BIM技術(shù)相關(guān)知識的概述，指出水利工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用方向，并對BIM在水利工程中的實際應(yīng)用策略進行詳細闡述。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；水利工程；應(yīng)用探索

BIM技術(shù)作為水利工程的新興手段，受到廣泛關(guān)注，具有時效性強、計算精確度高，信息來源廣等特點，符合當(dāng)今發(fā)展趨勢，能夠有效提高水利工程工作效率。由于水利工程中存在著地形復(fù)雜，設(shè)計圖紙繁瑣，設(shè)計范圍牽涉范圍廣等問題導(dǎo)致行業(yè)發(fā)展困難，打破傳統(tǒng)水利工程建筑中的困境已經(jīng)成為水利部門的重要課題[1]。BIM技術(shù)現(xiàn)有的功能全面，如看模型，檢查空間關(guān)系等，能夠有效地解決土方開挖和填筑量的問題，也可以更加精確地縮小土方量差距。 作為現(xiàn)代工程技術(shù)管理的主要應(yīng)用模式，BIM技術(shù)能夠有效解決大量的數(shù)據(jù)處理問題，是控制工程造價的新概念，可以有效管理工程造價，實現(xiàn)更為系統(tǒng)化、標準化的流程。

一、BIM的技術(shù)含義與優(yōu)勢

（一）BIM的技術(shù)含義

BIM技術(shù)英文翻譯“building information modeling”，中文翻譯為“建筑信息模式”。在BIM之中包含了建筑工程的多種重要信息，例如建筑位置的地理信息，幾何信息，空間信息以及建筑中使用的材料信息與性質(zhì)等，通過對這些數(shù)據(jù)的分析，對水利工程的整個過程進行描繪。BIM可以針對水利的有關(guān)信息與具體操作流程進行信息的整合。相對于傳統(tǒng)圖紙，BIM的可以表現(xiàn)出水利工程的矢量變化，能使用戶一眼便看出其立體的管理效果[2]。BIM可以處理水利工程中大量數(shù)據(jù)的計算以及相關(guān)信息的整理，還可以三維模擬水流效果，確定方案后，直接將其轉(zhuǎn)化為平面模式，節(jié)約了設(shè)計時間，數(shù)據(jù)觀察更為直觀。

（二）BIM的技術(shù)優(yōu)勢

隨著我國推行城市化發(fā)展，致使現(xiàn)代化水利工程以項目群的形式存在，水利工程規(guī)模也隨之變大。BIM系統(tǒng)包含企業(yè)級工程的大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，企業(yè)通過建立數(shù)據(jù)庫，然后將大量的工程數(shù)據(jù)與信息儲存在信息庫之中，從而實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)信息的處理與分析，大大的提高了數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計的效率和質(zhì)量。通過結(jié)合BIM技術(shù)與工程造價分析，可以形成一個基于BIM技術(shù)下的工程造價軟件。BIM技術(shù)通過使用多種軟件，搭建起一個建模算量的平臺，在此平臺之上，管理人員可以直接建立水利工程模型，為工程的設(shè)計與施工提供相關(guān)的參數(shù)與數(shù)據(jù)，提高工程施工的質(zhì)量[3]。通過BIM技術(shù)建立的建模算量平臺是BIM的基礎(chǔ)應(yīng)用之一，BIM的技術(shù)應(yīng)用可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的運算與分析，并且可以提高計算與統(tǒng)計的效率，其計算方式快捷，能夠保證水利工程的管理水平。

（三）BIM 的應(yīng)用優(yōu)勢

工程數(shù)據(jù)的計算精準度高，BIM技術(shù)依據(jù)空間拓撲關(guān)系與3D運算法則建立一個參數(shù)化模型，進而加強水利管理。通過BIM技術(shù)所得出的工程數(shù)據(jù)是十分精準的，BIM會對所得出的數(shù)據(jù)進行精準的計算，可以有效的對工程造價進行控制；BIM技術(shù)信息具有時效性，其傳輸速度快，資料完整，是管理人員決策的一手資料；BIM技術(shù)有助于實現(xiàn)資源的共享，水利工程需要的工程資料較多，我們可以通過使用BIM技術(shù)對大量的工程參數(shù)進行匯總與儲存，更加方便工程數(shù)據(jù)質(zhì)量的共享，通過BIM建立一個數(shù)據(jù)量極大的信息庫，并且利用信息庫中的數(shù)據(jù)建立BIM模型，使信息的傳遞得到了極大的改善。

二、BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

（一）數(shù)字模型方面

地形模型是水利工程的重要組成部分，通常采用CIVI3D進行建模，建模能夠顯示出動態(tài)的填挖受體，為建筑的布置和施工提供場所。地面采用不規(guī)則的三角形網(wǎng)絡(luò)進行布局，英文縮寫為TIN，是指按照一定規(guī)律在相應(yīng)的地形上布置縱方向不相交的三角網(wǎng)絡(luò)，用平面展現(xiàn)曲面，使地形的起伏變化觀察更為直接。

（二）動態(tài)填挖方面

地形填挖是水利工程的基礎(chǔ)工作，環(huán)節(jié)較為繁多，在實際工作中，首先要調(diào)查填挖地周圍的地形情況，考察，再進行邊坡和大壩設(shè)計，然后把設(shè)計好的方案以堆疊方式放回地塊中，找到原始曲面與設(shè)計曲面的交線，根據(jù)設(shè)計需要進行填挖，鏟除多余邊坡，力求設(shè)計曲面施工能夠盡量與原始地形相貼合[4]。

（三）動態(tài)實體模型

隨著施工進程發(fā)展，水利工程中的壩體形態(tài)會有相應(yīng)的改變，因此要想設(shè)計合理的方案，就必須提前模擬動態(tài)模型建設(shè)。模擬建設(shè)必須將其三維實體模型先用混凝土澆灌成塊體，由于材料不同，建筑塊所需的時間、輔助機械等也不盡相同[5]。實際工作中，通常采用cad建模方法表現(xiàn)土壩實體，再將成品圖形分割成眾多壩段。保持其獨立性，在獨立基礎(chǔ)上進行聯(lián)系，根據(jù)數(shù)據(jù)信息進行三維繪圖。

（四）實體建模方面

由于土壩壩底形狀不規(guī)則，通常是曲面，因此在三維實體模型建立時，應(yīng)該用到Rhino軟件，根據(jù)不同的材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)經(jīng)營合理的規(guī)劃分區(qū)，在運用軟件開始構(gòu)造模型，為了仿真化模型，保證動態(tài)演示的正常進行，還要按照分區(qū)化填筑層，實現(xiàn)可視化模型建立。如溢洪區(qū)域、隧道等部分的繪制，都可以借助于BIM技術(shù)，根據(jù)其提供的參數(shù)特點進行建模，如CAD、3DMAX等工具，最后進行渲染，使模型建立更為逼真。

（五）運營維護方面

BIM的集成數(shù)據(jù)庫功能，能夠幫助水利工程運營維護方面進行管理，如保修服務(wù)的迅速回執(zhí)，為降低運營成本提供可靠、精確的數(shù)據(jù)支撐。在BIM模型上可直接調(diào)取所需信息，如維護情況、使用年限、區(qū)域位置等，對于即將報廢的水利建筑能夠起到提前預(yù)警的作用，有關(guān)部門在BIM提醒下能夠及時對相關(guān)構(gòu)筑停止使用或進行修理，避免塌陷災(zāi)害對使用者帶來的傷害[6]。BIM技術(shù)還能直接通過自身系統(tǒng)對水利建設(shè)彼此的位置關(guān)系進行判定，為日常維修和設(shè)備的更換提供方便[7]。由于BIM技術(shù)可以觀察動態(tài)建模，在實際應(yīng)用中，還能夠模擬天然災(zāi)害，找出最佳逃生路線，保證人民的生命財產(chǎn)安全。

結(jié)束語：

BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，為設(shè)計者、施工方提供了良好的交流平臺，以其自身實時共享、操作便捷等優(yōu)勢，得到了更為廣泛的應(yīng)用。水利工程荷載物具有流動性，BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠進行實時模擬，無論是設(shè)計、建設(shè)還是后期維護與預(yù)防，都為提高水利工程質(zhì)量起到了重要作用。

參考文獻：

[1]曾一烜. 淺議BIM技術(shù)在建筑水電安裝工程質(zhì)量監(jiān)督中的應(yīng)用價值[J]. 福建建設(shè)科技， 2018， No.160（3）：78-79.

[2]黃強， 韋鐵. BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用——以邕寧水利樞紐船閘工程為例[J]. 廣西水利水電， 2017（4）：42-45.

[3]張超， 洪向華， 王?？? BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用實踐——以涵閘建模為例[J]. 江蘇水利， 2016（1）：63-66.

[4]張皓源， 楊宇飛. BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的應(yīng)用探究[J]. 江西建材， 2015（8）：94-95.

毛擁政， 補舒棋， 付登輝， et al. BIM技術(shù)在引漢濟渭工程三河口水利樞紐勘察設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計， 2017（9）：158-161.

[5]鄭瓛， 陳龍， 邸南思， et al. BIM技術(shù)在界牌水利樞紐金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計， 2018（2）.

[6]趙淵， 吳鵬程， 傅瑜. 上海國際航運服務(wù)中心西船閘工程BIM技術(shù)的實踐與應(yīng)用[J]. 港口科技， 2014（11）.

[7]毛擁政， 補舒棋， 付登輝， et al. BIM技術(shù)在引漢濟渭工程三河口水利樞紐勘察設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計， 2017（9）：158-161.

作者簡介：

李靜（1987-）女，漢，黑龍江哈爾濱，碩士，講師，研究方向：水利水電工程應(yīng)用.

*課題名稱：BIM技術(shù)在水利工程方面應(yīng)用的探索，院級課題編號：NZ2018D20