摘要：水利工程本身是一个非常大的建设项目，再加上野外工作，复杂多变的地形条件会给水利工程的建设带来困难，在建设过程中产生的工程信息非常大。传统的施工方法已不能满足工程施工质量的要求。因此，在施工过程中，人们开始利用现代计算机技术，通过建立模型，模拟真实环境，获取相关数据，分析参数，解决实际问题。由于计算机技术受外部因素影响较小，现代计算机技术的工作方式可以保证水利工程的质量和精度。
关键词：BIM技术；水利工程；应用研究
水利工程有多种特殊和复杂的环境和设计特点，这些特点的存在还会导致水利工程管理工作相当容易画信息和计算工作是不准确的现象，在水利工程项目管理和水利工程建模，应用程序可以有效地避免这些问题的发生。因此，探索BIM技术在水利工程中的应用，对提高水利工程的管理水平具有重要意义。
一、水利工程建筑物BIM模型的构建
建立一个真实描述工程设计的数字信息模型，是实现可视化仿真技术的基础。水利工程与普通建筑工程不同的特点，其建模顺序、方法、要求也有所不同，目前一些地方相关部门对于建筑工程运用BIM技术出台了相关规定，但还没有针对水利工程相关规定，
1.根据BIM技术主导方的需要确定模型应用阶段，进而确定建模精度。水利工程模型精度划分还未有详细界定，可以参照建筑项目BIM模型精度划分。BIM模型精细度越高，包含参数信息越多，花费人力、时间越多，同时，受制于现阶段BIM技术水平，综合考虑水利工程受气候影响大、工期长的特点。施工图阶段设计信息详细，可根据设计信息完成水利工程设计地形、建筑工程、施工临时工程和关键节点的建模，为设计碰撞、进度管理、技术交底等提供参考。后期的信息化管理也可在该精度基础上进一步完善。
2.了解工程概况，搜集各专业完善的CAD图纸，认真阅读设计总说明，了解工程建设具体要求。
3.进行人员分工，各自做好项目分解。水工建筑物的型式、构造和尺寸，与建筑物所在地的地形、地质、水文等条件密切相关，设计选型独特，各构件不具有通用性。构件在BIM建模过程中称为“族”，通过建模的实验证明，水利工程BIM建模应以族为单位建立各构件，最后将各构件进行拼装形成完整的水工建筑物模型。因此，水利工程建模工作开始之前，首先要对水工建筑物以可划分为族的构件为单位进行项目分解。由于BIM软件本身的限制，在对建筑物进行族的划分时，应尽量分解到最小单元，方便后期施工模拟的进行。
4.对于模型进行图形管理和信息管理。图形管理主要包括模型配色和线型要求，模型信息管理主要包括模型的几何信息和非几何信息，几何信息包括形状、尺寸、坐标等。非几何信息包括项目参数、设备参数、生产厂家、成本价格、运维信息等。
5.采用BIM软件，结合各专业图纸严格按照设计构建BIM模型，在建模过程中发现的图纸问题，要对图号、轴网等进行详细记录。经相关单位同意后，对原设计错漏问题进行修改的，修改前后模型都应保留。
6.BIM模型质量审核。BIM模型建成以后，要进行质量审核。审核内容包括：模型是否达到最初设定的建模标准；构件定位是否准确；关键节点是否与图纸一致等。
二、水利工程特点
1.水利工程地质、地形模拟需较高精度。水利工程中地质、地形的模拟非常重要，无论是水闸、泵站，还是海堤、堤防工程，地质关系到结构的整体稳定安全；地形关系到土方的准确。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆BIM技术的显著特点就是可视化，利用BIM技术把地形资料和地质资料整合成BIM模型，使地形、地质和结构联系起来，布置运输通道、临建等设施，在设计工作中可发挥积极作用。
2.施工放样精度要求高。无论是泵站的异形流道，还是水下基槽开挖，水利工程对施工放样的精度要求甚高。BIM技术之前的放样通常通过二维平面图纸进行，精度存在一定的损失。BIM技术给设计精度带来了革命性变化，真正做到了精度准、效率高。由于BIM数据库的数据精度达到构件级，是通过实体建模技术建立，无论是复杂的流道，还是异形的构件，都可以高效得到。
3.专业较多，对图纸的协调性要求高。施工图纸审核在施工技术管理中非常重要，BIM技术是施工图纸审核最有效的方法，通过BIM建模过程，对水利工程总图、工艺、结构检查其是否相符、水工总图与配套工程是否衔接、内部结构与机械系统设备有无矛盾、图纸尺寸及高程有无错误等，充分理解设计意图，及早发现设计缺陷。
4.水闸、泵站启闭合理性要求高BIM技术提供的完整工程信息模型可加深对工程全貌和重难点分项工程的理解。三维可视化功能再加上时间维度，可进行虚拟模拟。通过虚拟模拟技术可在水闸泵站启闭合理性方案确定上提前预测，发现问题，制定最优的启闭方案。
三、BIM模型的应用
1.BIM模型应用行土方量计算。水利工程建设通常土方量大，而计算的精度对于工程量影响较大，利用数字模型能够看到三维效果，也可以将其应用于土方计算，绘制横断面等。基于BIM技术进行土方量计算，需要建立与实际情况完全相同的模型。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。
2.水工建筑物体应用BIM模型。水程工程枢纽布置的主要任务是确定建筑物体在高程与水平面的布置，枢纽布置会对施工场地布局产生影响。枢纽中不同建筑物体之间相互位置确定，对于临时设施确定最佳位置，设备运输等都有重要意义。在方案选择环节建立模型，结合到实际地形的BIM模型，从而形成整体项目沙盘。决策人员能够直观了然不同建筑物体之间，建筑物体与地形之间的相互关系。由于模型可以在空间内随意移动，当某一种位置出现变化时能够引起一系列的变化，不同的决策可以形成不同的沙盘。建筑物体的信息模型可以将其理解为完整单一的信息数据库，建立完整的数据信息，使构件参数化，从而实现项目管理与技术信息化。就前者而言，施工的过程中需要不同方面相互协作，不同专业与职责施工主体需要交流与共享相关信息。模型所含有的数据信息能够实现档案的关联化与可视化，最终实现高效化管理，从而使建设环节信息共享与交换，集成化管理有了标准与规范化的平台。利用BIM技术建立中央存储库，能够对项目整体生命周期内信息管理模式进行改变。水利工程项目施工周期长，项目投资大，并且人员流动性强，隐蔽工程信息流失较为严重，基于BIM技术建立管理平台，则可以确保信息的完整性，可追溯性与准确性。而基于此技术的应急管理工作预防、警报与定位，能够在事故发生后在有效的时间内采取救援措施。就技术信息化而言，由于水利工程施工环境条件复杂，工程难度大，工程量大，而目前应用的水利施工技术水平较低。BIM技术其实质是信息库，对建筑物体的功能进行描述，模型在工程设计与施工过程中支持不同的应用。对于一项工程而言，完整应用BIM技术，不只是虚拟的可视化模型，同时也可以是施工顺序与任务的可视化，对于施工进度计划与任务安排有着重要影响。模型自身所包含的关于建筑物体的信息与相关数据库相连接，对于项目前期投资控制工作开展非常有利。模型的精细度级别越高，对项目成本进行计算获得的结果就会越精确。
总之，水利工业的发展需要技术的支持。将BIM技术应用到水利工程建设中，可以在不同的环节发挥不同的作用。从而保证水利工程建设工作的质量，全面发挥正常的功能，为社会经济发展服务。
参考文献：
[1]孙鹏.浅谈BIM技术在水利工程中的应用.2017.
[2]唐爱萍.BIM技术在水利工程中的应用探讨.2018.
论文作者:张建翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：水利工程论文; 模型论文; 技术论文; 建模论文; 信息论文; 精度论文; 地形论文; 《基层建设》2019年第15期论文;