【关键词】BIM 技术；水利工程；应用
一、BIM 技术概述
随着我国互联网信息技术的快速发展，与水利工程行业相关的科学家和学者们对BIM 技术的研究也越来越深入，从而推动BIM 技术在水利工程建设中的运用也得到了快速发展。经过对近一千篇与BIM 技术和模型相关学术报告、论文的研究分析发现BIM技术对水利工程的建设和管理方面起到重大作用：第一，是以张建平等为主的专家学者们自主研究开发出在水利工程的实际作业中建立 BIM模型系统和在利用 BIM 技术的基础上对施工项目进行有效管理的一系列相关软件。第二，BIM 技术可以将水利工程的施工过程制作成三维模型，并以数字化的形式呈现，这不仅方便工程管理人员对水利工程进行数字化查询，还可以对水利工程的设计进行一些关联修改，从而保证工程质量，降低图纸信息的繁杂，也更有利于工程设计者之间的交流和沟通。第三，可以通过 BIM 技术对水利工程施工过程中的关键节点进行施工示范，从而科学有效的指点施工工人进行有序操作，提高施工工人的整体素质，使水利工程得到质的提高，同时也能减少亲到现场示范施工带来的时间浪费，提高其效率；也更有利于水利工程施工完成后的运营管理和监督。第四，通过绘制与水利工程相关的地理环境信息图，利用 BIM 技术水利工程的建筑物建立 BIM 模型，对施工工程的关键点进行质量掌控。同时将水利工程的管理与高度发达的通讯信息技术相结合，即通过数字查询的方 法对施工现场进行可视化的管理，从而优化水利工程的施工过程。
二、BIM 技术的价值体现
在水利工程的建设过程中，应用 BIM 技术可实现项目管理的信息化，其能通过三维渲染，给施工人员提供更为直观与真实的视觉冲击，以便于施工人员对水利工程的大概有一个具体的了解。其次，BIM 数据库的创建，能够有效提高施工预算的精准度，促进施工管理效率的提高。并且，BIM 技术的使用能够让相关管理者快速准确的获得工程建设数据，在为施工单位制定出精细化的施工计划与施工材料的同时，大大减少了人力、物力、财力的浪费，避免了资源的过度消耗。另外，BIM 数据库的构建还能在任一时点上实现工程基础信息的快速获取，并通过对项目计划与实际施工中的消耗量、資金费用进行多算对比，从而能准确了解到水利 项目的构建是否超过预算，消耗量是否超标，最终实现对项目成本风险的有效管控。最后，三维可视化是BIM技术最为直观的特点，利用 BIM 技术的这一特点，可以将在水利工程的施工前期对整个项目进行碰撞检查，及时发现工程项目中的不足之处，并采取合适的措施，减少在水利工程施工阶段可能存在错误损失或返工的可能性，从而确保工程的优化性，促进水利工程施工质量的提高。
三、BIM 技术在水利工程工程造价方面的优点概述
采用 BIM 技术支持下的设计软件，能够搭建一个设计、施工、造价、运营一体的协同交流平台，从而不仅便于各个阶段各个岗位人员的相互沟通和协调，而且可以更便捷地进行设计方案的调整，大大提高了项目建设的效率，缩短项目建设的周期。例如设计人员可以直接利用BIM 技术实现二维绘图向三维建筑模型的转换，并直接绘制相应的布置条件图。总而言之，通过对 BIM 的应用，显著提高了工程造价管理的科技水平，同时也加快了工程造价改革的进度，目前越来越多的水利工程项目采纳 BIM 技术，并以此来加强协调设计，在更大程度上推动了水利工程全过程运行的效率和质量。
四、BIM 技术在水利工程施工过程中的应用
1、BIM 技术与施工安全
安全性对于任何领域而言都十分重要，对于水利工程施工来讲更是如此。传统的施工技术在保证施工安全方面起到了一定价值，但具体施工过程中的安全事故却仍然时有发生，在这一前提下，BIM 技术应运而生，并以其巨大的优势得到了工程施工领域的重视。在 BIM 技术下，对施工安全的控制主要通过虚拟的安全控制系统来实现，这一系统的优势在于能够实现对施工过程的实时监控，并及时的对安全隐患进行反馈，不仅节约了人力资源，同时也提高了安全控制的精确度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆需要注意的是，BIM 技术在提高施工安全方面的价值并不仅仅局限于施工过程中，在施工完成之后，同样需要在固定的时间内对工程安全方面的问题进行检查，这是提高工程质量、延长其使用寿命的一个主要措施。
2、基于 BIM 技术的可视化仿真
施工相对于传统技术而言，可视化是 BIM 技术的一个主要应用优势，在水利工程施工过程中，基于BIM 技术的可视化仿真施工已经成为了主流趋势。可视化仿真施工需要在应用 AutoCAD 等软件 的基础上实现，而通过相应软件的应用，工程将会以整体的形式体现在工作人员眼前，这对于工作人员从全局出发控制施工能够起到极大的促进作用。水利工程的可视化仿真施工需要依靠具体的施工模型来完成，施工模型的构建主要体现为以下方面：首先，数字化地形模型的构建是展开施工的基础。在正式开始施工前，工作人员需要对施工当地的地形进行考察，并通过可视化仿真过程将其以三维模型的形式体现出来，从而为施工过程提供参考。其次，地形动态填挖对于工程施工而言也较为重要，其主要作用在于实现地形填挖的科学化，从而为工程施工提供更加便利的条件。再次，使用时间的延长会导致混凝土坝实体出现形态方面的变动，鉴于这一问题，工作人员必须严格构建混凝土坝实体动态模型。最后，土石坝实体的构建也属于可视化仿真施工的一个主要部分，因此也必须利用 BIM 技术对其进行详细的构建。
3、在动态填挖方面
地形的动态填挖有很多的环节，首先需要确认由填挖边坡和大坝地面构成的设计曲面，其次就需要把设计曲面以放坡的方式叠加到原始的地形曲面，取得设计曲面和原始曲面的交线，最后再沿着原始地形曲面的相交线切除填挖设计曲面中的部分，并除去填挖曲面交线的多余边坡，以达到最完美的设计曲面与原始曲面的融合。
4、在实体建模方面
土石坝的坝底通常是不规则的曲面，所以其三维实体模型的建立需要用到 Rhillo 软件。第一步就是需要针对不同的填筑材料及各部分的结构、形态及功能的不同分出不同的区域，然后运用 Rhillo 软件会指出土石坝的分区实体模型。为了可视化仿真系统中的土石坝施工过程动态化演示功能的实现，分区间的填筑料数量和施工进程都需要按照计划分割成众多的填筑层，才能得到真正可视化仿真系统中的土石坝模型。
5、在数字模型方面
水利水电工程的重要组成部分之一就是数字地形模型 （DTM），DTM 采用了 Ci、Civil3D 软件进行建模，能够为建筑物的布置和施工提供活动场所，是地形动态填挖的受体。地形表面一般使用不规则的三角网格（TIN）进行表达，TIN 是指运用分散的地形点按照一定的规律构成的一种不相交的三角形网，其以平面逼近曲面的方式，能够充分地展示出地形的高低起伏变化。
结束语：
综上所述，水利工程建筑物选型独特，技术复杂，设计效率低，
且参建各方信息共享水平低，通过引入BIM 技术建立水利工程信息模型，可有效解决这些问题。同时，基于BIM 技术的土方量计算严密科学，方便修改，弥补了水利工程中传统土方算量方法的不足， 提高了土方量计算的精度和效率，并在计算土方量的同时生成地形模型，为项目的方案决策奠定了基础。实践证明，BIM 技术在大型水利工程的方案决策阶段能提供完整、可追溯的沙盘模型，对及时发现枢 纽布置不合理，防止返工，缩短工期，节约成本资源具有重要意义。
参考文献：
[1] 张超，洪向华，王海俊 .BIM 技术在水利工程中的应用实践――以涵闸建模为例 [J]. 江苏水利，2016（1）：63 ～ 66.
[2] 冯旭 . 水利水电工程可视化仿真中 BIM 技术的应用分析[J]. 自动化与仪器仪表，2016（3）：214 ～ 215.
[3] 张绍庆 .BIM 技术在水利工程项目建设中的应用探讨 [J]. 住宅与房地产，2016（24）：130+132.
论文作者:郑国军
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷23期
论文发表时间:2020/4/3
标签：水利工程论文; 技术论文; 曲面论文; 模型论文; 地形论文; 工程施工论文; 水利论文; 《建筑实践》2019年38卷23期论文;