张提 杨明珠 秦云辉

摘 要：水利工程作为民生工程，其工程质量受多方面的重视。BIM技术的发展和使用为水利工程提供了便利，使整个水利工程建设效率和质量都得到了提高。本文分析了BIM技术在水利工程中的应用现状、优势和限制，展望了BIM技术在水利工程领域的广阔发展前景，为BIM技术的推广提供借鉴。

关键词：BIM技术;水利工程;应用

中图分类号：TV541文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）29-0091-02

Abstract： As a people's livelihood project， the quality of water conservancy projects has received many attentions. The development and use of BIM technology has provided convenience for water conservancy projects and improved the efficiency and quality of the entire water conservancy project. This paper analyzed the application status， advantages and limitations of BIM technology in water conservancy projects， looked forward to the broad development prospects of BIM technology in water conservancy projects， and provided reference for the promotion of BIM technology.

Keywords： BIM technology;hydraulic engineering;application

隨着我国水利行业的快速发展，现代水利工程施工难度、信息沟通量、工程量和复杂程度不断增长。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术的出现为这些问题的解决提供了新思路和新方法。BIM不是一个软件而是一种理念，能渗透到工程的整个生命周期，进一步减少成本和容错率，提高整个水利工程建设效率和质量。BIM技术使水利信息化逐渐得到完善，设计理念和方案可行度更高[1]。BIM技术在我国水利工程中的应用还处于初级阶段，还有很大的使用空间，人们需要进一步研究和发掘，发挥BIM技术的最大价值，加快水利行业的快速发展。

1 BIM技术在我国水利工程中的应用现状

在水利水电行业中，BIM技术应用起步较晚，普及和应用的程度比较低。在我国，BIM技术大都应用于大型设计院，其基本上都成立了BIM研究团队，而一些小型设计院也开始尝试BIM技术与传统二维设计相结合的设计方式。“十三五”规划明确要求加快推进水利工程建设的信息化，到2020年，所有参与设计、建设的建筑工程项目企业必须具有应用BIM技术的能力。2017年，水利水电BIM联盟在中国水利水电勘测设计协会的领导下组织编制了《水利水电 BIM标准体系》，有力地促进了BIM的发展应用。BIM技术在我国水利行业主要应用于工程项目设计阶段，只有一部分项目使用BIM技术，其主要应用在规模庞大、地形复杂、施工技术难度大的水利工程项目中[2]，如向家坝水电站、糯扎渡水电站、白鹤滩水电站、锦屏二级水电站、溪洛渡水电站等工程。每个水利工程都有其唯一性，在有关工作人员和专家的努力下，BIM技术在水利水电工程中的应用发展有了显著的进步。

2 BIM技术在水利工程中的应用优势

2.1 可视化

BIM技术能够将建筑工程与设计参数相结合，形成一个三维立体的信息模型。三维模型将复杂的水利工程项目直观化，可以有效地弥补二维图纸的缺陷，三维模型可以为制图者与识图者提供更直观的视觉效果，让设计者用更高效的方法传递设计思路与意图。在传统的二维平面图中，部分参数和管理的认识不足会导致返工，而BIM技术可以大大减少这种现象。BIM技术具有可视化的特点，可以充分利用设计模型和行为模型一体化的工程内容，为工程项目建设提供更加方便的实践沟通工具。

2.2 协调性

协调性对于水利工程项目来说是重中之重。水利项目结构复杂，设计专业广。传统的设计是各个专业独立设计，缺乏专业间的交流，经常出现问题，因此会影响设计周期，耽误工期。而BIM模型包含各个专业的数据，实现了数据共享，让设计师能在一个数据环境下作业，设计师可以将本专业的设计成果及理念展现在模型中，让其他专业的设计师参考，发现问题，及时协商。BIM的协调性使得各个专业的人可以做到事前商量，大大提高了工作效率。

2.3 模拟性

数据与可视化模型结合，通过可视化模型，数据与现实世界被连接在一起。BIM技术通过虚拟的三维模型和集成数据进行工程的设计、建造和运营维护。集成在模型上的数据是核心，但要产生价值，人们需要可视化的载体，即三维模型，一切从模型出发来反映工程实际问题，保证数据与模型的同步一致性，最终使用数据来解决实际问题。通过协同平台进行的施工模拟及演示，预测后期施工可能发生的问题和变更，BIM模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，提供协调数据，保持模型的统一性。

2.4 优化性

水利工程建筑物的复杂程度大多超过参与人员的能力极限，而优化通常受信息复杂程度和时间的制约。BIM模型提供了建筑物的实际信息，包括几何信息、物理信息和规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在，帮助设计人员打破常规思维。整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程。

2.5 可出图性

经过优化、协调和改进，BIM建立的三维模型可以绘制出三维平面图以及剖面图、立面图等各构件的二维图纸，便于施工和施工模拟。BIM模型进行数据更改后，对应的图纸尺寸会发生改变，大大减少了变更产生的工作量，提高了工作效率。

3 BIM技术在水利工程中的应用限制

3.1 模型不通用

水利工程模型大、结构复杂，对系统平台配置要求高。水利项目并不能直接建模，一般先自建模型的构建族，然后根据项目轴网和标高确定构件位置，自行拼装成模型。设计单位的模型族库不会与其他单位共享，模型建立需要大量时间，时间成本过高，不同三维软件相通性不大，水利建模比房建要复杂得多。

3.2 时间、经济成本高

我国目前使用的BIM软件大部分从国外引进，适用性有待提高，且软件对系统平台配置提出较高的要求，技术引用成本也高。水利工程项目模型相对复杂，模型建立烦琐，三维软件设计费要高于二维设计，设计节奏慢，同等时间做的项目少，时间成本高，设计成本增加。很多设计人员没有充分掌握BIM技术，无法摆脱对传统水利工程设计施工的依赖，并不能将BIM技术优势发挥到最大，BIM技术无法在短期内产生经济效益，短期投资回报率低[2]。

4 BIM技术在水利工程中的应用

4.1 设计阶段

设计阶段，BIM技术侧重于精准建立和完善三维模型[2]。BIM技术用三维承载信息的模型取代二维图纸，能生成立面图纸和二维剖面图纸，重点细化关键点的图纸。三维设计软件可以详细地统计材料用量，这些数据在设计完成后可以一键生成，有工程量就可以出造价。施工模拟可以为后期施工和管理环节奠定基础。发现问题时，及时更改模型信息，同时更改施工图纸和工程量，减少设计变更，提高了水利设计人员的工作效率。

4.2 施工阶段

水利工程技术要求高、涉及环节多、施工工艺复杂，一般难以保证工程质量。为有效指导现场工人科学有序地施工，有必要运用BIM技术对项目关键节点进行施工放样。BIM技术可以使施工人员及时了解水利工程的整体概况、施工工艺、构造形式及工程进度等[2]。施工前期，利用BIM模型信息，做施工进度预测，提前发现施工中潜在的问题，要及时解决问题，降低因施工返修与整改造成的经济损失，可以根据模拟合理规划施工细节。同时，要尽可能缩短工期、减少返工和提高工程质量，为水利工程的后期运营管理和施工交底提供保障。

5 结语

水利工程具有规模大、多方參与、多专业协同、施工技术难度大、生命周期长等特点[2]。BIM作为一种全新的设计方式，在水利工程设计中取得了丰硕的成果，发挥了三维建模和全过程管理的优势。尽管BIM技术限制与优势共存，但随着经验的积累，BIM技术仍能发挥强大的优势，提高水电行业设计效率，减少设计错误，提升设计质量。

参考文献：

[1]张学森，黄琳琳.BIM技术在水利工程建设中的应用研究[J].工程技术研究，2018（13）：151-152.

[2]李建.基于BIM技术在水利工程中的运用研究[J].黑龙江水利科技，2019（5）：171-173.