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摘要：本文对水利工程建设与管理中BIM技术的应用与实践进行了探讨，文章从阐述BIM技术的使用优势入手，进一步分析了BIM在我国水利工程建设和管理中的发展历程，最后提出了水利工程建设与管理的不同阶段BIM技术的应用策略。
关键词：水利工程建设与管理；BIM技术；使用优势；发展历程；应用策略
前言
生态水利工程建设是一个涉及多学科知识、多类型技术的复杂工程领域，其存在目的是保证水域生态系统的健康与可持续性需求，同时，还能满足人类社会的需求。为保证水利工程得到科学建设，就需要对BIM技术等现代化工艺进行合理利用。
1.BIM技术的使用优势
将BIM技术运用于建筑施工与项目管理等一系列工作领域，其首要优势表现在可视化程度高方面。在对BIM技术进行运用的过程中，可以借助3D虚拟手段形成与工程相关的科学模型，方便设计人员掌握更准确的、直观的与工程实体相关的数据资料，以此为依据，技术构建相应的建筑模型，为相应的设计人员提供了可靠的参考数据。不仅如此，BIM技术还能对工程项目所在地区的地理环境等展开模拟，这就有助于负责工程管理的工作人员更全面、准确地把握施工过程中可能会遇到的安全与质量隐患，进而提出与之相对的合理的风险防控、问题解决措施。在工程管理方面，也可以借助BIM技术，对工程建设前期、施工中与后期的一系列信息进行全面、实时采集与更新，进而方便工作人员就当前的实际情况调整管理策略，对管理效果进行持续的优化。
2.BIM在我国水利工程建设和管理中的发展历程
随着社会的进步，BIM技术在我国也发展到了一定的水平，从其发展历程看，主要包括三个阶段。其一，提高设计效率和质量阶段，此时水利工程设计进入三维模型时代，逐步实现了水利工程三维真实建模，基于三维设计模型的工程仿真（CAE）和基于三维设计模型的碰撞检查，剖切出图等。其二，BIM资源整合阶段。随着水利工程行业的进步以及相关施工技术工艺的持续发展，BIM技术在水利工程建设与管理领域也得到了更广泛的运用，衍生出了更成熟的模式，甚至创造了全新职业——BIM工程师，工程师通过合理利用4D工程进度模拟、5D工程量计算和可视化验收等技术手段，提升工程建设与管理效率。其三，BIM价值重新发现阶段。目前，BIM技术在工程建设中的应用开始表现出更多维、多元的特征，它从单一的技术使用逐步扩展到更为全面的服务体系的建设上，可协调利用VR、AR、MR以及GIS、AI等技术，构造更完善的信息化工程建设与管理体系。
3.水利工程建设中BIM技术的应用
3.1运用BIM技术绘制施工图纸
在正式进入水利工程建设的施工阶段之前，必须对其图纸进行精心绘制，明确施工中的各个流程与操作要点，提前对施工可能遇到的问题进行预估与防患处理。在这个图纸绘制过程中，BIM技术可以针对土方计算、基建结构设计、水电设备组装等形成科学的模型，对其各类主体工程的施工、设备的安装等给予明确的标识，这样就可以对后期施工人员的作业形成具体的规范性指导，提升后期作业的效率。
3.2地形BIM模型的土方量计算
水利工程地形条件复杂，挖填土方量大，可以利用BIM技术计算土方量。首先，可利用无人机获取原始地貌的初始数据，并将原始地貌数据导入Photoscan进行对齐照片、建立密集云、生成网格和纹理，从而形成初步的3D模型，并输出点云文件，加载到CAD软件中，将初步模型转化为具有高程的线模型。随后，将带有高程信息的CAD模型导入Revit中，在三维视图中形成一个原始地貌模型。与此同时，将得到的原始地貌模型的阶段设置为“现有”。接着运用“平整区域”命令，创建与现有地形表面完全相同的新地形表面，并根据已有的基坑沟槽二维CAD图纸，自行创建想要开挖到的地形表面。对于“新构造”的地形，软件会自动选择“新构造”与“现有”之间的土方体量，并且自动计算出土石方的挖方、填方与挖填方净值等等数据。
3.3枢纽布置建模
水利工程体量庞大、功能复杂、技术含量高，在施工过程中，项目部需要积极采用新技术新工艺，运用高强高性能混凝土、附着升降脚手架技术、管线综合布置技术以及BIM等手段，保证施工质量。例如，在梁柱复杂节点施工和机电安装工程两个方面，如果遇到梁柱节点处型钢柱与梁钢筋的布置和连接、柱箍筋的布置以及钢梁与钢柱的连接等施工难题，可利用BIM技术单位对梁柱复杂节点处进行建模、优化关键节点钢筋排布，制作施工过程模拟动画，以确定最优化的施工工序及做法，也通过可视化加深工人对复杂施工做法的理解。
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图1 大坝及厂房三维体型建模
4.水利工程管理中BIM技术的应用
4.1建立健全施工管理技术体系
应用BIM技术，可用3D模型、组织浏览表、结构树、技术链等多种方式，更加直接地呈现出工程施工的系统特点和结构要点。除此之外，利用BIM技术建立的体系具有记录、追溯、查询等功能，可以结合水利工程施工的实际，真正将工程施工的进度、计划、管理和目标整合在一起，以动态化、数字化的方式实现对工程施工结构性、系统性、全面性的监督和管控。
4.2模拟施工现场及其外部环境
在水利工程的施工建设中，要关注工程的内部结构，及其整体与外在生态环境的关系等等问题。在对施工进行管理的过程中，需要结合特定的工程建设需要与现实环境，在三维模型中对实际的建筑工程信息加以模拟，并且对不同工程主体施工时可能遇到的问题加以研究，进而发现其中存在的风险隐患，并对具体隐患做出全面的分析与深入的研究，最终得到最理想的问题解决方案。例如，就水利工程建设与外在环境的关系看，因为客观环境的影响，可能会导致工程主体出现不规则沉降等现象，此时就要在BIM技术建模的工作基础上，对建筑结构与地基之间存在的力学关系有所把握，全面规避不均匀沉降现象的发生。
4.3实现施工协同管理
协同管理可以说是BIM技术使用过程中可以实现的另外一项重要功能，在其具体操作中，需要将BIM技术与“云端”技术等结合起来，以此方便不同专业领域的施工人员彼此联动，将各自的BIM模型统一上传至BIM设计平台，通过碰撞与自动纠错功能，自动筛选出各专业之间的冲突，帮助各专业施工人员及时找出彼此合作中存在的问题，实现信息的高效流通、共享与利用。
结语
综上所述，加强对水利工程建设与管理中BIM技术的应用与实践的探讨，意义重大。相关工作人员需要明确BIM在我国水利工程建设和管理中的发展历程，在此基础上对工程建设与管理中BIM技术的不同应用策略展开研究，运用BIM技术绘制施工图纸，开展地形BIM模型的土方量计算，完成枢纽布置建模，建立健全施工管理技术体系，模拟施工现场及其外部环境，实现施工协同管理。
参考文献：
[1]吴妍.BIM技术在水利工程中的应用分析[J].农村经济与科技，2019，30（06）：48+50.