王亞飛

摘要：水利信息化建設(shè)為水利勘測、規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理等相關(guān)工作提供了有力支撐，然而隨著水利信息化水平的不斷提高，也暴露出一些問題，如水利信息系統(tǒng)普遍存在數(shù)據(jù)傳輸效率低、數(shù)據(jù)共享困難、技術(shù)手段單信息資源不足、決策分析能力弱等特點。本文對BIM+GS技術(shù)在水利工程領(lǐng)域的應(yīng)用進行了分析研究。

關(guān)鍵詞：水利工程;信息化; BIM+GIS

1、引言：水利工程信息化是指充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和利用水利信息資源，實現(xiàn)水利信息的采集、輸送、存儲、處理和服務(wù)的現(xiàn)代化，全面提升水利事業(yè)活動效率和效能的過程，包括海綿城市、水文水資源監(jiān)測、水庫一體化管理、防洪監(jiān)測、地災(zāi)及結(jié)構(gòu)體安全監(jiān)測等內(nèi)容，加強水利信息化建設(shè)。因此，推進水利工程信息化勢在必行。本文詳細介紹了GIS在水利工程中防洪減災(zāi)、水資源管理、水環(huán)境、水利水電工程建設(shè)和管理等方面的應(yīng)用;然后從貫穿水利工程全生命周期的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維四方面詳細說明了BIM+GIS技術(shù)運用到其中的優(yōu)勢，研究結(jié)果可為BIM+GIS與水利工程融合的研究提供理論參考。

2、BIM在水利工程信息化中的研究與應(yīng)用

2.1利用BIM可視化的特點，提高工程效率。將BIM技術(shù)運用到水利工程的全生命周期，無論在設(shè)計階段還是施工階段都可以為項目管理人員提供三維可視化的工程模型，改進了傳統(tǒng)的運作方式，提高工程的效率，節(jié)約時間成本。例如用BIM軟件Revt設(shè)計繪制水閘的模型圖，可以極大地提高作圖的效率，且 Revit建模生成的平面圖與立面圖一一對應(yīng)如若修改某處，另外的圖也隨之改變，消除了人作圖帶來的誤差，節(jié)省了設(shè)計變更成本，縮短了工程周期。又如，基于BIM技術(shù)構(gòu)建模擬BIM系統(tǒng)和實時BIM系統(tǒng)平臺，將此平臺應(yīng)用到土石壩工程施工中時，可以有效解決前期結(jié)構(gòu)碰撞問題，減少了溝通協(xié)調(diào)的工作量，在施工過程中根據(jù)進度、資源、成本實時修正模型，竣工后還可以生成竣工模型，為后期的運營維護提供支持。

2.2利用BIM信息化特點，提高工程管理水平

相較于以往的工程管理方式，BIM技術(shù)可加入時間維度預(yù)先模擬施工，使項目管理人員對整個工程有全面的了解，對實際施工過程中的質(zhì)量和進度都能很好的把控，如出現(xiàn)問題時則可迅速提出應(yīng)對方案，全面提高工程的綜合管理水平。例如將BIM4D施工進度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到某水源地建設(shè)工程中，精確實現(xiàn)了進度目標的分解細化，逐步落實，能時對比分析已完成進度并進行糾偏，同時質(zhì)量信息和安全信息的融入也加大了對質(zhì)量和安全的把控，協(xié)助項目管理人員科學決策18或?qū)IM技術(shù)運用在內(nèi)河航道項目的設(shè)計及施工階段，解決了傳統(tǒng)圖紙難以直觀表達設(shè)計意圖且易出錯的問題，同時優(yōu)化施工流程，實現(xiàn)從設(shè)計到施工的無縫連接，保證施工質(zhì)量和速度。

2.3基于BIM技術(shù)的水利工程運維管理信息化系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

基于BIM技術(shù)研發(fā)的運維管理系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)中提取出需要的信息，直接應(yīng)用于管理、維護，避免以往現(xiàn)場采集信息、傳遞信息帶來的時間延遲和信息丟失，解放人力如將BIM技術(shù)運用在某運河水利樞紐工程的運維管理中，設(shè)立在線監(jiān)測、視頻監(jiān)控、報警管理、維修養(yǎng)護等模塊整合各階段、各專業(yè)的數(shù)據(jù)提高水工建筑物與水情管理的可視化程度和業(yè)務(wù)協(xié)同水平。BIM技術(shù)減少了碰撞情況的出現(xiàn)，加快了水工結(jié)構(gòu)運作全周期無紙化進程，并具有很強的可移植性能夠快速推廣，工程量管理、進度管理的功能，解決了長距離引水工程建設(shè)管理中的可控性弱、信息資源不對稱、溝通效率低等問題.依靠BM技術(shù)及GS軟件的二次開發(fā)建立的動態(tài)可視化信息管理系統(tǒng)可以展示施工過程中各施工單元的復雜空間邏輯關(guān)系，并進行建設(shè)全過程的動態(tài)仿真;及時與各個建設(shè)單位共亨圖紙、進度、材料等信息;實現(xiàn)工程計劃的查詢與實際進度信息的實時錄入，便于調(diào)整施工進度。

3、在水利水電工程建設(shè)和管理方面的應(yīng)用

利用GIS技術(shù)強大的空間分析和圖形展示功能，能夠直觀地傳達工程建設(shè)過程中建筑設(shè)施的空間位置關(guān)系及屬性信息，動態(tài)化的施工過程模擬也以更好地把控施工進度，以免延誤工期將GIS應(yīng)用于水利水電工程建設(shè)和管理中可以開發(fā)各種可視化系統(tǒng)，如施工導截流三維動態(tài)可視化演示系統(tǒng)、地下廠房施工動態(tài)演示系統(tǒng)、混凝土壩施工全過程三維動態(tài)演示系統(tǒng)、水利水電工程施工總布置可視化動態(tài)演示系統(tǒng)等。

3.1在防洪減災(zāi)方面的應(yīng)用

GIS技術(shù)的運用使得防洪防汛減災(zāi)工作條理清晰，抓得住重要節(jié)點，提高了應(yīng)急指揮的科學性和實效性及各部門快速響應(yīng)和協(xié)同解決問題的能力，獲得了良好的社會和經(jīng)濟效益例如將GIS技術(shù)運用到防洪、防汛以及抗旱減災(zāi)中，結(jié)合RS，GPS及三維可視化技術(shù)建立相關(guān)的防汛減災(zāi)指揮系統(tǒng)，為各種水利信息提供了直觀的展現(xiàn)方式，提高了緊急情況下的資源調(diào)度效率，同時為日常管理和防洪除澇抗旱的科學決策提供有力的支撐。

3.2在水資源管理方面的應(yīng)用

GIS技術(shù)的運用減少了人力物力的消耗，也提高了方案的可實施性，同時確保地下水資源具有開發(fā)價值，利于實現(xiàn)投資效益最大化將GIS技術(shù)運用到水資源管理中，如結(jié)合RS收集來的數(shù)據(jù)，利用GIS的可視化及空間分析能力，得到地表水資源的分布情況、水資源的預(yù)測情況、水資源保護與規(guī)劃方案;利用GIS技術(shù)進行地下水資源勘察、地下水水質(zhì)水量評價、建立地下水層級模型，模擬地下水污染流向等。

3.3在水環(huán)境方面的應(yīng)用

GIS在水環(huán)境方面的運用集中在流域水環(huán)境數(shù)據(jù)庫的建立及非點源污染預(yù)測，兩者充分運用了GIS的地形分析、疊加分析等功能如基于 ArcGIS軟件建立的水環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)，對金雞湖水環(huán)境進行實時監(jiān)測并在數(shù)據(jù)處理后得出綜合性評價，GS技術(shù)對于該系統(tǒng)的運行起到了重要作用。在非點源污染預(yù)測過程中通過GIS平臺能自動生成、提取和分配水境非點源污染模型所需要的大多數(shù)參數(shù)，極大地提高效率和準確性，對水土流失治理及水污染治理起到指導作用。

4、BIM+GIS融合在運維階段的應(yīng)用

運維管理中運用已建好模型結(jié)合當?shù)氐匦蔚貏?，模擬洪水淹沒場景，設(shè)計最便捷的災(zāi)害逃生路線，并在路徑中設(shè)置防火防水閘門，安裝檢測和報警器，將其入整個水工結(jié)構(gòu)的智能管理系統(tǒng)中，加強日常監(jiān)控維護也可將BIM數(shù)據(jù)集成到GIS平臺，進行航道整治工作，能夠直觀高效地參與工程全方位信息的查詢和管理，實現(xiàn)了控制點坐標和高程標注整治建筑物模型管理、模型多視口表達的功能，提升整治工程各個環(huán)節(jié)的精細化管理水平

結(jié)語：近些年，“BIM+”模式已漸漸成為主流，將多種技術(shù)融合使用更符合工程實際，有利于復雜問題的高效解決，BIM+GS就是其中之一BIM+G1融合技術(shù)已在多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是在水利工程方面研究和應(yīng)用較少，BIM+GIS融合技術(shù)可以為水利工程建設(shè)提供多方面的便利，是未來發(fā)展的主要方向。

參考文獻

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