水利工程勘察中BIM技術的應用

於文匯 新疆水利水電勘測設計研究院

BIM技術指的是一種三維模擬技術，它通過所獲得的數據信息，協同技術人員完成各項數字化處理工作。其作為新時期下的一種新型技術，已在水利工程勘察工作中得到了迅速的推廣與應用，并得到了業內人士的一致好評。另外，BIM技術是一款具有勘察、設計、管理等功能的數字化模擬軟件，能夠提高工程項目的建設效率和建設質量，進而實現不同數據信息之間的共享和交流。

1.BIM技術的概念

BIM是英文“Building Information Modeling”的縮寫，漢譯為建筑信息模型，BIM技術起源于美國，其在國外基礎設施建設中取得了巨大的成就，而在我國，BIM技術最早由香港引入。現在，隨著人們對BIM技術認識的不斷深入，對BIM技術的重視程度已經上升到了國家層面。但是，BIM技術并非僅僅指的是單純的三維模型，也不是某一種建筑軟件，它是一種既高效又快速的工作方法。BIM技術是將工程項目在建設過程中的數據信息轉化成三維可視化模型，并貫穿到工程項目的勘察、設計、建設以及運維整個工程項目的周期。

盡管BIM技術越來越受業內人士的青睞與喜愛，但卻在工程勘察中的應用較為少見。勘察作為水利工程項目建設中的一個重要環節，萬丈高樓平地起，缺了勘察可不行。因此，BIM技術在工程勘察中應用早已勢在必得。

2.水利工程勘察中BIM技術應用的優勢和特點

2.1 BIM技術應用優勢

（1）提高勘察工作的質量和效率。BIM技術應用于工程項目的勘察階段，可以提高勘察工作的質量和效率。BIM在勘察工作中的應用需要體現3D/4D的應用優勢，并不斷優化勘察設計方案，避免勘察現場無法監管現象的產生，進而自動完成勘察工作。另外，還促進了勘察工作的細致化與標準化，對現場資源的配置與管理都具有很大的優勢，實現機械設備、施工人員在不同施工環節中的合理調配。

（2）促進勘察工作的有序化管理。BIM技術在工程項目中的應用，使整個勘察過程變得更加有序化，保證了各生產環節之間的高效運轉以及勘察工作在計劃內完成。另外，BIM技術讓勘察工作更加透明。近些年來，由于勘察工作的監管不嚴導致的工期被延誤的現象早已屢見不鮮。不過BIM技術巧妙地解決了這一問題，也為高質量和高效率地完成勘察工作奠定了堅實的基礎和最準確的信息資料，這對工程項目的安全運營來說是最基本的保障。

2.2 特點

（1）三維設計。可根據3D模型自動生成各類圖形與文檔，并與邏輯模型緊密聯系，當邏輯模型發生改變時，與之相應的圖形和文檔也會產生改變，而勘察工作中所創建的對象出現變化時，與之相關聯的對象也會有變化。

（2）信息共享。共享勘察工作信息，各環節工作人員從BIM系統中獲取所需要的參數和信息，無需再錄入數據，避免數據信息的錯誤和冗余。

（3）協同合作。如果勘察階段的某個數據信息被修改，其他專業中的數據信息隨著也相應變化和更新。

3.水利工程勘察中BIM技術應用現狀

BIM技術在我國經過十多年的發展，已在眾多工程行業領域中得到了廣泛應用，目前已經形成了一套較為完善的體系，但體現在具體的應用過程中依然存在著數據信息表達不準確、專業之間不協調以及資源配置碰撞等的“不完美”的現象。而在水利工程項目中，業內人對在工程項目建設過程中產生的各類數據信息的準確性要求越來越高，這種“不完美”與“高要求”之間的矛盾，則成為了促進水利工程項目勘察設計工作不斷向前發展的主要推手。因而，BIM技術在水利工程行業領域中實現了迅速的推廣與應用，促使大部分的勘察設計人員也正在逐漸使用BIM技術，促進工程勘察工作的順利開展。

BIM技術是在三維數字模型的基礎之上，搭建和完成工程項目各個施工接單數據信息的工程模型。比如在水利工程項目中，監理方、業主方、管理人員以及利益相關者通過三維數字模型插入和提取、更新和瀏覽各類數據信息，以此正確反映各自職責范圍內的作業內容。水利工程項目是與機電安裝為一體的綜合性項目，通過BIM技術的應用，能夠搜集工程項目全生命周期內各個施工階段的數據信息，進而解決信息與信息之間的溝通與協調問題，為勘察工作奠定基礎。

4.水利工程勘察中BIM技術的應用

勘察是水利工程項目建設的基礎和重要環節，而現有的工程勘察依然借助的是傳統的二維CAD模型構建，并以柱狀圖、鉆孔平面信息、表格以及刨面圖等的方式作為項目建設的理論依據，這也是導致施工人員對信息獲得不夠形象和具體的重要因素。以下筆者重點從BIM角度出發，就水利工程勘察中BIM技術的應用實踐進行探討。

4.1 數字地形三維建模勘察

BIM技術準確反映了工程項目在靜態和動態狀態下的時空信息的三維數據模型，三維數據模型是GIS中的一項基本功能，為技術人員模擬出更加真實與高質的數據模型，促進工程項目勘察工作可視化目標的實現。同時，BIM技術還實現了空間布局的分析與操作，通過BIM 技術構建出數字地形三維建模。其中，數字地形三維建模有多種構造方式，比如不規則的三角網絡模型、規則的網格模型等。但無論任何一種模型都充分體現出了項目所在區域內地形的高程變化情況，還可以在地形復雜的環境中使用。

4.2 動態實體三維模型勘察

水利工程項目的地質條件和自然環境是復雜多變的，所以動態實體三維模型勘察顯得尤為重要。

（1）模型的建立需要將三維實體模型分成不同的塊，最終通過BIM技術將再將二維平面布置圖分割成眾多的小塊，此時不同的塊與塊之間既相互獨立又相互聯系。比如在工程項目的外業勘察過程中，通過利用BIM技術直接繪制出工程項目的三維實體圖樣，最終構建出整個工程項目的三維實體模型。

（2）充分利用BIM中的仿真技術，將三維立體模型融入勘察仿真系統中，以此真正實現動態模型下的勘察工作，這樣既提高了勘察工作的效率，又提高了勘察工作的質量。

4.3 數字模型方面勘察

在水利工程勘察中，最基礎和最重要的工作內容就是數字地形模型信息的獲取，數字地形模型信息采用了BIM技術軟件進行建模，能為工程項目中各項資源的配置和施工作業提供活動場所。總的來說，BIM技術在水利工程項目勘察工作中的應用，可實現數字模型三維立體化，較傳統的地質勘察成果而言，勘察效果更加顯而易見。

5.結束語

隨著BIM技術在水利工程項目中的應用，單純的BIM技術項目已經越來越少，相關學者和專家開始嘗試將BIM技術與其他先進技術融合，以期其發揮自身最大的優勢和作用，比如BIM技術和GIS技術的融合就是其中一種。對于水利工程項目來說，GIS技術實現了數據信息的存儲和輸出，通過相應的軟件進行流域內洪水風險的防范與控制，減少洪災損失。BIM技術除了在勘察工作的應用，還在水文、水保以及水資源管理中的熱點應用技術。另外，BIM技術還可以聯合RS、GPS、大數據以及物聯網等的技術，實現對水利工程項目周邊地理環境、自然環境、人文景觀以及社會競技等數據信息的采集、分析和管理。隨著BIM技術在水利工程行業領域中的不斷發展，BIM技術+GIS技術也將會成為水利勘察工作中的大勢所趨。