基于水利工程信息化与BIM+GIS融合的有效性探究

王亚飞

摘要：水利信息化建设为水利勘测、规划、设计、建设、管理等相关工作提供了有力支撑，然而随着水利信息化水平的不断提高，也暴露出一些问题，如水利信息系统普遍存在数据传输效率低、数据共享困难、技术手段单信息资源不足、决策分析能力弱等特点。本文对BIM+GS技术在水利工程领域的应用进行了分析研究。

关键词：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现代信息技术，深入开发和利用水利信息资源，实现水利信息的采集、输送、存储、处理和服务的现代化，全面提升水利事业活动效率和效能的过程，包括海绵城市、水文水资源监测、水库一体化管理、防洪监测、地灾及结构体安全监测等内容，加强水利信息化建设。因此，推进水利工程信息化势在必行。本文详细介绍了GIS在水利工程中防洪减灾、水资源管理、水环境、水利水电工程建设和管理等方面的应用;然后从贯穿水利工程全生命周期的规划、设计、施工、运维四方面详细说明了BIM+GIS技术运用到其中的优势，研究结果可为BIM+GIS与水利工程融合的研究提供理论参考。

2、BIM在水利工程信息化中的研究与应用

2.1利用BIM可视化的特点，提高工程效率。将BIM技术运用到水利工程的全生命周期，无论在设计阶段还是施工阶段都可以为项目管理人员提供三维可视化的工程模型，改进了传统的运作方式，提高工程的效率，节约时间成本。例如用BIM软件Revt设计绘制水闸的模型图，可以极大地提高作图的效率，且 Revit建模生成的平面图与立面图一一对应如若修改某处，另外的图也随之改变，消除了人作图带来的误差，节省了设计变更成本，缩短了工程周期。又如，基于BIM技术构建模拟BIM系统和实时BIM系统平台，将此平台应用到土石坝工程施工中时，可以有效解决前期结构碰撞问题，减少了沟通协调的工作量，在施工过程中根据进度、资源、成本实时修正模型，竣工后还可以生成竣工模型，为后期的运营维护提供支持。

2.2利用BIM信息化特点，提高工程管理水平

相较于以往的工程管理方式，BIM技术可加入时间维度预先模拟施工，使项目管理人员对整个工程有全面的了解，对实际施工过程中的质量和进度都能很好的把控，如出现问题时则可迅速提出应对方案，全面提高工程的综合管理水平。例如将BIM4D施工进度监控系统应用到某水源地建设工程中，精确实现了进度目标的分解细化，逐步落实，能时对比分析已完成进度并进行纠偏，同时质量信息和安全信息的融入也加大了对质量和安全的把控，协助项目管理人员科学决策18或将BIM技术运用在内河航道项目的设计及施工阶段，解决了传统图纸难以直观表达设计意图且易出错的问题，同时优化施工流程，实现从设计到施工的无缝连接，保证施工质量和速度。

2.3基于BIM技术的水利工程运维管理信息化系统研发与应用

基于BIM技术研发的运维管理系统可以从数据中提取出需要的信息，直接应用于管理、维护，避免以往现场采集信息、传递信息带来的时间延迟和信息丢失，解放人力如将BIM技术运用在某运河水利枢纽工程的运维管理中，设立在线监测、视频监控、报警管理、维修养护等模块整合各阶段、各专业的数据提高水工建筑物与水情管理的可视化程度和业务协同水平。BIM技术减少了碰撞情况的出现，加快了水工结构运作全周期无纸化进程，并具有很强的可移植性能够快速推广，工程量管理、进度管理的功能，解决了长距离引水工程建设管理中的可控性弱、信息资源不对称、沟通效率低等问题.依靠BM技术及GS软件的二次开发建立的动态可视化信息管理系统可以展示施工过程中各施工单元的复杂空间逻辑关系，并进行建设全过程的动态仿真;及时与各个建设单位共亨图纸、进度、材料等信息;实现工程计划的查询与实际进度信息的实时录入，便于调整施工进度。

3、在水利水电工程建设和管理方面的应用

利用GIS技术强大的空间分析和图形展示功能，能够直观地传达工程建设过程中建筑设施的空间位置关系及属性信息，动态化的施工过程模拟也以更好地把控施工进度，以免延误工期将GIS应用于水利水电工程建设和管理中可以开发各种可视化系统，如施工导截流三维动态可视化演示系统、地下厂房施工动态演示系统、混凝土坝施工全过程三维动态演示系统、水利水电工程施工总布置可视化动态演示系统等。

3.1在防洪减灾方面的应用

GIS技术的运用使得防洪防汛减灾工作条理清晰，抓得住重要节点，提高了应急指挥的科学性和实效性及各部门快速响应和协同解决问题的能力，获得了良好的社会和经济效益例如将GIS技术运用到防洪、防汛以及抗旱减灾中，结合RS，GPS及三维可视化技术建立相关的防汛减灾指挥系统，为各种水利信息提供了直观的展现方式，提高了紧急情况下的资源调度效率，同时为日常管理和防洪除涝抗旱的科学决策提供有力的支撑。

3.2在水资源管理方面的应用

GIS技术的运用减少了人力物力的消耗，也提高了方案的可实施性，同时确保地下水资源具有开发价值，利于实现投资效益最大化将GIS技术运用到水资源管理中，如结合RS收集来的数据，利用GIS的可视化及空间分析能力，得到地表水资源的分布情况、水资源的预测情况、水资源保护与规划方案;利用GIS技术进行地下水资源勘察、地下水水质水量评价、建立地下水层级模型，模拟地下水污染流向等。

3.3在水环境方面的应用

GIS在水环境方面的运用集中在流域水环境数据库的建立及非点源污染预测，两者充分运用了GIS的地形分析、叠加分析等功能如基于 ArcGIS软件建立的水环境监测管理信息系统，对金鸡湖水环境进行实时监測并在数据处理后得出综合性评价，GS技术对于该系统的运行起到了重要作用。在非点源污染预测过程中通过GIS平台能自动生成、提取和分配水境非点源污染模型所需要的大多数参数，极大地提高效率和准确性，对水土流失治理及水污染治理起到指导作用。

4、BIM+GIS融合在运维阶段的应用

运维管理中运用已建好模型结合当地地形地势，模拟洪水淹没场景，设计最便捷的灾害逃生路线，并在路径中设置防火防水闸门，安装检测和报警器，将其入整个水工结构的智能管理系统中，加强日常监控维护也可将BIM数据集成到GIS平台，进行航道整治工作，能够直观高效地参与工程全方位信息的查询和管理，实现了控制点坐标和高程标注整治建筑物模型管理、模型多视口表达的功能，提升整治工程各个环节的精细化管理水平

结语：近些年，“BIM+”模式已渐渐成为主流，将多种技术融合使用更符合工程实际，有利于复杂问题的高效解决，BIM+GS就是其中之一BIM+G1融合技术已在多个领域广泛应用，但是在水利工程方面研究和应用较少，BIM+GIS融合技术可以为水利工程建设提供多方面的便利，是未来发展的主要方向。

参考文献

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