1中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065；2吉林松江河水力发电有限责任公司白山710001
摘要：水利水电工程全生命周期管理BIM理念，从设计以致运行管理全过程为中国水电提出了一个进一步发展的方向。在黄登水电站工程设计应用上，项目团队使用了各种BIM设计主流软件，在不同阶段开展相应的设计工作，高质量地完成了设计任务。
关键词：水利水电工程；施工布置；BIM
1975年，BIM首次被乔治亚理工大学教授提出，发展至今已经经历了事物发展的三个重要阶段。从萌芽期到了产生期又转换到了发展期。由于其有着可视化、协调性、模拟性等特点，有利于提高工程建设效率，从而被广泛运用。众所周知，早期由于受限于设计平台及资金投入等因素的限制，施工总布置设计大多采用cad二维设计手段，因而“施工总布置图”一般又称为“施工总平面图”[2]，其设计制图特点主要以二维等高线为基础来表达施工区域范围基本情况，以线框和文字对施工场地以及建筑物进行简单示意与表达，以线条和符号表示场内道路以及风、水、电等的布置情况，并辅以各种表格来表达工程特性参数与工程量，表达方式一般比较抽象，要求设计者以及看图者要有一定的空间想象能力，且具备相应的工程基础知识。
一、问题概述与分析
BIM的中文音译是建筑信息模型，也就是通常所说的利用数字技术将工程项目的所有信息进行整合形成的工程数据模型。它是一种数字化的表达方式，它能够连接不同阶段的各环节的数据，并能对工程对象进行一个详细完整的描述，所以被工程各个参与体广泛接受与应用。一方面，它具有单一的工程数据源，可以解决分布式工程数据同一性与共享性等问题。另一方面，它还是一种数字化的设计，管理，建设的方法，能够有效的提高各工程的效率，降低系列工程风险。
BIM模型概况。水电站工程设计涉及多个不同专业，包括地质、水工、施工、建筑、机电等。黄登水电站施工总布置以为各专业建模基础，模型观测与碰撞检查工具，以AIM为总布置可视化和信息化整合平台开展BIM协同设计
二、BIM在水利工程中的具体应用
基于地形BIM模型的土方量计算水利工程建设中的土方量测量与计算是工程施工各项环节的重要依据，它为施工过程中工程量的预算、施工的设计组织和施工的现场安排提供了重要的参考作用[10]。水利工程一般地形条件复杂，挖填土方量大，土方量计算精度对项目工程量的计算影响重大，利用数字地形模型，既可直观地查看场地的三维效果，也可用于土方计算、纵横断面绘制等设计与计算功能[11]。土方量的计算是求取在一定区域范围内设计标高与自然地面实测标高之间挖、填的土方体积。当前，土方量计算的软件和系统主要有两类：AutoCAD系列和GIS、遥感系列。BIM技术提供的土方量计算方法建立在与实际地形完全吻合的BIM模型上，首先绘制原始地形曲面模型和设计曲面模型，这两个空间三维曲面会产生交点并连接成线，交线即原始地形曲面与施工设计曲面的交汇线，所包围的空间体积即为需要开挖或者填筑的土方量进而生成体积曲面。基于BIM技术的原始地形曲面和设计地形曲面是动态关联的，在方案选择阶段可在模型基础上快速进行土方的开挖和填筑实验，准确计算土方的开挖和填筑量，从而选出最佳土方开挖方案。
对于水电工程施工总体布置设计BIM应用，需众多不同专业及人员的共同配合才能完成。在传统设计模式下，通常同一时间只能1个人工作，越是到后面数据量就越大，系统运行速度加速下降，稳定性越来越差，而且上下序串联的设计模式无法解决上序专业修改造成的下序专业设计变更的困难，既影响工期又容易造成各专业间的设计冲突，有时这些问题会造成设计的失败和重复。因此，研究引进了WBS理论，并结合PW协同管理平台的应用，对相关专业进行统一协调管理，以有效解决超大型模型建模与集成的难题，以及多专业的协调组织问题。
采用PW作为协同管理平台。利用其数据空间与管理空间的在双重定义与功能，PW可满足工程设计流程控制及图档管理的需求，是一个面向工程企业的工程信息管理系统。通过PW对工程项目文件及设计文件进行统一分类和定义之后，能对设计工作过程进行全程监控与管理，并对各专业人员的设计任务进行动态协调。在施工总布置设计过程中，研究强调设计信息的整合与集成应用管理。主要通过WBS结构分解与任务下达，在PW管理平台上建立工作分解目录结构，及相应的任务分解和权限控制，严格按照“用、管、存”的方式进行设计和管理工作，规范设计过程项目设计实施过程，从而确保了设计文件及信息的高效应用与安全。为了在实际项目中印证研究成果的可行性，研究建立起一套成熟的应用方法与体系，还成功的应用到了黄登水电站工程施工总布置设计的实际工作任务中。
三、BIM的发展前景与展望
虽然绿色施工在工程项目上已进入全面、持续和深入、循环发展阶段，但绿色施工总体水平还有待进一步的提高，现行的许多施工工艺很难满足绿色施工的要求，绿色施工设备、设施一次性投入的成本问题等，都需要今后逐步解决。绿色施工和绿色建筑可优先推荐申报工程质量创优和夺杯奖项。对于采用太阳能光伏发电技术、光伏组件产品的项目，可考虑同时享受政府部门光电单项技术应用财政政策。
随着设计理念和技术的发展，昆明院一直在追求更高效的设计方式，BIM作为一种新型的生产组织方式，是管理思想与技术的有机组合，BIM强调建筑项目整体的全面信息化，强调信息模型和管理流程在建筑全生命周期中的应用。在黄登水电站工程设计应用上，昆明院的项目团队使用了欧特克公司的各种BIM设计主流软件，在不同阶段开展相应的设计工作，高质量地完成了设计任务。
四、BIM的优势
在生产方面首先可以表现在可视化方面，通过BIM进行三维建模，可以生动的生成各种三维图纸，提高工作效率。其次，还可以联动化设计，有利于及时的改正错误。再次，可以实现多专业协调，共同决策。最后可以形成一个标准化的设计，减少工作过程中因个人失误造成的问题。在管理方面，可以及时的进行多维施工分析，有利于及时核算生产成本，其次，可以提高图纸的准确率。再次，有利于减少施工过程中的系列冲突。在运营方面，可以及时的收集各个环节的信息，避免整理等费时工作浪费大量人力物力，在这可以让管理与监督相制约，提高运营水平。结语:BIM是一个全新的数据库，在水利工程各个领域具有很强的优势。此文我总结了BIM的特点，应用以及发展前景。希望能够引起广大同仁的关注，促进BIM的应用。
在昆明院，设计人员将AIM强大的城市规划设计功能应用到了水电工程的施工组织设计与规划之中，特别是在黄登水电站施工总布置设计应用中，在AIM的支持下，实现了以施工总布置为基础的三维协同一体化设计，而且为施工规划中的景观设计提供了高效便捷的平台，设计模型中的每个个体都可实现独立的信息化和可视化连接，当设计变更时只需对局部设计文件进行修改，导入AIM中便可进行自动更新，实现了多专业动态协同设计。
结束语：
我国正处于工业化和城市化发展的阶段，其中水利水电工程是中国重要的基础设施和基础产业。由于水利水电工程的投入与工程规模都比较宏大，对社会效益、环境效益、经济效益的影响重大，在信息技术高速发展的背景下[8]，BIM技术的应用将大大提高项目管理的集成化程度，利用相关技术实现项目设计、施工及运营管理的整体优化，实现对进度、成本、安全、质量、环保等的全面控制，已经成为业主、设计、施工等各方的共同需求。
参考文献：
[1]李勇,管昌生.基于BIM技术的工程项目信息管理模式与策略[J].工程管理学报，2016(04)。
[2]张建平,李丁,林佳瑞,等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2016(16).
[3]张建平,余芳强,李丁.面向建筑全生命期的集成BIM建模技术研究[J].土木建筑工程信息技术,2017,4(1):6-14.