实施水利工程三维协同设计的探讨

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　　摘    要：水利工程投资大、工期长，加上覆盖范围广，因此亟需先进的技术为依托，对项目的质量、投资和进度进行严格的把关。水利工程三维协同设计能实现前期水利工程的枢纽布局，并且基于BIM技术对水利工程进行协同管理，能极大地方便工程进度的控制和提升信息化程度。
　　关键词：水利工程;三维协同设计;实践探讨
　　1  当下中国水利工程发展现状
　　水利工程是一个非常复杂的工程，其空间、时间、协同上都需要协同发展，在空间上，一个成功的水利工程设计需要考虑水、陆、空三方面，做到协同一致，水利工程需要根据降水汇流的入库和下闸储水能力分析水库的容量，此外在施工前需要对水利工程施工地点的地质环境进行勘测，分析施工地点的土质条件能否满足蓄水的要求，此外在坝体的稳固性、地震预防等多方面都需要照顾到。加上水利工程的建设不是一蹴而就，其建设周期从几年到几十年不等，并且需要协调政府、监理、建设单位、设计人员等多部门，否则就难以实施和进展下去。
　　在当下，随着时代的发展和社会的进步，水利工程应当向着智慧水利的方向发展，建造技术跟得上、管理水平能提升，就当下来看，这只是一种非常理想化的假设，水利工程的复杂性导致了信息化建设的开展缓慢。
　　2  实施水利工程三维协同设计的必要性分析
　　2.1  分级实施，责任到人，提高工程的开展效率
　　水利工程三维协同设计中，采用任务分解的模式让设计流程规范化、合理化。以南水北调京石段为例，其渠道200.4千米，在水利工程三维协同设计中采用了三级分配模式。流程上分为三步：一级流程由水利工程三维协同设计领导小组开展，分配任务并且做好时间的控制;二级流程下放到设计任务执行处;三级任务明确到个人，一级流程主要是制定项目的发展大方向和时间节点，二三流程为水利工程三维协同设计的重点。第二阶段任务分配至水工各处和规划处等部门，实现项目资料的提交--建筑物建模--模型总装流程;三级流程则实现项目的具体分配，包括渠道、大型建筑物、建筑结构、景观绿化、给排水等分解任务的实施。水利工程三维协同设计工作的流程非常清晰，能准确分配人员的职能，并且对项目的整体流程开展费用有个明晰的把控。
　　2.2  提升设计效率，便于后续设计图的优化
　　协同设计的概念很早就有了，相比传统的协同设计，三维协同设计能会更有效的实现协调卡传递流程的实现。传统的协同设计需要签字盖章下发执行文件后，倘若有变更之处，就要对部件数据重新输入后再次进行详细设计，这样一来会有部件设计的重复输入。三维协同设计采用总体设计骨架键入后，通过三维协调卡绘图执行签字盖章的阶段，同时利用3D骨架模型和Layout布置图结合，以传达设计变更和部件的方案设计。这样一来能消除了书面文件的等待时间，同时部件可以跟着总体进行实时修改，避免了再度输入可能导致的输入错误，也能实现设计的协调性。
　　2.3  准确表达技术人员设计意图
　　水利工程三维协同设计能应用于水利建筑的多方面，覆盖从勘探测绘、水工设计、施工组织、工程投资和质量监测等多环节，实现全过程协同。因为水利工程三维协同设计采用参数化的设计，因此在后续的审核上能方便校审工作的开展，加上后期还会渲染上环境、地质等条件，能对水利工程与周边环境的协调性和合理性进行分析和良好的把控。水利工程三维协同设计的最大好处就是非常直观，能将设计师的设计意图准确地表达出来，并且能很直观地展现多方案的对比分析，从而得到最优方案。即使是后续的修改上，其相比传统的协同设计都更加人性化，避免了大量人力的浪费，从而实现人员的高效利用。
　　3  实施水利工程三维协同设计的实践探讨
　　水利工程中三维协同设计的融合发展影响因素众多，设计环境、资金储备、设计公司的能力等等都会对三维协同设计的水平起到影响。因此在设计的时候也要尽可以规避设计部门的冲突，保证设计的合规性和科学性。
　　3.1  广纳专业人才，建立完善的人才储备库
　　建筑人员应当加强自身素养，在工程相关软件的操作上需要非常成熟，能实现画图--修图--文件导入--建模--导入环境--渲染出图的全过程，力求达到精通的程度，这样才能令软件为人所用。在实施水利工程三维协同设计的时候，设计人员应当明确三维协同设计的工作要点和使用流程，对设计出图的流程也非常熟悉，做到运筹帷幄，能针对环境定制出适合的三维协同设计方案。在人才的储备上仍然非常缺乏，因此相关建设单位和政府部门应当加大人才的采纳力度，建设完备且高素质的人才储备库。从专家人员、开发人员和设计人员三方面着手，建立一批懂设计、会操作、有经验的专业技术人才团队。政府部门应当出台相关的政策，加强三维协同设计的业务指导和行业服务力度，从政策上推动三维协同设计的发展和创新。
　　3.2  加大投资力度，建立完善的技术服务平台
　　建设方和投资单位应当建立三维设计技术研发和应用团队，引入先进的设计技术，加大对水利工程设计软件的开发和应用。目前市场上已经有大坝、隧洞的三维协同设计系统出现，以应对相关的参数化设计，但是在水利工程上，因为系统上合计复杂、规模庞大等问题难以实施。建设单位和政府相关部门应当加快投资力度，根据水利工程的行业特点、软件的使用情况和资金的使用情况，不断完善水利设计的硬件环境和资金供应。可以搭建在线设计协同平台，供不同部门的设计人员交流沟通，该平台在设计输出的时候应当兼顾三维模型的搭建和二维框架的搭建，保证不同技术人员能对图示进行正确且直观的评价分析。同时建设单位和相关部门可以通过建立完善的技术平台，进而实现服务水平和设计水平的提升。
　　3.3  确定影响质量问题性因素，进行设计质量控制
　　建设单位和相关部门应当根据实际情况，对三维协同设计的质量进行监控，分析影響质量问题的相关因素，并且制定合理有效的三维协同设计质量控制标准。通过对设计阶段工作的质量控制和设计产品质量控制两方面进行把控，在设计阶段，应当对工程质量进行严格的要求，保证设计单位的设计水平、技术应用能力、人员的管理能力等多方面协调。在设计产品质量上，应当对产品的质量进行严格的要求，尤其是水利工程此类影响到当地居民生命和财产安全的设计，更应当在设计层面上严格把关，保证设计的合规、优质和经济效应最大化。建设部门和设计单位应当从影响工程进展的多方面因素出发，通过方法改进、流程改进、环境改进分类完成项目任务分解，分块实现项目质量风险控制。
　　4  结束语
　　总而言之，水利工程覆盖面广、设计难度大，但是对水利工程设计师而言，将三维协同设计融入到水利工程中来具有其必然性。三维协同设计已经成为建筑行业的一项共识，作为决定未来水利工程的导向作用的技术，水利部门和相关建设单位应当倍加重视，水利工程三维协同设计能有效实现设计和建设的一体化发展，贯穿整个设计和施工流程，避免了设计和建造相脱节的问题出现，相比传统的二维协同设计，水利工程三维协同设计的优势明显，无论是从性能还是效率上看，水利工程三维协同设计都是未来行业的发展趋势，也是时代和技术进步的大趋势。
　　参考文献：
　　[1] 杭旭超，杨雅新.浅谈水利水电工程建筑信息模型与三维协同设计[J].江苏水利，2017（12）：65～69.
　　[2] 周强.水利水电工程的三维协同设计[J].海南师范大学学报（自然科学版），2015（4）：461～464.
　　[3] 陈功军，张金辉，高英.实施水利工程三维协同设计的探索[J].人民长江，2013（16）：105～108.
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