BIM技术在海绵城市建设中的应用管理

摘要

BIM技术在海绵城市建设中的应用管理，它涉及海绵城市的建设，具体涉及BIM技术在海绵城市建设中的应用管理。海绵城市BIM现场施工管理模块的各个模块均与BIM主机通讯连接；海绵城市监测维护调配管理模块包含数据检测运行维护、河道水位监测、绿地面积监测、绿地含税监测、雨水收集监测、降水量监测、地下水水位监测、水库水位监测、风速温度监测、水资源调配等模块，海绵城市监测维护调配管理模块的各个模块均与BIM主机通讯连接；施工进程管理模块通过BIM主机管理所有的施工进程和施工管理；绿地水蒸发模拟通过BIM主机模拟不同植被绿地。本发明中所有的海绵城市建设都通过BIM进行设计、模拟、施工、管理，并通过监测各处的数据进行排水、灌溉等管理。

说明书

技术领域

本发明涉及海绵城市的建设，具体涉及BIM技术在海绵城市建设中的应用管理。

背景技术

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。《关于推进海绵城市建设的指导意见》就明确，通过海绵城市建设，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。

海绵城市：暴雨来临时，雨水能够在湖泊、人工湿地、草坪、河流沟渠、绿色屋顶、透水铺装的道路广场等大量蓄积，下渗，进入地下泥土，城市地表流动的雨水减少（地表径流减少），城市排水系统的压力小，可以有效避免城市发生内涝受淹。海绵城市建设的湖泊、人工湿地、草坪，使得城市更加美观；大量增加的绿地面积、水域面积能改善城市的空气质量，降解浮尘；缓解城市“热岛效应”，减轻城市“雨岛效应”；对雨水进行蓄积和循环使用，节约水资源，能部分缓解水资源紧张的现象。

BIM，简单的理解就是建筑信息模型，BIM施工就可以理解为建筑信息模型与施工的结合了，所以说BIM施工技术可以理解为建筑信息模型在建筑施工过程中的应用，比如说三维算量，施工模拟，放大样等，可以做的还在不断增加。

现在的中国城市的街道经常被挖，常常受到市民的抱怨，经常被挖的根源在于设计不能跟上现实的变化，特别是缺乏设计模拟这一块的任务。BIM技术可以在建筑、城建方便有模拟的功能，但是目前在海绵城市建设方便还未能得到应用。现在国内很多城市推行海绵城市的建设，但是这些海绵城市的建设进度缓慢，防涝抗旱效果也不是很明显。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种BIM技术在海绵城市建设中的应用管理，它促进了现在海绵城市的建设，缩短了设计、建设、施工周期，可以提高设计水平，保证后期的建设效果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含BIM主机1、海绵城市BIM现场施工管理模块2、海绵城市监测维护调配管理模块3，海绵城市BIM现场施工管理模块2包含施工现场管理、结构分析、实景模拟、生态绿地管、施工进程管理、雨水收集设备管理、雨水管理模拟、蓄水模拟、绿地水蒸发模拟等模块，海绵城市BIM现场施工管理模块2的各个模块均与BIM主机1通讯连接；海绵城市监测维护调配管理模块3包含数据检测运行维护、河道水位监测、绿地面积监测、绿地含税监测、雨水收集监测、降水量监测、地下水水位监测、水库水位监测、风速温度监测、水资源调配等模块，海绵城市监测维护调配管理模块3的各个模块均与BIM主机1通讯连接；施工进程管理模块通过BIM主机1管理所有的施工进程和施工管理；绿地水蒸发模拟通过BIM主机1模拟不同植被绿地。本发明中海绵城市的建设从设计、施工、模拟、运行、数据监测、系统维护、后期水资源调配都通过BIM主机1进行管理。

所述的施工现场管理模块包含现场施工人员管理、现场材料库存管理、场地布局规划管理、建筑垃圾管理、供应链管理等模块，现场施工人员管理模块通过BIM管理施工现场的所有人员从管理、施工、验收、监理等不同工作人员的工作，可以管理人员的进出、增减，包括调整各施工班组的人员等；现场材料库存管理模块通过BIM管理施工现场的所有材料的分布、存放，有利于使用时方便、快捷的分配使用，提高库存材料的使用效率；场地布局规划管理模块负通过BIM管理施工现场的场地安排，主要负责现场材料的摆放、施工机械、施工设施设置摆放；建筑垃圾管理模块通过BIM管理施工现场的建筑垃圾的存储、放置、清理等；供应链管理模块通过BIM管理所需原材料的供应、进场时间、经常顺序等。

所述的结构分析模块包含雨水管渠结构设计、下水道结构设计、雨污分流结构设计、绿地蓄水结构设计、河道排水设计、泵站安装设计、泄洪通道设计、房顶植被蓄水设计、透水路面设计等模块，结构分析模块均通过BIM主机1对海绵城市的各个给排水、蓄水、河道排水进行设计。

所述的实景模拟模块包含雨水输水模拟、下水道雨水排水模拟、雨水分流排水模拟、绿地蓄水排水模拟、河道排水模拟、泵站抽水排水模拟、泄洪通道排水模拟、房顶植被蓄水挥发模拟、路面透水速度模拟、雨水排水综合模拟、注水抗旱综合模拟等模块，这些模块均通过BIM主机通过实景模拟得出实际的现场情况。有利于得出实际的参考数据，且可以根据模拟的情况对设计和施工进行调整，从而达到更好的效果。通过雨水输水模拟可以得到海绵城市各个蓄水部分的蓄水情况。

所述的生态绿地管理模块包含绿地面积管理、绿地季节变化管理、绿地储水量管理、绿地浇灌系统管理、绿地排水管理等模块，绿地面积管理模块主要是在BIM主机1中实时变更城市的绿地面积，以便实时调整相关数据；绿地季节变化管理模块主要通过BIM主机根据季节调节城市绿地的面积，以便实时调整相关数据；绿地储水量管理模块主要通过BIM主机1根据不同植被的绿地储水量的不同调整储水数据，并将相关数据传送给BIM主机1；绿地浇灌系统管理和绿地排水管理模块是根据需要对绿地植物进行排水或者灌溉，并将相关排水、灌溉数据从BIM主机1得到并将操作后的数据传送给BIM主机1。

所述的雨水收集设备模块包含雨水下水道管理设计、雨水下水道过滤设计、雨水集中排水设计等模块，雨水下水道管理设计模块主要是根据该下水道所处的位置、聚水面积设计相关的下水道管路、下水道排水口的面积、过滤的方式、以及下水道阀门的控制管理设计相关的雨水收集设备。

所述的雨水管理模拟模块包含降雨量模拟、雨水排水模拟、下水道排水模拟、雨水蓄水池排蓄水模拟等模块，本模块部分主要是模拟降雨，从而模拟出雨水排水的排水情况，模拟出蓄水池的排水、蓄水情况。本模块主要是模拟降雨量的大小提前计算出排水、蓄水的情况，并作出更好的设计，并在海绵城市运行中根据降水量调节管理雨水下水道的运行。从而更好设计、管理雨水下水道。

所述的蓄水模拟模块包含蓄水池模拟、绿地蓄水模拟、河道蓄水模拟、水库蓄水模拟等模块，这些模块主要是模拟蓄水的情况，并根据外界的情况，例如气温、风速、湿度、绿地情况等模拟蓄水的变化，从而模拟海绵城市的蓄水变化情况，以便做出更好的设计和预案。

所述的海绵城市监测维护调配管理模块3通过在河道上安装水位监测装置并将水位信息实时传送给BIM主机1，绿地面积监测是通过海绵城市建设过程中绿地面积的变化并将变化实时传送到BIM主机1，在绿地安装含水量监测装置并将绿地的含水量实时传送到BIM主机，在雨水下水道安装雨水收集量监测装置、安装降水量监测装置、安装地下水水位监测装置、在水库安装水位监测装置、安装风速、温度装置，将这些监测装置的数据都实时传送给BIM主机1并根据这些监测到的含水量、蒸发量、水库的水位、河道的水位、蓄水池的水位，制定水资源调配的方案，并根据得到的监测数据确保各个设施的运行，如出现异常则需要数据检测运行维护模块来进行异常报警，并维护。

本发明通过海绵城市设计暴雨来临时，雨水能够在湖泊、人工湿地、草坪、河流沟渠、绿色屋顶、透水铺装的道路广场等大量蓄积，下渗，进入地下泥土，城市地表流动的雨水减少（地表径流减少），城市排水系统的压力小，可以有效避免城市发生内涝受淹。海绵城市建设的湖泊、人工湿地、草坪，使得城市更加美观；大量增加的绿地面积、水域面积能改善城市的空气质量，降解浮尘；缓解城市“热岛效应”，减轻城市“雨岛效应”；对雨水进行蓄积和循环使用，节约水资源，能部分缓解水资源紧张的现象。

本发明中所有的海绵城市建设都通过BIM进行设计、模拟、施工、管理，并通过监测各处的数据进行排水、灌溉等管理。本发明促进了现在海绵城市的建设，缩短了设计、建设、施工周期，可以提高设计水平，保证后期的建设效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意框图；

图2是本发明中施工现场管理模块的结构示意框图；

图3是本发明中结构分析模块的结构示意框图；

图4是本发明中实景模拟模块的结构示意框图；

图5是本发明中生态绿地管理模块的结构示意框图；

图6是本发明中雨水收集设备模块的结构示意框图；

图7是本发明中雨水管理模拟模块的结构示意框图；

图8是本发明中蓄水模拟模块的结构示意框图。

附图标记说明：BIM主机1、海绵城市BIM现场施工管理模块2、海绵城市监测维护调配管理模块3。

具体实施方式

参看图1-图8所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它由BIM主机1、海绵城市BIM现场施工管理模块2、海绵城市监测维护调配管理模块3组成，海绵城市BIM现场施工管理模块2包含施工现场管理、结构分析、实景模拟、生态绿地管、施工进程管理、雨水收集设备管理、雨水管理模拟、蓄水模拟、绿地水蒸发模拟等模块，海绵城市BIM现场施工管理模块2的各个模块均与BIM主机1通讯连接；海绵城市监测维护调配管理模块3包含数据检测运行维护、河道水位监测、绿地面积监测、绿地含税监测、雨水收集监测、降水量监测、地下水水位监测、水库水位监测、风速温度监测、水资源调配等模块，海绵城市监测维护调配管理模块3的各个模块均与BIM主机1通讯连接；施工进程管理模块通过BIM主机1管理所有的施工进程和施工管理；绿地水蒸发模拟通过BIM主机1模拟不同植被绿地。本发明中海绵城市的建设从设计、施工、模拟、运行、数据监测、系统维护、后期水资源调配都通过BIM主机1进行管理。

所述的施工现场管理模块包含现场施工人员管理、现场材料库存管理、场地布局规划管理、建筑垃圾管理、供应链管理等模块，现场施工人员管理模块通过BIM管理施工现场的所有人员从管理、施工、验收、监理等不同工作人员的工作，可以管理人员的进出、增减，包括调整各施工班组的人员等；现场材料库存管理模块通过BIM管理施工现场的所有材料的分布、存放，有利于使用时方便、快捷的分配使用，提高库存材料的使用效率；场地布局规划管理模块负通过BIM管理施工现场的场地安排，主要负责现场材料的摆放、施工机械、施工设施设置摆放；建筑垃圾管理模块通过BIM管理施工现场的建筑垃圾的存储、放置、清理等；供应链管理模块通过BIM管理所需原材料的供应、进场时间、经常顺序等。

所述的结构分析模块包含雨水管渠结构设计、下水道结构设计、雨污分流结构设计、绿地蓄水结构设计、河道排水设计、泵站安装设计、泄洪通道设计、房顶植被蓄水设计、透水路面设计等模块，结构分析模块均通过BIM主机1对海绵城市的各个给排水、蓄水、河道排水进行设计。

所述的实景模拟模块包含雨水输水模拟、下水道雨水排水模拟、雨水分流排水模拟、绿地蓄水排水模拟、河道排水模拟、泵站抽水排水模拟、泄洪通道排水模拟、房顶植被蓄水挥发模拟、路面透水速度模拟、雨水排水综合模拟、注水抗旱综合模拟等模块，这些模块均通过BIM主机通过实景模拟得出实际的现场情况。有利于得出实际的参考数据，且可以根据模拟的情况对设计和施工进行调整，从而达到更好的效果。通过雨水输水模拟可以得到海绵城市各个蓄水部分的蓄水情况。

所述的生态绿地管理模块包含绿地面积管理、绿地季节变化管理、绿地储水量管理、绿地浇灌系统管理、绿地排水管理等模块，绿地面积管理模块主要是在BIM主机1中实时变更城市的绿地面积，以便实时调整相关数据；绿地季节变化管理模块主要通过BIM主机根据季节调节城市绿地的面积，以便实时调整相关数据；绿地储水量管理模块主要通过BIM主机1根据不同植被的绿地储水量的不同调整储水数据，并将相关数据传送给BIM主机1；绿地浇灌系统管理和绿地排水管理模块是根据需要对绿地植物进行排水或者灌溉，并将相关排水、灌溉数据从BIM主机1得到并将操作后的数据传送给BIM主机1。

所述的雨水收集设备模块包含雨水下水道管理设计、雨水下水道过滤设计、雨水集中排水设计等模块，雨水下水道管理设计模块主要是根据该下水道所处的位置、聚水面积设计相关的下水道管路、下水道排水口的面积、过滤的方式、以及下水道阀门的控制管理设计相关的雨水收集设备。

所述的雨水管理模拟模块包含降雨量模拟、雨水排水模拟、下水道排水模拟、雨水蓄水池排蓄水模拟等模块，本模块部分主要是模拟降雨，从而模拟出雨水排水的排水情况，模拟出蓄水池的排水、蓄水情况。本模块主要是模拟降雨量的大小提前计算出排水、蓄水的情况，并作出更好的设计，并在海绵城市运行中根据降水量调节管理雨水下水道的运行。从而更好设计、管理雨水下水道。

所述的蓄水模拟模块包含蓄水池模拟、绿地蓄水模拟、河道蓄水模拟、水库蓄水模拟等模块，这些模块主要是模拟蓄水的情况，并根据外界的情况，例如气温、风速、湿度、绿地情况等模拟蓄水的变化，从而模拟海绵城市的蓄水变化情况，以便做出更好的设计和预案。

所述的海绵城市监测维护调配管理模块3通过在河道上安装水位监测装置并将水位信息实时传送给BIM主机1，绿地面积监测是通过海绵城市建设过程中绿地面积的变化并将变化实时传送到BIM主机1，在绿地安装含水量监测装置并将绿地的含水量实时传送到BIM主机，在雨水下水道安装雨水收集量监测装置、安装降水量监测装置、安装地下水水位监测装置、在水库安装水位监测装置、安装风速、温度装置，将这些监测装置的数据都实时传送给BIM主机1并根据这些监测到的含水量、蒸发量、水库的水位、河道的水位、蓄水池的水位，制定水资源调配的方案，并根据得到的监测数据确保各个设施的运行，如出现异常则需要数据检测运行维护模块来进行异常报警，并维护。

本发明通过海绵城市设计暴雨来临时，雨水能够在湖泊、人工湿地、草坪、河流沟渠、绿色屋顶、透水铺装的道路广场等大量蓄积，下渗，进入地下泥土，城市地表流动的雨水减少（地表径流减少），城市排水系统的压力小，可以有效避免城市发生内涝受淹。海绵城市建设的湖泊、人工湿地、草坪，使得城市更加美观；大量增加的绿地面积、水域面积能改善城市的空气质量，降解浮尘；缓解城市“热岛效应”，减轻城市“雨岛效应”；对雨水进行蓄积和循环使用，节约水资源，能部分缓解水资源紧张的现象。

本发明中所有的海绵城市建设都通过BIM进行设计、模拟、施工、管理，并通过监测各处的数据进行排水、灌溉等管理。

BIM是建筑、城建设计人员提高设计质量的有效手段。将BIM应用到海绵城市设计中，计算机将承担起各专业设计间“协调综合”工作，设计工作中的错漏碰缺问题可以得到有效控制。

BIM是业主理解工程质量的有效手段。业主是工程高质量的最大受益者，也是工程质量的主要决策人。但是，受专业知识局限，业主同设计人员、监理人员、承包商之间的交流存在一定困难。当业主对工程质量要求不明确时，造成工程变更多，质量难以有效控制。BIM为业主提供形象的三维设计，业主可以更明确地表达自己对工程质量的要求，如建筑物的色泽、材料、设备要求等，有利于各方开展质量控制工作。

BIM是项目管理人员控制工程质量的有效手段。由于采用BIM设计的图纸是数字化的，计算机可以在检索、判别、数据整理等方面发挥优势。无论监理工程师还是承包商的项目管理人员，都不必拿着厚厚的图纸反复核对，只需要通过一些简单的功能就可以快速地、准确地得到建筑物构件的特征信息，如钢筋的布置、设备预留孔洞的位置、构件尺寸等，在现场及时下达指令。而且，将建筑物从平面变为立体，是一个资源耗费的过程。无论建筑物已建成、已经开始建设或已经备料，发现问题后进行修改的成本都是巨大的。利用BIM模型和施工方案进行虚拟环境数据集成，对建设项目的可建设性进行仿真实验，可在事前发现质量问题。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。