BIM 技术在市政排水管网三维建模与运维管理中的应用研究

一、引言

随着城市化推进，市政排水管网规模与复杂度不断提升，传统二维图纸加人工巡查的管理方式存在规划不合理、运维低效、应急响应慢等问题，难以适应城市发展需求。BIM 技术凭借三维可视化、信息集成与协同优势，为排水管网建模及运维管理提供新方案。本文探讨其在建模与运维中的应用，分析关键技术及效果，为推广应用提供参考。

二、BIM 技术特点

BIM 技术是一种基于数字化技术的建筑全生命周期管理方法，它通过建立三维模型，整合建筑工程中的各种信息，实现对建筑工程的设计、施工、运维等全过程的管理和控制。

BIM 技术具有三维可视化、信息集成化、协同化管理及模拟分析等特点，可通过三维模型直观展示建筑工程结构布局以提升沟通决策效率，整合工程全信息避免信息孤岛以优化管理质量，支持多参与方跨阶段协同工作实现信息实时共享，还能对日照、通风、能耗等进行模拟分析为工程设计决策提供科学依据。

三、市政排水管网三维建模中BIM 技术的应用

（一）常用建模软件

市 政 排 水 管 网 三 维 建 模 常 用 的 BIM 软 件 有 AutodeskRevit、BentleyMicroStation、Catia 等。它们具备强大三维建模与信息管理能力，适用于不同规模排水管网建模。其中，AutodeskRevit 广泛应用于建筑工程领域，操作简便、兼容性强，可快速建模并实现模型与数据关联；BentleyMicroStation 是专业基础设施建模软件，处理大规模复杂排水管网模型时具优势，能实现高精度三维建模和空间分析；Catia 为高端三维建模软件，常用于航空航天、汽车制造等领域，在排水管网建模中可建立复杂管网结构模型。

（二）建模流程

1. 数据收集与处理

通过现场勘测、图纸扫描、数据导入等方式，采集排水管网平面位置、高程、管径、材质等基础数据，确保数据准确完整。对数据进行清洗、格式转换及坐标转换，形成适配建模软件的标准数据。

2. 模型建立

基于处理后的数据，使用 BIM 软件按标准规范建立三维模型，通过软件特殊功能精细构建弯头、三通等复杂管网节点，同步挂载材质、管径、维护记录等非几何信息，实现模型与业务数据关联。

3. 模型优化与整合

对初步模型进行几何简化、数据校验及性能优化，提升显示与运行效率；将分段模型整合为完整管网系统，并与地形、建筑等周边模型集成，形成一体化三维场景。

（三）建模优势

BIM 技术通过构建三维模型，能直观呈现排水管网的空间结构、布局走向、连接方式及周边环境，为规划设计和运维管理提供清晰的可视化支持。在此基础上，模型整合管网全量数据实现集中管理与共享，既避免了数据重复录入和错误，又可通过实时更新维护确保信息的准确性、完整性和时效性。同时，该技术支持设计、施工、运维等多参与方在同一模型上协同工作，使各阶段人员能够同步参与建模过程，通过实时信息传递和意见交互提升模型实用性，真正实现从规划到运维的全流程协同配合。

四、市政排水管网运维管理中BIM 技术的应用

（一）管网资产数字化管理与可视化查询

BIM 技术通过三维模型实现排水管网信息的数字化管理，将管网位置、管径、材质、使用年限、维护记录等静态数据，以及运行检测等动态数据整合至模型中，支持管理人员快速查询、全面监控管网资产。同时依托模型的可视化功能，可直观呈现管网分布与资产状态，便捷完成区域管网数量、管径分布、材质类型等信息的可视化查询与统计，为资产规划更新提供数据支撑。

（二）运行监控

BIM 技术可实时接入排水管网传感器及监测设备数据（如水位、流量、水质等），在模型中动态展示运行参数以实时监控状态，及时捕捉异常；同时通过水流模拟、水质分析等功能，预测堵塞、积水、污染等问题并自动预警，提升异常情况的响应处理效率。

（三）维修养护

1. 维修方案制定与优化

在排水管网需要维修养护时，利用 BIM 模型可以快速制定维修方案。

通过模型直观地查看管网的损坏位置和周围环境，确定维修的具体步骤和所需的材料、设备等。同时，可以对维修方案进行模拟分析，优化维修流程，提高维修效率和质量。

2. 维修过程管理与记录

在维修过程中，利用 BIM 技术可以对维修过程进行管理和记录。管理人员可以通过模型实时查看维修进度和维修情况，及时协调解决维修过程中出现的问题。同时，将维修过程中的相关信息（如维修时间、维修人员、维修材料等）记录到模型中，为后续的运维管理提供参考。

五、BIM 技术在市政排水管网应用中的应用效果分析

（一）提高规划设计质量

通过 BIM 技术的三维建模和模拟分析功能，设计人员能够更加直观地了解排水管网的空间布局和运行情况，提前发现规划设计中存在的问题，优化设计方案，提高规划设计的质量和合理性。同时，BIM 技术支持协同设计，不同专业的设计人员可以在同一个模型上进行协同工作，避免了专业之间的冲突和矛盾，提高了设计效率和质量。

（二）提升运维管理效率

在运维管理阶段，BIM 技术实现了排水管网的数字化管理和可视化监控，管理人员能够快速查询和获取管网的相关信息，及时发现和处理管网运行中的问题，提高了运维管理的效率和准确性。同时，BIM 技术支持维修养护方案的制定和优化，减少了维修养护的时间和成本，提高了维修养护的质量。

（三）增强应急处理能力

利用 BIM 技术制定的应急管理预案和进行的应急演练，提高了应对突发事故的能力。在突发事故发生时，BIM 技术能够为应急现场指挥提供直观的三维场景展示和实时数据支持，帮助指挥人员快速做出决策，合理调配救援资源，减少事故损失。

（四）促进信息共享与协同

BIM 技术实现了排水管网信息的集成化管理和共享，促进了各参与方之间的信息交流和协同工作。设计、施工、运维等各个阶段的信息能够在同一个模型上进行传递和共享，避免了信息孤岛的出现，提高了工程建设和运维管理的整体效率。

六、结论与展望

（一）结论

BIM 技术在市政排水管网三维建模与运维管理中具有显著的优势，能够提高规划设计质量、提升运维管理效率、增强应急处理能力、促进信息共享与协同。通过合理选择建模软件、规范建模流程、应用关键技术，能够实现BIM 技术在该领域的有效应用。

（二）展望

随着信息技术的不断发展，BIM 技术将与物联网、大数据、人工智能等技术深度融合，为市政排水管网的管理带来更加智能化、高效化的解决方案。未来，可以进一步研究BIM 技术在排水管网健康评估、预测性维护、智能化决策等方面的应用，推动市政排水管网管理向数字化、智能化方向发展。同时，需要加强 BIM 技术的标准化建设和人才培养，提高行业对BIM 技术的认知度和应用水平，促进 BIM 技术在市政排水管网领域的广泛应用。

参考文献

[1] 胡凡 , 王小飞 , 樊文文 . 市政道路工程排水管网设计与施工技术研究 [J]. 城市开发 ,2025,(07):151-153.

[2] 林格 . 基于 CIM 技术的市政排水管网智能监测与健康评估 [J]. 价值工程 ,2025,44(09):143-145.

[3] 唐 丽 雪 , 王 文 博 . 基 于 人 工 鱼 群 算 法 的 市 政 排 水 管 网 设计 优 化 [J]. 工 程 技 术 研 究 ,2025,10(03):214-216.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2025.03.070.