摘要：城市给排水系统作为维系城市正常运转的“生命线”，其工程质量与运行效率直接关乎居民生活品质与城市可持续发展。在城镇化进程不断加快的时代背景下，给排水工程的规模不断扩大，管网结构也越来越复杂，而传统的管理模式由于信息碎片化和协同效率低的缺点，很难适应项目全生命周期的精细化管控要求。基于此，本文分析城市给排水工程管理难点，探索BIM技术在城市给排水全生命周期管理有效策略。

关键词：BIM技术；城市给排水工程；全生命周期管理

随着城市化进程加速与智慧城市建设需求升级，传统管理方式已难以满足精细化、可持续化发展要求。建筑信息模型（BIM）技术因其三维视觉化、跨专业合作和数据整合的特点，为解决工程全生命周期管理中的难题提供了一条技术途径。利用BIM技术建立数字孪生体系可以实现对项目全要素信息的动态跟踪和决策优化，对增强城市给排水系统的韧性，降低系统全周期成本和确保资源的高效利用等具有科学支撑作用。

一、城市给排水工程管理难点

（一）多源数据整合与实时响应的决策壁垒

城市给排水系统面临海量异构数据治理的挑战，需突破传感器网络、GIS平台、气象预报及社会舆情等多源数据的融合瓶颈。已有管理系统往往处于“数据孤岛”的尴尬境地，各部门数据格式，更新频率及安全权限等存在显著差异，造成暴雨预警响应延迟和管网负荷预测不准确等问题。需要搭建以时空大数据为核心的智能决策中枢、采用动态权重分配算法对数据融合规则进行优化、建立实时校准机制以保障流量调控和应急调度指令毫秒级响应[1]。

（二）地下空间资源博弈与设施协同冲突

城市地下空间开发呈现“多主体、多目标”的复杂博弈态势，给排水管网与轨道交通、综合管廊、电力通信等设施的立体交叉冲突频发。传统的二维设计模式不能很好地处理三维空间冲突探测的需要，而管线的碰撞，施工的扰动和运维的扰动加剧了设施全生命周期的成本。迫切需要构建以BIM+GIS为核心的数字孪生平台来实现地下空间资源动态平衡和设施协同效率跳跃，包括冲突热力图直观展示，施工时序仿真推演和智能避让算法的优化等。

二、基于BIM技术的城市给排水工程全生命周期管理措施

（一）基于BIM模型构建的规划-设计协同管控措施

在城市给排水工程规划与设计阶段，传统模式常因信息孤岛导致方案衔接不畅、设计冲突频发。为了突破这一障碍，要建立基于BIM模型的协同管控体系。首先需要制定统一的数据标准和接口规范，以保证规划设计单位使用相容的BIM建模平台对基础地形，地质和管网进行无缝连接。然后，构建了基于云端的协同工作平台来整合规划方案和初步设计模型，并通过权限分配对多个专业进行实时协同编辑和标记。该平台要整合冲突检测功能以自动预警管线交叉和标高冲突的设计问题，同时提供可视化的调整工具以方便团队迅速协商和优化。同时，引入虚拟现实（VR）技术，对关键节点进行三维沉浸式审查，确保规划意图与设计细节的高度契合[2]。除此之外，构建BIM模型版本管理和变更追溯机制来记录各个阶段的修改痕迹，对后续建设和运维进行全面的数据溯源，在规划-设计阶段真正做到一体化控制。

（二）基于BIM+IoT的施工-运维数据贯通实施策略

施工与运维阶段的数据割裂是传统给排水工程管理中的顽疾。为了应对这个问题，需要建立一个BIM与物联网（IoT）深度整合的数据连接系统。施工阶段通过将RFID标签或者传感器嵌入管材和阀门等关键设备中，对它们的位置和安装状态进行实时采集，同时将这些信息和BIM模型进行动态关联。同时借助移动终端和BIM协同平台对施工进度，质量验收数据进行即时录入和三维可视化显示，保证了施工过程和模型数据一致性。运维阶段在管网关键节点布置压力，流量和水质监测设备并通过IoT平台向BIM运维系统推送实时数据，构成动态更新数字孪生体。运维人员可以根据BIM模型对故障点进行快速定位，并将历史数据和智能算法相结合对设备寿命进行预测，从而制定准确的维护计划。除此之外还制定了BIM-IoT数据接口标准以实现施工记录和运维档案自动归档及关联查询等功能，从而为资产管理全生命周期提供数据支持，促进施工和运维阶段无缝对接。

（三）基于BIM驱动的运维决策支持系统建设方案

传统给排水运维决策依赖经验与人工分析，存在响应滞后、资源浪费等问题。为此需要建设一个基于BIM的运维决策支持系统。该系统要以BIM模型作为数据底座，将管网拓扑结构，设备参数和历史运维记录的静态数据与IoT实时监测数据和巡检工单的动态数据进行整合。采用数据清洗和关联分析等方法构建了覆盖管网健康度，能耗效率和风险等级等多维度的评价指标体系。通过机器学习算法挖掘历史故障数据并构建故障预测模型以提前预警潜在风险。同时开发了可视化的决策驾驶舱，通过三维图表直观地展示管网的运行状态，风险分布和维护建议，帮助运维人员迅速做出最优决策。该系统还可支持运维方案的仿真和优化，如利用BIM模型模拟管网运行在不同维修策略下的效果，筛选出费用最低且效果最好的方案。最终，形成基于BIM的“数据采集--分析评估--决策支持--实施反馈”闭环运维管理体系，提升运维决策的科学性与时效性。

（四）基于BIM的工程变更-资产移交闭环管理流程

工程变更与资产移交是给排水工程管理中的薄弱环节，传统流程存在信息断层、责任不清等问题。为此需要构建一个以BIM为核心的闭环管理流程。在工程变更阶段需要通过BIM协同平台递交全部变更申请，并将变更部位三维模型和相关文件进行关联，确定变更范围，进行影响分析和审批流程[3]。该平台自动检测变更给其他职业带来的冲击，产生冲突报告推送给相关负责人。在变更执行完成之后，利用移动终端进行施工数据的现场采集并对BIM模型进行实时更新，以保证变更信息的精准传输。在资产移交阶段将设备清单，技术参数和运维手册中的资产信息集成到BIM模型中作为数字化移交包的载体。接收方在BIM平台上实现了资产三维验收、实物和模型一致性核对、验收中存在问题记录、追踪整改等功能。同时在资产编码和BIM模型ID之间建立映射关系对资产进行全生命周期精准管理。最终形成了“变更申请--审批实施--模型更新--资产移交--运维追溯”闭环流程，保证了工程变更和资产移交信息完整性和可追溯性，并为后续运行维护提供了可靠的数据基础。

三、结语

在城市基础设施建设迈向智能化、精细化的时代浪潮中，BIM技术凭借其强大的数据集成与协同管理能力，为城市给排水工程全生命周期管理带来革新契机。其突破了传统管理模式束缚，通过建立动态，可视化数字孪生体系实现了多源数据的深度融合和跨企信息的无缝对接，有效地增强了决策科学性和资源配置效率。这一技术创新既促进了给排水工程管理由经验驱动到数据驱动的转变，也有助于城市基础设施朝着智慧化和可持续化的方向发展，从而为城市韧性建设和高质量发展构筑了坚实的基础。

参考文献

[1]肖倩男.BIM技术在建筑给排水工程设计中的应用[J].石材，2025，（03）：82-84.

[2]王亚鹏.BIM技术支持下的建筑给排水设计优化研究[J].工程建设与设计，2025，（02）：92-94.

[3]张春媛.基于BIM技术的市政给排水工程设计研究[J].绿色建造与智能建筑，2025，（01）：60-63.