杜毅治

摘 要：電子計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得水利水電工程的設計技術(shù)也得到飛速的發(fā)展，尤其是其中的CAD設計技術(shù)，能夠提升設計圖紙的準確性，并且能夠提升工程設計的效率，方便設計人員隨時對設計圖紙進行修改、完善，從而在很大程度上提升工程設計質(zhì)量。本文就水利水電工程在工程設計過程中CAD技術(shù)的應用進行了分析研究。

關鍵詞：三維CAD技術(shù)；水利水電工程；設計；應用

水利水電工程的工程設計工作決定了整個工程的整體結(jié)構(gòu)、使用功能，并且設計圖紙是工程施工建設的核心依據(jù)，指導著施工建設的方方面面，但是傳統(tǒng)的水利水電工程設計階段，因為設計器材的影響使得工程設計圖紙的繪制不僅效率較低，并且在不能夠直觀的將整個工程展現(xiàn)出來。而隨著CAD設計技術(shù)出現(xiàn)使得這些情況得以有效的解決。

1 CAD技術(shù)在設計過程中的優(yōu)點

1.1 方便設計人員攜帶

在傳統(tǒng)的水利水電工程設計過程中為了能夠保證設計質(zhì)量，設計人員需要攜帶大量的設計所需要的器材，并且水利水電的工程的施工環(huán)境較為特殊，不僅不利于這些器材的搬運，在運輸途中也會耗費大量的人力、物力，還有一些路況較為惡劣的地區(qū)因為運輸?shù)牟槐銜乐赜绊懺O計工作的正常開展，也容易造成相關器材的損毀。而在新時代的因為科學技術(shù)的飛速發(fā)展，先進的CAD設計技術(shù)隨之而生，通過CAD設計技術(shù)的使用能夠大大簡化設計人員的所需要攜帶的設計設備，一般情況下只需要設計人員攜帶一臺電腦就能夠完成工程的設計，從而提升了設計人員的辦公效率。

1.2 提升制圖的精準程度

水利水電工程因其工程的特殊性所以對設計標準有較高的嚴格，需要設計人員能夠在設計的過程中把控好工程的細節(jié)設計。并且隨著水利水電工程技術(shù)含量的上升使工程的做工得到了提升，但與此同時工程的復雜程度也隨之提高，這也就給設計人員的設計圖手繪工作帶來了巨大的難度，很難做到從整體到細節(jié)的精確。而在現(xiàn)階段通過CAD設計技術(shù)的使用，能夠借助電子計算機的計算能力，通過多角度靈活的繪制工程圖紙以達到工程設計的精確，并且相對于傳統(tǒng)的設計方式，CAD設計技術(shù)在完成設計之后如果發(fā)現(xiàn)需要改動的地方，可以隨時在原圖上進行再次設計方便設計人員的修改、完善，從而促進工程設計準確率的提高。

1.3 提升制圖的效率

在工程的設計過程中，為了使工程能夠達到最好的使用效果，不可避免的會進行大量的數(shù)據(jù)計算，但大量數(shù)據(jù)計算如果完全有人工來進行會花費設計人員大量的時間，并且因為計算過程中需要用到較為復雜的運算公式，所以難以保證運算結(jié)果有較高的準確率。采用CAD設計技術(shù)之后，可以將設計人員從復雜的設計過程中之中解放出來，并且CAD設計軟件在功能開發(fā)的過程中就加入了相關的數(shù)據(jù)計算功能，設計人員在設計過程中只要將相應設計數(shù)據(jù)輸入到CAD軟件之中，就能通過其自動求積等多種運算功能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)結(jié)果的求算，從而實現(xiàn)整體工程設計制圖效率的提高。

1.4 保存、監(jiān)測更便捷

采用傳統(tǒng)方式，因為數(shù)據(jù)非常復雜，在保存、查詢是十分不便。CAD可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快捷、大量保存。存儲的在硬盤等介質(zhì)里，故此進行數(shù)據(jù)保存、監(jiān)測等都非常方便快捷。

2 三維CAD技術(shù)在水利水電工程設計方面的應用情況分析

2.1 主要的應用范圍及內(nèi)容

在地形地質(zhì)方面的應用。通過等高數(shù)據(jù)，可快速、準確地實現(xiàn)數(shù)字化的三維地形，并可以建立起諸如原始地貌、大壩、引水洞、開挖邊坡等三維地形圖。通過計算機設計操作，具有仿真的可視化效果，并可根據(jù)需要適時更新原有的圖形，實現(xiàn)圖形與實物的相互匹配。因為三維地形具有很強的仿真性，故此，能夠?qū)ζ渲腥魏螐碗s的部位進行體積等屬性的計算?？梢愿鶕?jù)需要適時旋轉(zhuǎn)、開挖、切剖面等方面的操作?？梢岳每睖y數(shù)據(jù)對整個土石方量等進行準確、快速地計算。

2.2 三維CAD技術(shù)在水工設計方面的應用

在水利水電工程設計過程中，由于工程的復雜性，因而必須在多種專業(yè)下進行協(xié)調(diào)和配合方能有效的進行。因而在設計中應加強骨架設計模式的應用，進而在避免從上到下的設計缺點的同時提高其靈活性，并對設計權(quán)限進行劃分，從而實現(xiàn)設計的協(xié)同性和并行性。與此同時，應以此為基礎，對模板進行參數(shù)化的設計，并采取相應的方式進行三維形體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，將CAD分析軟件導入，以更快地形成三維設計草圖，當草圖形成之后，設計人員應結(jié)合CAD平面設計圖和剖面設計圖，構(gòu)建三維模型，從而確保空間概念變得更得明晰化，并利用生成的實體模型對之前的平面設計圖開展反復地校核，并在整個設計過程中加強與各方的溝通和反饋，以最大化的確保設計的有效性。

2.3 在工程量計算方面的應用

在建立工程精確數(shù)值模型的基礎上，進行精確壩體工程量的計算，能夠精確計算各壩段各截面的面積、各點的坐標以及體積，其精度滿足工程計量要求。對建筑物及地質(zhì)分類建模后，還能夠計算不同材料的用量，并進一步為預算及施工期的材料供應計劃提供科學的依據(jù)。

3 三維CAD技術(shù)在水利水電工程設計中的具體應用說明

通過上述分析，我們對三維CAD技術(shù)在水利水電工程設計方面應用范圍有了一定的認識，因而以下從三維CAD技術(shù)在水利水電工程設計中的具體應用做出以下幾點分析。但是從傳統(tǒng)手工繪制來看，具有很大的難度，且無法保證其精確度。傳統(tǒng)的手工繪制曲線不僅難度大，不易操作，而且精確性無法保證。而采用Auto CAD技術(shù)，能夠是這些問題輕松解決，并能夠更佳的繪制效果。

3.1 水庫水位/庫容曲線的繪制

首先，進行水位及對應庫容的數(shù)據(jù)輸入，在完成數(shù)據(jù)輸入后，并可充分利用表格自帶功能，快速準確地進行一系列復雜的庫容差計算。然后，根據(jù)計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為坐標，再繼續(xù)輸入。在完成所有的輸入后，再同時放大到具有足夠辨識度和美觀度。在完成調(diào)整后，對坐標點進行重新定位，既可以執(zhí)行樣條曲線繪制命令，最后回車即完成了曲線繪制。從這些步驟我們了解到，CAD技術(shù)繪制曲線的強大功能及具體的運行操作過程。

3.2 三維立體渲染

如果使用手工繪制，一般只能繪制出效果平面圖，這樣顯然不容易發(fā)現(xiàn)立體結(jié)構(gòu)的有關問題。采用CAD技術(shù)，不僅可以繪制出立體效果圖，而且可以通過渲染，來達到與實際更加逼近和仿真的效果。首先，在渲染前繪制好三維效果圖。然后，再對材質(zhì)、光源及相關背景進行渲染，這樣不僅能夠確保效果圖的觀賞性，而且可以更加接近真實狀態(tài)，更容易發(fā)現(xiàn)不足，以便及時改進。

結(jié)束語

CAD設計技術(shù)的出現(xiàn)能夠有效的促進水利水電工程設計制圖水平的提升，它的應用改變了過去依靠手工繪制的歷史，使水利水電工程設計實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。但是，它同樣具有自己的局限性，作為工程設計人員，應該切實加強工程自身專業(yè)素質(zhì)水平的提升，以適應新形勢發(fā)展需要。

參考文獻

[1]馬剛琳，馬壯.三維CAD技術(shù)在水利水電工程設計中的應用[J].吉林水利，2008（12）：63，65.

[2]劉日勝.水利水電工程電氣CAD技術(shù)的應用[J].門窗，2013（08）：323.