貴州省安龍縣德臥鎮(zhèn)村鎮(zhèn)規(guī)劃建設管理所 貴州 安龍 552402

工程圖是工程設計中主要的語言交流形式，快速發(fā)展的科學技術，使得三維CAD技術逐漸轉化為工程設計今后主要的發(fā)展方向，被廣泛應用于航天、機械、建筑及電子設計等領域中。水利水電工程中三維CAD技術的應用，能提高方案對比的精確性，可將工程設計周期減少，節(jié)省工程造價，且有利于工程品質及設計質量的提高，故而有必要研究該技術在水利水電工程中的應用。

1 三維CAD技術優(yōu)點

就三維CAD技術的優(yōu)點而言，主要包含：其一，更方便攜帶。傳統(tǒng)手工繪制方式的應用，要求設計人員將大量器材、圖紙隨身攜帶，在時間與精力方面消耗很大，工作效率低下，稍有不慎還會損壞儀器設備。而三維CAD技術通過便捷式電腦或遠程監(jiān)控便能實現應用，攜帶更簡便；其二，制圖更快捷。水利水電工程設計中涉及的圖形計算相當多，傳統(tǒng)人工方式不但耗時耗力，且難以保障準確性[1]。而通過三維CAD技術的應用，憑借該技術自動求集模塊功能，支持自動求集等多項運算，大量復雜的計算能在瞬間完成，可以更快捷化的制圖；其三，制圖更精準。水利水電工程設計具備極高的精確性要求，然而其本身帶有特殊性、復雜性特征，通過手工制圖很難實現理想的精確度。而應用三維CAD技術，憑借該技術計算方面的優(yōu)勢，能夠顯著簡化計算過程，達成迅速、準確的數據查算，且在繪制低水位水庫及壩面曲線時也能保障精確性，可將設計精確度要求順利滿足；其四，便捷化保存監(jiān)測。由于數據相當復雜的緣故，選擇傳統(tǒng)方式進行保存、查詢時效率極低。而三維CAD技術是將硬盤等作為存儲介質，能夠很方便、快捷的保存數據并監(jiān)測。

2 水利水電工程設計中三維CAD技術的應用

2.1 應用于水工設計中 水工設計要求各個專業(yè)之間密切協(xié)調、配合，故而工程相當復雜。為保障設計靈活性，并將可能出現的缺點規(guī)避，設計期間需著重應用骨架設計模塊，通過合理劃分設計權限，為設計提供并行性、協(xié)同性保障。同時，以此為基礎合理進行模板參數的確定，在相應方法的運用下完成三維結構的建立，并向專業(yè)分析軟件內導入，即可將三維草圖獲取。而在設計好草圖之后，依托CAD三維技術設計平面及剖面，并圍繞設計成果完成相應三維模型的建立，更明確、清晰的呈現空間概念，同時參照平面設計圖對生成的模型反復進行校核。此外，整個設計過程中，各個參與方應當積極溝通、交流，以便保障設計成果的有效性。

2.2 地質地形勘測 三維CAD技術的應用，能夠結合原始地貌、周邊環(huán)境及大壩等特點完成三維立體數字化地形圖的繪制，同時出具仿真效果的圖紙。當周邊環(huán)境或建筑關系有變化出現后，也能及時更新圖紙，使實物始終都能與圖形相匹配，進而保障設計方案的準確性、合理性[2]。除開地形繪制，三維CAD技術還能將地形范圍內復雜部分準確展現，幫助相關人員將復雜物質屬性、體積充分掌握。

2.3 繪制水庫水位及庫容曲線 首先，輸入水位及對應庫容數據，待輸入完成后即可通過表格自帶動能的運用，快速、準確地計算復雜庫容差；其次，以計算結果為根據完成坐標的轉換后，再次輸入。待輸入完成之后，放大至適宜的辨識度、美觀度，通過調整后重新定位坐標點，此時便可展開樣條曲線繪制，并在最后通過回車便能將曲線繪制完成。結合上述步驟不難發(fā)現，三維CAD技術在曲線繪制方面十分便捷，具有相當顯著的優(yōu)勢。

2.4 三維立體渲染 傳統(tǒng)手工繪制的平面圖效果十分一般，無法將立體結構中相關問題呈現。而借助三維CAD技術進行三維立體效果圖的繪制，同時通過渲染賦予效果圖更高的仿真度。實踐操作中，待三維效果圖的繪制完成后，以實際情況為根據渲染背景、光源及材質，此時能取得觀賞性更佳且更接近真實狀態(tài)的效果圖，能幫助相關人員將問題及時發(fā)現。

3 水利水電工程設計中三維CAD技術的應用案例

本文以我國某水電站為例，探討了水利水電工程中三維CAD技術的具體應用。

某水電站是以發(fā)電為主，同時將攔沙、防洪等目的包含在內，且在下游航運條件的改善、庫區(qū)通航綜合效益發(fā)展方面也發(fā)揮著一定的作用[3]。水庫正常情況下保持825，蓄水位，相應庫容達到2.06×1010m3，地下廠房機組安置共計16臺，裝機容量初步擬定1.6×107k W，未來連續(xù)幾年內預計能夠達成6.024×1010kW·h的平均發(fā)電量。該水電站攔河壩高289m，屬于混凝土雙曲拱壩，壩頂高程834m，頂寬及最大底寬分別為13m、72m。

建造為橢圓形雙曲拱壩的該水電站，體型相當復雜，特別是導流底孔、深孔等牛腿部位，是以拱壩設計參數為根據，在三次B樣條擬合、復化辛普森求積公式及迭代計算相結合下獲取的空間曲面，通過數學推算基本無法獲取大壩上下游面與牛腿及壩前貼腳、壩后棧橋等部位相交的結構線，圍繞橢圓形雙曲拱壩展開三維建模，能將上下游拱圈與拱圈外部結構交線精確、真實地展現，提取其中的坐標數據并以此為基礎即可展開體型線的測量放樣作業(yè)，從而將施工數據確定。依托三維CAD技術的應用，能夠取得一致于數學解法計算的結果，具有相當高的精準度，且整個過程十分便捷，有利于施工效率的提高。

4 結語

綜上所述，三維CAD技術能夠進一步提高圖紙精確度和工作效率，擁有遠超傳統(tǒng)手繪設計的優(yōu)勢。通過該技術的應用，可促進水利水電工程設計跨越式發(fā)展的實現。而為了保障該技術應用價值得到充分發(fā)揮，工程設計人員也有必要對自身專業(yè)素質水平及技術能力的提升予以重視，以便更好地應對新形勢發(fā)展要求。