杜毅治

摘 要：電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得水利水電工程的設(shè)計(jì)技術(shù)也得到飛速的發(fā)展，尤其是其中的CAD設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠提升設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性，并且能夠提升工程設(shè)計(jì)的效率，方便設(shè)計(jì)人員隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改、完善，從而在很大程度上提升工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文就水利水電工程在工程設(shè)計(jì)過程中CAD技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；水利水電工程；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

水利水電工程的工程設(shè)計(jì)工作決定了整個(gè)工程的整體結(jié)構(gòu)、使用功能，并且設(shè)計(jì)圖紙是工程施工建設(shè)的核心依據(jù)，指導(dǎo)著施工建設(shè)的方方面面，但是傳統(tǒng)的水利水電工程設(shè)計(jì)階段，因?yàn)樵O(shè)計(jì)器材的影響使得工程設(shè)計(jì)圖紙的繪制不僅效率較低，并且在不能夠直觀的將整個(gè)工程展現(xiàn)出來。而隨著CAD設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)過程中的優(yōu)點(diǎn)

1.1 方便設(shè)計(jì)人員攜帶

在傳統(tǒng)的水利水電工程設(shè)計(jì)過程中為了能夠保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員需要攜帶大量的設(shè)計(jì)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(yùn)，在運(yùn)輸途中也會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力，還有一些路況較為惡劣的地區(qū)因?yàn)檫\(yùn)輸?shù)牟槐銜?huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)工作的正常開展，也容易造成相關(guān)器材的損毀。而在新時(shí)代的因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的CAD設(shè)計(jì)技術(shù)隨之而生，通過CAD設(shè)計(jì)技術(shù)的使用能夠大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)人員的所需要攜帶的設(shè)計(jì)設(shè)備，一般情況下只需要設(shè)計(jì)人員攜帶一臺(tái)電腦就能夠完成工程的設(shè)計(jì)，從而提升了設(shè)計(jì)人員的辦公效率。

1.2 提升制圖的精準(zhǔn)程度

水利水電工程因其工程的特殊性所以對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有較高的嚴(yán)格，需要設(shè)計(jì)人員能夠在設(shè)計(jì)的過程中把控好工程的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。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(shí)工程的復(fù)雜程度也隨之提高，這也就給設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)圖手繪工作帶來了巨大的難度，很難做到從整體到細(xì)節(jié)的精確。而在現(xiàn)階段通過CAD設(shè)計(jì)技術(shù)的使用，能夠借助電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，通過多角度靈活的繪制工程圖紙以達(dá)到工程設(shè)計(jì)的精確，并且相對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，CAD設(shè)計(jì)技術(shù)在完成設(shè)計(jì)之后如果發(fā)現(xiàn)需要改動(dòng)的地方，可以隨時(shí)在原圖上進(jìn)行再次設(shè)計(jì)方便設(shè)計(jì)人員的修改、完善，從而促進(jìn)工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率的提高。

1.3 提升制圖的效率

在工程的設(shè)計(jì)過程中，為了使工程能夠達(dá)到最好的使用效果，不可避免的會(huì)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，但大量數(shù)據(jù)計(jì)算如果完全有人工來進(jìn)行會(huì)花費(fèi)設(shè)計(jì)人員大量的時(shí)間，并且因?yàn)橛?jì)算過程中需要用到較為復(fù)雜的運(yùn)算公式，所以難以保證運(yùn)算結(jié)果有較高的準(zhǔn)確率。采用CAD設(shè)計(jì)技術(shù)之后，可以將設(shè)計(jì)人員從復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程中之中解放出來，并且CAD設(shè)計(jì)軟件在功能開發(fā)的過程中就加入了相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算功能，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中只要將相應(yīng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到CAD軟件之中，就能通過其自動(dòng)求積等多種運(yùn)算功能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的求算，從而實(shí)現(xiàn)整體工程設(shè)計(jì)制圖效率的提高。

1.4 保存、監(jiān)測(cè)更便捷

采用傳統(tǒng)方式，因?yàn)閿?shù)據(jù)非常復(fù)雜，在保存、查詢是十分不便。CAD可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快捷、大量保存。存儲(chǔ)的在硬盤等介質(zhì)里，故此進(jìn)行數(shù)據(jù)保存、監(jiān)測(cè)等都非常方便快捷。

2 三維CAD技術(shù)在水利水電工程設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用情況分析

2.1 主要的應(yīng)用范圍及內(nèi)容

在地形地質(zhì)方面的應(yīng)用。通過等高數(shù)據(jù)，可快速、準(zhǔn)確地實(shí)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(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)操作，具有仿真的可視化效果，并可根據(jù)需要適時(shí)更新原有的圖形，實(shí)現(xiàn)圖形與實(shí)物的相互匹配。因?yàn)槿S地形具有很強(qiáng)的仿真性，故此，能夠?qū)ζ渲腥魏螐?fù)雜的部位進(jìn)行體積等屬性的計(jì)算?？梢愿鶕?jù)需要適時(shí)旋轉(zhuǎn)、開挖、切剖面等方面的操作?？梢岳每睖y(cè)數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)土石方量等進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地計(jì)算。

2.2 三維CAD技術(shù)在水工設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

在水利水電工程設(shè)計(jì)過程中，由于工程的復(fù)雜性，因而必須在多種專業(yè)下進(jìn)行協(xié)調(diào)和配合方能有效的進(jìn)行。因而在設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)骨架設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，進(jìn)而在避免從上到下的設(shè)計(jì)缺點(diǎn)的同時(shí)提高其靈活性，并對(duì)設(shè)計(jì)權(quán)限進(jìn)行劃分，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的協(xié)同性和并行性。與此同時(shí)，應(yīng)以此為基礎(chǔ)，對(duì)模板進(jìn)行參數(shù)化的設(shè)計(jì)，并采取相應(yīng)的方式進(jìn)行三維形體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，將CAD分析軟件導(dǎo)入，以更快地形成三維設(shè)計(jì)草圖，當(dāng)草圖形成之后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合CAD平面設(shè)計(jì)圖和剖面設(shè)計(jì)圖，構(gòu)建三維模型，從而確?？臻g概念變得更得明晰化，并利用生成的實(shí)體模型對(duì)之前的平面設(shè)計(jì)圖開展反復(fù)地校核，并在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)與各方的溝通和反饋，以最大化的確保設(shè)計(jì)的有效性。

2.3 在工程量計(jì)算方面的應(yīng)用

在建立工程精確數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行精確壩體工程量的計(jì)算，能夠精確計(jì)算各壩段各截面的面積、各點(diǎn)的坐標(biāo)以及體積，其精度滿足工程計(jì)量要求。對(duì)建筑物及地質(zhì)分類建模后，還能夠計(jì)算不同材料的用量，并進(jìn)一步為預(yù)算及施工期的材料供應(yīng)計(jì)劃提供科學(xué)的依據(jù)。

3 三維CAD技術(shù)在水利水電工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用說明

通過上述分析，我們對(duì)三維CAD技術(shù)在水利水電工程設(shè)計(jì)方面應(yīng)用范圍有了一定的認(rèn)識(shí)，因而以下從三維CAD技術(shù)在水利水電工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用做出以下幾點(diǎn)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(kù)水位/庫(kù)容曲線的繪制

首先，進(jìn)行水位及對(duì)應(yīng)庫(kù)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(zhǔn)確地進(jìn)行一系列復(fù)雜的庫(kù)容差計(jì)算。然后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)，再繼續(xù)輸入。在完成所有的輸入后，再同時(shí)放大到具有足夠辨識(shí)度和美觀度。在完成調(diào)整后，對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)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(qiáng)大功能及具體的運(yùn)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(guān)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(dá)到與實(shí)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(duì)材質(zhì)、光源及相關(guān)背景進(jìn)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(shí)狀態(tài)，更容易發(fā)現(xiàn)不足，以便及時(shí)改進(jìn)。

結(jié)束語

CAD設(shè)計(jì)技術(shù)的出現(xiàn)能夠有效的促進(jìn)水利水電工程設(shè)計(jì)制圖水平的提升，它的應(yīng)用改變了過去依靠手工繪制的歷史，使水利水電工程設(shè)計(jì)實(shí)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(shè)計(jì)人員，應(yīng)該切實(shí)加強(qiáng)工程自身專業(yè)素質(zhì)水平的提升，以適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展需要。

參考文獻(xiàn)

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