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【摘 要】 水利水电工程的建设，不仅能够提高人们的生活水平，对我国的社会经济水平的提升也有着一定的影响，然而在在进行水利水电设计中还有很多不足。本文就结合具体情况，分析三维CAD技术在水利水电设计中的具体应用。
【关键词】 水利水电；三维CAD；设计；应用
引言：
在实践过程中，CAD技术凭借自身简单、快捷、存储方便的优势，在工程设计领域发挥着重要的作用。许多工程设计人员，借助计算机组织开展辅助设计和辅助绘图等，尤其是建立了相应的计算机网络辅助设计与管理后，一方面提高了设计质量，缩短了相应的设计周期；另一方面创造了良好的经济效益和社会效益。在工程领域，随着CAD技术的不断成熟，应用范围不断扩大，其缺点也被充分地暴露，在这种情况下，该技术不为一些人所认可，他们普遍认为CAD技术制约了工程设计业的发展。
1、CAD技术
所谓CAD技术就是计算机辅助设计，这种技术是利用计算机系统对设计进行分析、优化的过程。通常情况下，CAD系统主要是由硬件、软件组成，其中硬件主要涉及处理运算设备、图形显示设备、外部存储设备等硬件平台设备，对于软件来说，主要包括系统软件、支撑软件和专业应用软件等。目前，在我国使用比较广泛的CAD软件是由美国AUTODESK公司开发的AUTOCAD软件，该软件的优势主要表现为：功能强大、易学易用、具有开放型结构的软件口，一方面便于用户使用，另一方面可以对系统本身进行扩充和完善，因此，广泛地应用于微机及工作站方面。在此基础上，国内外软件开发商对其进行二次开发，比较有代表性的，如建筑行业的House软件、建研院的ABD集成化软件等。
2、目前水利水电工程设计工作中的不足
2.1水利水电设计人员的问题
随着水利水电工程量的增多，水利水电设计工作的量也逐步加重，加上水利水电工程的设计工作是一项复杂的复合型工作，它囊括了一系列的学科和技术，需要不同的专业技术人员共同合作来完成，是一个系统的并且复杂的工程。
在设计过程中需要不同专业的人才互相交流不断完善整个设计的内容，通过调查工程实地的工程情况，不断优化设计内容，可以说设计把握着整个水利工程的质量和成本。但是目前国内的专业人才十分稀少，不少公司和企业在进行水利水电工程的设计过程中照搬规范，缺少相关专业知识的讨论和实地调查，导致了整个水利水电的设计工作并没有根据工程的实际情况进行最优化，或者在相关专业知识交汇点的处理上存在很大问题，无法确保水利水电工程的质量。
2.2水利水电工程设计图纸不够规范
随着我国水利水电工程行业的迅猛发展，我国水利水电的设计部门可以说是得到了极大的发展和进步，市场上涌现了很大一批新兴的水利水电设计部门，可以说在水利水电工程的设计市场上呈现了“百家争鸣”的现象。设计图纸的形式和说明都没有明确的规范，导致了市场上出现了很多种设计图纸形式，举例来说：市场上关于设计图上的概算编制没有统一的格式和标准，概算编制是整个工程规模、投资比例和材料、机械、人工的使用情况的明确说明，应该要有详细并且明确的格式标准，但目前市场上的水利水电工程概算编制过于简单，关于工程的详细说明的相关数据存在误差，导致在工程施工过程中出现很多问题。
2.3设计方与施工方的沟通不到位
水利水电设计工作的主要目的是设计出最符合实际工程情况的水利水电工程设计方案，以最大化的保证水利水电工程的工程质量和整个水利水电工程施工过程中的安全性和经济性。但在实际工程中，设计方案只是保证整个水利水电工程质量、安全和经济的前提，确保整个水利水电工程的质量和施工安全性和最大化节约成本的关键还在于施工过程，在实际工程中光有好的设计方案，没有好的施工就好比有了好的计划却没有去实行一样，是达不到确保工程质量的根本目的的。在施工中，广大设计单位必须深入施工现场，充分与施工单位沟通，将自己的设计意图完整的展现给施工方，确保施工能够按照最优化的设计方案进行，确保施工过程的安全性和经济性从而保证整个水利水电工程的质量要求。
3、CAD技术优势盘点
3.1携带更方便
如果利用手工繪制的方式，往往需要设计人员带着大量的器材、图纸等，不但很不方便，需要耗费大量的精力和时间，影响工作效率，而且容易使仪器设备受到损坏。而采用CAD技术，只需带上便携式电脑或是采用远程监控即可，十分方便。
3.2制图更精准
水利水电工程设计的精确性要求很高，而水利水电工程的复杂性和特殊性，导致手工制图十分困难，且难以达到较高精确度。采用CAD软件，利用其强大的计算功能，可以使计算大大简化，数据查算又准又快，可以高精度地进行低水位水库及坝面等曲线的精确绘制，从而满足其设计精确度的要求。
3.3制图更快捷
在水利水电工程设计中，需要进行大量的图形计算，如果采用人工方式，需要耗费大量的时间和精力，且准确性不高，而采用CAD技术，利用其自动求积模块功能，可以进行自动求积等多项自动运算，能够在瞬间就完成大量复杂的计算，从而实现制图的快捷化。
3.4便于资料的保管
CAD软件由于是一类计算机辅助的软件，所以在其进行操作的图片、图形等等文件都可以直接存储在电脑上的硬盘或者软盘中，也可以存储在优盘等等可以存储的存储器上，这对资料的保管是非常方便的。在存储这些存储器上后，为了保险起见，可以将这些文件、资料用扫描仪进行扫描，数字化后再输入电脑里面，这样就可以防止文件丢失或损坏后还可以再找出来，这些操作都是非常方便的，所以在CAD中进行操作的文件在保管方面是非常方便的。
4、CAD辅助设计在水利工程中的应用
4.1绘制曲线
坝面曲线、水位和库容关系曲线是水利工程设计工作中两类常用曲线，利用CAD进行曲线的绘制比手工绘制曲线精确度大大提高。绘制这两种曲线的基本思路如下：首先将勘测阶段所获得的数据输入Excel，并将数据转化为坐标信息；然后利用CAD中绘制样条曲线（spline）的功能将转化后的曲线坐标复制并粘贴到命令行中最后直接回车即可得到相应的坝面曲线。绘制水位和库容关系曲线实现过程与绘制坝面曲线类似，不同之处在于首先需要将水位及其对应的库容数据输入到CAD绘制的表格中并利用此类表格自带的计算功能计算出对应的库容差；然后输入相对坐标再统一将所有坐标点的水位差值放大五倍月的是为了保证曲线的美观性和实用性，操作方法是调整纵坐标的比例因子即可；最后在CAD中定义用户坐标，即通过执行UCS命令将坐标点重新定位再执行绘制样条曲线的spline命令，即可得到对应的水库水位和库容关系曲线。
4.2水利工程三维效果图。
传统的水利工程设计只能手工绘制平面图形，这种图纸不仅缺乏立体感，而且对工程的细部描绘也明显不足。由于水利工程设计涉及大量错综复杂的信息，同时由于计算和绘图的工作量大，手工绘制图纸的精度难以保证。如果需要对设计进行调整和修改，则需要耗费大量的时间和精力，且难以达到理想的效果。使用CAD进行设计图纸的绘制，就可以很好地避开以上问题，大大缩短了水利工程的设计周期。此外股计人员根据水利工程的设计思路利用CAD强大的三维绘制功能就能直接进行三维立体图形的绘制胸建出水利工程的三维模型。通过设计方案的可视化不仅可以将构筑物的三维形象、面貌及其特点进行直观的呈现，还能够对水利工程的整体进行全方位的展示，更重要的是实现对设计方案中构筑物局部细节的细致描述。通过CAD渲染出建筑物理想的三维效果图并观察效果图河以及时发现错误并对水利建筑物模型进行调整，为更好地完成设计奠定基础。而且，CAD的三维效果图可以方便地转换成平面图纸，这样既便于对设计图纸进行修改和完善避免了重新绘制图纸，又减少了设计人员的工作量，提高了设计人员的工作效率。
5、结束语
CAD技术在水利水电设计中将扮演着至关重要的作用，我们一定要很好的利用CAD技术，在水利水电设计时不仅能避免错误，还能提高设计质量和工作效率，对水利水电工程设计来说，CAD技术为其解决复杂难题，也为水利水电工程的顺利实施提供了帮助。
参考文献：
[1]刘日胜.水利水电工程电气CAD技术的应用[J].门窗，2013，08：323.
[2]马刚琳，马壮.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用[J].吉林水利，2008，12：63+65.
[3]王杉.三维仿真设计技术在水利水电建设中的应用[J].科技风，2010，17：224.
【关键词】 水利水电；三维CAD；设计；应用
引言：
在实践过程中，CAD技术凭借自身简单、快捷、存储方便的优势，在工程设计领域发挥着重要的作用。许多工程设计人员，借助计算机组织开展辅助设计和辅助绘图等，尤其是建立了相应的计算机网络辅助设计与管理后，一方面提高了设计质量，缩短了相应的设计周期；另一方面创造了良好的经济效益和社会效益。在工程领域，随着CAD技术的不断成熟，应用范围不断扩大，其缺点也被充分地暴露，在这种情况下，该技术不为一些人所认可，他们普遍认为CAD技术制约了工程设计业的发展。
1、CAD技术
所谓CAD技术就是计算机辅助设计，这种技术是利用计算机系统对设计进行分析、优化的过程。通常情况下，CAD系统主要是由硬件、软件组成，其中硬件主要涉及处理运算设备、图形显示设备、外部存储设备等硬件平台设备，对于软件来说，主要包括系统软件、支撑软件和专业应用软件等。目前，在我国使用比较广泛的CAD软件是由美国AUTODESK公司开发的AUTOCAD软件，该软件的优势主要表现为：功能强大、易学易用、具有开放型结构的软件口，一方面便于用户使用，另一方面可以对系统本身进行扩充和完善，因此，广泛地应用于微机及工作站方面。在此基础上，国内外软件开发商对其进行二次开发，比较有代表性的，如建筑行业的House软件、建研院的ABD集成化软件等。
2、目前水利水电工程设计工作中的不足
2.1水利水电设计人员的问题
随着水利水电工程量的增多，水利水电设计工作的量也逐步加重，加上水利水电工程的设计工作是一项复杂的复合型工作，它囊括了一系列的学科和技术，需要不同的专业技术人员共同合作来完成，是一个系统的并且复杂的工程。
在设计过程中需要不同专业的人才互相交流不断完善整个设计的内容，通过调查工程实地的工程情况，不断优化设计内容，可以说设计把握着整个水利工程的质量和成本。但是目前国内的专业人才十分稀少，不少公司和企业在进行水利水电工程的设计过程中照搬规范，缺少相关专业知识的讨论和实地调查，导致了整个水利水电的设计工作并没有根据工程的实际情况进行最优化，或者在相关专业知识交汇点的处理上存在很大问题，无法确保水利水电工程的质量。
2.2水利水电工程设计图纸不够规范
随着我国水利水电工程行业的迅猛发展，我国水利水电的设计部门可以说是得到了极大的发展和进步，市场上涌现了很大一批新兴的水利水电设计部门，可以说在水利水电工程的设计市场上呈现了“百家争鸣”的现象。设计图纸的形式和说明都没有明确的规范，导致了市场上出现了很多种设计图纸形式，举例来说：市场上关于设计图上的概算编制没有统一的格式和标准，概算编制是整个工程规模、投资比例和材料、机械、人工的使用情况的明确说明，应该要有详细并且明确的格式标准，但目前市场上的水利水电工程概算编制过于简单，关于工程的详细说明的相关数据存在误差，导致在工程施工过程中出现很多问题。
2.3设计方与施工方的沟通不到位
水利水电设计工作的主要目的是设计出最符合实际工程情况的水利水电工程设计方案，以最大化的保证水利水电工程的工程质量和整个水利水电工程施工过程中的安全性和经济性。但在实际工程中，设计方案只是保证整个水利水电工程质量、安全和经济的前提，确保整个水利水电工程的质量和施工安全性和最大化节约成本的关键还在于施工过程，在实际工程中光有好的设计方案，没有好的施工就好比有了好的计划却没有去实行一样，是达不到确保工程质量的根本目的的。在施工中，广大设计单位必须深入施工现场，充分与施工单位沟通，将自己的设计意图完整的展现给施工方，确保施工能够按照最优化的设计方案进行，确保施工过程的安全性和经济性从而保证整个水利水电工程的质量要求。
3、CAD技术优势盘点
3.1携带更方便
如果利用手工繪制的方式，往往需要设计人员带着大量的器材、图纸等，不但很不方便，需要耗费大量的精力和时间，影响工作效率，而且容易使仪器设备受到损坏。而采用CAD技术，只需带上便携式电脑或是采用远程监控即可，十分方便。
3.2制图更精准
水利水电工程设计的精确性要求很高，而水利水电工程的复杂性和特殊性，导致手工制图十分困难，且难以达到较高精确度。采用CAD软件，利用其强大的计算功能，可以使计算大大简化，数据查算又准又快，可以高精度地进行低水位水库及坝面等曲线的精确绘制，从而满足其设计精确度的要求。
3.3制图更快捷
在水利水电工程设计中，需要进行大量的图形计算，如果采用人工方式，需要耗费大量的时间和精力，且准确性不高，而采用CAD技术，利用其自动求积模块功能，可以进行自动求积等多项自动运算，能够在瞬间就完成大量复杂的计算，从而实现制图的快捷化。
3.4便于资料的保管
CAD软件由于是一类计算机辅助的软件，所以在其进行操作的图片、图形等等文件都可以直接存储在电脑上的硬盘或者软盘中，也可以存储在优盘等等可以存储的存储器上，这对资料的保管是非常方便的。在存储这些存储器上后，为了保险起见，可以将这些文件、资料用扫描仪进行扫描，数字化后再输入电脑里面，这样就可以防止文件丢失或损坏后还可以再找出来，这些操作都是非常方便的，所以在CAD中进行操作的文件在保管方面是非常方便的。
4、CAD辅助设计在水利工程中的应用
4.1绘制曲线
坝面曲线、水位和库容关系曲线是水利工程设计工作中两类常用曲线，利用CAD进行曲线的绘制比手工绘制曲线精确度大大提高。绘制这两种曲线的基本思路如下：首先将勘测阶段所获得的数据输入Excel，并将数据转化为坐标信息；然后利用CAD中绘制样条曲线（spline）的功能将转化后的曲线坐标复制并粘贴到命令行中最后直接回车即可得到相应的坝面曲线。绘制水位和库容关系曲线实现过程与绘制坝面曲线类似，不同之处在于首先需要将水位及其对应的库容数据输入到CAD绘制的表格中并利用此类表格自带的计算功能计算出对应的库容差；然后输入相对坐标再统一将所有坐标点的水位差值放大五倍月的是为了保证曲线的美观性和实用性，操作方法是调整纵坐标的比例因子即可；最后在CAD中定义用户坐标，即通过执行UCS命令将坐标点重新定位再执行绘制样条曲线的spline命令，即可得到对应的水库水位和库容关系曲线。
4.2水利工程三维效果图。
传统的水利工程设计只能手工绘制平面图形，这种图纸不仅缺乏立体感，而且对工程的细部描绘也明显不足。由于水利工程设计涉及大量错综复杂的信息，同时由于计算和绘图的工作量大，手工绘制图纸的精度难以保证。如果需要对设计进行调整和修改，则需要耗费大量的时间和精力，且难以达到理想的效果。使用CAD进行设计图纸的绘制，就可以很好地避开以上问题，大大缩短了水利工程的设计周期。此外股计人员根据水利工程的设计思路利用CAD强大的三维绘制功能就能直接进行三维立体图形的绘制胸建出水利工程的三维模型。通过设计方案的可视化不仅可以将构筑物的三维形象、面貌及其特点进行直观的呈现，还能够对水利工程的整体进行全方位的展示，更重要的是实现对设计方案中构筑物局部细节的细致描述。通过CAD渲染出建筑物理想的三维效果图并观察效果图河以及时发现错误并对水利建筑物模型进行调整，为更好地完成设计奠定基础。而且，CAD的三维效果图可以方便地转换成平面图纸，这样既便于对设计图纸进行修改和完善避免了重新绘制图纸，又减少了设计人员的工作量，提高了设计人员的工作效率。
5、结束语
CAD技术在水利水电设计中将扮演着至关重要的作用，我们一定要很好的利用CAD技术，在水利水电设计时不仅能避免错误，还能提高设计质量和工作效率，对水利水电工程设计来说，CAD技术为其解决复杂难题，也为水利水电工程的顺利实施提供了帮助。
参考文献：
[1]刘日胜.水利水电工程电气CAD技术的应用[J].门窗，2013，08：323.
[2]马刚琳，马壮.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用[J].吉林水利，2008，12：63+65.
[3]王杉.三维仿真设计技术在水利水电建设中的应用[J].科技风，2010，17：224.