基于CAD技术在水利水电工程设计中的应用
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摘 要：随着计算机技术的发展和普及，在水利水电工程设计中得到了十分广泛应用。特别是cad 技术的引入，带来了水利水电工程设计的新天地。因此，本文针对CAD 技术在水利水电工程设计中的应用进行分析，并且就CAD技术的应用过程中又存在何种不足提出了相应的建议。
关键词：CAD技术；水利水电；工程设计；应用；解决措施
1 CAD技术在水利工程设计中应用的优点
在没有采用AutoCAD技术来设计水利工程之前，设计工作人员必须要由手绘的方式来实现水利工程的设计。这种方式存在两个致命的缺陷：第一，绘制工作需要耗费大量的时间，后续工作无法及时展开，影响工程进度；第二，图纸精度不够，由于是手工绘制，因此很难实现高精度设计。但是在水利工程设计中采用AutoCAD技术，则具有显著的优势，具体分析如下：
（1）进行设计之前的前期工作更加便捷
过去，设计人员在选址和测算的时候需要携带大量专业的测量工具、施工图纸、刻度尺和签字笔等，不仅携带不便，而且增加了前期劳动强度。采用Auto CAD技术来设计水利工程之后，设计人员只需要携带笔记本电脑或者直接远程遥控操作，前期的准备工作更加便捷，设计人员的劳动强度大大降低，用更多的时间进行工程设计和设计方案的优化。
（2）设计数据和图表的准确度大幅度提升
计算机所具有的超级运算能力是人类大脑所不仅匹敌的，以前几个设计人员数月才可以完成的工作量，采用AutoCAD技术可以让1个设计人员在几天内甚至1天内就完成。相对于传统的手工绘制而言，AutoCAD可以非常精确地绘制低水位水库曲线、坝而曲线等等，并且能够绘制更加复杂的水利工程。
（3）修改、补漏等优化操作更加简单
AutoCAD能够实现非常快捷地的修改、补漏等优化操作。以往的工程经验显示AutoCAD能够在发现设计问题之后进行“实时”的修改，即发现问题、提出解决力-案、修改，中间几乎可以没有间歇。
2 CAD技术在水利水电工程设计方面的应用
2.1 主要的应用范围及内容
（1）在地形地质方面的应用
通过等高数据，可快速、准确地实现数字化的三维地形，并可以建立起诸如原始地貌、大坝、引水洞、开挖边坡等三维地形图。通过计算机设计操作，具有仿真的可视化效果，并可根据需要适时更新原有的图形，实现图形与实物的相互匹配。因为三维地形具有很强的仿真性，故此，能够对其中任何复杂的部位进行体积等属性的计算。可以根据需要适时旋转、开挖、切剖面等方面的操作。
（2）在水工设计方面的应用
在水利水电工程设计过程中，由于工程的复杂性，因而必须在多种专业下进行协调和配合方能有效的进行。因而在设计中应加强骨架设计模式的应用，进而在避免从上到下的设计缺点的同时提高其灵活性，并对设计权限进行划分，从而实现设计的协同性和并行性。与此同时，应以此为基础，对模板进行参数化的设计，并采取相应的方式进行三维形体结构的构建，将CAD 分析软件导入，以更快地形成三维设计草图，当草图形成之后，设计人员应结合CAD平面设计图和剖面设计图 ，构建三维模型，从而确保空间概念变得更得明晰化，并利用生成的实体模型对之前的平面设计图开展反复地校核，并在整个设计过程中加强与各方的沟通和反馈，以最大化的确保设计的有效性。
（3）在工程量计算方面的应用
在建立工程精确数值模型的基础上，进行精确坝体工程量的计算，能够精确计算各坝段各截面的面积、各点的坐标以及体积，其精度满足工程计量要求。对建筑物及地质分类建模后，还能够计算不同材料的用量，并进一步为概预算及施工期业主的材料供应计划提供科学的依据。
2.2 CAD 技术在水利水电工程设计中的具体应用
通过上述分析，我们对CAD 技术在水利水电工程设计方面应用范围有了一定的认识 ，因而以下从CAD 技术在水利水电工程设计中的具体应用做出以下几点分析。但是从传统手工绘制来看，具有很大的难度，且无法保证其精确度。传统的手工绘制曲线不仅难度大，不易操作，而且精确性无法保证。而采用 Auto CAD 技术，能够是这些问题轻松解决，并能够更佳的绘制效果。具体步骤如下。
（1）EXCEL 数据处理
首先为确保数据的正确性，需要对前期观察数据进行核实，然后输入数据，再将其转化为坐标。如执行spline命令，对EXCEL中曲线坐标进行复制，并进行粘贴，最后按回车即可。
（2）水库水位/库容曲线的绘制
首先，进行水位及对应库容的数据输入，在完成数据输入后，并可充分利用表格自带功能，快速准确地进行一系列复杂的库容差计算。然后，根据计算结果转换为坐标，再继续输入。在完成所有的输入后，再同时放大到具有足够辨识度和美观度。在完成调整后，对坐标点进行重新定位，既可以执行样条曲线绘制命令，最后回车即完成了曲线绘制。从这些步骤我们了解到，CAD 技术绘制曲线的强大功能及具体的运行操作过程。
（3）三维立体渲染
如果使用手工绘制，一般只能绘制出效果平面图，这样显然不容易发现立体结构的有关问题。采用 CAD技术，不仅可以绘制出立体效果图，而且可以通过渲染，来达到与实际更加逼近和仿真的效果。首先，在渲染前绘制好三维效果图。然后，再对材质、光源及相关背景进行渲染，这样不仅能够确保效果图的观赏性，而且可以更加接近真实状态，更容易发现不足，以便及时改进。
3 CAD技术在应用过程中的问题以及解决措施
3.1设计人员对CAD技术过于依赖
虽然CAD技术带来了项目设计的革新，但这种技术对计算机的依赖也很严重， 一旦计算机系统出现故障，就会导致相关的图形设计要实行手工绘制。这原本是设计人员的基本功，不管科技怎样进步，技术人员的专业技能都不得荒废。另外，虽然CAD技术对于数据的处理极少存在误差，但是设计人员在力所能及的范围内还是要对相关数据进行审核，因为数据的错误将直接导致设计方案出现失误，影响工程质量。因此设计人员在进行设计时一定要处理好人与机器之间的关系，注意人才是设计工作的主体，CAD技术只是一种工具。
3.2 CAD软件的适用性问题
由于CAD软件与计算机技术紧密相连，因此其更新换代的速度非常快，往往出现设计人员水平落后于CAD技术的情况，单位在进行软件配置时，一味的更新软件，可能会造成无人会操作的尴尬局面，因此，要适应CAD软件的应用，一是适当控制软件更新适度，二是尽量提高设计人员素质。
结语
总而言之，随着科技技术的不断发展，在进行水利工程设计的时候应用AutoCAD技术是今后工程设计的大势所趋。由于CAD 技术比传统的手工方式具有携带操作更加方便、绘图更加精确等明显的优势，它的应用改变了过去依靠手工绘制的历史，使水利水电工程设计实现了跨越式的发展。但是，它同样具有自己的局限性，作为工程设计人员，应该切实加强工程自身专业素质水平的提升，以适应新形势发展需要。
参考文献
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