当前水利工程设计中CAD 技术的应用价值分析

李宏峰

(辽宁省抚顺市水利勘测设计研究院，辽宁 抚顺113008)

中国国土面积广阔，水利工程可以有效地将这些自然资源利用起来。但是，随着经济社会发展，水利工程的工作任务日趋复杂与繁琐，日益需要采用新的技术，使得水利工程设计变得快捷高效。水利工程CAD 具有多态性、继承性、封装性、抽象性等特征，这些特征是CAD 软件技术普及的重要优势。

1 水利工程设计中CAD 技术

在全球工业非常发达的情况下，只有设计师想不到，没有做不到的产品。1982 年问世，由美国Autodesk 公司开发软件——CAD(全称Computer Aided Designs)诞生，CAD 的意思即是“计算机辅助设计”的计算机辅助设计软件包。它具有强大的图形绘制以及编辑功能。主要应用在建筑工程、水利工程、机械工程、电子工程等。CAD 软件中诸如ABD、PIEMCAD，、TBSA 等各具特色的计算机辅助设计软件，为广大工程设计人员提供了极大的方便。主要的设计成果是竣工图和工程建成后的实际样图。

CAD 在进行水利工程制图存在标准规范需要注意。在基本设置中，主要有标题栏、图线、字体、图层、比例、格式、图纸幅面等内容。在进行格式、幅面、比例设计的时候，主要参照SL 73－95《水利和水电工程的制图专业标准》使得CAD 在绘制水工图的时候标题栏、图框、图线、字体、以及图例、比例标注都符合国家要求标准。

2 水利工程设计中CAD 技术的特点

2.1 便捷性

现在使用CAD 制图，设计人员仅仅携带笔记本电脑，甚至可以直接远程对电脑遥控操作设计，准备工作的便捷大大提高，所以设计人员工作中的劳动强度降低了不少。CAD 三维机械设计有利于解决复杂的几何造型问题。它可以组合出各种复杂的几何实体，并能自动生成相贯线和截交线，改变了传统在水工图绘制的时候地址以及测算携带专业测量工具(例如施工图纸刻度尺和签字笔)工具数量巨大的现状［1］。

2.2 准确性

在水工图的实际应用中，对于绘图的精度一般要求标注到毫米，如果水利工程为特型或者规模特大型，施工的精度要求的将更加细致，在这种绘图制图的要求之下，如果不运用CAD 软件，劳动强度以及绘图的精度、速度都将会降低。CAD 可根据用户需求创建用户自己的材料表清单，且材料统计用时少速度快准确度高。

2.3 可修改性

CAD 软件中的结合虚拟仿真技术为工程设计服务，设计中当需要用图形去分析处理设计结果、计算结果或设计模型组装或多专业设计协调时，可以加快后期的修改速度。传统手工输入不易发现错误，且检查工作繁琐，而使用CAD 技术采用可视化技术，在输入数据的同时，使得水工图的断面等设计实现稳定性的计算，减少错误出现。

3 CAD 技术的应用

3.1 绘制曲线

我们在充分使用CAD 绘制技术中，对于断面中绘制样条曲线的Spline 命令进行曲线绘制，接着使用Excel 的表格对其中的数据处理技术进行精确处理，最后CAD 水利工程设计图就可以在CAD 软件中呈现出来了。例如图1，在实际操作测绘曲线的时候，步骤如下。①使用Excel 的处理转化数据变成坐标;②使用Spline 命令将这些数据CAD 中才能执行;③将已经产生的数据处理结果在转化成的曲线坐标开展复制，使用CAD 里的执行命令，敲击Enter键最终操作，这个时候溢流段坝面曲线便被轻松绘制出来了。

图1 溢流大坝断面

3.2 库容和水库水位关系的曲线绘制

库容曲线是表示水库水位和其相应库容之间关系的曲线，主要是库容作为横坐标，水位为纵坐标。库容曲线在进行水库规划设计，是一个管理调度关键性的依据。库容和水库水位关系曲线存在定值见表1 所示，把将水位以及相对应的库容，置于CAD进行表格的绘制。库容的差值一般一般能在运算功能开展计算。最后，将数值输入坐标里。为了将绘制曲线时看起来美观，我们将坐标中不同坐标点中的水位差值在放大5 倍的情况下看，这个时候水位与库容的在数值差异就会非常明显。除此之外，为了设计效果的完善，还可以尝试等轴绘图的方式，满足不同要求的绘图要求。

表1 库水位与库容关系曲线

4 CAD 技术应用中需要注意的问题

CAD 在绘制水工图中，不仅有着天然的优势，还存在一些劣势，主要存在于使用率不高，过分依赖，适应性不强的特点。使用率不高的问题一般存在于年长的设计人员中。比如说，虽然CAD 制图非常的便捷，但是在水工图绘制中的普及率还不够高，因为传统的设计人员对于新的事物接受比较慢。如果要把CAD 技术变成生产力，把自己精彩的设计成果在CAD 中表现出来，就需要从业人员不断加大学习，提高使用水平。过分依赖体现在，一些设计人员他们仅仅将使用CAD 软件作图，作为工厂流水线中的组装产品生产，对于工程设计中的需要有创造性和具体性特征就忽视了。仅仅让计算机快出结果，分析所得结果的正确可靠被忽视了。适应性主要是对CAD 软件更新的适应性问题。CAD 为外国设计软件，在一定程度上不符合我国工程标准和规范，但是在国内自主开发价高、质量参差的情况下，使用CAD制图还是首选。一些技术功能设计人员还没有熟练，面对的就是软件不断的更新，使得在使用上更加无所是从。除此之外，更新速度的不确定，有的时候用户软件频繁升版，有的时候，长时间得不到技术支持。不可否认使用CAD 绘制水工图已经成为了一个未来发展的必然趋势，设计单位对所使用的CAD软件在性能、功能和运行速度上都有着一致的要求。CAD 软件的发明使得设计过程更容易和更有效，其先进的制图工具的可用性和高效性已被广泛证明。在CAD 软件使用中，要不断适应无缝兼容，熟练定义常用快捷命令，适应设计师不同的个人使用习惯减少格式转换上耗费时间，有助于提高设计效率。

5 结 语

在绘图、计算、修改方面，CAD 软件对于中小型水利工程设计有着天然的优势，并且因为人机交互性强、功能切换自由。而且还可以直接修改CAD 图纸，大大提高了工作效率，减轻了劳动强度，提高了绘图的精度、速度。所以说，在水利工程的发展中，CAD 测量以及绘图技术将会是未来的必然发展趋势。

［1］张珏，陈金水，顾新龄，等.中小型水利工程CAD 软件开发及应用［J］.水利水电科技进展，2006，26(01):66－69.