當前水利工程設(shè)計中CAD 技術(shù)的應(yīng)用價值分析

李宏峰

(遼寧省撫順市水利勘測設(shè)計研究院，遼寧 撫順113008)

中國國土面積廣闊，水利工程可以有效地將這些自然資源利用起來。但是，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，水利工程的工作任務(wù)日趨復(fù)雜與繁瑣，日益需要采用新的技術(shù)，使得水利工程設(shè)計變得快捷高效。水利工程CAD 具有多態(tài)性、繼承性、封裝性、抽象性等特征，這些特征是CAD 軟件技術(shù)普及的重要優(yōu)勢。

1 水利工程設(shè)計中CAD 技術(shù)

在全球工業(yè)非常發(fā)達的情況下，只有設(shè)計師想不到，沒有做不到的產(chǎn)品。1982 年問世，由美國Autodesk 公司開發(fā)軟件——CAD(全稱Computer Aided Designs)誕生，CAD 的意思即是“計算機輔助設(shè)計”的計算機輔助設(shè)計軟件包。它具有強大的圖形繪制以及編輯功能。主要應(yīng)用在建筑工程、水利工程、機械工程、電子工程等。CAD 軟件中諸如ABD、PIEMCAD，、TBSA 等各具特色的計算機輔助設(shè)計軟件，為廣大工程設(shè)計人員提供了極大的方便。主要的設(shè)計成果是竣工圖和工程建成后的實際樣圖。

CAD 在進行水利工程制圖存在標準規(guī)范需要注意。在基本設(shè)置中，主要有標題欄、圖線、字體、圖層、比例、格式、圖紙幅面等內(nèi)容。在進行格式、幅面、比例設(shè)計的時候，主要參照SL 73－95《水利和水電工程的制圖專業(yè)標準》使得CAD 在繪制水工圖的時候標題欄、圖框、圖線、字體、以及圖例、比例標注都符合國家要求標準。

2 水利工程設(shè)計中CAD 技術(shù)的特點

2.1 便捷性

現(xiàn)在使用CAD 制圖，設(shè)計人員僅僅攜帶筆記本電腦，甚至可以直接遠程對電腦遙控操作設(shè)計，準備工作的便捷大大提高，所以設(shè)計人員工作中的勞動強度降低了不少。CAD 三維機械設(shè)計有利于解決復(fù)雜的幾何造型問題。它可以組合出各種復(fù)雜的幾何實體，并能自動生成相貫線和截交線，改變了傳統(tǒng)在水工圖繪制的時候地址以及測算攜帶專業(yè)測量工具(例如施工圖紙刻度尺和簽字筆)工具數(shù)量巨大的現(xiàn)狀［1］。

2.2 準確性

在水工圖的實際應(yīng)用中，對于繪圖的精度一般要求標注到毫米，如果水利工程為特型或者規(guī)模特大型，施工的精度要求的將更加細致，在這種繪圖制圖的要求之下，如果不運用CAD 軟件，勞動強度以及繪圖的精度、速度都將會降低。CAD 可根據(jù)用戶需求創(chuàng)建用戶自己的材料表清單，且材料統(tǒng)計用時少速度快準確度高。

2.3 可修改性

CAD 軟件中的結(jié)合虛擬仿真技術(shù)為工程設(shè)計服務(wù)，設(shè)計中當需要用圖形去分析處理設(shè)計結(jié)果、計算結(jié)果或設(shè)計模型組裝或多專業(yè)設(shè)計協(xié)調(diào)時，可以加快后期的修改速度。傳統(tǒng)手工輸入不易發(fā)現(xiàn)錯誤，且檢查工作繁瑣，而使用CAD 技術(shù)采用可視化技術(shù)，在輸入數(shù)據(jù)的同時，使得水工圖的斷面等設(shè)計實現(xiàn)穩(wěn)定性的計算，減少錯誤出現(xiàn)。

3 CAD 技術(shù)的應(yīng)用

3.1 繪制曲線

我們在充分使用CAD 繪制技術(shù)中，對于斷面中繪制樣條曲線的Spline 命令進行曲線繪制，接著使用Excel 的表格對其中的數(shù)據(jù)處理技術(shù)進行精確處理，最后CAD 水利工程設(shè)計圖就可以在CAD 軟件中呈現(xiàn)出來了。例如圖1，在實際操作測繪曲線的時候，步驟如下。①使用Excel 的處理轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)變成坐標;②使用Spline 命令將這些數(shù)據(jù)CAD 中才能執(zhí)行;③將已經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)處理結(jié)果在轉(zhuǎn)化成的曲線坐標開展復(fù)制，使用CAD 里的執(zhí)行命令，敲擊Enter鍵最終操作，這個時候溢流段壩面曲線便被輕松繪制出來了。

圖1 溢流大壩斷面

3.2 庫容和水庫水位關(guān)系的曲線繪制

庫容曲線是表示水庫水位和其相應(yīng)庫容之間關(guān)系的曲線，主要是庫容作為橫坐標，水位為縱坐標。庫容曲線在進行水庫規(guī)劃設(shè)計，是一個管理調(diào)度關(guān)鍵性的依據(jù)。庫容和水庫水位關(guān)系曲線存在定值見表1 所示，把將水位以及相對應(yīng)的庫容，置于CAD進行表格的繪制。庫容的差值一般一般能在運算功能開展計算。最后，將數(shù)值輸入坐標里。為了將繪制曲線時看起來美觀，我們將坐標中不同坐標點中的水位差值在放大5 倍的情況下看，這個時候水位與庫容的在數(shù)值差異就會非常明顯。除此之外，為了設(shè)計效果的完善，還可以嘗試等軸繪圖的方式，滿足不同要求的繪圖要求。

表1 庫水位與庫容關(guān)系曲線

4 CAD 技術(shù)應(yīng)用中需要注意的問題

CAD 在繪制水工圖中，不僅有著天然的優(yōu)勢，還存在一些劣勢，主要存在于使用率不高，過分依賴，適應(yīng)性不強的特點。使用率不高的問題一般存在于年長的設(shè)計人員中。比如說，雖然CAD 制圖非常的便捷，但是在水工圖繪制中的普及率還不夠高，因為傳統(tǒng)的設(shè)計人員對于新的事物接受比較慢。如果要把CAD 技術(shù)變成生產(chǎn)力，把自己精彩的設(shè)計成果在CAD 中表現(xiàn)出來，就需要從業(yè)人員不斷加大學習，提高使用水平。過分依賴體現(xiàn)在，一些設(shè)計人員他們僅僅將使用CAD 軟件作圖，作為工廠流水線中的組裝產(chǎn)品生產(chǎn)，對于工程設(shè)計中的需要有創(chuàng)造性和具體性特征就忽視了。僅僅讓計算機快出結(jié)果，分析所得結(jié)果的正確可靠被忽視了。適應(yīng)性主要是對CAD 軟件更新的適應(yīng)性問題。CAD 為外國設(shè)計軟件，在一定程度上不符合我國工程標準和規(guī)范，但是在國內(nèi)自主開發(fā)價高、質(zhì)量參差的情況下，使用CAD制圖還是首選。一些技術(shù)功能設(shè)計人員還沒有熟練，面對的就是軟件不斷的更新，使得在使用上更加無所是從。除此之外，更新速度的不確定，有的時候用戶軟件頻繁升版，有的時候，長時間得不到技術(shù)支持。不可否認使用CAD 繪制水工圖已經(jīng)成為了一個未來發(fā)展的必然趨勢，設(shè)計單位對所使用的CAD軟件在性能、功能和運行速度上都有著一致的要求。CAD 軟件的發(fā)明使得設(shè)計過程更容易和更有效，其先進的制圖工具的可用性和高效性已被廣泛證明。在CAD 軟件使用中，要不斷適應(yīng)無縫兼容，熟練定義常用快捷命令，適應(yīng)設(shè)計師不同的個人使用習慣減少格式轉(zhuǎn)換上耗費時間，有助于提高設(shè)計效率。

5 結(jié) 語

在繪圖、計算、修改方面，CAD 軟件對于中小型水利工程設(shè)計有著天然的優(yōu)勢，并且因為人機交互性強、功能切換自由。而且還可以直接修改CAD 圖紙，大大提高了工作效率，減輕了勞動強度，提高了繪圖的精度、速度。所以說，在水利工程的發(fā)展中，CAD 測量以及繪圖技術(shù)將會是未來的必然發(fā)展趨勢。

［1］張玨，陳金水，顧新齡，等.中小型水利工程CAD 軟件開發(fā)及應(yīng)用［J］.水利水電科技進展，2006，26(01):66－69.