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摘 要：电子计算机技术的飞速发展，使得水利水电工程的设计技术也得到飞速的发展，尤其是其中的CAD设计技术，能够提升设计图纸的准确性，并且能够提升工程设计的效率，方便设计人员随时对设计图纸进行修改、完善，从而在很大程度上提升工程设计质量。本文就水利水电工程在工程设计过程中CAD技术的应用进行了分析研究。
关键词：三维CAD技术；水利水电工程；设计；应用
水利水电工程的工程设计工作决定了整个工程的整体结构、使用功能，并且设计图纸是工程施工建设的核心依据，指导着施工建设的方方面面，但是传统的水利水电工程设计阶段，因为设计器材的影响使得工程设计图纸的绘制不仅效率较低，并且在不能够直观的将整个工程展现出来。而随着CAD设计技术出现使得这些情况得以有效的解决。
1 CAD技术在设计过程中的优点
1.1 方便设计人员携带
在传统的水利水电工程设计过程中为了能够保证设计质量，设计人员需要携带大量的设计所需要的器材，并且水利水电的工程的施工环境较为特殊，不仅不利于这些器材的搬运，在运输途中也会耗费大量的人力、物力，还有一些路况较为恶劣的地区因为运输的不便会严重影响设计工作的正常开展，也容易造成相关器材的损毁。而在新时代的因为科学技术的飞速发展，先进的CAD设计技术随之而生，通过CAD设计技术的使用能够大大简化设计人员的所需要携带的设计设备，一般情况下只需要设计人员携带一台电脑就能够完成工程的设计，从而提升了设计人员的办公效率。
1.2 提升制图的精准程度
水利水电工程因其工程的特殊性所以对设计标准有较高的严格，需要设计人员能够在设计的过程中把控好工程的细节设计。并且随着水利水电工程技术含量的上升使工程的做工得到了提升，但与此同时工程的复杂程度也随之提高，这也就给设计人员的设计图手绘工作带来了巨大的难度，很难做到从整体到细节的精确。而在现阶段通过CAD设计技术的使用，能够借助电子计算机的计算能力，通过多角度灵活的绘制工程图纸以达到工程设计的精确，并且相对于传统的设计方式，CAD设计技术在完成设计之后如果发现需要改动的地方，可以随时在原图上进行再次设计方便设计人员的修改、完善，从而促进工程设计准确率的提高。
1.3 提升制图的效率
在工程的设计过程中，为了使工程能够达到最好的使用效果，不可避免的会进行大量的数据计算，但大量数据计算如果完全有人工来进行会花费设计人员大量的时间，并且因为计算过程中需要用到较为复杂的运算公式，所以难以保证运算结果有较高的准确率。采用CAD设计技术之后，可以将设计人员从复杂的设计过程中之中解放出来，并且CAD设计软件在功能开发的过程中就加入了相关的数据计算功能，设计人员在设计过程中只要将相应设计数据输入到CAD软件之中，就能通过其自动求积等多种运算功能实现对数据结果的求算，从而实现整体工程设计制图效率的提高。
1.4 保存、监测更便捷
采用传统方式，因为数据非常复杂，在保存、查询是十分不便。CAD可以实现数据的快捷、大量保存。存储的在硬盘等介质里，故此进行数据保存、监测等都非常方便快捷。
2 三维CAD技术在水利水电工程设计方面的应用情况分析
2.1 主要的应用范围及内容
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。可以利用勘测数据对整个土石方量等进行准确、快速地计算。
2.2 三维CAD技术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。
2.3 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，還能够计算不同材料的用量，并进一步为预算及施工期的材料供应计划提供科学的依据。
3 三维CAD技术在水利水电工程设计中的具体应用说明
通过上述分析，我们对三维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，因而以下从三维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。
3.1 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。
3.2 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。
结束语
CAD设计技术的出现能够有效的促进水利水电工程设计制图水平的提升，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
[1]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.
[2]刘日胜.水利水电工程电气CAD技术的应用[J].门窗，2013（08）：323.
关键词：三维CAD技术；水利水电工程；设计；应用
水利水电工程的工程设计工作决定了整个工程的整体结构、使用功能，并且设计图纸是工程施工建设的核心依据，指导着施工建设的方方面面，但是传统的水利水电工程设计阶段，因为设计器材的影响使得工程设计图纸的绘制不仅效率较低，并且在不能够直观的将整个工程展现出来。而随着CAD设计技术出现使得这些情况得以有效的解决。
1 CAD技术在设计过程中的优点
1.1 方便设计人员携带
在传统的水利水电工程设计过程中为了能够保证设计质量，设计人员需要携带大量的设计所需要的器材，并且水利水电的工程的施工环境较为特殊，不仅不利于这些器材的搬运，在运输途中也会耗费大量的人力、物力，还有一些路况较为恶劣的地区因为运输的不便会严重影响设计工作的正常开展，也容易造成相关器材的损毁。而在新时代的因为科学技术的飞速发展，先进的CAD设计技术随之而生，通过CAD设计技术的使用能够大大简化设计人员的所需要携带的设计设备，一般情况下只需要设计人员携带一台电脑就能够完成工程的设计，从而提升了设计人员的办公效率。
1.2 提升制图的精准程度
水利水电工程因其工程的特殊性所以对设计标准有较高的严格，需要设计人员能够在设计的过程中把控好工程的细节设计。并且随着水利水电工程技术含量的上升使工程的做工得到了提升，但与此同时工程的复杂程度也随之提高，这也就给设计人员的设计图手绘工作带来了巨大的难度，很难做到从整体到细节的精确。而在现阶段通过CAD设计技术的使用，能够借助电子计算机的计算能力，通过多角度灵活的绘制工程图纸以达到工程设计的精确，并且相对于传统的设计方式，CAD设计技术在完成设计之后如果发现需要改动的地方，可以随时在原图上进行再次设计方便设计人员的修改、完善，从而促进工程设计准确率的提高。
1.3 提升制图的效率
在工程的设计过程中，为了使工程能够达到最好的使用效果，不可避免的会进行大量的数据计算，但大量数据计算如果完全有人工来进行会花费设计人员大量的时间，并且因为计算过程中需要用到较为复杂的运算公式，所以难以保证运算结果有较高的准确率。采用CAD设计技术之后，可以将设计人员从复杂的设计过程中之中解放出来，并且CAD设计软件在功能开发的过程中就加入了相关的数据计算功能，设计人员在设计过程中只要将相应设计数据输入到CAD软件之中，就能通过其自动求积等多种运算功能实现对数据结果的求算，从而实现整体工程设计制图效率的提高。
1.4 保存、监测更便捷
采用传统方式，因为数据非常复杂，在保存、查询是十分不便。CAD可以实现数据的快捷、大量保存。存储的在硬盘等介质里，故此进行数据保存、监测等都非常方便快捷。
2 三维CAD技术在水利水电工程设计方面的应用情况分析
2.1 主要的应用范围及内容
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。可以利用勘测数据对整个土石方量等进行准确、快速地计算。
2.2 三维CAD技术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。
2.3 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，還能够计算不同材料的用量，并进一步为预算及施工期的材料供应计划提供科学的依据。
3 三维CAD技术在水利水电工程设计中的具体应用说明
通过上述分析，我们对三维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，因而以下从三维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。
3.1 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。
3.2 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。
结束语
CAD设计技术的出现能够有效的促进水利水电工程设计制图水平的提升，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
[1]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.
[2]刘日胜.水利水电工程电气CAD技术的应用[J].门窗，2013（08）：323.