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摘要：随着计算机技术的不断发展普及，CAD技术在水利水电勘测设计行业已得到了广泛应用。在CAD技术的影响下，水利水电勘测设计行业实现了由“二维”向“三维”的过渡。本文中笔者对此展开了讨论分析。
关键词：CAD技术；水利水电勘测设计；应用
CAD是“计算机辅助设计”技术的英文缩写，它诞生于上个世纪五十年代后期。计算机硬件以及图形学的发展为该技术的发展普及作出了巨大的贡献。CAD技术于上个世纪80年代被引入中国，由此开始了在勘测设计行业中的应用。
一、CAD技术在国内水利水电勘测设计领域的应用过程分析
CAD技术最早被应用于机械制造行业，随着相关技术的发展与完善，这一技术也逐渐被应用到了建筑、基础设施建设设计领域。有关数据证实，在工程设计领域应用CAD技术能够在总体上节省2%—5%的投资，在水利水电工程建设行业高速发展的今天，这一数字是惊人的。现如今，我们已经建成了一大批水利水电工程。小浪底、三峡等水利水电设施的施工工艺、运营规模已达到了世界领先水平。而这类水利水电工程在建设初期的勘测设计阶段均应有到了CAD技术，实践证明，该技术的应有既降低了设计人员的工作强度，又提高了勘测设计工作的效率以及精确度【1】。
之后一段时期内，该行业中提出了一个新概念——“从制图员到工程师”。该理念的提出真正使水利水电勘测设计行业实现了从传统设计模式到“计算机辅助设计”的过渡。之后动态设计、模糊操作以及智能化数据库等技术的诞生再次丰富了CAD技术的功能与内涵，这为其更进一步的应用注入了新的动力。
现阶段，水利水电工程的规划设计、建设已进入了全新的发展阶段。针对CAD技术在该领域中的应用有关人员提出了“智能化专家设计系统”的概念，自此CAD技术开始被应用于水利水电工程设计建设的各个阶段之中。近期，水利水电勘测设计行业又提出了“数字工程”的概念，借助于数字技术能够对工程的各项技术指标参数进行“解析”，之后将其“描述”在工程数据库中便能够打破以二维图形为主的设计效果展示手段。依靠CAD技术以及数字技术所构建出的三维模型，工程师能够以近乎于贴近现实的方式进行方案设计、修改工作，有效提高了勘测设计工作的效率。在此基础上依托工程数据库，工程图纸与数据之间的联动便成为了现实。如此设计人员在精确统计材料、规划设计方案的前提下实现了水利水电工程可复制性的提升，在整体行业发展趋势向好的背景下，此环节积累下的经验、数据能够为后续同类型、同功能水利水电工程的勘测设计工作提供重要的技术参考。以“南水北调”这项“世纪大工程”为例，CAD技术在其勘测设计阶段的应用为该行业的发展注入了新的动力。
二、现阶段CAD技术应用在水利水电勘测设计行业所遇到的问题
结合实际分析，其问题主要体现在以下方面：
首先是CAD技术难以适应水利水电勘测行业整体发展趋势的问题。水利水电工程的勘测设计不是靠单个或少部分设计人员便能够完成的，设计过程中设计人员的协作沟通已经成为了影响设计效率、控制设计成本的首要因素。在行业竞争日渐激烈的前提下，设计单位也开始在从此环节着手控制设计成本。然而目前主流的设计手段却无法解决设计人员之间沟通协作的问题，对设计方案的进一步优化也存在诸多阻力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆未来我们需要给设计人员搭建起协同设计、异地多人共同设计的平台，而要实现这一目标则必须进一步深化对于CAD技术的应用。CAD已经成为了实现上述目标的关键支撑技术，然而该技术在水利水电勘测设计行业能否进一步推广应用还是一个未知数。今后工作中，我们需细化对于这一技术的定位，从而让其在该行业中发挥出应有的作用。
其次是绘图效率已达到极限，难有提高的问题。现如今CAD制图的应用已非常普遍，设计人员开始由复杂的脑力劳动者变为低附加值的体力劳动者，因此我们很难再依靠操作熟练度在日常工作中取得突破。设计单位的产值正在上升，但其效益却在不断下降，这一现状已经违背了技术类企业的盈利原则。近些年水利工程建设行业呈现出了高速发展的态势，人们对其工程进度和施工质量提出了更为严苛的要求，这也使得设计单位长期处于“双重压力”之下，他们必须牺牲设计工作者的个人时间，靠体力来“拼”设计进度。这无疑对设计人员的体力、耐力以及心理承受力也提出了新的要求，要使其长期保持工作热情可谓“难比登天”。而这一现状若得不到改变将会影响水利水电勘测设计行业的可持续发展。因此将设计人员从熬夜加班制图作图的模式中解脱出来是我们当前工作中需要重视的问题，这一目标的实现需用好CAD技术。
三、CAD技术在水利水电勘测设计行业中的应用分析
1、地形地质方面的应用
在相关技术的辅助下，依靠等高数据能够准确、快速的根据特定地形地质构建起数字化三维模型。由此建立的原始地貌、开挖边坡、大坝以及引水洞三维地形图具有仿真可视效果，依靠计算机操作也能够对这类地形图进行实时更新，图形与实物的匹配度也能够得到优化调整。设计过程中若需要对地形地质进行处理，则可以利用好三维地形图仿真性强的特点，在图中对复杂部位进行体积计算并完成旋转、开挖以及切剖面等操作往往更具说服力。
2、工程方案设计环节的应用
水利水电工程方案的设计是一个充满复杂性的过程，所以需在多方专业人员的协调配合下完成方案的设计工作。基于上述工作模式分析，我们需在设计过程中加强骨架设计模式的应用，如此既能够避免其出现从上到下的设计缺点，又能够保持设计工作以及工程施工方案的灵活性。此外，还需要优化设计权限的划分，以实现设计的协同性与并行性，这能够减少设计失误。
在分析模型的基础上来完成三维形体结构构建，导入CAD软件，借助其优势在尽可能短的时间内制成三维设计草图。确保设计草图成型之后，工程设计人员需结合平面设计图、剖面设计图构建出工程的三维设计模型。这一环节的工作能够使工程方案的“空间概念”变的更加明确。之后工作人员需反复核对设计图纸，对其中的细节进行完善，以达到设计有效性最大化的效果。
3、数据处理方面的应用
CAD在构建工程数值模型的前提下能够进行精确的数值计算，用此方法计算出的各坝段截面面积、各点的坐标以及体积等数值在精度上能够满足施工需求。针对特定工程的性质以及地质分类进行建模，能够准确计算出不同材料的用量，据此来编制更加详细、科学的材料供应计划能够实现水利水电工程建设投入资源的有效利用。再者，这一环节的工作也能够让整体工程预算的编制更加精确。
应用CAD处理信息数据还需要用到EXCEL，为保证数据正确性需在输入时进行必要的核对，待输入数据后将其转化为坐标，之后需对坐标信息执行复制粘贴操作，这其中需要用到spline命令。
总结：
相较于传统以手工为主的设计模式，CAD技术技巧在水利水电勘测设计中的应用有着非常重要的意义。它克服了传统设计模式的缺陷，提高了设计工作的针对性，为水利水电勘测设计行业的发展注入了新的动力。本文中笔者对此类问题进行了分析探究，希望对相关工作的推进落实有所帮助。
参考文献：
[1]卜涛.加强水利水电勘测设计工作提高水利工程勘测设计水平[J].建材与装饰，2017（08）：262-263.
[2]张逸军，张少飞.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用分析[J].房地产导刊，2015（11）.
[3]王吉庆.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用[J].低碳世界，2018（8）.
论文作者:刘海
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/25
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