河北省水利水电勘测设计研究院 天津 300250
摘要：图形在水利水电工程水文设计中具有许多的优势，水电工程水文设计中存在的主要问题可以通过图形来加以完成。本文从数字化成图技术的技术优势入手，论述了在水利水电工程的水文设计中如何发挥图形的优势。
关键词：成图技术；水文设计；存在问题；实际应用
当前水利水电工程在进行相关的规划设计时，设计效果和地理水文知识的熟知度存在直接的关系，可能会引发偏差的存在和漏洞的发生，因此对施工带来了直接的影响。而借助图形构建以及图形解析，可以有效完善工程设计，提高设计的效果。
1.在水利水电工程中水文设计环节中存在的问题
在实施水利水电工程设计时，设计人员需要掌握相关的水文地理知识，特别是会涉及到部分水文参数的计算。水文地理存在变量的随机性、概率的不确定性、参数存在偏差，并且由于项目建设导致施工现场的地质环境发生改变，这些因素导致水利水电工程在设计中存在缺陷，导致工程在实际施工中施工量增加、施工难度增大，而工程建设时，对周边环境的地质条件产生较大的影响时，还有会发生滑坡等破坏性质的地质灾害，项目设计如果和实际要求不相符合，在蓄水期会发生蓄水量不足的问题，发生洪涝、干旱等自然灾害时，项目调控无法合理的进行，应急能力不能满足实际需要。水利水电工程设计时存在漏洞主要有以下几个方面的原因：
由于水利水电工程中相关的水文参数比较复杂，设计人员对于汇水面和降水量和供水周期以及枯水季的需求量等计算有误差，而这些数据具有不确定性的偏差，从而导致了水利水电工程存在设计问题。
水利水电工程中，不同水文参数有着非常密切的相互作用，但是设计人员会忽视这些相互作用。在项目建设中，个别水文参数发生变化后会引起其它水文参数发生变化，造成一系列的影响，最后会导致水利水电工程的设计方案缺乏可行性，在防渗设计和防侧移等方面需要强化，最终导致设计规划中存在弊端。
在设计的过程中，工程设计人员对水利水电工程建设的相关情况缺少充分的考虑，虽然水文地理条件受到了关注但是对于水利水电工程的基础条件缺少实际的考察，最造导致水利水电工程施工增加了难度。
2.图形数字化在设计中的优势分析
由于当前测绘竞争环境发生的变化和计算机制图技术的不断发展和应用范围的扩大，原有的手工制图方式不能适应当前发展的需要，而成图技术的数字化具有很多的优势，可以精简了原来较为复杂的制图作业工序，并且由于计算机技术的用使用可以将对问题进行及时的修改和纠正，可以消除过多工序产生的累积误差，工作效率提升了。比如一些水利技术管理部门应用的水下自动成图系统，在水利堤防隐蔽性工程中应用，实现了水文勘测的数字化的成图作业，获得了较好的应用成果，为水利水电工程测绘的发展奠定了坚实基础。
应用数字化成图技术可以有效降低扫描矢量化所产生的经济费用及人工成本，同时也有利于提升制图的质量。在手工制图过程中，非常容易产生多种工序产生的累积误差、着墨不均以及线条粗细度不均和精准度差的问题，会影响到成图质量。而数字化成图技术可以消除多种人为因素影响，依据规范要求完成各种参数及规格设置，且能够对发现存在的各项问题并及时进行改正处理。
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3.在水利水电工程中图形技术在水文设计中的实际应用
3.1在水利水电工程中CAD技术的实际应用
水利水电工程的库容进行设计时，采用CAD技术可以方便绘制有关水文的特性曲线和溢流坝断面的实际曲线，采用逐个点坐标的输入方法绘制曲线，势必会消耗较多的时间和精力，但是借助CAD技术或者是结合其它制图软件，制图变得简便，可操作性增强，同时在制图过程中还可以直接进行编辑和修改，更好的水文设计提供服务。
3.1.1坝面曲线的绘制
在溢流段坝面曲线的绘制过程中，可以使用CAD软件中样条曲线中的spline功能完成绘制，并通过EXCEL表格完成数据处理。具体操作过程如下：
首先要在EXCEL表格中完成数据的处理，然后将数据转化为点坐标。随后在CAD操作界面中执行相应的spline命令，并将EXCEL表格中生成的数据坐标通过复制后粘贴到CAD中的命令行，最终绘制出溢流段坝面曲线。
3.1.2水库水位和库容关系曲线的绘制
此类曲线的绘制需要结合根据水库水位和库容，在这些数值的基础上利用CAD表格中的计算功能确定曲线坐标。
由于使用CAD绘制曲线时包含了水位和相关库容数值的表格，并利用其运算功能完成库容差值的计算。坐标输入的过程中，因为水位和库容的数值存在较大的差异，所以需要调整坐标来确保曲线的平滑性。可以调整坐标的比例因子，将水位差值放大到相应的倍数。在绘制过程中需要注意的是要通过水位差值查询，数据要除以相对应的扩大倍数，这样才能获得实际的水位差值。通过执行CAD中的用户坐标命令，可以将坐标原点进行重新定义，获取在死水位和死库容相对应的坐标点。执行样条曲线中的Spline命令，并对输入坐标进行调整。通过以上绘制方法可以保证曲线图形更具准确性，保证了较大的便利性。
3.2应用数字化成图技术
3.2.1 数字化成图技术的内容
水利水电工程传统的成图方法主要是通过计算机实现人工测量成果的显示，需要人工草绘等高线和地形符号，随后通过审校和修改之后实施着墨清绘，最后由验收部门审定后形成最终的成果资料。在这个过程中，所消耗的时间周期和人力物力也相对较大，并且不能直接借助计算机完成必要的分析和计算，需要实施人工测算。
而应用数字化成图技术具有很大的优势，可以将野外测量作业中产生的各类数据通过计算机完成转换，通过可以接收的格式，成图软件在编辑界面中完成绘制，随后通过相应的软件功能自动生成等高线和其它地形要素以及相关的图示，随后通过审校后得出图形。经过以上的处理过程图形具有矢量特性，可以直接用于分析与计算，节省了人力物力，成图周期大大缩短了。
3.2.2数字化成图技术在水利水电工程水文设计中的应用
光栅图的矢量化要通过草图进行校验审核后，通过扫描仪完成扫描处理，从而生产具有光栅格式的数据文件，随后通过矢量化软件完成光栅的矢量化处理，将数据文件转变为矢量格式，并结合陆上和水下的信息，完成数据和图形的合成，生成具有完整意义的图形。由于不同应用软件在矢量化功能有着一定的差异性，但是这些软件有属性输入和曲线的矢量化，所以光栅实施矢量化的速度大幅提升了。同时特别要注意控制图形扫描过程中产生的误差，需要对扫描图形进行必要的优化处理，从而将产生的误差控制在合理的范围内。
数字化成图软件受到了测点和光滑需求等各种原因的影响，水下成图软件可能会产生相应的等高线，会产生走向不明等测绘问题，所以需要全面的检查生成的水下等高线，并且及时修改处理存在的不合理问题，最终生成准确的等高线图。
4.结束语
在水利水电工程的水文设计中，利用图形可以有效提升设计的效果，所以设计人员要发挥软件的优势，借助图形构建和解析的方式，可以有效完善工程设计，提高设计的效果。
参考文献：
[1]张利伟，解析图形在水利水电工程水文设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（34）
[2]高平强，水利水电工程水文设计评价方法[J].中国西部科技，2015（21）：07-08
[3]田希尧，水利水电工程水文设计评价方法[J].新疆水利，2016（2）：04-07
论文作者:徐培琳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/1
标签：水文论文; 水利水电工程论文; 图形论文; 曲线论文; 库容论文; 技术论文; 水位论文; 《防护工程》2017年第28期论文;