浅谈CAD在水利工程设计方面的发展与应用

刘正

【摘 要】CAD技术从研发到成熟使用的过程中，根据这个软件容易掌握的特点，在很多工程设计中都采用了这个技术。CAD技术应用是工程设计发展史上一场深刻的技术革命，发展CAD技术不是一个单纯的技术攻关，技术、人才、资金、管理、市场等诸多方面都是影响CAD技术发展的重要因素，我们每个水利行业的技术人员都应该学好它，用好它。

【关键词】CAD；水利工程设计；应用

一、传统的水利工程设计方式与利用CAD技术设计方式的区别

在CAD技术没有被研发出来之前，水利工程设计过程中，设计人员一般都采用手绘的方式进行画图，来确定整体的设计方案。但是手绘的方式有很多缺点，手绘一张工程设计图需要很长的时间。在进行比例尺计算的过程中，手绘的图纸精确度不能够进行严格保证，更难实现高精度的设计。这种设计方式还会出现很多的漏洞，这样很大程度上就影响了整个图纸的设计效果。

其次，手绘的缺点是准确度不高，在利用CAD技术进行设计中可以完全避免这种精度出现的问题，特别是整个图形的设计时间，可以大幅度的减少，往往通过手绘的方式进行设计的图纸需要几个月，才能够完成，但是如果用这个CAD技术，设计人员只要需要几天就可以完成对整个图纸的设计。

最后，手绘设计图对他的修改非常费劲，一般在设计中很难发现设计图的缺点在什么地方，但是利用CAD技术以后进行一定的优化操作，就可以进行很好的修改。我们对以前手绘的工程技术图和CAD优化后的技术图，后者几乎没有存在任何问题。

二、CAD技术应用在水利工程设计上的优势

（1）提高水利工程制图的准确性

图解计算功能可以提高水利工程制图的准确性。由于水利工程本身具有的复杂性以及特殊性，所以水利工程的计算方法许多只是在理论上能够达到精度要求，而在实际的计算过程中因为各种条件的不确定，许多数值都是由经验或者推理，有一些是根本就无法计算出来的，因此在水利工程的计算中，常常在精确度满足工程要求的情况下对许多计算方法进行简化，图解法就是其中应用广泛的一种方法。在采用相应方法利用AutoCAD绘制出计算图后，只要在对应的地方进行截取，就能够很方便快捷地得到相应数据，这样还能广泛应用于工程设计上，对各种参数采用内插法取值和关系曲线图、表的查算。因此，图解计算功能能快速计算数据，进而可以提高水利工程制图的准确性。

（2）提高水利工程制图的有效性

Office已经成为了家喻户晓的通用软件。随着AutoCAD不断的完善和发展，其与Office相关的软件已经相互的进行了融合，取得了很好的效果。在word结合方面，AutoCAD通常应用于坝基底、闸门等压力计算时。在Word文档制作中，往往需要各种插图，由于Word绘图功能有限，特别是复杂的图形，该缺点就显得更加的明显。AutoCAD是专业的绘图软件，当制好图形后，插入Word制作复合文档是解决问题的好办法，可以用AutoCAD提供EXPORT功能先将AutoCAD图形以BMP或者WMF等格式输出，然后插入到Word文档中，也可以先将AutoCAD图形拷贝到剪贴板上，再在Word文档中进行粘贴。在水利工程中，如要对围堰、桥梁等绘制施工图时去列材料表，需要在AutoCAD中来制作表格，在AutoCAD环境下用手工画法进行绘制表格，然后，再在表格中填写上文字，这样不但效率低下，而且不能难精确的控制文字书写位置，文字排版也成为了问题。高效率的制作表格方法为：先在Excel中制好表格，复制到剪贴板上，然后再在AutoCAD环境下选择“edit”菜单中的“Paste special”，选择AutoCAD Entities，确定以后，表格即转化成为了AutoCAD实体。AutoCAD Entities，确定以后，表格即转化成为了AutoCAD实体。

（3）提高水利工程制图的快捷性

自动求积模块可以提高水利工程制图的快捷性。水利工程设计中存在着很多图形计算，所以在绘制水利工程图时，就必须去利用自动求积模块对图形进行计算。在AutoCAD中有自带的多项自动求积功能，如长度计算、周长计算、面积计算等等。一般说来，只要制图没错误，画出的每一个物体的特性都能很方便而准确地显示出来，并且设定了比例和精度后，还能很容易地标注出来，这点对工程设计人员进行数据统计、计算来说无异是一个极大的帮助，尤其对于不规则形状物体的计算，例如断面面积、周长的计算，平面面积、周长的计算，管线总长的计算等等，不但数值的获取十分方便快捷，而且能达到任意的精度，自从应用AutoCAD后，水利工程设计人员就不需要用求积。

三、CAD技术在水利工程中的应用

CAD技术在水利工程应用这些方面非常广，涉及到地形地质、水工设计、和工程精确计算和施工优化选择这些方面。

3.1 地形地质研究方面

对于地形地质研究，要利用CAD设计中的三维地形设计，这样可以利用数字化的三维立体技术进行数字化。在这个设计优化过程中能够使整个大坝的区域都显示在计算机上。这样利用这种技术就能够精确的算出各种断面的体积，可实时对山体进行旋转、切剖面、开挖等操作，并可根据勘测数据对山体内部进行三维地质构筑实体或网格，方便快捷地计算出所开挖的石量、土方量、沙石量等。

3.2利用CAD技术水利工程设计

在水利工程设计中，一般都采用骨架的设计模式，这种设计方式还不能够不失去灵活性，在这个设计中，采取的都是并行设计的设计方式和协同设计方式。在一定的基础上进行参数化模板设计，这种采用了CAD系统分析的主要点，对于部分工程设计人员还能够进行剖面图设计。

3.3 工程量精确计算

在水利工程中坝体工程量计算中，要精确的计算各种坝段的横截面面积，以及各个各位置的坐标点，计算出准确的精度才能满足工程计量的需要。对建筑物和一些地质分类建模以后，还要计算不同材料在这项工程上的用量。这样能偶对以后的施工提供更高的科学依据。

3.4 CAD技术使施工优化

在设计过程中我们利用CAD技术能够充分的考虑一些方案的实行方式，这样在进行设计中能够够快速的对这些方案进行分析设计。这样还能够定量的分析各种工程速度影响，采用CAD技术能够直观的把整个工程的三维立体断面进行直观分析。

四、CAD技术在应用过程中的问题以及解决途径

4.1 设计人员对CAD技术过于依赖

虽然CAD技术带来了项目设计的革新，但这种技术对计算机的依赖也很严重，一旦计算机系统出现故障，就会导致相关的图形设计要实行手工绘制。这原本是设计人员的基本功，不管科技怎样进步，技术人员的专业技能都不得荒废。另外，虽然CAD技术对于数据的处理极少存在误差，但是设计人员在力所能及的范围来还是要对相关数据进行审核，因为数据的错误将直接导致设计方案出现失误，影响工程质量。因此设計人员在进行设计时一定要处理好人与机器之间的关系，注意人才是设计工作的主体，CAD技术只是一种工具。

4.2 CAD软件的适用性问题

由于CAD软件与计算机技术紧密相连，因此其更新换代的速度非常快，往往出现设计人员水平落后于CAD技术的情况，单位在进行软件配置时，一味的更新软件，可能会造成无人会操作的尴尬局面，因此，要适应CAD软件的应用，一是适当控制软件更新适度，二是尽量提高设计人员素质。

总结

总之，CAD技术给水利工程设计师带来了极大的方便，在方面的同时要注意还会出现一些负面效应。我们要利用自己专业的知识利用CAD技术的好处进行工程设计。

参考文献：

[1] 魏东岩.毛姗姗. 浅析水利工程设计的现状及发展趋势[J]. 吉林农业. 2012（06）

[2] 李智斌.水利工程设计中存在的问题及改进措施[J].现代农业科技.2014（05）

[3] 邓志民. 水利工程设计是保证施工质量的关键[J]. 农民致富之友. 2012（13）

[4] 付强，刘东，陈玉国，李海涛. 计算机技术在水利工程设计中的应用[J]. 农机化研究. 1999（04）