談三維設計在水利工程中應用

1、談三維設計在水利工程中應用摘要：水利工程建設是我國國家發(fā)展中重要的組成 部分，在進行水利工程建設中，設計是一個重要的環(huán)節(jié)。通 過三維設計，能夠很好的幫助設計人員進行更富創(chuàng)新的設計 思考，減輕工作負擔。關鍵詞：水利工程；三維設計；應用水利行業(yè)是關系到我國國計民生的重要基礎行業(yè)，是國 家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎，我國政府歷來對于水利行業(yè)的發(fā) 展及其重視，為了加快提高我國水利的現(xiàn)代化水平，水利部 提出了 “以信息化帶動水利現(xiàn)代化”，目前我國的水利信息 化建設在防汛抗旱決策支持、水資源規(guī)劃與管理、水環(huán)境保 護、水土保持監(jiān)汛、流域規(guī)劃、水利設施管理、水利工程規(guī) 劃、農(nóng)田水利等方面取得了良好的成果。二維設計軟

2、件經(jīng)過多年的推廣應用，已經(jīng)形成了比較完 善的標準，還產(chǎn)生了大量的插件甚至出現(xiàn)了大量的標準圖 集，這些資源都是目前三維設計軟件所欠缺的。對三維設計 認識不足，在沒有壓力的情況下，不愿意主動學習三維設計, 安心于二維設計的現(xiàn)狀。近幾年來，cad技術(shù)從最初的平面 輔助繪圖迅速向三維化方向發(fā)展，迅速成為cad業(yè)界一個新 的發(fā)展方向，引起了廣大學者的關注。三維設計不但可以繪 制二維圖紙，還能提供工程三維模型，可以任意視角的觀看 工程的整體及局部，還能提供動態(tài)的結(jié)構(gòu)裝配過程，方便設 計修改及重復利用諸多優(yōu)點，因而具有廣闊的應用前景。從狹義上講，設計是指設計人員進行創(chuàng)造性勞動的過 程，即設計人員通過查資料、

3、分析、計算等活動形成設計方 案的過程。對于二維的、以工程圖為主要目標的輔助軟件， 需要大量人工處理的環(huán)節(jié)，軟件要處理的只是其中很少一部 分，但有時這部分工作量卻占用了大部分的工作時間。三維設計是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設計平臺的 基礎，它是建立在平面和二維設計的基礎上，讓設計目標更 加立體化、形象化的一種新興設計方法。設計人員在設計時 一方面要想象實際工程的三維邏輯關系，另一方面又要進行 設計思考，工作負荷相當大。采用三維軟件就能在大腦以外 虛擬三維圖像，從根本上減輕了設計人員的大腦負擔，從而 有利于進行更富創(chuàng)新的設計思考。三維設計方法在水利工程中應用的必要性：1、勘察測繪在將等高線數(shù)據(jù)進

4、行數(shù)字化后，便可以建立三維地貌 圖，包括各類建筑物、開挖邊坡及原始地貌等，并可根據(jù)工 程的進展情況不斷地更新。另一方面，由于建立的三維地貌 是采用三維數(shù)字，因而建筑物任意部位的體積、面積等屬性 以及挖填土石方量都可以精確地計算出來。2、水工設計參數(shù)化設計可以高效地利用已有的模版，同時方便設計 方案的變更。形象的三維設計成果也方便校審工作的進行， 同時也有利于各專業(yè)間的溝通并減少了設計中一些顯見的 錯誤。此外，三維模型還能很好地展現(xiàn)建筑物與周邊環(huán)境、 地質(zhì)地形條件的關系。3、廉工組織在明確施工場地和地形彼此之間的制約條件的情況下， 采用三維動態(tài)布置施工平臺，能夠快速得出所需結(jié)果并生成 相應的平、

5、剖面圖。采用三維建模技術(shù)能直觀地了解各種方 案的可行性，從而有利于快速、方便地進行多種方案比選。4、工程投資預算 可以更為精確地進行工程量的統(tǒng)計和施工模擬分析統(tǒng)計，還能夠計算不同材料的用量及設備投入等，進而為概預 算及施工期的材料供應計劃提供可靠的數(shù)據(jù)。5、工程質(zhì)量直觀的設計使可能出現(xiàn)的錯誤及問題及早的暴露出來,減少了工程建設期的風險性，三維可視化環(huán)境下通過對數(shù)據(jù) 的集中管理、參數(shù)驅(qū)動及對象間的關聯(lián)關系，可以最大程度 的保證不同專業(yè)、不同階段數(shù)據(jù)的一致性和唯一性，減少設 計疏漏、為工程提供質(zhì)量更髙的設計成果，進而避免由于空 間關系上的認識不足導致的設計失誤。對于水利工程施工場地布置困難的地形，

6、在明確彼此之 間的制約條件的情況下，采用三維動態(tài)布置施工平臺，能夠 方便快捷的得到所需結(jié)果并生成相應平面、剖面圖。三維設計能準確的表達技術(shù)人員的設計意圖，更符合人 們的思維方式和設計習慣；能組建進行有限元分析的原始數(shù) 據(jù)，從而進行幾何形狀的優(yōu)化設計，能夠通過著色和渲染功 能得到設計方案的三維效果圖，使得設計人員和決策人員能 全面準確的了解其外觀，把三維設計應用到水利工程上，可 以實現(xiàn)真正意義上的工程方案優(yōu)化及多方案的比較，對于提 高工程的技術(shù)指標和品質(zhì)、降低工程造價，縮短設計周期， 提高設計質(zhì)量均可以起到重要作用。在傳統(tǒng)二維設計條件下，專業(yè)間的溝通往往需要重復多 次，甚至到工程實施的時候會出現(xiàn)

7、由于專業(yè)間溝通的疏漏產(chǎn) 生的設計失誤。在三維設計環(huán)境下，各個專業(yè)則可以對工程 有直觀的認識，溝通也十分方便。最重要的一點是各個專業(yè) 的設計成果可以匯集到同一個圖形之中，從而能避免許多諸 如高程尺寸不相符合的錯誤。除此之外，各個專業(yè)可以采用 同一設計圖紙。例如進行泵站設計時，勘探、測量專業(yè)測出 地質(zhì)地形圖后，規(guī)劃專業(yè)確定好大體工程位置和水機設備工 作水位，機電、金結(jié)專業(yè)確定設備的尺寸和安裝高程，水工 專業(yè)綜合這些成果結(jié)合工程實際繪制土建圖紙，然后再由施 工專業(yè)進行施工總布置。在進行這些工作的過程中，各個專 業(yè)既可以依次逐步進行，也可以協(xié)同設計，即各專業(yè)設計人 員在初次溝通后，各自進行本專業(yè)的設計任務，之后再通過 溝通確定好結(jié)構(gòu)或設備的尺寸以及場地的位置，再利用參數(shù) 化技術(shù)進行修改便可很容易的達成專業(yè)接口的一致。這種協(xié) 同設計大大的節(jié)省了各專業(yè)間的銜接等待時間，提高了整個 工程的設計效率。結(jié)束語三維設計是實現(xiàn)設計制造一體化的基礎，為工程設計帶 來巨大的變革，把設計推上前所未有的高度。參考文獻1 張雪冬淺談三維計算機圖形技術(shù)輔助現(xiàn)代工程設 計j.山西建筑，2008.2 馬剛