水利工程三维设计的应用分析

1、水利工程三维设计的应用分析 水利工程三维设计的应用分析 摘要：设计人员在设计时一方面要想象实际工程的三维逻辑关系，另一方面又要进行设计思考，工作负荷相当大。而采用三维软件就能在大脑以外虚拟三维图像，从根本上减轻设计人员的大脑负担，从而有利于其进行更富创新的设计思考。本文主要对三维设计在水利工程中的应用问题进行了深入讨论。 关键词：三维设计;水利工程;应用 Abstract: The design personnel in the design to imagine a three-dimensional logic relation of practical engineering, on t

2、he other hand, design thinking and work load, considerable. Using 3D software in virtual 3D images can be outside the brain, relieve the designer"s burden of the brain from the root, so as to facilitate the design of more innovative thinking. This paper mainly discussed the problems in the appl

3、ication of the three-dimensional design of the water conservancy projects. Key words: 3D design; hydraulic engineering; application; 中图分类号：TV文献标识码A 文章编号 在国外，技术应用于铁路和公路路线设计始于年代，国内研究虽起步较晚但开展迅速，近年来，在水利工程施工设计领域，已有一些开拓性尝试。 一、三维设计方法简介 三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的根底，它是建立在平面和二维设计的根底上，让设计目标更加立体化、形象化的一种新兴设计方法。三维设

4、计彻底地改变了传统的设计方法，它将设计师的传统设计模式“三维构思二维设计三维展示“复原成三维构思三维设计三维展示的符合人类大脑思维的模式。这也排除了经过二维设计转换过程中的错误，保证了设计思维的连贯性，回归到三维认识世界的本质。 二、三维设计方法在目前水利工程中的应用现状 随着科学技术的开展，近年来三维设计方法虽然在一些以地形为根底的设计行业有了长足的进步，但到了水利水电行业，由于行业自身的特殊性，如需求有限、开发难度大、应用面窄等，使得这一行业逐渐成为研究和应用“最不成功的行业之一。其目前在水利工程中的应用主要表达在以下几个方面：勘察测绘。在将等高线数据进行数字化后，便可以建立三维地貌图，包

5、括各类建筑物、开挖边坡及原始地貌等，并可根据工程的进展情况不断地更新。另一方面，由于建立的三维地貌是采用三维数字，因而建筑物任意部位的体积、面积等属性以及挖填土石方量都可以精确地计算出来。水工设计。参数化设计可以高效地利用已有的模版，同时方便设计方案的变更。形象的三维设计成果也方便校审工作的进行，同时也有利于各专业间的沟通并减少了设计中一些显见的错误。此外，三维模型还能很好地展现建筑物与周边环境、地质地形条件的关系。施工组织。在明确施工场地和地形彼此之间的制约条件的情况下，采用三维动态布置施工平台，能够快速得出所需结果并生成相应的平、剖面图。采用三维建模技术能直观地了解各种方案的可行性，从而有

6、利于快速、方便地进行多种方案比选。工程量计算。有了精确的三维模型，便可以对工程量进行精确计算。如果有了建筑材料和地质分类数据，还能够计算不同材料的用量，进而为概预算及施工期的材料供给方案提供可靠的数据。 三、三维设计方法在水利工程中的应用优势及缺乏 三维设计在水利工程中的应用优势。三维设计具有模型直观形象、工程量计算精确、方便设计修改及重复利用诸多优点。首先，传统的设计思路都是先把建筑物的平面设计图纸绘制出来，进行方案讨论，然后在图纸上对设计方案进行修改和变更，最后确定设计图纸。因为这些修改工作都是基于平面进行的，致使水利工程建筑成型后的效果、建筑物与周围环境的协调等不能直观模拟。另外绘制图纸

7、的工作量也大，如果修改方案，需要重新绘制设计图纸，这实际上就是做了一些不必要的重复劳动。假设直接绘制设计的水工建筑物三维效果图，在三维建筑模型上完成设计方案修改，最后将水工建筑物设计模型转化为平面设计图纸，就不需要再重新绘制设计图纸。 其次，借助软件的强大的绘制三维建筑物形体的功能，根据设计的思路，先绘制出建筑物的三维效果图，然后渲染三维效果图，即附加适宜的材质，选择适用的光源、阴影，添加协调的背景和配图，使建筑物更有灵气与生机。在三维效果图上，能够查看建筑物不同方位的动态观察效果，确定剖切建筑物的适宜位置，观看剖切的断面。这样，建筑物形体是否美观、跟周围环境是否协调，工程量的查询、造价的上下

8、等都可得到检验。 再次，对于水利工程施工场地布置困难的地形，在明确彼此之间的制约条件的情况下，采用三维动态布置施工平台，能够方便快捷的得到所需结果并生成相应平面、剖面图。 最后，在传统二维设计条件下，专业间的沟通往往需要重复屡次，甚至到工程实施的时候会出现由于专业间沟通的疏漏产生的设计失误。在三维设计环境下，各个专业那么可以对工程有直观的认识，沟通也十分方便。最重要的一点是各个专业的设计成果可以聚集到同一个图形之中，从而能防止许多诸如高程尺寸不相符合的错误。除此之外，各个专业可以采用同一设计图纸。例如进行泵站设计时，勘探、测量专业测出地质地形图后，规划专业确定好大体工程位置和水机设备工作水位，

9、机电、金结专业确定设备的尺寸和安装高程，水工专业综合这些成果结合工程实际绘制土建图纸，然后再由施工专业进行施工总布置。在进行这些工作的过程中，各个专业既可以依次逐步进行，也可以协同设计，即各专业设计人员在初次沟通后，各自进行本专业的设计任务，之后再通过沟通确定好结构或设备的尺寸以及场地的位置，再利用参数化技术进行修改便可很容易的达成专业接口的一致。这种协同设计大大的节省了各专业间的衔接等待时间，提高了整个工程的设计效率。 三维设计在水利工程应用中的缺乏。三维技术作为先进的设计模式，其目前在水利工程中的应用还不普及，除了水利工程本身的特点外，其原因有如下四个方面：二维设计软件经过多年的推广应用，

10、已经形成了比拟完善的标准，还产生了大量的插件甚至出现了大量的标准图集，这些资源都是目前三维设计软件所欠缺的。对三维设计认识缺乏，在没有压力的情况下，不愿意主动学习三维设计，安心于二维设计的现状。在工作任务繁重的情况下，推广三维设计之初，会在一定程度上影响工作进度。如果管理者下决心推动三维设计，收获的将是更多的回报。三维设计对计算机软硬件水平要求较高，从硬件方面来看，如果工程设计的工程比拟复杂，设计师在计算机前总是处在一个等待的状态，就会大大地影响三维设计的应用与推广。而从协同设计的软件方面来看，三维表现时屏幕上的线条更多、观察场景的视角更复杂，如何控制最正确显示表现、最方便快捷地找到最适当的观

11、察角度是最重要的。水利水电工程中的三维设计那么处于起步阶段，设计经验缺乏，标准欠缺都是三维设计软件推广应用所面临的困难。目前三维设计还是一个初级阶段，还没有统一的标准标准，所有的三维设计最终都将转换成二维工程设计图。也就是说最终还得归结到二维设计图，因为二维设计有国家标准，三维设计解决的只是设计过程。如果解决了三维设计的标准化问题，将是三维设计的一个重要标志。同时也要看到，三维表现的信息量要比二维的更大，因此，制定三维标准的难度也会更大。 四、结语 计算机辅助技术在水利工程设计中有着手工制图的优越性，它有效提高设计质量，设计周期短，防止手工制图中微小常见的错误现象，并且实现工程投标、方案优化、数值计算、施工图设计等功能，保证了设计质量，节省投资。所以水利工程广泛采用技术，是我国水利工程设计的必然趋势。 参考文献: 【1】国核电力规划设计研究院冉瑞江.如何通过三维设计实现