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摘要:
工程勘測是水利水電工程建設中一項必不可少的工作，可以為施工圖紙的設計以及施工方案的制定提供可靠依據?；谒姽こ探ㄔO發展需求，傳統的平面勘測設計方式已經變得不適用，所以必須應用三維技術，實現水利水電工程立體勘測設計，更加全面、詳細的將整體工程情況展現出來，對工程施工起到更好的指導作用。文章分析了水利水電工程中三維勘測設計技術的特點及優勢，結合具體的技術要點，對三維勘測設計技術的實踐應有進行了分析，具有一定的參考價值。
關鍵詞:
水利水電工程;三維勘測設計;技術要點;實踐應用
1水利水電工程中三維勘測設計技術的應用優勢及重要意義
水利水電工程中的三維勘測設計技術，與傳統的二維設計技術相比，有著眾多的應用優勢。首先，可以將工程的平面勘測設計圖轉化為立體模型，使工程構建組成以及構建關系更加明確、清晰，能夠展示出水利水電工程的全貌情況。其次，工程的三維模型具有較強的靈活性，能夠根據結果反饋對模型進行調整，模擬工程實際情況，進而做出正確的工程決策，確保工程方案變更的科學性及可行性。并且，在三維勘測設計技術中，還能夠對模型進行上色和渲染，能夠通過色彩的不同，快速、準確的辨別工程構件，使工程設計圖更加直觀化、形象化。三維勘測設計技術提高了水利水電工程設計圖的精準度，有助于提升工程的整體設計水平，促進我國水利水電事業的良好發展。其次，利用三維軟件和計算機技術，可以減輕設計人員的工作任務量，并避免出現人為設計失誤現象，有助于提升水利水電工程設計質量和設計效率。另外，在應用三維勘測設計技術的時候，需要不同設計人員的相互合作，可以結合計算機技術實現工程信息及資料共享，可以提高水利水電工程設計隊伍的綜合素質。這些都是水利水電工程中三維勘測設計技術的應用的重要意義。
2水利水電工程中三維勘測設計技術要點
要想充分發揮三維勘測設計技術在水利水電工程中的應用優勢，首先就需要明確其技術要點，并加以科學應用。
2.1模型參數化設計
在對水利水電工程進行二維勘測設計時，工程構件都是用固定尺寸的集合來表示的，當完成一個工程構件設計之后，需要將這些尺寸幾何進行刪除，然后再重新組合用來表示不同工程構件，這種工程構件表示方法缺乏靈活性，并且還會耗費大量的時間和精力。在三維勘測設計技術中融入交互式軟件，可以根據工程構件的實際情況，在零部件設計環境及拓撲圖不發生變化的基礎上，根據工程構件尺寸參數變化以及所對應的關系式，三維軟件可以對原有模型尺寸大小進行修改，并生成新的工程構件模型。
2.2模板化設計
在進行水利水電三維勘測設計時，可以使用CATIA軟件，以工程構件的特點及用途為分類標準，創建多種類型的設計模板。在繪制工程模型及圖紙的時候，只需要輸入相應的幾何參數，模板便會根據預先設定的運行程序，以標準參數為參考進行自主計算，進而完成對幾何參數的修改。所創建的設計模板不僅包括三維模型，還包括二維平面圖，能夠在短時間完成重復設計，提高了工程設計效率［2］。
2.3骨架設計
骨架設計又叫做主元線框設計，其概念是將總工程劃分為多個項目，繪制出整體施工流程和工程框架結構，然后對不同施工階段中影響施工項目的主要因素進行分別控制，進而實現對整個工程的全面控制。在設計水利水電工程骨架結構時，首先應該從最高層面開始，向下逐級延伸出多個子骨架，形成樹干狀設計結構，對工程中的各個關鍵點和基準點進行準確定位和布置，并定義工程構建的重要尺寸［3］。通過對水利水電工程進行骨架設計，能夠更加清晰、直觀、準確的將工程項目之間的邏輯關系表示出來，整體工程框架結構就會變得更加明了，可以為設計人員提供更加可靠的設計資料，調整設計方案也會變得更加方便。
2.4協同設計
水利水電工程屬于大型工程項目，需要不同設計人員的協同配合下才能完成整體項目的勘測設計。傳統勘測設計方式很難實現信息共享，需要設計人員進行面對面的交流，設計效率較低。三維勘測設計技術中的協同設計，能夠利用網絡平臺構件數據庫，并借助通信技術實現信息的有效傳遞和共享，不同設計者即便是不進行面對面的交流，也可以獲取相同的水利水電工程數據，可以有效避免出現數據孤島現象，實現了不同技術領域和不同工程項目設計之間的有效連接，設計流程變得更加規范、清晰，工程設計效率得到了顯著提升。
3水利水電工程中三維勘測設計技術的實踐分析
3.1水利水電工程介紹
某地為緩解地區用水及用電緊張現象，打算新建水利水電工程。該水利水電工程等級為Ⅰ等大(1)工程，預期投入使用后水庫容量為22.53億m3。經過對工程地點的環境因素進行綜合分析，決定采用碾壓混凝土重力壩形式，水壩總長度為1157m，最高處為188m，經計算后，得到所需混凝土總量以及開挖總量大約為980萬m3和2250萬m3。
3.2水利水電工程模型的構建
在利用三維三維勘測設計技術構建水利水電工程模型的時候，需要從地質模型、水工結構模型兩方面進行考慮。本工程中地質建模所用軟件主要有GOCAD和CATIA，通過將地形數據、地質平面圖數據、鉆孔和平洞數據等導入到軟件中，可以根據數據之間的關聯性，自動繪制出工程地質平面圖以及剖面圖，并得到較為準確的開挖工程量。在構建水工結構模型時，主要使用CATIA軟件，利用骨架設計技術將總工程分解為不同項目，比如重力壩可以分解成為連接壩段、溢流壩段、非溢流壩段等，利用結構草圖和關鍵性的參數及公式，通過逐個項目實現對整個工程的控制，進而完成水工結構模型的構建。
3.3水利水電工程模型的計算和仿真
在完成水利水電工程三維模型的構建之后，可以以三維模型為重要依據，借助專業測量工具對工程所需混凝土總量、開挖量及填方量進行計算并進行核對，得出較為準確的工程量數據。同時，還可以將ABAQUS軟件與CATIA軟件進行有效連接，對水利水電工程結構的載荷能力及抗震能力進行計算分析，評估工程結構的穩定性及抗震性能。并且，在計算工程模型的時候，還要結合二維設計圖紙進行全面分析，確保圖紙的企業標準化。除此之外，該水利水電工程中還應用了3D－Max軟件，對工程模型進行渲染，并采用三維動畫仿真技術對實際工程情況進行了模擬，驗證了工程方案的科學性及可行性。
4結語
將三維勘測設計技術應用與水利水電工程中，可以得到更加全面、準確的工程數據，能夠使用三維模型將工程構件及工程項目之間的邏輯關系更加清晰的呈現出來，已經成為水利水電工程設計的必然發展趨勢。通過了解并掌握三維勘測設計技術中的關鍵技術，將其科學應用于水利水電工程中，可以有效提高工程設計水平及設計質量。
參考文獻:
［1］萬云輝，李小帥，錢富運.三維勘測設計技術在水利水電工程中的應用研究［J］.長江科學院院報，2015(07):137－142.
［2］韋光林.三維CAD技術在水利水電工程設計中的應用［J］.水利規劃與設計，2015(09):102－104.
［3］馬晉波.水利水電工程項目設計階段三維技術的應用及實踐意義探尋［J］.工程技術:全文版，2016(02):227.
作者:吳軒 單位:江西贛禹工程建設有限公司
