水利水電工程專案設計三維技術的應用及實踐論文
摘要：水利水電工程是國家重要的基礎設施之一，其質量優劣關係重大。為進一步提升水利水電工程專案的整體質量，應當做好工程專案的設計工作。因此，可在工程設計階段合理應用三維技術。基於此點，本文首先簡要分析了三維技術的應用優勢，並在此基礎上依託工程例項，對三維技術在水利水電工程專案設計階段的應用實踐進行論述。
關鍵詞：水利水電；設計；三維技術
1三維技術的應用優勢
在現代工程領域中，三維技術是一項非常先進的設計技術，其能夠依託工程的具體情況，直觀地展示出設計者對工程的設計理念，該技術的出現使設計人員不再需要在二維圖紙與三維形態間的轉換上浪費時間，也不需要對設計中的細節缺陷進行彌補，這是因為三維技術可以準確反映出設計成果的各種基本屬性，如材質、形態、規格、尺寸、色澤等等，工程的實體模型不但可直接在計算機上顯示出來，而且還能生成二維工程圖紙，這極大程度地縮短了設計週期。同時，三維技術的應用還能夠提升設計水平。由於水利水電工程的規模較大，設計任務較多，所以僅憑別一名設計人員很難在短時間內完成，必須由專業的團隊通力合作才能完成設計任務。三維技術中協同設計及通訊技術的應用，能夠簡化設計過程，並且還能防止資訊重複輸入等錯誤的發生，從而確保了設計質量。除此之外，三維技術還能直觀、形象地將各類水工建築物的主要引數以實體模型進行表達，保證了設計的正確性，避免了設計漏洞、矛盾衝突等問題的出現。在工程三維模型的基礎上，對工程方案的調整更加快速、靈活，減少了設計失誤，提高了設計效率，經濟效益也隨之顯著提升。
2三維技術在水利水電工程專案設
計階段的應用實踐為了便於研究，本文以某水利水電工程專案例項為依託，對三維技術在該工程設計階段的具體應用進行論述。
2.1工程簡介
漁洞峽水庫工程是貴州省貴陽市的重點水利基礎設施之一，該工程位於貴陽市的烏當區內，地處魚洞河上，與東風鎮的距離約為3km左右。水庫大壩以上的集水面積為118k㎡，工程的主要任務是以城市生活和工業供水為主，兼具灌溉、飲用等功能，庫容量為1860萬m3，正常蓄水水位1075m。本工程建設的具體內容如下：水源工程、引水工程、金水廠、配水工程等等。其中水源工程由主壩、副壩、溢洪道等結構組成；引水工程由發電廠房、洩水槽、引水鋼管、引水洞以及尾水池等組成；淨水廠的處理能力為10萬t/d；配水工程由高位水池和配水管線組成。本工程屬於中型水利工程，主要、次要和臨時建築物的級別分別為3、4、5級。
2.2設計思路
對於水利水電工程專案而言，其設計與水文、地質、地形等自然條件有著非常密切的關聯，應用三維技術進行工程設計的前提是構建三維地質模型。鑑於此，本文以三維數字化地質模型作為基礎，設計開發了一套功能完善、操作簡單、實用性強的水利水電工程三維一體化系統，並建立了各專業共享的資料庫，這對於工程專案整體設計水平的提升具有重要意義。
2.3系統設計
結合漁洞峽水庫工程的實際情況，採用VC++、OpenGL和VisualGeo作為開發平臺，提出系統的.模組化設計方案，具體如圖1所示。由圖1可知，本文所提出的系統是由四個主要的功能模組構成，四個模組具有不同的分工，彼此之間的關係十分密切，採取這種設計方法有利於程式的實現。
2.4關鍵技術
2.4.1三維地質建模。在本工程中，地質、地形是工程設計的載體，而三維地質建模則是實現水工建築結構三維視覺化設計的前提和基礎。該模型主要是由地形、地質結構面、地質體三部分組成，其中地形建模採用的是不規則三角網模型；地質結構面採用的是NURBS工具（非均勻有理B樣條）及相關演算法描述幾何結構面，如斷層等等；地質體模型則是透過圖形布林切割運算進行建立。2.4.2水工建築三維快速建模。本工程的主壩為拱壩形式，可直接按照描述其體形的相關函式或是曲線方程與控制點座標，生成三維幾何模型。地下建築通常都是由洞室構成，洞室的斷面是建立幾何模型時重要的引數之一，結合控制座標，並運用路徑掃描法，便可以快速進行洞室三維建模；壩頂溢洪道等開挖面，可以採用線性插值法形成的NURBS曲面，獲得三維模型。2.4.3協同技術。該技術又被稱之為計算機協同設計技術，協同CAD是重要的應用之一，其以共享的設計環境為核心，能夠使設計工作協同進行。共享設計模型的建立是協同CAD的關鍵之所在，它透過分散式結構，可以實現圖形共享，並使不同領域的專家協同作業，由此可獲得高質量的設計成果。
綜上所述，在水利水電工程專案的設計階段合理運用三維技術，不但能夠縮短設計週期，而且還能提高設計質量，有助於工程專案整體質量的提升。本文結合工程例項，提出了三維一體化系統，透過該系統在工程的應用，為工程質量提供了保障。
參考文獻
[1]劉傑，李明超.基於三維地質模型的大型地下洞室群佈置最佳化研究[J].水利學報，2013（11）：60-62.
[2]鍾登華，李明超，劉傑.水利水電工程地質三維統一建模方法研究[J].中國科學-技術科學，2014（03）：55-57.
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