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摘要:
工程勘测是水利水电工程建设中一项必不可少的工作，可以为施工图纸的设计以及施工方案的制定提供可靠依据。基于水利水电工程建设发展需求，传统的平面勘测设计方式已经变得不适用，所以必须应用三维技术，实现水利水电工程立体勘测设计，更加全面、详细的将整体工程情况展现出来，对工程施工起到更好的指导作用。文章分析了水利水电工程中三维勘测设计技术的特点及优势，结合具体的技术要点，对三维勘测设计技术的实践应有进行了分析，具有一定的参考价值。
关键词:
水利水电工程;三维勘测设计;技术要点;实践应用
1水利水电工程中三维勘测设计技术的应用优势及重要意义
水利水电工程中的三维勘测设计技术，与传统的二维设计技术相比，有着众多的应用优势。首先，可以将工程的平面勘测设计图转化为立体模型，使工程构建组成以及构建关系更加明确、清晰，能够展示出水利水电工程的全貌情况。其次，工程的三维模型具有较强的灵活性，能够根据结果反馈对模型进行调整，模拟工程实际情况，进而做出正确的工程决策，确保工程方案变更的科学性及可行性。并且，在三维勘测设计技术中，还能够对模型进行上色和渲染，能够通过色彩的不同，快速、准确的辨别工程构件，使工程设计图更加直观化、形象化。三维勘测设计技术提高了水利水电工程设计图的精准度，有助于提升工程的整体设计水平，促进我国水利水电事业的良好发展。其次，利用三维软件和计算机技术，可以减轻设计人员的工作任务量，并避免出现人为设计失误现象，有助于提升水利水电工程设计质量和设计效率。另外，在应用三维勘测设计技术的时候，需要不同设计人员的相互合作，可以结合计算机技术实现工程信息及资料共享，可以提高水利水电工程设计队伍的综合素质。这些都是水利水电工程中三维勘测设计技术的应用的重要意义。
2水利水电工程中三维勘测设计技术要点
要想充分发挥三维勘测设计技术在水利水电工程中的应用优势，首先就需要明确其技术要点，并加以科学应用。
2.1模型参数化设计
在对水利水电工程进行二维勘测设计时，工程构件都是用固定尺寸的集合来表示的，当完成一个工程构件设计之后，需要将这些尺寸几何进行删除，然后再重新组合用来表示不同工程构件，这种工程构件表示方法缺乏灵活性，并且还会耗费大量的时间和精力。在三维勘测设计技术中融入交互式软件，可以根据工程构件的实际情况，在零部件设计环境及拓扑图不发生变化的基础上，根据工程构件尺寸参数变化以及所对应的关系式，三维软件可以对原有模型尺寸大小进行修改，并生成新的工程构件模型。
2.2模板化设计
在进行水利水电三维勘测设计时，可以使用CATIA软件，以工程构件的特点及用途为分类标准，创建多种类型的设计模板。在绘制工程模型及图纸的时候，只需要输入相应的几何参数，模板便会根据预先设定的运行程序，以标准参数为参考进行自主计算，进而完成对几何参数的修改。所创建的设计模板不仅包括三维模型，还包括二维平面图，能够在短时间完成重复设计，提高了工程设计效率［2］。
2.3骨架设计
骨架设计又叫做主元线框设计，其概念是将总工程划分为多个项目，绘制出整体施工流程和工程框架结构，然后对不同施工阶段中影响施工项目的主要因素进行分别控制，进而实现对整个工程的全面控制。在设计水利水电工程骨架结构时，首先应该从最高层面开始，向下逐级延伸出多个子骨架，形成树干状设计结构，对工程中的各个关键点和基准点进行准确定位和布置，并定义工程构建的重要尺寸［3］。通过对水利水电工程进行骨架设计，能够更加清晰、直观、准确的将工程项目之间的逻辑关系表示出来，整体工程框架结构就会变得更加明了，可以为设计人员提供更加可靠的设计资料，调整设计方案也会变得更加方便。
2.4协同设计
水利水电工程属于大型工程项目，需要不同设计人员的协同配合下才能完成整体项目的勘测设计。传统勘测设计方式很难实现信息共享，需要设计人员进行面对面的交流，设计效率较低。三维勘测设计技术中的协同设计，能够利用网络平台构件数据库，并借助通信技术实现信息的有效传递和共享，不同设计者即便是不进行面对面的交流，也可以获取相同的水利水电工程数据，可以有效避免出现数据孤岛现象，实现了不同技术领域和不同工程项目设计之间的有效连接，设计流程变得更加规范、清晰，工程设计效率得到了显著提升。
3水利水电工程中三维勘测设计技术的实践分析
3.1水利水电工程介绍
某地为缓解地区用水及用电紧张现象，打算新建水利水电工程。该水利水电工程等级为Ⅰ等大(1)工程，预期投入使用后水库容量为22.53亿m3。经过对工程地点的环境因素进行综合分析，决定采用碾压混凝土重力坝形式，水坝总长度为1157m，最高处为188m，经计算后，得到所需混凝土总量以及开挖总量大约为980万m3和2250万m3。
3.2水利水电工程模型的构建
在利用三维三维勘测设计技术构建水利水电工程模型的时候，需要从地质模型、水工结构模型两方面进行考虑。本工程中地质建模所用软件主要有GOCAD和CATIA，通过将地形数据、地质平面图数据、钻孔和平洞数据等导入到软件中，可以根据数据之间的关联性，自动绘制出工程地质平面图以及剖面图，并得到较为准确的开挖工程量。在构建水工结构模型时，主要使用CATIA软件，利用骨架设计技术将总工程分解为不同项目，比如重力坝可以分解成为连接坝段、溢流坝段、非溢流坝段等，利用结构草图和关键性的参数及公式，通过逐个项目实现对整个工程的控制，进而完成水工结构模型的构建。
3.3水利水电工程模型的计算和仿真
在完成水利水电工程三维模型的构建之后，可以以三维模型为重要依据，借助专业测量工具对工程所需混凝土总量、开挖量及填方量进行计算并进行核对，得出较为准确的工程量数据。同时，还可以将ABAQUS软件与CATIA软件进行有效连接，对水利水电工程结构的载荷能力及抗震能力进行计算分析，评估工程结构的稳定性及抗震性能。并且，在计算工程模型的时候，还要结合二维设计图纸进行全面分析，确保图纸的企业标准化。除此之外，该水利水电工程中还应用了3D－Max软件，对工程模型进行渲染，并采用三维动画仿真技术对实际工程情况进行了模拟，验证了工程方案的科学性及可行性。
4结语
将三维勘测设计技术应用与水利水电工程中，可以得到更加全面、准确的工程数据，能够使用三维模型将工程构件及工程项目之间的逻辑关系更加清晰的呈现出来，已经成为水利水电工程设计的必然发展趋势。通过了解并掌握三维勘测设计技术中的关键技术，将其科学应用于水利水电工程中，可以有效提高工程设计水平及设计质量。
参考文献:
［1］万云辉，李小帅，钱富运.三维勘测设计技术在水利水电工程中的应用研究［J］.长江科学院院报，2015(07):137－142.
［2］韦光林.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用［J］.水利规划与设计，2015(09):102－104.
［3］马晋波.水利水电工程项目设计阶段三维技术的应用及实践意义探寻［J］.工程技术:全文版，2016(02):227.
作者:吴轩 单位:江西赣禹工程建设有限公司
