關于水利工程進行虛擬設計的探討

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，水利工程的建設也在不斷的增多，在我們進行水利工程的施工之前，我們有必要對水利工程的施工效果進行模擬的設計，在進行模擬水利工程的試驗時，我們可以利用三維技術對施工的情況進行模擬，主要是綜合施工廠地的地形和地貌，以及地質進行水利工程的整體施工效果的模擬，在利用三維技術的時候，我們可以建立起整個水利工程的模型，這個模型會綜合大壩的整體結構，包括大壩的主體設計、以及大壩要實現的各種功能的模擬，以及相關的設備的布置問題。

關鍵詞：水利工程；模擬設計；設計效果

中圖分類號： TV 文獻標識碼：A

一、關于理論分析與模擬設計

（一）目前水利工程仿真模擬設計軟件的發展狀況

1從上世紀80年代開始，關于水利工程模擬設計軟件就已經有關于圖形方面的標準，在圖形轉換方面也有了相關的標準，而且在近幾年，正在不斷的完善整個軟件的周期的數據交換標準，進而進行施工的協同設計，這樣對工程的整體模擬都會有很有效的提高。

2在進行水利工程模擬設計的時候，智能化特點是該模擬設計的一個主要的特點，在設計模擬軟件的開發的時候，我們可以進行數據庫的建立，在把數據錄入系統后，系統會自行根據已經設計好的程序，對相關的數據進行分析，得出仿真模擬的效果圖。

3在進行模擬實驗的時候，在技術人員把數據輸入數據庫以后，我們可以對相關的計算過程進行可視化操作，虛擬制造技術是設計人員進行對產品的時間操作，以及進行各種模擬實驗分析，可以的對水利工程的模擬情況進行實時的觀測，從而有利于設計的多方位觀察和評審設計成果。

（二）水利工程仿真模擬設計軟件的概念

關于水利工程大的模擬設計，主要是運用計算機的快速計算功能和高效的圖形處理能力，把相關的數據輸入電腦后，電腦根據輸入的數據進行相關的數據運算，來達到對水利工程的設計進行模擬的技術分析。在進行這個過程的時候，同時還可以實現可視化與智能化。

（三）水利工程仿真模擬設計軟件的目標

我們進行水利工程的施工主要是為了驗證水利工程的建設是具有可行性的，在進行水利工程的設計的時候，我們要綜合很多的條件的制約，主要的管理工作主要是涉及到水文泥沙、地質、地表、水工、施工、機電等專業的工作，協同設計的基礎是建立一個統一的數據庫，其中應該包括地質地形的空間數據、水工建筑物的三維實體數據、施工計劃組織的實時數據以及真實條件下的計算機仿真和實時渲染數據等。

（四）水利工程仿真模擬設計軟件需要解決的問題

在我們進行模擬試驗的時候要解決很多的問題，首先是地質和地形的勘測問題，在這方面我們可以利用飛機航拍和鉆探的技術進行數據的收集工作；其次是要進行當地環境和水庫的分析工作，還有就是關于水工建筑物及樞紐設計的工作；最后是工程的施工方面的問題，主要是工程的預算問題和工程施工過程中的質量問題和工程施工過程中的質量檢測問題。

我們要進行水利工程的仿真模擬設計就必須解決以上的問題，在收集到相關的數據之后，我們才可以對水利工程進行三維的模型建立工作，在建立三維模型的時候，我們要做到很多方面的仿真模型，其中包括壩體、導流洞、泄洪洞、地下廠房等建筑以及與此相關聯的設備、管線的布置等。這些設備與地形數據是完全相關的，因此構成了一個復雜的水利系統，這樣可以真實地反映工程建成以后的面貌。

對三維模型而言，模型的建立不僅與地形模型相互影響，還要對要建設的水利工程的數據進行參數化處理。一旦設計有新的更改，只需要修改相應部分的三維模型，就會根據修改的內容得出新的模型。這樣的作法不僅保證了設計的唯一性和相關性，還可以快速地完成多個設計方案的對比和選擇。

二、水利工程模擬設計的應用效果

在我們進行水利工程施工前進行整體工程的模擬設計可以通過已經做好的三維模型中的實體數字的模型計算出工程要進行的開挖量和填筑量，以便施工的單位可以對工程進行很好的預測。通過三維模擬模型，我們可以清楚的在電腦上看到山體開挖和填筑的全部模擬過程，進而使施工的單位得到施工要進行的正確步驟。在計算機模擬 混凝土澆筑施工的過程中，不僅可以全面地反映各種影響混凝土施工的因素，而且還可以比較直觀的看到一旦改變施工參數和修改方案后會產生的變化，這樣可以彌補傳統工程中存在的一些缺點。

利用計算機對工程施工的方案進行模擬，不僅可以解決過去僅僅是依靠人工手段無法解決的問題，還可以提高工程的施工效率，減輕施工單位的施工成本，進而增加施工單位的經濟利益。

三、對水利工程模擬設計的展望

在我們進行水利工程的正式施工開始前，我們有必要對水利工程進行工程的仿真模擬設計，這主要是為了驗證我們施工的可行性，并且有利于我們對所設計的工程有更加深層次的影響。在水利工程的模擬設計的時候，我們需要使用很多的專業軟件進行同時工作，以實現水利工程的模擬設計。在進行模擬前，我們必須對水利工程施工當地的地形、地貌以及地質情況進行現場的考察，在進行三維模擬的時候，我們要把地質、地貌以及地形情況，大壩的選址，工程的設計都要在系統中進行輸入，以便三維模擬可以得到最真實的數據。這樣對我們以后的施工會有很大的幫助，可以有效的提高工程的施工效率。

在進行模擬水利工程的試驗時，我們可以利用三維技術對施工的情況進行模擬，主要是綜合要進行施工廠地的地形和地貌，以及地質進行水利工程的整體施工效果的模擬，在利用三維技術的時候，我們可以建立起整個水利工程的模型，這個模型會綜合大壩的整體結構，包括大壩的主體設計、以及大壩要實現的各種功能的模擬，以及相關的設備的布置問題。在進行三維工程的仿真時它包括了工程設計的最初圖紙，一直到整體工程的最終效果，虛擬設計會讓人們看到他們最關心的問題。在不久的將來，我們在水利工程的模擬設計上會有新的成果出現，利用計算機技術滿足人們的工作需要，已經不再是過去所不能想象的問題了，現在利用計算機技術可以完全的使人們完成根本就想象不到的事情。在未來，我們有理由可以相信水利規劃設計管理可以完全實現自動化。

參考文獻

[1]高霞.淺談水利工程的環保設計.2009.

[2]任杰，王月杰.水利工程設計要點探索，2012.