【摘要】在水利水电工程建设过程中，工程勘测是其中一项不可缺少的工作内容，可以为施工图纸及施工方案等制定可靠依据。本文根据以往工作经验，对水利水电工程中三维勘探设计技术要点进行总结，并从具体的水利水电工程介绍、水利水电工程模型构建、水利水电工程模型的计算和仿真、有限元分析四方面，论述了水利水电工程中三维勘测设计技术的实践分析。
【关键词】水利水电工程；三维勘测设计技术；模型构建
前言：
由于水利水电工程项目建设规模巨大，人们对勘探设计技术的要求也日渐提升，需要对各种专业进行不断调试、修改和数据转化。三维勘探设计技术的出现，促使设计工作变得更加直观，将设计工作中存在的问题进行及时发现，避免对后续工程建设产生影响。在系统设计过程中，三维勘探设计技术会采用统一的数据源，为工程协同并行设计提供有利条件。
1、水利水电工程中三维勘探设计技术要点
1.1模型参数化设计
在以往水利水电工程二维勘探设计过程中，对工程构件的选择提出了一定要求，需要用固定尺寸的集合进行表示，当一个工程构件设计好之后，需要对其他尺寸几何删除，之后利用重新组合对不同工程构件进行表示，但这种工程构件的表示形式不够灵活，还会耗损大量的人力物力。当三维勘探设计技术出现之后，很多交互式软件得以融入，此时，工作人员便可以根据各种工程构件的实际情况，在零部件设计环境不变的情况下，根据参数变化得到各种对应关系。另外，三维软件可以对模型尺寸大小进行进一步修改，并对新的工程构件模型进行生成。
1.2模板化设计
在进行水利水电三维勘探设计过程中，可对CATIA软件进行合理应用，还可以根据工程构件的特点和用途对分类标准进行制定，建立起更多的设计模板。在工程模型及图纸的绘制过程中，由于三维勘探设计技术的应用，人们只需要对几何参数进行输入，此时模板便会根据预先设定好的运行程序，以标准参数为主进行自主运算，进而对几何参数进行合理修改。整体来看，此时的设计模板不仅包含了三维模型，其中也会设计一些二维平面图，促使重复设计工作在短时间之内完成，从而实现工程设计效率的有效提升。
2、水利水电工程中三维勘测设计技术的实践分析
2.1水利水电工程介绍
为了缓解某地区的用水紧张现象，该地区政府打算兴建一个水利水电工程。该水利水电工程的等级为I级，预计在投入使用之后，水库容量将会达到22.53亿m3。经过工作人员对工程地点和环境因素的综合性分析，以碾压混凝土重力坝施工形式为主，该水坝的总体建设长度为1157m，最高点的高度为188m，经过详细的计算之后，该项工程所需要进行的混凝土总量及土方挖掘量分别是980万m3和2250万m3。
2.2水利水电工程模型的构建
在水利水电工程模型设计过程中，可利用三维勘测设计技术，从地质模型、水工结构模型两方面进行全面考虑。在该工程中，地质建模的主要应用软件为GOCAD和CATIA，从而将地形数据、平面图数据和平洞数据等输入到软件之中。另外，还可以在数据之间找寻关联性，对工程地质平面图进行自动绘制，最终得到整个工程的剖面图，并对开挖工程量进行准确计算。在水工结构模型构建过程中，主要利用的软件为CATIA，还可以将骨架设计技术应用其中，将总工程进行分解，站在不同项目角度对其进行构建。例如，在重力坝建设时，工作人员可以利用上述方式，将重力坝分解成连接坝、溢流坝段和非溢流坝段等，并与结构草图和关键参数公式相结合，从而实现对整个工程项目的合理控制，最终完成水工结构模型的构建。
2.3水利水电工程模型的计算和仿真
在水利水电工程三维模型构建完成之后，可以将最终的三维模型当做整个工程建设的依据，借助于专业的测量工具对混凝土总使用量、土方挖掘数量和填方量进行计算，之后开展有效的核对工作，为工程量数据的准确获得提供基础条件。与此同时，还可以对水电工程结构中的荷载能力和抗震能力进行有效计算，从而完成对工程结构的稳定性评估，为后续工程的合理使用提供基础条件。另外，在工程模型计算过程中，还需要用到二维设计图纸，以此来保证分析工作的全面开展和企业的标准化运行。另外，为了提升该水利工程的实用价值，建设人员在工程建设过程中还应用了3D-Max软件，对工程模型进行进一步渲染，另外，还采用了三维动画仿真技术对实际工程情况进行了有效模拟，从而对工程方案的科学系和可行性进行有效验证。
2.4有限元分析
在CATIA软件设计过程中，融合了CAD、CAM、CAE三种图像设计软件，为了赋予该软件更加强大的功能，降低操作步骤的复杂程度，该工程设计人员加强了对工程分析模块的设计。在实际工程中，利用Analysis模块，即使操作人员并不是十分专业，也可以对工程设计进行初步分析，从而得到精确的验证报告。在Analysis有限元分析过程中，不但可以对水利水电工程中的单个元件进行分析，如GPS等，还可以对相关模块进行扩展分析。由于专业不同，CATIA软件中的Analysis功能也会实现划分，为工程建设提供基础。
总结：
综上所述，将三维勘测设计技术应用到水利水电工程之中，可确保工程数据更加全面和精准，并将工程构件和工程项目之间的逻辑关系进行有效呈现，这也成为了水利水电工程设计的主要发展趋势。通过三维勘探设計技术中关键技术的掌握情况，可提升其在水利水电工程应用的科学系，从而保证工程设计质量不受到影响。
参考文献：
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