[摘 要]　以贵州蒙江灰洞水电站的三维设计为例，详细介绍三维可视化设计在水利水电工程中的应用体会，展示三维可视化设计技术在土木工程中应用的广阔前景。图7幅。

[关键词]　三维可视化技术 集成化项目模型 协同设计

1 国内三维设计现状

目前三维技术在国内工程中的应用较为广泛。

1.1 渲染及动画使用情况

整个土木工程设计行业目前大多采用3dsmax软件，虽然掌握该项技术的设计院比较普遍，但由于生产周期长、投入的人力多，故未能形成生产力；只有交通规划设计总院以及水利行业中的上海院、黄委院、长委院、成勘院等开展得较好。

1.2 仿真使用情况

水利行业只有成勘院进行三维施工仿真。原铁道部几个设计院进行了局部施工仿真，投入软件费用近80万元。

1.3 三维设计使用情况

国外基本使用bentley(奔特力)公司产品进行三维设计。国内形成生产力的单位有广东电力院，开展该项工作的有广州地铁、军队的导弹发射基地、铁道部原几个设计院、香港机场等。

2 三维设计在水电工程中的应用情况

三维可视化技术应用于水利水电工程设计是贵州省水利水电勘测设计研究院为应对人世后参与国际竞争所做的一项技术储备，也是为贯彻建设部、水规总院有关文件精神和提高竞争力所开展的一项工作。该技术的成果在2004年全国水利行业计算机年会上得到与会专家的一致肯定。现以蒙江灰洞水电站工程为实例将进行三维设计的初步应用情况介绍如下。

2.1 工程简介

蒙江流域灰洞水电站位于贵州省罗甸县境内，电站装机54mw，年发电1.819亿kw·h。水库库容1092万m3，为日调节水库。大坝为碾压混凝土抛物线对称双曲拱坝，坝高90m。校核洪水标准为500年一遇，设计洪水标准50年一遇。主要建筑物有：碾压混凝土抛物线双曲拱坝、泄洪表孔、冲沙底孔、发电取水口、发电引水隧洞、地下压力钢管、发电厂房、升压站等。

2.2 三维设计过程

2.2.1 基础资料处理

收集库区1：10 000地形图，扫描后通过geo-graphics进行坐标校正，用descartes软件进行矢量化。在geographics中利用自动坐标投影变换功能，将地形图转换为统一原点，从而与1：500 gps坝址地形图合成，在保证设计精度的条件下，形成了工程设计所需的三维地面模型(见图1)。

2.2.2 三维模型设计

根据灰洞电站设计成果，用microstation、tri-forma等软件制作形成三维实体模型，有双曲拱坝(见图2)、泄洪表孔、冲沙底孔、发电取水口、发电引水隧洞、地下压力钢管、发电厂房(见图3)、升压站(见图4)、变压器等。

其中坝体由7个高程剖面构建，每一个剖面的精确坐标点由6个方程式计算得出。由于坝型复杂，在施工阶段，要求提供精确的楼梯施工大样图，采用三维设计，可以非常方便地得到每一级台阶的精确坐标，大大提高了工程技术人员的工作效率。通过验证，以上三维实体均可导入ansys有限元分析软件。

2.2.3 合成

根据总体布置图的要求，用geopak site精确地合并模型，将建筑模型放在三维地形上，形成了1个三维的、可视化的工程实际模型。

该地面模型