浅谈“ZDM”辅助设计软件在黄河下游防洪工程设计中的应用

司晓磊　刘玮　张振宇

【摘 要】随着黄河下游防洪工程建设如火如荼的开展，“ZDM”辅助设计软件为坝、垛、护岸、险工等河道整治工程，以及堤防工程设计提供了良好的借鉴和帮助，是对CAD制图软件很好的补充和发展。

【关键词】ZDM软件；河道整治工程；推广应用

中图分类号： TV67 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）29-0106-002

【Abstract】With the flood control project construction in the lower reaches of the Yellow River carried out in full swing， “ZDM” aided design software provides a good reference and help for the dam rehabilitation， dredging， revetment and other river courses and dike engineering design， CAD software Good supplement and development.

【Key words】ZDM software； River regulation project； Popularization and application

1 “ZDM”设计软件分析

“ZDM”是一个由水利水电设计人员，在AutoCAD平臺上开发出来的CAD辅助设计软件。内容包括水利水电设计的各个专业。软件采用分布组件工具集方式，各种工具俯首可得。

ZDM软件可用于AutoCAD2004到AutoCAD2016各个版本，软件由以下模块组成：

（1）AutoCAD绘制、编辑、计算统计、文字处理扩展功能及工程常用图形绘制。

（2）钢筋图软件包（钢筋绘制、标注、自动生成钢筋表材料表、图、表关联修改）。

（3）断面法开挖计算（桩号设置、地形图切剖面、纵横断面自动生成、分类计算断面面积，统计工程量）。断面放坡法开挖计算（直接在平面地形图上生成坡脚线，计算工程量）。

（4）三维实体开挖计算软件包（生成三维实体地形，挖、填实体，计算开挖）。

（5）土地平整，土方计算（可计算平整为阶梯形、坡面的土方量）。

（6）自动生成水电工程常用管道附件展开图、通过相贯线生成任意岔管展开图。

（7）溢流堰曲线自动生成、渡槽计算、库容计算、河道断面数据提取。

（8）施工横道图绘制、施工强度曲线、人工曲线自动生成软件包。

（9）建筑规划软件包（建筑平立面图绘制，写坐标自动生成坐标表、面积长度分类计算统计）。

（10）渠道、管线、堤防、河道设计工具软件包。

（11）管网水力计算软件包。

（12）管道软件包（管道单、双线图、管道附件绘制、材料统计，自动生成材料表、）。

（13）电气软件包（常用电气接线图、设备绘制、端子图自动生成）。

2 应用项目背景

黄河下游防洪工程本期建设任务是以建设黄河下游标准化堤防和开展游荡性河段河道整治为重点，通过堤防加固、险工改建加固，以及完善河道整治等工程措施，提高黄河下游防洪能力，保障人民生命财产安全和经济社会发展。

黄河下游河道整治工程主要由险工和控导工程组成，本次软件主要应用于作为河道整治工程的重要组成部分的控导工程，其主要作用是控导主流，减小河势变化范围，减小“横河”、“斜河”直冲大堤，进而对大堤造成重大危害。本期控导工程设计包括新续建工程34处，工程长度18.302km，加固工程14处，改建加固坝垛261道。该期控导工程实施完工后，将会调整不利河势，稳定主流，提高与险工联合控制河势的能力，增强坝垛、护岸的工程强度和稳定性，改善抵御洪水冲刷的能力，保障堤防工程安全。

3 设计周期的要求及传统设计方法及工具存在的问题

3.1 设计周期的要求

黄河下游防洪工程前期为黄河下游“十三五”防洪工程，为尽快争取中央172项重大水利工程投资，在可行性研究报送水利部、发改委审查过程中，初步设计即开始实施，所以时间紧、任务重、设计精度要求高。在初步设计阶段，成果要求在工程位置、施工场地布置、断面设计、工程量计算等几个方面，达到施工详图的设计精度。以控导工程详图设计为例，设计过程中面临着设计断面多，地形起伏变化复杂，工程计算量大，校核难度高等特点。单纯过往的依托CAD设计软件属性功能辅助设计，画图软件加手算的方式，已远远不能适应当前日益复杂繁重的设计任务。

3.2 传统设计方法及工具存在的问题

具体到34处新续建的控导工程，其中的单位工程设计通常还包括如下几个设计难点：

（1）通过CAD软件命令属性点击封闭断面面积，对话框中得到面积但无法反映到电子版图中，只能记录在excel表格中，不便于事后校核；校核时还需要重新用多段线命令封闭点取，重复首次统计计算过程，降低了工作效率；

（2）CAD软件无法实现不规则断面寻找形心，需通过计算，然而这样计算量较大、易出错，相应增加了校核的工作量，大大增加了设计成果完成时间。

（3）利用传统CAD软件，通过点坐标命令得到特征控制点坐标，往往在对话框中反映，需要复制、粘贴到excel表格或电子版图中，这样通常需要几步命令操作，时间长、效率低、坐标位数多易出错；

（4）总体布置图图幅较大，工程起始至终止延伸较长，想要设计成平面布置图，往往需要先旋转成正视图，然后裁剪、套取图框，需要的操作命令多且复杂，如果出图量较大，耗费时间会较长，会严重拖延设计进度。endprint

4 “ZDM”设计软件运用后的优越性

（1）运用软件后，各种断面面积、形心坐标位置、形心距轴线平距通过一两个命令的简便操作，便可反映在图上、直观一目了然，不仅提高设计人员的计算速度、准确度，更大大减轻了成果完成后繁重的校核工作量；

（2）运用软件后，通过命令可以敏感的捕捉到特征点控制坐标，并且可以自工程起始桩号至工程终止桩号依次编号，后台记录存储，待特征点捕捉完毕后一次性生成控制点坐标表；可以说软件的这一功能极大地改进了以往手动记录存储、生成坐标表格落后方式，既缩短了寻找特征点、记录坐标的时间，又降低了记录时由于坐标位数多发生错误的概率；

（3）运用软件后，通过命令对工程总体布置图可以批量旋转成正视图、然后裁剪、套取图框直接生成工程平面位置图，极大地提高了出图速度和质量，改进了以往单纯用CAD拼接、旋转的落后方式。

“ZDM”辅助设计软件针对传统设计过程中面临的具体问题，恰好解决了设计项目的质量和进度控制的难点，满足了设计要求，达到了预期目的。

5 软件推广前景及效益分析

5.1 推广前景

经过工程测试，如果设计者只使用该软件通用功能部分，综合效率可提高50%；如果使用专业部分，综合效率可提高10倍以上。在这个重视时间和效率的时代里，设计工具的改进对整个行业的发展推动是巨大的，新技术、新工艺、新方法的使用以替代原有落后的生产方式无疑是一次技术革新。不断的学习使用新工具、改进工作效率和方法，与时俱进是时代和生产力的发展对每一位生产者的要求，不断创新、尝试才能走在行业发展的前列。

随着国家在“十三五”期间对基础设施建设的投资和扶持力度的加大，尤其是在水利设施方面的倾斜，我们相信“ZDM”辅助设计软件不仅会为今后的河道整治工程，以及堤防工程建设、险工改建工程等水利工程提供很好的借鉴和帮助，其为各专业提供的CAD辅助设计全套解决方案，還是对整个工程行业在设计、建造方面很好的补充和发展，其背后蕴藏着巨大的市场需求，具有十分广阔的推广前景。

5.2 效益分析

“ZDM”辅助设计软件的应用提高了设计质量，其强大的功能为整个设计工作的圆满完成提供了强有力的技术支撑，几个基本的命令操作就可以生成计算所需要的数据要素，减少了断面设计数据的手工计算量，降低了计算工程中发生错误的概率，每一项设计步骤、数据随时可以循迹复审复查，方便了设计人员的校核和科室的内部校审；大大缩短了设计周期，节约了设计成本，具有十分明显的经济效益。

项目设计周期的缩短在一定程度上大大缩短的工程建设周期，为后面紧接着的项目报审、工程招投标、建设实施、工程试运行管理、交付使用都极大地争取了时间，做好了充分的准备。该工程实施完工后，不但能够起到控导主流稳定河势的作用，而且在一定程度上提升了山东黄河这一游荡性河段抵御洪水冲刷的能力，完善了防洪工程体系，具有十分明显的社会效益。

6 结语

近几年，“ZDM”辅助设计软件的使用在水利行业设计领域屡见不鲜，各大流域机构水利设计院对其青睐有加。黄河下游防洪工程设计引入该辅助设计软件正是利用其强大的辅助设计功能，既满足了工程设计需要，又大大缩短设计工期，缩短了项目报审及工程建设周期，为争取国家、中央对水利工程建设的投资争取了时间，赢得了效益。从技术设计层面来说，该软件的使用解决了CAD设计功能单一，依赖手工计算、校核的落后生产方式，达到了预期设计目的，提高了产值效益。为今后其他水利工程工程设计工作提供了良好的借鉴，具有十分必要的推广价值和指导意义。

【参考文献】

[1]郭维东.《河道整治》，东北大学出版社，2003.11.

[2]段文忠.《河道整治与防洪工程》，湖北科学技术出版社，2000.05.

[3]《河道整治设计规范》，中国计划出版社（GB50707-2011） 2011.07.

[4]《堤防工程设计规范》，中国计划出版社（GB50286-2013） 2012.12.

[5]《黄河下游防洪工程初步设计报告》（第四册） 2015.11.

[6]《ZDM软件用户手册》.endprint