ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　
３Ｄ在水网密布地区现状分析中的应用
郭　星
（江西省城乡规划设计院　江西南昌　３３００１９
）摘　要：通过介绍运用ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ软件进行水网密布地区现状分析的主要思路和建模过程，结合实例简单介绍了ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　
３Ｄ在水网密布地区现状分析的应用。关键词：ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ；　水网密布地区；　三维建模
中图分类号：ＴＤ２１４  　文献标识码：Ａ  　文章编号：１００８－６７５７（２０１６）０４－０１２６－０３
  一、
ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ简介ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ是一款功能强大的制图工具。在包含ＡｕｔｏＣＡＤ的全部功能基础上，Ａｕｔｏ－ＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ同时还具备了三维动态模型设计的功能。可以应用于几乎所有的土木勘察行业领域。而强大的设计要素间动态更新功能则是其优于同类设计软件的一大亮点。
相对于该软件被越来越多的交通、市政、测绘、电力等行业的从业人员应用在工作当中，规划行业从业人员使用这款软件的还是少数。笔者作为一名规划行业从业人员，也希望在规划行业中应用Ａｕｔｏ－ＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　
３Ｄ来提高工作效率。二、主要思路
本项目主要运用ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ对现状进行分析。涉及到高程、流域、坡度等常规分析项目。同时也需要用ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ在对自然地形建模的基础上，完成对地块内水系的建模。通过水系的动态模拟，分析出不同暴雨强度下，主要河道和水渠升高的水位，
以及溢流区域分析。因此，需要结合暴雨强度公式等计算方法，对所有水渠和河道进行分析，计算出大致的溢流量。然后对自然地形和水系分别建立曲面，显示出自然条件下的水系情况。再根据计算出的数据模拟不同等级暴雨情况下，各条水系的情况。最后综合各项分析，得出相应的结
论，便于后期规划时提出相应对策。
三、项目简介
本项目位于江西省高安市大城镇，现状分析部分主要需要对现状地形、水系等进行分析。
（一）区位交通
高安市位于江西省中部偏西北，在省域城镇体系规划中既位于南昌都市区的范围内，又是鄱阳湖生态经济区的组成部分，并处于沪昆城镇发展带上，交通及经济区位优势显著。在高安市域，大城地处高安市以东，是南昌市的西郊。距高安市区２１公里，离省会南昌３８公里、昌北机场４０公里。
（二）自然地理
１．
地势：规划区地势地貌属鄱阳湖平原地域。区内整体地势呈北高南低的走势，境内有六条主要的河流，由北向南汇入锦江，由此形成六条嵌入山地的由北向南的带形河谷，
这些河谷与南面的冲积平原形成镇区内主要的耕地。整个地貌山林与河谷地相间，共同聚向南部的冲积平原，形成类似“手指状”的地貌特征。大部分面积为平缓的丘陵岗地，高差不大。高差超过１００米的山体数量有限，主要集中在镇域的北部。最高点是北部西坪虬岭，海拔１９４米，最低点是南部青州中子山，海拔２４米。区内平均海拔高度在１００－１５０米之间。
3d走视图·
６２１·收稿日期：２０１６－０７－０１
作者简介：郭　星（１９８８－）
，女，江西南康人，助理工程师，硕士，从事城市设计与景观特研究。
２０１６年０８月
第４期郭　星：ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ在水网密布地区现状分析中的应用
Ａｕｇ．２０１６
Ｎｏ．４
２．洪水：锦江历年最高水位约３３．８１米（１９７３年吴淞高程），最低水位约２４．６９米（１９６３年吴淞高程）。
３．河流现状
规划区主要河流有锦江，集雨面积大于２０平方公里的支流有４条，即祥符二港（东导托）、龙陂港（星龙港）、大城水、高溪西导托。
锦江：规划区内最大河流。古名笛河，又称蜀江。发源于宜春市袁州区北部的慈化，经万载、上高、宜丰３县，由上高县新界埠乡良田村入高安市相城镇华阳村，流经灰埠、杨圩、龙潭、黄沙港、上湖、石脑、筠阳、瑞州、蓝坊、祥符、大城等乡镇（街道）至新建县境内，在瑞河口注入赣江。
祥符二港（东导托）：发源于祥符镇，经东岗、塔前、赤岗村至早塘石港桥注入锦江。
龙陂港（星龙港）：原名乌龙港。发源于大城镇，流经祥符镇塔前、赤岗、杉林、星龙村至大城镇小港嘴注入锦江。
大城水：发源于大城镇与安义县边境，经涂家、邓龙村至古楼于杨村注入锦江。
高溪西导托：发源于大城镇与安义县边境，经仪凤村至高溪村与杨村注入锦江。
四、具体步骤
具体步骤主要分为建模和计算两大块，一共四个步骤，分别为创建自然地形曲面、创建水系曲面、迭代计算和出图。这里是将自然地形和水系分开创建曲面，再将两个曲面作为一个整体进行研究。
（一）创建自然地形曲面。首先打开大城镇地形图，在左边对话框中选择创建曲面，将大城镇地形图中的等高线和高程点分别导入曲面当中，形成大城镇自然地形的建模，接着就可以按照常规步骤分析高程、坡度、流域等。
（二）创建水系曲面。按照和创建自然地形相同的方法创建水系曲面，接着将水系的外轮廓线导入水系曲面当中即可。如果水系的外轮廓线有高程值，那么直接把附带高程值的水系外轮廓线以特征线的形式导入水系曲面。如果水系外轮廓线高程值为零，那么要先将二维水系边线赋予高程值，再导入创建好的水系曲面当中。
在给水系外轮廓线赋予高程值的时候，如果水系有测绘的文本文件，则可以将测绘的文本文件以点文件的形式导入水系曲面，自动生成三维模型；如果水系只有高程值为零的外轮廓线，可以通过高程编辑器手动输入高程值，也可以通过从曲面获取高程的方式，以地形曲面为参照，分别赋予高程值。相应的，如果测绘所得的地形图越详细，高程点越密集，建立的三维模型也就越精确。赋予高程值的时候，测站点越密集，建立的三维模型也就越精确。而以地形曲面为参照进行曲面获取高程的方式建立出来的三维模型，能够大致的反映出三维模型状态下，水系和地形曲面的空间位置关系。大城镇水系的外轮廓线高程值为零，而且没有相应的测绘文本文件。所以只能通过高程编辑器手动输入高程值和从以地形曲面为参照获取高程相结合的方式赋予高程值，以便进行下一步操作。
（三）迭代计算。在建立好了自然地形和水系的三维模型以后，可以通过迭代计算的方式确定洪水淹没区域。ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ不能直接计算出每条水渠的溢流量，但是可以通过软件的“体积”功能进行转换计算。
首先通过暴雨强度公式等计算步骤，确定出在某个暴雨强度情况下，该水系的溢流量，这里以２０年一遇暴雨为例。先按照计算出的水面升高高度设置填方区域，然后通过软件的“体积”功能，计算出填方体积。这里的填方体积的数值和溢流量数值相等。然后把计算出的填方体积与之前的计算结果进行对比。如果数据吻合，那么该填方区域即为软件模拟出的大城水的溢流区域。如果数据不吻合，那么就要应用ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ的动态功能，通过对水面升高高度的动态调节，相应的填方区域也跟随动态变化。当数值与我们之前的计算结果吻合的时候，此时的水面高度和填方区域即为我们所求的结果。这一计算过程就是ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ的迭代计算。
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２０１６年０８月
第４期
南昌教育学院学报
Ａｕｇ．２０１６Ｎｏ．４
在大城项目中，运用的计算公式主要有：①水利电力科学研究所经验公式，查《给水排水设计手册第三版第七册》
汇水面积在１００ｋｍ２以内，公式为：ＱＰ＝Ｋ＊ＳＰ
＊Ｆ２／
３
（
ｍ３／ｓ）式中：ＳＰ为暴雨雨力，ｍｍ／ｈ，ＳＰ＝（２４）ｎ－１　
Ｈ２４ｐ；Ｆ为汇水面积，ｋ
ｍ２；Ｋ为系数，按地貌确定：石山区Ｃ＝０．６０～０
．５５；丘陵区Ｃ＝０．５０～０．４０；黄土丘陵区Ｃ＝０．４７～０．３７；平原坡水区Ｃ＝０．４０～０．３０；
②高安市暴雨强度公式，查《室外排水设计规范》２
０１４版ｑ
＝１６１３＊（１＋０．６９ｌｇＰ）／（ｔ＋１．４）０．６４
雨水量Ｑ＝ｑ＊Ｆ＊Ψ
式中：Ψ为径流系数，
取Ψ＝０．２；Ｆ为汇水面积ｔ＝ｔ１＋ｔ２
ｔ１为地面集流时间ｔ１＝１０分钟，ｔ２为雨水在管内流行时间，取ｔ２＝
０；Ｐ为设计重现期；③排水管渠的流量公式Ｑ＝Ａ＊Ｖ式中：Ｑ为设计流量（ｍ３
／ｓ）；Ａ为水流有效断面面积（ｍ２）；Ｖ为流速（ｍ／ｓ
）；恒定流条件下排水管渠的流速，计算公式Ｖ＝
１／ｎ＊Ｒ２／３＊
Ｉ１／２
式中：Ｒ为水力半径（ｍ）
；Ｉ为水力坡度；
ｎ为粗糙系数，
为０．０２５～０．０３０；（四）出图。在ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ的操作界面当中选中地形曲面、水系曲面和填方区域，然后选择图像查看器功能即可弹出图像查看器。在图像查看器中对刚才选中的曲面进行预览，选择合适角度，选择左上角保存符号，即可将三维模型以ｐｎｇ的格式导出
图像。之后根据具体需求，对图像进行后期即可。
在大城的项目中，结合ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ导出的三维模型的ｐｎｇ格式，我们在ＰＳ当中插入原有水系的图层，将两个图层文件贴合，即可得出在２０年一遇的暴雨下，大城各条水系的情况。从图中可以看出，常水位水域范围和２０年一遇水域范围，从而可以很明显的看出在２０年一遇暴雨情况下，积水的区域。在后续规划当中，可以针对这种情况提出必要的对策。
五、小结
运用ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ进行规划设计，有以下几个特点：
（一）对于熟悉ＡｕｔｏＣＡＤ的从业人员来说，操作简便，学习周期短，上手容易。（二）ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ是基于ＡｕｔｏＣＡＤ的平台，可直接使用ＣＡＤ数据，不存在兼容性问题，也免去了导入导出其他软件的繁琐步骤。（三）ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ能够实现简便的三维建模，建立好地形曲面后，可以直接生成高程、流域、坡度等现状分析常用图纸，方便快捷精细准确。（四）Ａｕｔｏ－ＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ强大的动态功能，极大的方便了设计人员的规划设计工作，显著提高工作效率。
参考文献：
［１］李强，龚翼，陈伟．Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ在精确地形建模中应用的几点体会［Ｊ］．水利规划与设，２００８（０１）：５１－５３．
ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｅａ　ｉｎ　
ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎＧｕｏ　Ｘｉｎｇ
（Ｕｒｂａｎ　ａｎｄ　Ｒｕｒａｌ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　
Ｊｉａｎｇｘｉ，３３００１９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＡｕｔｏＣＡＤ　Ｃｉｖｉｌ　３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｗａｔｅｒ－ｒｉｃｈ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｕｓ　ｑｕｏ　ｍａｉｎ　ｉｄｅａｓ　ａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇ　
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