本技术属于计算机辅助设计技术领域,提出了一种全流程优化的计算机辅助淤地坝体系设计方法。该方法采用逐级评估策略,将设计过程细分为多个层次,从宏观到微观逐步优化,以实现更高效、更精确的淤地坝设计。
背景技术
淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中,以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物,其拦泥淤成的地叫坝地。
通常情况下,淤地坝是由少数较大的骨干淤地坝以及配套的多个较小的淤地坝构成的坝系,这些坝名称上比较混乱,部分文献中会把这些小型的淤地坝以及大型的骨干淤地坝分成两种不同的坝来描述。但实际上它们是同一种坝。
淤地坝的主体结构大同小异,主要包括因地制宜利用当地材料制作的坝体(最常见的为夯土坝)、用于缓慢排出坝库内的水并留下泥沙的泄水洞(结构上类似于坝前的一个竖井)、以及用于在强降水中排出多余的水的溢洪道(名称不统一,有些地方会称之为溢流道或者是溢流槽,但通常是一个自坝的一侧伸出到坝后的水道,入口位置设置溢流堰)。
不同于其他的水利设施,淤地坝是黄土高原地区一种发源于民间、主要依靠群众自己筹备建设的小型水坝。学界对此类小型地方工程的理论研究长期处于空白,淤地坝的设计与建造长期以来缺乏技术指导,主要凭借以往的经验积累。经过水利水保部门总结、示范和推广,目前相应的技术规范也只有SD175—86《水上保持治沟骨干工程暂行技术规范》,用来指导淤地坝中的骨干淤地坝的设计与建设。除此之外,还有一些文件,如《淤地坝建设管理办法》,或多或少地对淤地坝的设计与建造提供一定的指导。但这些技术规范及文件依然停留在经验总结的层次。
随着信息技术的发展,包括水坝在内的一系列的土木工程建设都可借助计算机进行辅助设计,以降本增效。但淤地坝有自身的独有特性,它不同于其它的建筑物,它本身并不承重也不承受很大的水压,其结构稳定性本身的优化需求不高,最大的需求是降低建造成本(例如,减少土方量)并提升淤地造田效果(例如避免坝地表土中石子过多影响作物生长)。而现有的bim软件主要功能在于确保结构稳定性达标,导致现有的bim软件对淤地坝的设计基本起不到帮助,淤地坝的设计与建造依然还停留在对经验的总结上。
实现思路