1.1　水利工程CAD繪圖知識快速入門

在水利工程中（圖1.1），常常需要繪制各種圖紙，例如水利工藝流程圖、水利工程施工圖等，這些都可以使用CAD輕松快速完成。特別說明一點，最為便利的還在于，水利工程各種圖形與表格使用CAD繪制完成后，還可以將所繪制圖形從CAD軟件中輕松轉換輸出JPG/BMP格式圖片或PDF格式文件等，可以輕松應用到WORD文檔中，方便使用和瀏覽。CAD圖形具體轉換方法在后面的章節中詳細介紹。因此，從事水利工程設計及管理工作的相關技術人員，學習CAD繪圖是很有用處的。

1.1.1　關于水利工程

水利工程是指用于控制和調配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程，也即為消除水害和開發利用水資源而修建的工程。按其服務對象分為防洪工程、農田水利工程、水力發電工程、航道和港口工程、供水和排水工程、環境水利工程、海涂圍墾工程等。可同時為防洪、供水、灌溉、發電等多種目標服務的水利工程，稱為綜合利用水利工程。水利工程需要修建壩、堤、溢洪道、水閘、進水口、渠道、渡漕、筏道、魚道等不同類型的水工建筑物，以實現其目標。水利工程與其他工程相比，具有工程量大、投資多、工期長，工作條件復雜、受自然條件制約施工難度大、對環境影響也大、失事后果嚴重，對國民經濟影響巨大等特點。

水利工程規劃的目的是全面考慮、合理安排地面和地下水資源的控制、開發和使用方式，最大限度地做到安全、經濟、高效。水利工程原是土木工程的一個分支，由于水利工程本身的發展，逐漸具有自己的特點，以及在國民經濟中的地位日益重要，已成為一門相對獨立的技術學科，但仍和土木工程的許多分支保持著密切的聯系；水利工程的施工有許多地方和其他土木工程類同。如圖1.2所示為常見的水利工程圖紙（某大壩剖面施工圖、某排洪溝施工圖）。

1.1.2　水利工程CAD繪圖應用

早期的水利工程進行圖紙繪制主要是手工繪制，繪圖的主要工具和儀器有繪圖桌、圖板、丁字尺、三角板、比例尺、分規、圓規、繪圖筆、鉛筆、曲線板和模板等。手工繪制圖紙老一輩工程師和施工管理技術人員是比較熟悉的，年輕一代使用比較少，作為水利工程專業工程師或技術人員，了解一下其歷史，也挺有知識和趣味的，如圖1.3所示。

比純手工繪圖更進一步的繪圖方式，是使用繪圖機及其相應設備。繪圖機是當時比較先進的手工繪圖設備，其機頭上裝有一對互相垂直的直尺，可作360°的轉動，它能代替丁字尺、三角板、量角器等繪圖工具的工作，畫出水平線、垂直線和任意角度的傾斜線。繪圖機分為鋼帶式繪圖機、導軌式繪圖機，如圖1.4所示。

隨著計算機及其軟件技術快速發展，在現在水利工程設計中，水利工程圖紙的繪制都已經數字化，使用圖板、繪圖筆和丁字尺等工具手工繪制圖紙幾乎很少。現在基本使用臺式電腦或筆記本電腦進行圖紙繪制，然后使用打印機或繪圖儀輸出圖紙，如圖1.5、圖1.6所示。

1.1.3　關于水利工程CAD繪圖圖幅及線型與字體

1.1.3.1　水利工程CAD繪圖常見圖幅大小

水利工程圖紙的圖紙幅面和圖框尺寸，即圖紙圖面的大小，按《CAD工程制圖規則》GB/T18229、《房屋建筑CAD制圖統一規則》GB/T 18112等國家相關規范規定，分為A4、A3、A2、A1和A0，具體大小詳見表1.1和圖1.7，圖幅還可以在長邊方向加長一定的尺寸，參見建筑工程和水利工程制圖相關規范，在此從略。使用CAD進行繪制時，也完全按照前述圖幅進行。圖框詳細CAD繪制方法在后面章節進行講述。

圖紙以短邊作為垂直邊稱為橫式，以短邊作為水平邊稱為立式。一般A0～A3圖紙宜橫式使用；必要時，也可立式使用。此外，CAD還有一個更為靈活的地方，CAD可以輸出任意規格大小的圖紙，但這種情況一般作為草稿、臨時使用，不宜作為正式施工圖紙。在水利工程專業實際工程施工實踐中，A3、A2圖幅大小的圖紙使用最方便，比較受施工相關人員歡迎。

1.1.3.2　水利工程CAD圖形常見線型

按照《CAD工程制圖規則》GB/T18229、《水力發電工程CAD制圖技術規定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制圖統一規則》GB/T 18112等國家水利工程制圖行業標準及規范的相關規定，水利工程制圖圖線寬度分為粗線、中線、細線，從b=0.18mm、0.25mm、0.35mm、0.50mm、0.70mm、1.0mm、1.4mm、2.0mm線寬系列中根據需要選取使用；該線寬系列的公比為，粗線、中粗線和細線的寬度比率為4:2:1，在同一圖樣中同類圖線的寬度一致，如表1.2所列，線型則有實線、虛線、點劃線、折斷線和波浪線等類型，如圖1.8所示。

注：1.需要微縮的圖紙，不宜采用0.18mm及更細的線寬。
2.同一張圖紙內，各不同線寬中的細線，可統一采用較細的線寬組的細線。

水利工程CAD繪圖即是按照上述線條寬度和線型進行的，實際繪圖時根據圖幅大小和出圖比例調整寬度大小，具體繪制方法在后面章節詳細論述，其中細線實際在CAD繪制中是按默認寬度為0進行繪制。

一般情況下，圖線不得與文字、數字或符號重疊、混淆，不可避免時，應首先保證文字等的清晰。虛線與虛線交接或虛線與其他圖線交接時，應是線段交接。虛線為實線的延長線時，不得與實線連接。同一張圖紙內，相同比例的各圖樣，應選用相同的線寬組。

1.1.3.3　水利工程CAD圖形常見字體和字號

按照《CAD工程制圖規則》GB/T 18229、《水力發電工程CAD制圖技術規定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制圖統一規則》GB/T 18112等國家建筑工程和水利工程制圖規范的相關規定，CAD水利工程制圖圖樣中漢字、字符和數字應做到排列整齊、清楚正確，尺寸大小協調一致。漢字、字符和數字并列書寫時，漢字字高略高于字符和數字字高。CAD圖上的文字應使用中文標準簡化漢字。涉外的規劃項目，可在中文下方加注外文；數字應使用阿拉伯數字，計量單位應使用國家法定計量單位；代碼應使用規定的英文字母，年份應用公元年表示。

文字高度應按表1.3中所列數字選用。如需書寫更大的字，其高度應按的比值遞增。漢字的高度應不小于2.5mm，字母與數字的高度應不小于1.8mm。漢字的最小行距不小于2mm，字符與數字的最小行距應不小于1mm；當漢字與字符、數字混合使用時，最小行距等應根據漢字的規定使用。如圖1.9所示。圖及說明中的漢字應采用長仿宋體，其寬度與高度的關系一般應符合表1.4的規定。大標題、圖冊、封面、目錄、圖名標題欄中設計單位名稱、工程名稱、地形圖等的漢字可選用楷體、黑體等其他字體。

注：經縮小或放大的城鄉規劃圖，文字高度隨原圖紙縮小或放大，以字跡容易辨認為標準。

分數、百分數和比例數的注寫，應采用阿拉伯數字和數學符號，例如：四分之三、百分之二十五和一比二十應分別寫成3/4、25％和1:20。當注寫的數字小于1時，必須寫出個位的“0”，小數點應采用圓點，齊基準線書寫，例如0.01。

在實際繪圖操作中，圖紙上所需書寫的文字、數字或符號等，均應筆畫清晰、字體端正、排列整齊；標點符號應清楚正確。一般常用的字體有宋體、仿宋體、新宋體、黑體等，根據計算機Windows操作系統中字體選擇，建議選擇常用的字體，以便于CAD圖形電子文件的交流閱讀。字號也即字體高度的選擇，根據圖形比例和字體選擇進行選用，一般與圖幅大小相匹配，便于閱讀，同時保持圖形與字體協調一致，主次分明。

1.1.4　水利工程CAD圖形尺寸標注基本要求

按照《CAD工程制圖規則》GB/T 18229、《水力發電工程CAD制圖技術規定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制圖統一規則》GB/T 18112等國家建筑工程和水利工程制圖規范的相關規定，圖樣上的尺寸，包括尺寸界線、尺寸線、尺寸起止符號和尺寸數字，如圖1.10所示。

圖樣上的尺寸單位，除標高及總平面以m（米）為單位外，其他必須以mm（毫米）為單位。尺寸數字一般應依據其方向注寫在靠近尺寸線的上方中部。如沒有足夠的注寫位置，最外邊的尺寸數字可注寫在尺寸界線的外側，中間相鄰的尺寸數字可錯開注寫。如圖1.11所示。

CAD水利工程制圖中，尺寸標注起止符號所用到的短斜線、箭頭和圓點符號的數值大小，分別宜為e=2.0mm、a=5b、（b為圖線寬度，具體數值參見前面小節相關論述），如圖1.12所示，其中短斜線應采用中粗線。標注文本與尺寸經距離h0不應小于1.0mm，如圖1.13所示。

用于標注尺寸的圖線，除特別說明的外，應以細線繪制。尺寸界線一端距圖樣輪廓線X0不應小于2.0mm。另一端Xe宜為3.0mm，平行排列的尺寸線的間距Li宜為7.0mm。如圖1.14所示。

角度的尺寸線應以圓弧表示。該圓弧的圓心應是該角的頂點，角的兩條邊為尺寸界線。起止符號應以箭頭表示，如沒有足夠位置畫箭頭，可用圓點代替，角度數字應按水平方向注寫。標注圓弧的弧長時，尺寸線應以與該圓弧同心的圓弧線表示，尺寸界線應垂直于該圓弧的弦，起止符號用箭頭表示，弧長數字上方應加注圓弧符號“⌒”。如圖1.15所示。

坡度符號常用箭頭加百分比或數值比表示，也可用直角三角形表示坡度符號，如圖1.16所示。

標高標注應包括標高符號和標注文本，標高數字應以米為單位，注寫到小數點以后第三位。在總平面圖中，可注寫到小數點以后第二位。零點標高應注寫成“±0.000”，正數標高不注“+”，負數標高應注“-”，例如“3.000”、“-0.600”。

標高符號應以直角等腰三角形表示，按圖1.17（a）所示形式用細實線繪制，如標注位置不夠，也可按圖1.17（b）所示形式繪制。水平段線L根據需要取適當長度，高h取約3.0mm。總平面圖室外地坪標高符號，宜用涂黑的三角形表示，如圖1.17（c）所示。標高符號的尖端應指至被注高度的位置。尖端一般應向下，也可向上。標高數字應注寫在標高符號的左側或右側，在圖樣的同一位置需表示幾個不同標高時，標高數字可按并列一起形式注寫，如圖1.17（d）所示。

半徑的尺寸線應一端從圓心開始，另一端畫箭頭指向圓弧。半徑數字前應加注半徑符號“R”。較小圓弧、較大圓弧的半徑可按圖形式標注，如圖1.18（a）所示。標注圓的直徑尺寸時，直徑數字前應加直徑符號“Ф”或“ф”。在圓內標注的尺寸線應通過圓心，兩端畫箭頭指至圓弧。較小圓的直徑尺寸，可標注在圓外。如圖1.18（b）所示。

定位軸線一般應編號，編號應注寫在軸線端部的圓內。圓應用細實線繪制，直徑D為8～10mm。定位軸線圓的圓心，應在定位軸線的延長線上或延長線的折線上。定位軸線應用細點畫線繪制。如圖1.19所示。

水利工程施工圖是將水利工程構思變成現實的重要階段，是水利工程施工實施的主要依據。水利工程施工圖越詳細越好，要準確無誤。由于方案設計、初步設計等圖紙繪制方法與施工圖繪制原理是完全一樣的，且施工圖繪制的內容較為全面、詳細，要求也較為綜合，因此本書基本以水利工程施工圖為論述主基調逐步展開，掌握了水利工程施工圖CAD繪制，方案設計、初步設計等圖紙的繪制方法，就不在話下，自然而然就會了。

工程結構平面圖應按圖的規定采用正投影法繪制，特殊情況下也可采用仰視投影繪制，如圖1.20所示。在結構平面圖中的索引位置處，粗實線表示剖切位置，引出線所在一側應為投射方向。圖樣的圖名和標題欄內的圖名應能準確表達圖樣、圖紙構成的內容，做到簡練、明確。圖紙上所有的文字、數字和符號等，應字體端正、排列整齊、清楚正確，避免重疊。圖樣及說明中的漢字宜采用長仿宋體，圖樣下的文字高度不宜小于5mm，說明中的文字高度不宜小于3mm。拉丁字母、阿拉伯數字、羅馬數字的高度，不應小于2.5mm。

常見混凝土結構繪圖中，鋼筋在平面圖中的配置應按圖所示的方法表示。當鋼筋標注的位置不夠時，可采用引出線標注。引出線標注鋼筋的斜短劃線應為中實線或細實線。當構件布置較簡單時，結構平面布置圖可與板配筋平面圖合并繪制。鋼筋在梁縱、橫斷面圖中的配置，應按圖1.21所示的方法表示。

常見混凝土結構繪圖中，構件配筋圖中箍筋的長度尺寸，應指箍筋的里皮尺寸；彎起鋼筋的高度尺寸應指鋼筋的外皮尺寸，如圖1.22所示。

1.1.5　水利工程專業繪圖要求簡介

1.1.5.1　水利工程專業圖的表達方法

水利工程的興建一般需要經過勘測、規劃、設計和施工、驗收等幾個階段，每個階段都要繪制出相應的圖樣，表達水工建筑物及其施工過程的圖樣稱為水利工程圖，簡稱水工圖。水工圖主要有工程位置圖（包括流域規劃圖和灌區規劃圖）、樞紐布置圖、結構圖、施工圖和竣工圖。

其中六個基本視圖中的主視圖、左視圖、右視圖、后視圖可稱為立面圖（或立視圖）。視向順水流方向的視圖可稱為上游立面圖（或立視圖）；視向逆水流方向的視圖可稱為下游立面圖（或立視圖）。立面圖表達建筑物的立面外形。如圖1.23所示。

1.1.5.2　水利工程專業圖的尺寸注法

（1）水工圖中標注的尺寸單位，標高、樁號、總布置圖以米為單位，流域規劃圖以公里為單位，其余尺寸以毫米為單位，若采用其他尺寸單位時，則必須在圖紙中加以說明。

（2）水工圖中尺寸標注的詳細程度，應根據各設計階段的不同和圖樣表達內容的不同而定。

（3）水工建筑物在地面的位置是以所選定的基準點或基準線進行放樣定位的。基準點的平面是根據測量坐標來確定，兩個基準點相連即確定了基準線的平面位置。一般來說，若建筑物在長度或寬度方向為對稱形狀，則以對稱軸線為尺寸基準。若建筑物某一方向無對稱軸線時，則以建筑物的主要結構端面為基準。如圖1.24所示。

（4）對于壩、隧洞、渠道等較長的水工建筑物，沿軸線的長度方向一般采用“樁號”的注法，標注形式為K+M，K為公里數，M為米數。起點樁號為0+000，起點樁號之后注成K-M為負值，起點樁號之后為K+M為正值。樁號數字一般垂直于軸線方向注寫，且標注在同一側。當軸線為折線時，轉折點的樁號數字應重復標注。當同一圖中幾種建筑物均采用“樁號”進行標注時，可在樁號數字前加注文字以示區別。如圖1.25所示。

（5）連接圓弧要注出圓弧所對的圓心角，使夾角的兩邊指向圓弧的端點和切點，如圖1.26中的B、A點。但根據施工放樣的需要，圓弧的圓心、半徑、切點和圓弧兩端的高程以及它們長度方向的尺寸均應注出，如圖1.26所示。

1.1.6　關于水利工程CAD圖形比例

按照《CAD工程制圖規則》GB/T 18229、《水力發電工程CAD制圖技術規定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制圖統一規則》等國家建筑工程和水利工程制圖規范的相關規定，一般情況下，一個圖樣應選用一種比例。根據制圖需要，同一圖樣也可選用兩種比例。當構件的縱、橫向斷面尺寸相差懸殊時，可在同一詳圖中的縱、橫向選用不同的比例繪制。軸線尺寸與構件尺寸也可選用不同的比例繪制。

圖樣的比例，應為圖形與實物相對應的線性尺寸之比。比例的大小，是指其比值的大小，如1:50大于1:100。比例的符號為冒號“:”，比例應以阿拉伯數字表示，如1:1、1:2、1:100、1:200等。比例宜注寫在圖名的右側，字的基準線應取平；比例的字高宜比圖名的字高小一號或二號。

一般情況下，水利工程平面圖、立面圖、剖面圖等常用比例為1:100、1:50等，而節點構造做法等詳圖常用比例為1:1，1:5，1:10等。如圖1.27為不同比例水利工程施工圖。