ZDM软件在渠道设计中的应用.docx
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ZDM软件在渠道设计中的应用
ZDM软件在渠道设计中的应用
灌区渠道是长线路工程，动辄几十公里，有的甚至达到几百公里。
ZDM软件渠道设计分为新建和旧渠改造设计。
这两者只是在纵、横断面的获取方式有所区别，前者要测地形平面的带状图，后者除要测地形带状图还要测横断面图，在其他设计方面具有共性。
设计工作量主要体现在渠道平面布置图、纵断面、横断面图、渠道占地边线的设计和出图打印，以及渠道工程量计算。
采用传统的方法完成上述工作量需要花费大量的时间，而采用ZDM软件则可大幅度提高工作效率。
1设计工作分解
采用ZDM软件进行渠道设计时，可将渠道平面布置图、纵剖面图、横剖面图、渠道占地边线的绘制和图纸打印，以及渠道工程量计算等工作，可分解为：
1）设计基础资料和基础工作
基础资料：
实测的1：
2000（或1：
1000）带状地形图，提供电子地形图的比例为1：
1000
对于渠道的改造设计，由于有陡坎，旧渠有水等原因，难于在平面上准确实表达地形的变化，因此必须测横断面图。
2）渠道断面的体型设计
3）渠道设计中心线设计；
4）根据渠道特性绘制纵断面；
5）根据渠道特性、分段断面型式，绘制横断面；
6）根据地形图和渠道横剖面图绘制占地边线；
7）计算断面挖、填面积及护坡长度
8）制作具有掩盖功能的图框，批量打印平面布置图，使用zdm纵断面分幅套图框，横断面裁剪套图框出图。
2渠道断面的体型设计
命令：
qddmsljs
梯形渠道断面水力计算，可以通过二分法解方程，已知水深求底宽，已知底宽求水深等计算确定渠道的体型。
计算结果放在当前图的目录下“梯形渠道断面水力计算成果.txt”文件中如下：
*********梯形渠道断面水力计算结果2016-04-19-20:
56:
42***********
公式:
q*n/i^0.5=（（b+m*h0）*h0）^1.666667/（b+2*h0*（1+m^2）^0.5）^0.666667
q=10n=0.015m=1.5h0=2i=0.0002
计算底宽（m）b=2.0158误差0.00004
计算流速（m/s）v=0.9969
水流流态:
缓流
3地形图处理，平面渠道中心线绘制、桩号标注、高程设置
为了在地形图上切纵、横剖面。
需先对地形图进行处理，详见地形图处理篇。
用多段线在地形图上绘制渠道中心线，渠道转弯处使用cad的倒角FILLET命令，如果已经倒好圆角，要修改曲线几何位置可使用zdm的mpl命令选择线路的圆弧段动态的拖动线路。
3.1线路几何特征点桩号标注
命令bzzh
功能：
选择多段线，指定端头起点，自动在多段线顶点处设置桩号，如选择两条已标注好的桩号线，可在其之间按给定距离设置桩号（选择的第一条线为起始点）。
选择a选项可只标注两个端头的桩号。
为了生成线路几何特征表必须使用该功能标注桩号。
3.2设置中心线高程
命令：
p_bg
功能:
可在地形图上按坡度交互方式设置开挖中心线上任意点高程，可用于在地形图切纵剖面时，将中心线的展开绘制成纵断面。
切横剖面时切出中心线的位置。
a选项可以读入高程数据文件给中心线设高程。
中心线高程数据文件格式与生成纵断面tzdm命令的格式类似，如下：
桩号渠底中心线高程
0+000.000200.000
0+090.932165.596
0+159.398139.691
3.3生成线路几何特征表
命令：
zhzb
线路几何特征表是表达线路的几何走向，通过施工时可通过该表施工放线。
如果需要圆弧圆心以及弧段切线交点的坐标，可以使用addtl命令选择该表得出（不过图形比例必须是1：
1000）：
3.4线路上插入建筑物符号
如果要标注平面图线路上建筑物的位置，可以使用infh命令选项4或选项6
可插入水工建筑物图例
选项1在平面线路上任意位置插入标注水工建筑物符号，并标注桩号。
也可以在标注时输入建筑物属性。
选项4读数据文件在平面图上自动标注水工建筑物符号、管线符号
读桩号/建筑物形式数据文件可在平面线路上按桩号位置自动插入水工建筑物符号。
数据文件的格式如下：
;;;桩号建筑物名称建筑物类型位置
K89+8251#隧洞隧洞右
K89+9002#隧洞进口隧洞
K90+1402#隧洞出口隧洞右
K90+3001#人行桥
程序要求选择中心线，再选起点桩号线，如果起点桩号线在左边，则数据文件可不标示左，只标示右，反之亦然。
左、右之分按从小桩号向大桩号看，桩号在左手侧则为左侧，在右手侧则为右侧。
符号见16.116.2建筑物类型、管线附件名称应按上面图例书写。
使用chjzbh命令可以对建筑物按类型自动编号。
使用jzwtj命令可以对建筑物统计成表
使用mfh命令可以编辑建筑物标注
（a）沿中心线镜向引出线/（b）断开旋转符号/（c）成组后移动/（d）镜像符号/选择桩号引出线<退出>
缺省选项可以动态将桩号线符号引线拉长，缩短，a选项可以批量沿中心线镜像到线路的另一侧，b选项，可以断开旋转符号，d选项可以镜像符号。
对于引出线、文字、符号未成组的可以用c选项先成组再操作。
3.5采用测横断面方式的处理方法
3.5.1平面上横断面线转换为桩号线
如果是旧渠改造，采用测断面的方式，在平面地形图上会有横断面线的位置。
必须将测量剖切线转换为桩号线
命令：
getzh1
功能：
选项1：
手动转换桩号线：
选择line及桩号文字或输入桩号（编号），可以将line与桩号文字转换到zh层，并将其转换为桩号线，桩号文字放置线的端头即为剖切的左起点。
选项2：
批量转换为桩号线选项，选择基点桩号线，选择桩号或编号文字，自动将文字下的线转换为桩号线。
使用前需打开桩号层,关闭无用的层.使用前需用delmst命令删除重合实体。
图中桩号、编号文字应在桩号线内，桩号或编号与桩号线应一一对应。
选项3：
读数据文件批量转换为桩号线。
对于只有线而无桩号文字，可以使用数据文件，文件格式为桩号一列，读数据文件将桩号标注在线端头并将其转换为桩号线。
选项4：
自动转换为桩号线获得新桩号，对于设置了中心线的，可以给定基线桩号，自动求得其他线的桩号并将其批量转换为桩号线。
若选择zdm桩号线则将旧桩号放置在括号内自动获得新桩号，并将新、旧桩号，建筑物名称、类型、属性输出到数据文件
选项5：
如果只有测量的基准线（基准线的顶点是桩号线是），可以在基准线的顶点与中心线之间生成桩号线。
选项6：
可以给平面图上中桩加编号或桩号属性，再使用getpxbg命令获得中桩与线路的水平距离、高程。
选项7：
将桩号文字移到线的另一端，由于zdm要求桩号文字的一端为横断面的左起点，因此当转换后的桩号线与横断面不一致则可使用该功能。
一般先使用选项1或2将剖切线转换为桩号线，再使用上面对话框选项4自动转换为桩号线获得新桩号将桩号线测量的桩号值转换为实际的桩号值。
必须注意的是剖切线的长度必须与横断面的长度一致，桩号文字放置处必须是横断面的左起点。
3.5.2将横断面数据转换为高程点
命令：
ptzhx
功能：
读横断面数据文件，将高程点展到平面剖切线上，使用该命令后可再使用dxpm命令剖切生成断面，若数据文件有地物文字，则生成的剖面会有地物标识。
使用说明：
给定剖切方向为从线端从小桩号向大桩号看给剖切方向，若断面测量数据为左起点，断面线桩号的端头在断面左起点上可以选择a选项选桩号线直接导入高程点。
数据文件格式如下
数据文件格式1（从左到右）
;;;X（平距m）y（高程m）
0+000.00
0.00050.000草地
87.46144.000草地
212.76424.000水田
断面数据文件格式2（从中间向两边）
;;;X（平距m）y（高程m）
0+000.00
-10050.000
-87.46144.000
0.00045
10342
212.76424.000
4渠道纵断面
4.1剖切生成纵断面
1）用getz命令获得线路的高程点，程序可以设置沿线路每隔多少米设置一个高程点。
2）用dxpm命令切纵断面。
用zdmdwg命令可以生成纵、横不同比例，下部带表格，以及坡度及节点编号的标准纵断面（一般渠道可以不生成节点编号）。
有时我们往往要将表格中数据输出到excel做些编辑计算，这时可以用
p_bg命令将曲线输出到数据文件。
数据文件格式如下：
桩号m地面线高程m渠底高程m
0+000.00023.04622
0+045.52622.43721.588
0+075.51722.50721.316
0+110.43622.22921
0+157.98921.99720.696
0+172.46721.87220.603
0+210.11521.55920.362
0+266.69022.75320
4.2数据文件生成纵断面
tzdm命令可以通过数据文件生成纵断面，数据文件格式：
上例可以用excel打开该文件编辑，如增加渠顶高程，水位等设计要素，数据文件第一列为桩号，其余列为高程。
第一行为名称，如在名称前加“#”号则只在表格内列数据不绘曲线。
数据行不可缺少要一一对应。
入桩号范围内高程线性变化可用“—”符号代替。
桩号地面高程渠底高程渠顶高程水位
0+000.00023.0462227.0025.00
0+045.52622.43721.58826.5924.59
0+075.51722.50721.31626.3224.32
0+110.43622.229212624.00
0+157.98921.99720.69625.7023.70
0+172.46721.87220.60325.6023.60
0+210.11521.55920.36225.3623.36
0+266.69022.7532025.0023.00
由于地面线折点多，提取的数据文件只是提取在桩号处的地面高程，不是真实地面，我们可以用纵断面关联zdmgl命令中选项3将剖切出的地面替换数据文件的地面线并保持数据的关联。
4.3纵断面标注
如果要标注渠底坡度，可以先使用addh命令增加表格行数，再使用坡度标注pdbz命令再表格中标注坡度并且生成坡度表。
使用pdbz命令第二选项可以将坡度表示方式改为斜线
如果要增加一些说明，如区段的地质状况，可以写个数据文件用zdmsm命令调这个数据文件可以在表格下部增加说明。
数据文件格式如下：
地质状况
0+000.00
本段为花岗岩分布区
0+100
本段为砂岩分布
0+180
本段为淤泥分布
0+266.69
使用纵断面名称标注zdmbz命令，可以在纵断面任意位置标注纵断面线名称。
使用infh命令1、3选项可以在纵断面上标注建筑物符号，选项1也可以将平面图标注的建筑物引入到纵断面（必须先标注好，在剖切生成对的纵断面）。
选项3可以读数据文件在纵按上标注建筑物符号，数据文件格式如下：
;;;桩号建筑物名称建筑物类型
K89+8251#隧洞隧洞
K89+9002#隧洞进口隧洞
K90+1402#隧洞出口隧洞
4.4纵断面编辑
1）增加、修改纵断面中表格标注
命令:
getzdmbg
功能:
增加桩号线或移动桩号线后，使用该命令，选择桩号线及曲线，可以在表格中修改或增加曲线对应桩号处，桩号和高程文字。
可以选择桩号线、纵断面曲线、表格线及文字，程序会自动删除表格线和文字，用户指定开始的桩号线，程序自动提取数据到表格中。
2）在纵断面插入桩号并将与曲线交点处高程写到表格中
命令:
zdmzh
功能:
可以给定桩号在纵断面中插入桩号线并将桩号线与曲线相交的高程写到表格中。
也可读数据文件在纵断面插入桩号并将与曲线相交的高程写到表格中。
数据文件格式为桩号一列。
5渠道横断面
渠道横断面主要用于表达渠道横断面的设计形式，以及计算渠道的开挖工程量
5.1地形横断面
1）用bzzh2命令可以沿线路每隔多少米标注桩号
2）用lxzh命令选择缺省选项，将桩号线向另一端延伸。
可以将桩号线做为横断面剖切线
3）用getz命令在桩号线上获得高程点
当前高程点或等高线层为:
DGX距获取点的搜索半径为:
40
（c）设定搜索半径/（b）获得线上高程点/（a）重新确定高程点或等高线层/给定一点
选择b选项，再选择a选项在剖切线上生成高程点。
4）用dxpm命令连续切出切横断面，横断面有渠底中心点（设计中点）
5）由于切出的横断面的比例是按平面图的比例，如果横断面要修改比例，比如按1：
1000剖切出来的，要改成1：
250,可以使用scdm命令将断面放大4倍，断面的标尺杆也改为1：
250
5.2渠道断面的绘制要点
a.与地面线相交的挖、填线用连续多段线绘制.
b.断面块只允许不多于2条不封闭的多段线,除此之外可以用其他实体构成.
c.对渠道可以使用封闭多段线或块绘制垫层.衬砌,再用dmarea命令计算出面积或长度.面积类型除面积类型1、5~9不要选，其它可选,长度类型除长度类型3~6不要选，其它可选,桩号可随意假定一个.制作断面块后,再插入断面块,可以用calarea命令统计出垫层.衬砌,工程量.
d.渠底是弧要用模拟光滑曲线smi_spline命令将其模拟为线段。
e.排水沟两侧壁应垂直。
5.3制作开挖断面块
命令:
blck
功能:
能制作块及块的幻灯片，并使其能在图标菜单中显视，放大。
可在图标菜单中选择块插入图中，或插入所选择的交点中。
可裁剪图中某一部分制作成块。
插入块层可仅将图块中某一层查入图中而将无用层自动删除，可用于方便各专业互提资料。
选择块更名：
可将块在图标菜单中移动其显示的位置，也即将快更名。
块删除：
选择图标菜单中的块可将其删除。
块放大查看可插入或删除块。
可最多管理60个块。
5.4插入开挖断面块
命令:
inkwdm
（d）读数据文件插入参数化断面/（c）选择屏幕上已有的块插入/（a）读插入块数据文件<选择图标菜单断面块>:
缺省选项，选择图标菜单断面块（利用zdm软件用户图块管理功能blck命令制作成将一些标准断面块），插入地形断面的设计中心点（设计中心点必须使用zdm软件生成的地形横断面）可点选或批量窗选插入。
选项a可以选择数据文件根据数据批量插入断面块，块名称为user1-user60最多可以设置60个不同的断面，块插入范围为大于或等于桩号1，小于桩号2，数据文件格式为:
桩号1
块名（user1~user40）
桩号2
块名（user1~user40）
桩号3
选项c选择屏幕上已有的块插入，可以用cad的block做块的功能，或用zdm块管理blck功能，将断面做成块再插入图中，选择用户要的块插入地形断面中。
选项d读数据文件插入参数化断面
缺省选项:
插入梯形渠道断面，可以选择断面要素文件，生成变截面梯形渠道横断面，在断面要素数据中插值求出用户所需断面，断面的变化可以随桩号由底宽、渠深、左内坡/右内坡确定。
断面要素文件格式如下：
;;;数据文件格式
;;渠道平均内坡挖方渠道外坡填方渠道外坡渠顶宽
1.51.51.252.0
;;;桩号渠底宽渠深渠道左内坡/右内坡
0+0002.05.01.5/1
0+2002.54.01.25/1
0+3003.03.01.0/1.5
0+5004.02.00.7/1.2
读数据文件获得变化断面控制参数,桩号行的渠道内坡可分“左内坡/右内坡”，如果左、右内坡相同可只填一个数。
该列若省略，则按首行的渠道平均内坡设置，若不省略则首行渠道平均内坡可任意设置，渠道左、右内坡按第4列设置。
用inkwdm命令在图标菜单中分段选插入设计标准断面块，程序会自动插入到横断面设计中心点处，挖、填断面自动拟合、延伸、裁剪。
5.5移动开挖断面
由于为了减少开挖量，有时我们要对开挖横断面的位置做调整，这样平面渠线，桩号都会发生变化，hdpm命令可以对平面、断面、桩号进行关联修改。
1）移动开挖断面
根据插入的设计标准断面块，用mdm命令在横剖面图上逐个调整、移动（水平移动）设计断面块到合理位置，该命令会自动修剪开挖断面与地面线相交。
通常调整至目测位置，移动时标准断面块和设计中心点须一起移动。
由于断面位置改变了，渠道平面中心线的位置桩号也改变了，可以使用由横断面中心点生成平面中心线hdpm命令，在地形图上生成新的中心线。
通常自动生成的中心线为折线，这也是设计中心线的雏形，下一步可采用zdm的ppedit命令减少折点，加点、移动点。
再用AutoCAD自有的fillet倒圆角命令拟合得到中心线，该线尽可能少折点，而且圆弧半径尽量取整数。
2）修改平面渠线
渠道设计中心线确定后，如果改动的比较小，可使用uphd命令可以将中心线修改后的数据返回到横断面即水平移动开挖断面，再使用getzh命令选择平面的中心线程序会自动修改平面的桩号值同时也修改横断面的桩号。
如果改动比较大，要修改设计中心线高程数据文件，用p_bg命令将将该文件重新导入到地形图的渠道中心线上，再次执行地形图切纵横剖面，重新切横断面，并重新插入设计断面块；假如存在断面形式或底宽不合理，需要调整的，则先修改设计断面块，重新制作和插入标准断面块。
5.5修改开挖断面
变坡度、加马道、加排水沟、河底加河槽
命令:
chpd
（a）加马道变坡度/（b）批量加马道/（d）加排水沟/（e）删除马道、排水沟/（f）拖动修改断面/（g）河底加河槽/选择变坡线：
功能:
编辑开挖线。
选项a设置马道，并可改变马道后的坡度，也可连续给定多少米加马道。
选项b批量加马道：
可以选择多个断面指定马道标高，或马道距底部或顶不距离批量加马道。
也可以选择马道高程的数据，数据文件格式为2列，桩号马道高程。
如果马道高程为线性变化，可给定桩号范围的马道高程，之间桩号高程程序会自动插值。
选项d加排水沟：
点取坡度线与马道线的交点可加排水沟，也可以对zdm软件生成的多个断面批量加排水沟。
选项f可以动态拖动开挖线改变底宽、马道宽。
选项g：
河底加河槽，可以批量在河道开挖断面底边加河槽。
缺省选项只改变坡度不设马道。
5.6横断面关联
若采用手工修改了渠道断面，挖、填线，地面线、设计中心点的关联有可能破坏，使用hdmgl命令可以重建断面的关联。
5.7获得横断面数据
命令：
getdm
功能:
将测量断面图或用zdm软件切出的横剖面转换为数据文件。
对于使用zdm软件生成的断面可批量生成。
可以中心点为基点设置断面左、右长度输出，也可以输出中心点的高程。
5.8数据文件生成横断面
命令：
hddm
功能:
选择数据文件，生成横断面，桩号行和数据行组成，数据行为，xy地物三列分别表示为绝对平距、绝对高程地物，地物列可省略。
中间可用空格或制表符或逗号隔开，每段数据由桩号行隔开，如行前有分号则该行为注释。
有地物列生成横断面时会自动标识在横断面上。
数据文件左起点没有0平距，程序会自动加上0平距，高程取下一个点的高程。
数据是中起点，没有0平距，前一行数据为负，后一行数据为正，程序自动内插0平距。
数据文件主要格式如下：
左起点
SMH15+000
018.32草地
6.7818.03草地
11.6517.88草地
15.4317.77草地
19.2917.68草地
中起点
SMH15+000
-18.0918.32草地
-6.7818.03草地
017.88草地
15.4317.77草地
19.2917.68草地
6工程量计算
长距离、带状工程传统的工程量计算方法是先计算得到单个断面量、相邻两个断面之间的距离，然后将断面量和断面之间距离等参数搬到Excel表格中，采用相邻两个断面平均量乘以断面之间距离的计算原则在Excel表格中完成工程量计算。
这方法工作量大、耗时间，数字容易出错，而且无关联性。
ZDM软件计算工程量其实是将传统方法机械化，将大量的人为工作交给了计算机，节约时间，提供工作效率，关联性好并方便修改。
其过程是这样的：
6.1断面挖、填面积计算
1）采用已经绘制完毕的横剖面图，使用qdkw1命令可以自动计算进行梯形渠道多个断面开挖、回填面积、护坡长度计算，根据实际情况确定是否分开左右计算断面面积、长度。
为了施工方便通常分左右计算。
对于采用先挖后填的渠道断面可使用选项5或tkwht命令选项1,再使用hdhp命令计算护坡。
Tkwht命令
6.2清表土
命令：
qdqj
可选择，填方或挖、填方均清基
使用该命令，选择生成的挖、填面积数字和地形剖面线，给定扩大清表土范围，可自动计算清表土面积。
并可以绘出清基线。
如果清基厚度是变化的，可以读数据文件程序使用内插的方法计算出清基厚度。
数据文件格式如下：
;;;;桩号清表土厚度
0+0000.2
0+5000.3
1+0000.2
注意：
在计算清表土前，应使用qdkw1命令计算挖、填面积。
6.3检查面积范围，重新计算面积
命令：
cha
选择断面计算数据文字，可显示该面积的范围，以检查面积范围是否计算正确。
如面积不对，可只要文字的中心点在面积范围内，面积的属性未改变，可以使用选项r重新计算，即可计算出新的面积。
也可以将同面积类型的计算结果文字拷贝到该面积范围使用该功能重新计算，该功能可不用选择面积类型对话框，而进行面积长度计算，可加快计算的速度。
选项d选择计算结果文字会自动生成面积边界便于用户检查。
6.4工程量统计
用calarea命令可生成工程量表。
对于山区渠道由于坡降大不能按投影长度计算工程量，程序可由用户选择使用斜长计算断面的间距。
工程量表可以使用txtrd命令输出到excel。
如果要将表输入到excel，可使用txtrd命令将数据输入到txt数据文件中，再调入excel。
注意表头有多行可能会乱，要在excel编辑下。
7平面、纵横断面出图
7.1平面出图
制作图框掩盖块：
图框掩盖块具有类似于开视口功能。
视口中地形图可见，视口外地形图则被掩盖，图纸说明、图例放在掩盖物体上。
使用视图布局stbj命令将图框掩盖块并摆放图上，允许重叠摆放（重叠处不会打印）。
每张图不同的文字，如：
图名、图号等要使用属性文字，软件具有批量修改图名、图号功能。
在平面图上摆放诸如水流方向和指北针等符号，标注坐标。
用pnt命令旋转图框为水平位置，用cbh命令修改节点编号位置。
用mfh命令修改建筑物符号线、桩号线，使之出图美观。
再使用zdm软件批量打印功能可以连续打印带状图，打印过程中会自动旋转视图为水平并将标注的坐标、编号改为水平。
图框掩盖及批量打印功能的使用详见《图框掩盖及带状图批量打印》一文。
7.2纵断面出图
纵断面分幅套图框
命令:
zdmft
功能：
自动对纵断面进行分幅套图框。
分图后对超出图框处的纵断面可使用选项2，自动按图中曲线最低高程，调整标尺杆的高度将图形放入图幅，对于仍超出了图的纵断面可以用选项3，单个选择分幅后的纵断面，自动压缩表格将图形放入图幅。
如可设置每张图放多行纵断面，分幅后，选则选项4，程序自动将分好的图放入图框。
选项56可将纵断面与平面放入一个图框，步骤如下：
a使用选项1，在分图时提示在一个图幅中放几个纵断面？
选择a选项，放一个纵断面留空放平面图
b使用选项4
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