1.1　水利工程CAD绘图知识快速入门

在水利工程中（图1.1），常常需要绘制各种图纸，例如水利工艺流程图、水利工程施工图等，这些都可以使用CAD轻松快速完成。特别说明一点，最为便利的还在于，水利工程各种图形与表格使用CAD绘制完成后，还可以将所绘制图形从CAD软件中轻松转换输出JPG/BMP格式图片或PDF格式文件等，可以轻松应用到WORD文档中，方便使用和浏览。CAD图形具体转换方法在后面的章节中详细介绍。因此，从事水利工程设计及管理工作的相关技术人员，学习CAD绘图是很有用处的。

1.1.1　关于水利工程

水利工程是指用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程，也即为消除水害和开发利用水资源而修建的工程。按其服务对象分为防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、航道和港口工程、供水和排水工程、环境水利工程、海涂围垦工程等。可同时为防洪、供水、灌溉、发电等多种目标服务的水利工程，称为综合利用水利工程。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。水利工程与其他工程相比，具有工程量大、投资多、工期长，工作条件复杂、受自然条件制约施工难度大、对环境影响也大、失事后果严重，对国民经济影响巨大等特点。

水利工程规划的目的是全面考虑、合理安排地面和地下水资源的控制、开发和使用方式，最大限度地做到安全、经济、高效。水利工程原是土木工程的一个分支，由于水利工程本身的发展，逐渐具有自己的特点，以及在国民经济中的地位日益重要，已成为一门相对独立的技术学科，但仍和土木工程的许多分支保持着密切的联系；水利工程的施工有许多地方和其他土木工程类同。如图1.2所示为常见的水利工程图纸（某大坝剖面施工图、某排洪沟施工图）。

1.1.2　水利工程CAD绘图应用

早期的水利工程进行图纸绘制主要是手工绘制，绘图的主要工具和仪器有绘图桌、图板、丁字尺、三角板、比例尺、分规、圆规、绘图笔、铅笔、曲线板和模板等。手工绘制图纸老一辈工程师和施工管理技术人员是比较熟悉的，年轻一代使用比较少，作为水利工程专业工程师或技术人员，了解一下其历史，也挺有知识和趣味的，如图1.3所示。

比纯手工绘图更进一步的绘图方式，是使用绘图机及其相应设备。绘图机是当时比较先进的手工绘图设备，其机头上装有一对互相垂直的直尺，可作360°的转动，它能代替丁字尺、三角板、量角器等绘图工具的工作，画出水平线、垂直线和任意角度的倾斜线。绘图机分为钢带式绘图机、导轨式绘图机，如图1.4所示。

随着计算机及其软件技术快速发展，在现在水利工程设计中，水利工程图纸的绘制都已经数字化，使用图板、绘图笔和丁字尺等工具手工绘制图纸几乎很少。现在基本使用台式电脑或笔记本电脑进行图纸绘制，然后使用打印机或绘图仪输出图纸，如图1.5、图1.6所示。

1.1.3　关于水利工程CAD绘图图幅及线型与字体

1.1.3.1　水利工程CAD绘图常见图幅大小

水利工程图纸的图纸幅面和图框尺寸，即图纸图面的大小，按《CAD工程制图规则》GB/T18229、《房屋建筑CAD制图统一规则》GB/T 18112等国家相关规范规定，分为A4、A3、A2、A1和A0，具体大小详见表1.1和图1.7，图幅还可以在长边方向加长一定的尺寸，参见建筑工程和水利工程制图相关规范，在此从略。使用CAD进行绘制时，也完全按照前述图幅进行。图框详细CAD绘制方法在后面章节进行讲述。

图纸以短边作为垂直边称为横式，以短边作为水平边称为立式。一般A0～A3图纸宜横式使用；必要时，也可立式使用。此外，CAD还有一个更为灵活的地方，CAD可以输出任意规格大小的图纸，但这种情况一般作为草稿、临时使用，不宜作为正式施工图纸。在水利工程专业实际工程施工实践中，A3、A2图幅大小的图纸使用最方便，比较受施工相关人员欢迎。

1.1.3.2　水利工程CAD图形常见线型

按照《CAD工程制图规则》GB/T18229、《水力发电工程CAD制图技术规定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制图统一规则》GB/T 18112等国家水利工程制图行业标准及规范的相关规定，水利工程制图图线宽度分为粗线、中线、细线，从b=0.18mm、0.25mm、0.35mm、0.50mm、0.70mm、1.0mm、1.4mm、2.0mm线宽系列中根据需要选取使用；该线宽系列的公比为，粗线、中粗线和细线的宽度比率为4:2:1，在同一图样中同类图线的宽度一致，如表1.2所列，线型则有实线、虚线、点划线、折断线和波浪线等类型，如图1.8所示。

注：1.需要微缩的图纸，不宜采用0.18mm及更细的线宽。
2.同一张图纸内，各不同线宽中的细线，可统一采用较细的线宽组的细线。

水利工程CAD绘图即是按照上述线条宽度和线型进行的，实际绘图时根据图幅大小和出图比例调整宽度大小，具体绘制方法在后面章节详细论述，其中细线实际在CAD绘制中是按默认宽度为0进行绘制。

一般情况下，图线不得与文字、数字或符号重叠、混淆，不可避免时，应首先保证文字等的清晰。虚线与虚线交接或虚线与其他图线交接时，应是线段交接。虚线为实线的延长线时，不得与实线连接。同一张图纸内，相同比例的各图样，应选用相同的线宽组。

1.1.3.3　水利工程CAD图形常见字体和字号

按照《CAD工程制图规则》GB/T 18229、《水力发电工程CAD制图技术规定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制图统一规则》GB/T 18112等国家建筑工程和水利工程制图规范的相关规定，CAD水利工程制图图样中汉字、字符和数字应做到排列整齐、清楚正确，尺寸大小协调一致。汉字、字符和数字并列书写时，汉字字高略高于字符和数字字高。CAD图上的文字应使用中文标准简化汉字。涉外的规划项目，可在中文下方加注外文；数字应使用阿拉伯数字，计量单位应使用国家法定计量单位；代码应使用规定的英文字母，年份应用公元年表示。

文字高度应按表1.3中所列数字选用。如需书写更大的字，其高度应按的比值递增。汉字的高度应不小于2.5mm，字母与数字的高度应不小于1.8mm。汉字的最小行距不小于2mm，字符与数字的最小行距应不小于1mm；当汉字与字符、数字混合使用时，最小行距等应根据汉字的规定使用。如图1.9所示。图及说明中的汉字应采用长仿宋体，其宽度与高度的关系一般应符合表1.4的规定。大标题、图册、封面、目录、图名标题栏中设计单位名称、工程名称、地形图等的汉字可选用楷体、黑体等其他字体。

注：经缩小或放大的城乡规划图，文字高度随原图纸缩小或放大，以字迹容易辨认为标准。

分数、百分数和比例数的注写，应采用阿拉伯数字和数学符号，例如：四分之三、百分之二十五和一比二十应分别写成3/4、25％和1:20。当注写的数字小于1时，必须写出个位的“0”，小数点应采用圆点，齐基准线书写，例如0.01。

在实际绘图操作中，图纸上所需书写的文字、数字或符号等，均应笔画清晰、字体端正、排列整齐；标点符号应清楚正确。一般常用的字体有宋体、仿宋体、新宋体、黑体等，根据计算机Windows操作系统中字体选择，建议选择常用的字体，以便于CAD图形电子文件的交流阅读。字号也即字体高度的选择，根据图形比例和字体选择进行选用，一般与图幅大小相匹配，便于阅读，同时保持图形与字体协调一致，主次分明。

1.1.4　水利工程CAD图形尺寸标注基本要求

按照《CAD工程制图规则》GB/T 18229、《水力发电工程CAD制图技术规定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制图统一规则》GB/T 18112等国家建筑工程和水利工程制图规范的相关规定，图样上的尺寸，包括尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符号和尺寸数字，如图1.10所示。

图样上的尺寸单位，除标高及总平面以m（米）为单位外，其他必须以mm（毫米）为单位。尺寸数字一般应依据其方向注写在靠近尺寸线的上方中部。如没有足够的注写位置，最外边的尺寸数字可注写在尺寸界线的外侧，中间相邻的尺寸数字可错开注写。如图1.11所示。

CAD水利工程制图中，尺寸标注起止符号所用到的短斜线、箭头和圆点符号的数值大小，分别宜为e=2.0mm、a=5b、（b为图线宽度，具体数值参见前面小节相关论述），如图1.12所示，其中短斜线应采用中粗线。标注文本与尺寸经距离h0不应小于1.0mm，如图1.13所示。

用于标注尺寸的图线，除特别说明的外，应以细线绘制。尺寸界线一端距图样轮廓线X0不应小于2.0mm。另一端Xe宜为3.0mm，平行排列的尺寸线的间距Li宜为7.0mm。如图1.14所示。

角度的尺寸线应以圆弧表示。该圆弧的圆心应是该角的顶点，角的两条边为尺寸界线。起止符号应以箭头表示，如没有足够位置画箭头，可用圆点代替，角度数字应按水平方向注写。标注圆弧的弧长时，尺寸线应以与该圆弧同心的圆弧线表示，尺寸界线应垂直于该圆弧的弦，起止符号用箭头表示，弧长数字上方应加注圆弧符号“⌒”。如图1.15所示。

坡度符号常用箭头加百分比或数值比表示，也可用直角三角形表示坡度符号，如图1.16所示。

标高标注应包括标高符号和标注文本，标高数字应以米为单位，注写到小数点以后第三位。在总平面图中，可注写到小数点以后第二位。零点标高应注写成“±0.000”，正数标高不注“+”，负数标高应注“-”，例如“3.000”、“-0.600”。

标高符号应以直角等腰三角形表示，按图1.17（a）所示形式用细实线绘制，如标注位置不够，也可按图1.17（b）所示形式绘制。水平段线L根据需要取适当长度，高h取约3.0mm。总平面图室外地坪标高符号，宜用涂黑的三角形表示，如图1.17（c）所示。标高符号的尖端应指至被注高度的位置。尖端一般应向下，也可向上。标高数字应注写在标高符号的左侧或右侧，在图样的同一位置需表示几个不同标高时，标高数字可按并列一起形式注写，如图1.17（d）所示。

半径的尺寸线应一端从圆心开始，另一端画箭头指向圆弧。半径数字前应加注半径符号“R”。较小圆弧、较大圆弧的半径可按图形式标注，如图1.18（a）所示。标注圆的直径尺寸时，直径数字前应加直径符号“Ф”或“ф”。在圆内标注的尺寸线应通过圆心，两端画箭头指至圆弧。较小圆的直径尺寸，可标注在圆外。如图1.18（b）所示。

定位轴线一般应编号，编号应注写在轴线端部的圆内。圆应用细实线绘制，直径D为8～10mm。定位轴线圆的圆心，应在定位轴线的延长线上或延长线的折线上。定位轴线应用细点画线绘制。如图1.19所示。

水利工程施工图是将水利工程构思变成现实的重要阶段，是水利工程施工实施的主要依据。水利工程施工图越详细越好，要准确无误。由于方案设计、初步设计等图纸绘制方法与施工图绘制原理是完全一样的，且施工图绘制的内容较为全面、详细，要求也较为综合，因此本书基本以水利工程施工图为论述主基调逐步展开，掌握了水利工程施工图CAD绘制，方案设计、初步设计等图纸的绘制方法，就不在话下，自然而然就会了。

工程结构平面图应按图的规定采用正投影法绘制，特殊情况下也可采用仰视投影绘制，如图1.20所示。在结构平面图中的索引位置处，粗实线表示剖切位置，引出线所在一侧应为投射方向。图样的图名和标题栏内的图名应能准确表达图样、图纸构成的内容，做到简练、明确。图纸上所有的文字、数字和符号等，应字体端正、排列整齐、清楚正确，避免重叠。图样及说明中的汉字宜采用长仿宋体，图样下的文字高度不宜小于5mm，说明中的文字高度不宜小于3mm。拉丁字母、阿拉伯数字、罗马数字的高度，不应小于2.5mm。

常见混凝土结构绘图中，钢筋在平面图中的配置应按图所示的方法表示。当钢筋标注的位置不够时，可采用引出线标注。引出线标注钢筋的斜短划线应为中实线或细实线。当构件布置较简单时，结构平面布置图可与板配筋平面图合并绘制。钢筋在梁纵、横断面图中的配置，应按图1.21所示的方法表示。

常见混凝土结构绘图中，构件配筋图中箍筋的长度尺寸，应指箍筋的里皮尺寸；弯起钢筋的高度尺寸应指钢筋的外皮尺寸，如图1.22所示。

1.1.5　水利工程专业绘图要求简介

1.1.5.1　水利工程专业图的表达方法

水利工程的兴建一般需要经过勘测、规划、设计和施工、验收等几个阶段，每个阶段都要绘制出相应的图样，表达水工建筑物及其施工过程的图样称为水利工程图，简称水工图。水工图主要有工程位置图（包括流域规划图和灌区规划图）、枢纽布置图、结构图、施工图和竣工图。

其中六个基本视图中的主视图、左视图、右视图、后视图可称为立面图（或立视图）。视向顺水流方向的视图可称为上游立面图（或立视图）；视向逆水流方向的视图可称为下游立面图（或立视图）。立面图表达建筑物的立面外形。如图1.23所示。

1.1.5.2　水利工程专业图的尺寸注法

（1）水工图中标注的尺寸单位，标高、桩号、总布置图以米为单位，流域规划图以公里为单位，其余尺寸以毫米为单位，若采用其他尺寸单位时，则必须在图纸中加以说明。

（2）水工图中尺寸标注的详细程度，应根据各设计阶段的不同和图样表达内容的不同而定。

（3）水工建筑物在地面的位置是以所选定的基准点或基准线进行放样定位的。基准点的平面是根据测量坐标来确定，两个基准点相连即确定了基准线的平面位置。一般来说，若建筑物在长度或宽度方向为对称形状，则以对称轴线为尺寸基准。若建筑物某一方向无对称轴线时，则以建筑物的主要结构端面为基准。如图1.24所示。

（4）对于坝、隧洞、渠道等较长的水工建筑物，沿轴线的长度方向一般采用“桩号”的注法，标注形式为K+M，K为公里数，M为米数。起点桩号为0+000，起点桩号之后注成K-M为负值，起点桩号之后为K+M为正值。桩号数字一般垂直于轴线方向注写，且标注在同一侧。当轴线为折线时，转折点的桩号数字应重复标注。当同一图中几种建筑物均采用“桩号”进行标注时，可在桩号数字前加注文字以示区别。如图1.25所示。

（5）连接圆弧要注出圆弧所对的圆心角，使夹角的两边指向圆弧的端点和切点，如图1.26中的B、A点。但根据施工放样的需要，圆弧的圆心、半径、切点和圆弧两端的高程以及它们长度方向的尺寸均应注出，如图1.26所示。

1.1.6　关于水利工程CAD图形比例

按照《CAD工程制图规则》GB/T 18229、《水力发电工程CAD制图技术规定》DL/T 5127、《房屋建筑CAD制图统一规则》等国家建筑工程和水利工程制图规范的相关规定，一般情况下，一个图样应选用一种比例。根据制图需要，同一图样也可选用两种比例。当构件的纵、横向断面尺寸相差悬殊时，可在同一详图中的纵、横向选用不同的比例绘制。轴线尺寸与构件尺寸也可选用不同的比例绘制。

图样的比例，应为图形与实物相对应的线性尺寸之比。比例的大小，是指其比值的大小，如1:50大于1:100。比例的符号为冒号“:”，比例应以阿拉伯数字表示，如1:1、1:2、1:100、1:200等。比例宜注写在图名的右侧，字的基准线应取平；比例的字高宜比图名的字高小一号或二号。

一般情况下，水利工程平面图、立面图、剖面图等常用比例为1:100、1:50等，而节点构造做法等详图常用比例为1:1，1:5，1:10等。如图1.27为不同比例水利工程施工图。