HhGiCAD

HhGiCAD水利水電工程地質CAD系統軟體是在邊工作邊設計軟體中，根據《水利水電製圖標準》（SL-73-95），以工程地質技術理論基礎，以計算機技術為手段編寫而成的。

系統是按照國家水利勘察行業標準為依託，對地質勘察行業從根本上改變了以往延續多年的勘察工作程式和工作思路。所有一線的人員都可以使用計算機進行數據錄入、存檔、出圖，大大提高了圖紙和計算的精度，準確率為100%。

基本介紹

• 中文名：HhGiCAD
• 性質：CAD系統軟體
• 標準：《水利水電製圖標準》
• 分類：軟體

功能

系統維護好，升級方便。軟體包含兩部分軟體，第一部份為數據錄入計算內容，第二部分包含了工程地質圖件繪製內容，整個工程地質勘察過程數位化信息處理，全部由計算機完成。其主要功能如下：

1、平面圖：布產狀、鑽孔、探坑、平硐、泉水點、指北針……一般的地質線型（地層分界線、分水嶺、正常蓄水位線…………各種地質線型）以及各種圖幅圖框；

2、柱狀圖；

3、剖面圖（包括用地形圖截地質剖面）；

4、探坑圖

5、平硐展示圖；

6、灌漿剖面；

7、節理玫瑰花圖；

8、赤平投影圖

9、視傾角計算

簡介

當今工程地質勘察不僅需要理複雜、高難度、大型的工程地質問題，而且要求快速、準確，在成果表述方面除了準確之外，還要求美觀、信息量大、易讀等特點。工程勘察目前趨勢已從手工繪製圖形時代過渡到了地質工程師控制下的信息化時代，在日常工作中地質工程師需要收集和處理大量的野外數據，對其進行收集、整理、統計、計算得到有用的信息。由於這些工作相當枯燥與煩瑣，如果基礎數據發生一絲變化，將對工程所有設計產生很大後果。手工製圖計算工作量大，且易出錯，不能滿足當今社會的需要。計算機系統作為當前比較流行且成熟的工作方式，可以方便、迅速、準確地對地質信息進行分類整理、查詢、計算從中取得很好的地質信息為工程設計提供很好的基礎資料。目前工程地質軟體還處於過渡期，尤其是水利行業，雖然大家已經看到了信息化的優勢，但一部分單位還處於半手工工作狀態，而且整個行業的信息鏈結並不完善，所以，為了適應現代水利水電工程地質勘察行業，改善傳統的工作思路，我單位開發了一款集成式、多功能的水利工程地質勘察系統——HhGiCAD水利水電工程地質CAD系統。

一個受工程技術人員歡迎的軟體，首先應符合工程技術人員的工作習慣、軟體要能完成各種圖件處理的需求、便於修改、自動化程度高、數據輸入共享性強。

HhGiCAD水利水電工程地質CAD系統是按照地質工程師手工處理資料的方式方法進行總體設計，所有計算模型都是以現行規範、規程、行業標準作為依據。所以，軟體具有廣泛的適應性。

軟體採用AutoCAD作為開發平台，AutoCAD是世界上套用最廣的繪圖系統之一，它功能齊全、編輯方便、操作簡單，在水利水電行業中有著廣泛的用戶。HhGiCAD軟體是結合AutoCAD二次開發接口，以Visual Lisp和VC++作為編程工具，利用其強大的圖形功能開發而成。

各地質圖件的程式設計思路及效果

工程地質圖是工程地質工作全部成果的綜合表達，所以它是工程地質工作的重點之一，也是計算機套用較為活躍的領域。工程地質圖質量標誌著編圖者對各種地質條件，自然因素及工程作用相互關係認識的深度，也體現著編圖者對工程地質問題的預測水平。工程地質圖是工程地質人員為規劃、設計、施工、運行管理人員提供直接套用的主要資料，它對工程的布局，選址，設計及工程進展起到決定性的影響，因此用計算機繪製工程地質圖必須表達明確，而且使用方便，準確可靠。

工程地質圖件是各式各樣的，不同的工程類型使用不同的圖件表達，但總體來看，按圖件的表達形式可分為：平面圖、剖面圖、柱狀圖、數據統計分析圖和立體圖(3D)，，除立體圖（3D）外，HhGiCAD系統都能實現，圖1為HhGiCAD<個地質圖件>的功能選單。下面結合HhGiCAD軟體介紹幾種常用的工程地質圖件的計算機製程序設計思路和實現效果。

平面圖

平面圖是反應地表地質條件的圖，是最基本的圖件。但根據水利水電工程地質的特點和工程師的繪圖習慣，要在地形圖上加入的基本地質內容為：指北針、岩層產狀、鑽孔位置、探坑位置、平硐位置、泉水點位置、以及各種地質界線，下表為HhGiCAD軟體功能的鍊表，圖2為運行產生的效果。圖3為圖框信息，軟體提供60多種必要的地質線型庫。

平 面 圖

指北針

手動布鑽孔

自動布鑽孔

手動布探坑

功能模組名稱：hhpLZK

布平硐

自動布探坑

布泉水點

功能模組名稱：hhzbz

功能模組名稱：hhpZK

布產狀

功能模組名稱hhbcz

功能模組名稱：hhpTK

功能模組名稱：hhplTK

功能模組名稱：hhpPD

功能模組名稱：hhpQD

各種圖框

功能模組名稱：hhhtk

剖面圖

2.2.1工程地質剖面圖

一般是沿勘探線方向切繪的剖面圖，圖形反映出該剖面上的岩性、地層分界、地層時代、含水層的位置和構造形態。它是分析地質構造，布置工程建築物的基礎資料，是地質測繪工作最重要的表達方式，也是工程地質中使用最廣泛的圖件之一。

工程地質剖面圖信息量大，反映在剖面圖上的實體有鑽孔及其標註、剖面方位、探坑、探槽、平硐、岩性、岩芯質量指標(RQD)、岩芯採取率、呂榮值、原狀樣、擾動樣、標貫、取樣編號、地下水位、風化線、地層界限、斷層、裂隙、斷層破碎帶、透鏡體、溶洞、傾斜岩層、等多種。程式設定的變數多，字元串多，數組多，由於地質條件千變萬化，隨機現象多，例如：一條地質剖面少則無一個鑽孔，多則幾十個鑽孔，無法確定數組元素數目，增加數組，容易引起記憶體不夠，減少數組，程式不能正常運行。因此採用功能模組結構覆蓋技術。系統程式既可以連起來運行，也可以分開運行。軟體繪製剖面地形線有兩種方式：1、根據測量人員提供的實測數據（平距和高程）；2、根據地形圖切剖面圖（對話框見圖4）。剖面圖說明欄提供有：一般剖面圖、壩址區剖面圖、渠道剖面圖、輸水隧洞剖面圖、溢洪道剖面圖5種，包括了水利水電工程地質所有剖面圖的繪製。岩性花紋的充填軟體提供了500多種，基本能滿足水利水電工程地質勘察的需要。

2.2.2剖面中岩石傾角的計算

岩石視傾角是岩層上任意一點與走向斜交的直線和該線在水平面上的投影間的夾角，凡不是垂直走向線所測得的傾角全部為視傾角，天然剖面上的岩層傾角，大多為視傾角，真傾角與視傾角的關係，以往都是採用查表的方法求得，麻煩還容易出錯，筆者結合計算機的特點和教科書的公式，提出以下公式的計算方法求視傾角，其特點是：方便，準確，直接可以在CAD中進行繪製，不需要轉換坐標（大地坐標和數學坐標不一樣）。

式中：

------繪製剖面圖時岩石的視傾角（度）；

從剖面前進方向水平面起逆時針為正；

n------垂直比例尺與水平比例尺的比值；

------岩石的真傾角（度）；

從水平面到岩面的角度，該角度0&pound;&pound;90；

------計算時的換算角度（度）；

------岩石的傾向（度）；

從正北到傾向線，順時針為正，（0&pound;<180）；

------剖面線的方位角（度）；

從正北到剖線的角度，（0&pound;<360）；順時針為正；

根據以上公式，HhGiCAD視傾角轉換程式中採用Excel強大的宏功能，採集野外數據後可以直接轉換出與標準的水利水電剖面方位、剖面產狀、和視傾角。見圖5。

柱狀圖部分

鑽孔柱狀圖的編制主要根據鑽孔地質記錄進行。鑽孔柱狀圖的內容主要有地層代號、岩土分層序號、層頂深度、層頂標高、層厚、地質柱狀圖、鑽孔結構、岩心採取率、岩土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關數據。在地質柱狀圖上,第四系與下伏基岩應表示出不整合接觸關係。在柱狀圖的上方,應標明鑽孔編號、坐標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般採用1∶100或1∶200。比例尺的選擇以能清楚地表達主要地質現象為準，一般不採用1：200--1：500。柱狀圖應按比例繪出，但對於岩性簡單的厚大岩層可以用縮減的方法表示。根據水利水電工程地質的特點，HhGiCAD系統中可以繪製鑽孔柱狀圖和探坑小柱狀圖兩種格式，詳見圖6和圖7。

下表為軟體鑽孔柱狀圖部分設計的功能模組鍊表。

鑽 孔 柱 狀 圖

繪主框架

鑽孔分層

鑽孔岩芯採取率

鑽孔孔RQD值

注水試驗

壓水試驗

標貫測試

觸探測試

鑽孔取樣

鑽孔結構

鑽孔地下水位

功能模組名稱：hhzkzzt

功能模組名稱：hhzkfcs

功能模組名稱：hhzkcql

功能模組名稱：hhzkRqd

功能模組名稱：hhzkbk

功能模組名稱：hhzkbLU

功能模組名稱：hhzkbg

功能模組名稱：hhzkcht

功能模組名稱：hhzkyp

功能模組名稱：hhzkjg

功能模組名稱：hhzkdxsw

數據統計分析圖

HhGiCAD提供了兩種數據統計分析圖：節理玫瑰圖和極射赤平投影圖。節理玫瑰圖是以半徑方向表示節理方位，半徑長度表示節理個數，按野外統計的岩體節理作出的玫瑰花狀圖案。極射赤平投影圖是地質學中採用的，將表示岩體某些特徵的分布於三維空間的點、線、面或矢量投影到通過球體中心的赤道平面上的幾何圖示法。由於篇幅所限，其具體數學模型詳見教材《構造地質學實習教材》（成都理工大學 徐開禮等,地質出版社,1989），圖8為兩種圖件的效果圖。

其它圖件

(1)平硐展視圖

平硐展示圖

繪製平硐主框架

繪製地質界線

繪製風化線

繪製斷層線

繪製物探點

繪製樣品

繪製試驗點

功能模組名稱：hhpd

功能模組名稱：hhpddzx

功能模組名稱：hhpdfhx

功能模組名稱：hhpddc

功能模組名稱：hhpdwt

功能模組名稱：hhpdyp

功能模組名稱：hhpdsy

平硐展視圖自身的特殊性和複雜性決定了該功能的複雜性，依一定比例尺和圖例按平面連續展開的方式，將平硐、豎井勘探中揭露的水文地質、工程地質現象和試驗成果，編繪成的圖。下表為HhGiCAD軟體中平硐展視圖結構鍊表，圖9為效果圖

（2）灌漿綜合剖面圖

用灌漿的方法對岩基進行防滲處理的工程。該圖是對灌漿成果的綜合描述，其難點是用寬度表示灌漿段單位水泥注入量e值的大小：①寬度=0.2(mm)(0.2是變數，根據剖面圖比例尺寸而選定)；②小於10kg/m的灌漿段，不再畫寬度；③若較多孔段單位水泥注入量大於1000kg/m時，寬度可考慮用其對數表示，寬度=2loge(mm)(2是變數，可根據剖面圖比例尺寸選定)。根據以上3條理論，可以在程式中根據灌漿段單位水泥注入量e值的大小進行選擇性的條件設定，即可求出灌漿段的寬度，圖10為軟體運行效果圖。

結語

水利水電工程地質CAD系統—HhGiCAD，經過多年的設計、完善，已用於幾十個工程項目，筆者長期從事水利水電工程地質勘察，這對HhGiCAD系統設計的幫助很大，筆者在軟體維護過程中，使其功能、性能不斷提高，我院許多地質人員掌握了其使用方法，用計算機提交成果，其成圖率已達到100%，為計算機輔助繪圖打了良好的基礎。