水利水電工程中三維地質的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了水利水電工程中三維地質的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：介紹目前先進的地質三維技術，指出其存在的優(yōu)缺點，總結三維信息模型建立操作中的關鍵點，分析三維地質技術在水利水電項目中的重要性。

關鍵詞：三維地質；地質信息；虛擬鉆孔

傳統(tǒng)的水利水電地質一般是通過二維、靜態(tài)的平、剖面圖，以及描述工程地質在空間上的差異性，使工程設計人員了解地質情況。這種表達方式雖然簡單，但是不能直觀、完整的展現地質情況。隨著計算機技術在工程地質領域的廣泛發(fā)展，工程勘察信息設計方面已經具備了一定基礎，而且現代工程需要對地質資料進行一體化管理。三維地質利用多元化的數據資料，盡可能全面直觀的反映工程地質情況；三維地質模型的建立方便技術人員進行空間分析，可以通過模型獲取以往需要查閱報告、圖件才能得到的信息，還可以分析、預測一些潛在的工程地質問題。此文針對基于Microstation平臺上發(fā)展的AglosGeo三維地質軟件進行了三維地質評析。

1.三維地質的優(yōu)缺點

優(yōu)點：立體模型形象具體，數據庫涵蓋所有地質信息，并且模型具有屬性，大大提高了設計文件的可讀性和可用性，能使地質成果更好的被相關人員理解、使用；可以利用虛擬鉆孔在想了解的任意位置調取地層資料，也可以獲得任意剖面的地質斷面；對于挖方工程，可以準確的得到各種土層的挖方量，并能準確的把握邊坡地質情況，利于精準計算分析；可以打開保存多種格式，具有良好的兼容性。缺點：目前模型中各種地質體是用不同顏色區(qū)分的，按照現有規(guī)范，不同地質體存在顏色很接近、甚至不能區(qū)分的現象；現有三維軟件對數據處理模塊還不能完全滿足生產需要。

2.三維地質建模的關鍵點

為使模型更符合工程地質實際情況，建立三維模型時特別要注意幾個關鍵操作。一是數據錄入時對不同鉆孔同一時代成因不同深度巖土層統(tǒng)籌劃分；二是導入地形前，必須將鉆孔的測繪數據融入地形，以免出現鉆孔冒出或者潛入地面的現象出現；三是建立二維剖面圖時一定要準確，代表地層的線條根據情況進行線條加密或者抽稀，以保證后期形成的地質面平滑準確；四是切割體模型的時候注意切割曲面有沒有錯誤，且需要面積大于體的投影面積，切割完成后，檢查被切割塊體是否為體模型；五是對堤防、壩體等水工建筑物，需前期考慮地形要求，以便后期模型建立。

3.基于三維地質的工程模型實例

筆者運用三維地質軟件對某水閘進行了三維地質模型建立，通過地模型可以清晰的展示工程現場情況和地質細節(jié)信息。由圖1和圖2可以看到將鼠標放置到某一巖土體上，顯示土層名稱等地質信息，還可以通過查詢得到巖土體諸如體積、物理力學參數、工程區(qū)主要地質問題等其他地質信息，這樣設計人員在進行設計時可以準確的通過模型得到需要的地質信息，便于設計人員進行分析。另外設計人員還可以進行節(jié)理玫瑰圖制作、節(jié)理等密度圖制作、赤平投影圖制作等。

4.三維地質的應用前景

由于水利水電工程一般規(guī)模較大，地質情況復雜，涉及的專業(yè)較多，如何讓非地質人員快速掌握工程地質條件是一個非常重要的環(huán)節(jié)。三維地質作為一個新興的技術手段，能夠將復雜地質體的多種地質問題直觀的展現出來，可為后續(xù)技術人員的操作提供更多幫助。水利水電工程設計也將逐步實現三維設計普遍化。隨著發(fā)展，三維地質將會在地質勘察領域逐步展現自己的優(yōu)勢，逐步改變人們對地質問題難懂難學的看法。

5.今后展望

目前三維地質雖然發(fā)展速度很快，但發(fā)展時間不長，還沒有制定三維地質相關制圖、勘察等規(guī)范標準，相信當相關規(guī)范標準出臺后，現場勘察的精度，以及規(guī)范模型建立、出圖的板式等將會更能體現出三維地質的優(yōu)勢。三維地質軟件與目前現有計算軟件，后續(xù)的分析軟件也會隨之發(fā)展。目前三維協(xié)同設計在水利行業(yè)逐步發(fā)展壯大，三維地質軟件發(fā)展相對還處于薄弱環(huán)節(jié)，三維地質軟件相對較少，軟件工程人員與工程技術人員應加強合作，利于軟件更快的走向成熟，更快地應用于實際生產。隨著軟件的進步，可以將更多的統(tǒng)計信息融入模型，真正實現通過一個模型可以涵蓋設計人員想調取的多種參數。

作者：韓春雨 張慶彬 周志帥 單位：河北省水利水電第二勘測設計研究院