本發(fā)明涉及水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于GOCAD軟件的壩基巖體優(yōu)勢滲透通道識別方法。

背景技術(shù)：

優(yōu)勢滲透通道：是指由于地質(zhì)條件所形成的低阻滲流通道，即最突出的滲流通道。

現(xiàn)有的巖體優(yōu)勢滲透通道識別方法主要有油藏儲層開采中的基于試驗和測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、數(shù)學(xué)理論計算以及二維網(wǎng)格散點圖形分析。而在水利水電工程中，關(guān)于壩基巖體優(yōu)勢滲透通道識別的方法幾乎沒有，對于壩基滲透特性的表示一般通過對透水率數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)歸納分析予以表達(dá)，這種數(shù)學(xué)歸納分析方法主要包括以下兩點：(1)以不同透水率數(shù)值區(qū)間進(jìn)行壩基巖體透水性強(qiáng)度分級，并統(tǒng)計各區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)的個體數(shù)和其所占百分比，得到透水率統(tǒng)計成果表，以所占百分比的高低來評價壩基巖體的透水性強(qiáng)度特征，以此來評價壩基巖體優(yōu)勢透水率；(2)通過excel程序建立透水率與高程之間的分布散點圖，通過不同高程上透水率分布散點的個體數(shù)量情況來評價壩基巖體在各高程上的透水性強(qiáng)度特征，以此來識別優(yōu)勢滲透主要集中在哪些高程部位。

現(xiàn)有技術(shù)的巖體優(yōu)勢滲透通道識別方法主要基于試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、數(shù)學(xué)理論計算以及二維散點圖形，再通過定性分析予以確定，這些方法均停留在數(shù)學(xué)理論計算和對二維圖形的分析上，使得識別出的滲透通道最多只能得到在某滲透數(shù)值區(qū)間內(nèi)或在某一高程區(qū)間內(nèi)，不具備數(shù)據(jù)在三維空間上的可視性。而且?guī)r體具有各向異性的特性，其優(yōu)勢滲透通道在三維空間上必定是具有一定厚度的不規(guī)則三維體，絕不會是在某一高程區(qū)間上的規(guī)則平面體，因此現(xiàn)有技術(shù)識別出的優(yōu)勢滲透通道面與實際情況存在較大誤差，不能反映其在三維空間上的具體形態(tài)，不具備三維可視性，而且不能與巖體構(gòu)造、工程建筑布置方案直接產(chǎn)生聯(lián)系。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于GOCAD軟件的壩基巖體優(yōu)勢滲透通道識別方法，以便能在三維空間和二維平面上準(zhǔn)確獲取壩基巖體優(yōu)勢滲透通道的空間位置。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：基于GOCAD軟件的壩基巖體優(yōu)勢滲透通道識別方法，包括如下步驟：

A.基于各試驗段鉆孔壓水試驗的原始數(shù)據(jù)計算各試驗段的透水率；

B.將各試驗段附上坐標(biāo)信息，使得各試驗段同時具有坐標(biāo)屬性和透水率屬性；

C.將各試驗段的坐標(biāo)屬性和透水率屬性數(shù)據(jù)導(dǎo)入GOCAD軟件中，并在GOCAD軟件中基于導(dǎo)入的坐標(biāo)屬性和透水率屬性數(shù)據(jù)建立三維屬性模型；

D.利用GOCAD軟件的數(shù)據(jù)計算功能，獲取所導(dǎo)入的透水率數(shù)據(jù)的柱狀圖，通過解譯所述柱狀圖，從而獲得透水率數(shù)據(jù)的優(yōu)勢數(shù)據(jù)；

E.根據(jù)步驟D所獲得的優(yōu)勢數(shù)據(jù)，在GOCAD軟件面對象下創(chuàng)建該優(yōu)勢數(shù)據(jù)的網(wǎng)格等參屬性面，該面即為該壩基優(yōu)勢滲透通道面。

進(jìn)一步的，步驟A中所述的原始數(shù)據(jù)包括試驗段長度L、壓力P、流量Q；透水率q的計算公式為：q＝Q/(P·L)。

進(jìn)一步的，步驟B以試驗段底端點的坐標(biāo)作為試驗段的坐標(biāo)屬性。

進(jìn)一步的，步驟C具體包括：

C1.在GOCAD軟件三維體對象模式下，創(chuàng)建來自步驟B中點對象的三維屬性模型，并將該點對象的透水率屬性值賦值給所得三維屬性模型中相對應(yīng)的點；

C2.利用賦予三維屬性模型的透水率屬性對該模型進(jìn)行初始化屬性插值，得到帶有透水率值和坐標(biāo)點信息的三維屬性模型，并通過其透水率屬性給以顯示。

進(jìn)一步的，所述優(yōu)勢數(shù)據(jù)包括優(yōu)勢分布范圍和最優(yōu)勢分布值。

進(jìn)一步的，步驟D按照以下方式解譯所述柱狀圖：

柱狀圖表現(xiàn)為正常型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值；柱狀圖表現(xiàn)為孤島型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為忽略柱狀圖中的孤島部分，采用剩余正常型部分最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值；柱狀圖表現(xiàn)為雙峰型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中兩個最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值；柱狀圖表現(xiàn)為折齒型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值；柱狀圖表現(xiàn)為陡壁型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值；柱狀圖表現(xiàn)為偏態(tài)型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值；柱狀圖表現(xiàn)為平頂型時，若柱狀圖中存在相對凸出的最高峰，則將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為最高峰處的透水率數(shù)據(jù)值，若不存在相對凸出的最高峰，則解譯為柱狀圖中間位置處的透水率數(shù)據(jù)值。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明所識別的巖體優(yōu)勢滲透通道，能夠在三維空間上直觀反應(yīng)通道在空間上的展布情況，并且其帶有屬性信息，能夠查詢?nèi)S空間上任意一點的數(shù)據(jù)，克服了現(xiàn)有方法不能在三維空間上反應(yīng)滲透通道具體形態(tài)的缺點。

2.本發(fā)明操作簡便，極大的提高了滲透通道的獲取識別速度和可靠度，能快速、準(zhǔn)確、真實的獲取壩基巖體優(yōu)勢滲透通道，解決了現(xiàn)有方法采用數(shù)學(xué)理論計算和二維圖形分析操作繁瑣，受人為因素影響大，并且與真實滲透通道有一定誤差的不足。

3.本發(fā)明所獲取的優(yōu)勢滲透通道面，能直接應(yīng)用在壩區(qū)三維地質(zhì)構(gòu)造和水工結(jié)構(gòu)模型中，用于地質(zhì)工作者判斷該優(yōu)勢滲透通道與構(gòu)造、裂隙、水工結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，同時也對樞紐工程和防滲帷幕的布置有一定指導(dǎo)意義。

4.本發(fā)明所建立的三維屬性模型，能夠進(jìn)行任意面的切割，獲取各切割面的透水率云圖，直觀反映各切割面的滲透分布特征，用于滲透特性分析；同時，還能反映整個三維空間上的滲透分布特征，指導(dǎo)防滲處理措施設(shè)計。

5.本發(fā)明所建立的三維屬性模型和優(yōu)勢滲透面均帶有坐標(biāo)和透水率信息，其中的點和面所帶有的信息和圖形均可通過軟件輸出，使得成果在水利水電工程和其他工程內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實施例流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明通過在GOCAD軟件中利用原始數(shù)據(jù)建立三維屬性模型，再用軟件的數(shù)據(jù)計算功能，獲取原始數(shù)據(jù)的最優(yōu)勢值，最后用數(shù)據(jù)的最優(yōu)勢值構(gòu)建優(yōu)勢滲透通道面，從而準(zhǔn)確、方便、可靠的識別壩基巖體優(yōu)勢滲透通道，并且所建立的三維屬性模型和優(yōu)勢滲透通道面還具有多種用途。以下通過附圖和實施例對本發(fā)明具體說明。

如圖1所示，實施例提供了一種基于GOCAD軟件的壩基巖體優(yōu)勢滲透通道識別方法，包括以下步驟：

一、原始數(shù)據(jù)整理

1.整理各鉆孔壓水試驗成果，用各試驗段長度L(m)、壓力P(MPa)、流量Q(L/min)等資料計算透水率q(Lu)，計算公式為：q＝Q/(P·L)；

2.將各試驗段的透水率q定義為該試驗段底端點(x,y,z)坐標(biāo)處的透水率q屬性，使得該點同時具有X、Y、Z坐標(biāo)和透水率q屬性；

3.將現(xiàn)場所有鉆孔獲取的不同試驗段底端點的X、Y、Z坐標(biāo)和該點的透水率q，按照如下格式進(jìn)行整理，并保存為.txt文件。

二、數(shù)據(jù)載入

1.在GOCAD軟件中載入步驟一所建立的.txt文件；并在數(shù)據(jù)載入界面將數(shù)據(jù)起始行選擇第二行(因第一行為X Y Z q)，數(shù)據(jù)終止行選擇最末行，并將GOCAD軟件中的X、Y、Z、q欄數(shù)據(jù)設(shè)置為所載入數(shù)據(jù)的X、Y、Z、q列，完成數(shù)據(jù)載入；

2.帶有坐標(biāo)信息的透水率q數(shù)據(jù)載入后以點對象的形式保存在GOCAD軟件中，并且每個點都帶有X、Y、Z、q屬性，打開其q屬性可看到不同滲透率值被不同顏色的點所標(biāo)記。

三、三維屬性模型構(gòu)建

1.在GOCAD軟件三維體對象模式下，創(chuàng)建來自步驟二中點對象的三維屬性模型，并將該點對象的q屬性值賦值給所得三維屬性模型中相對應(yīng)的點；

2.利用賦予三維屬性模型的q屬性對該模型進(jìn)行初始化屬性(多網(wǎng)格)插值，得到帶有透水率q值和坐標(biāo)點位信息的三維屬性模型，并通過其q屬性給以顯示。

四、優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯

利用GOCAD軟件的數(shù)據(jù)計算功能，直接獲取所導(dǎo)入的q屬性數(shù)據(jù)柱狀圖，通過解譯所述柱狀圖，從而獲得透水率數(shù)據(jù)的優(yōu)勢數(shù)據(jù)。柱狀圖直觀展示了透水率q數(shù)據(jù)的優(yōu)勢分布范圍和最優(yōu)勢分布值。

但由于透水率q數(shù)據(jù)的離散性，所得柱狀圖將可能存在不同形狀，并不會單一的表現(xiàn)為形狀近于對稱的正常型，可按照以下方式解譯所述柱狀圖：(1)柱狀圖表現(xiàn)為正常型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的q數(shù)據(jù)值；(2)柱狀圖表現(xiàn)為孤島型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為忽略柱狀圖中的孤島部分，采用剩余正常型部分最高峰處的q數(shù)據(jù)值；(3)柱狀圖表現(xiàn)為雙峰型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中兩個最高峰處的q數(shù)據(jù)值；(4)柱狀圖表現(xiàn)為折齒型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的q數(shù)據(jù)值；(5)柱狀圖表現(xiàn)為陡壁型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的q數(shù)據(jù)值；(6)柱狀圖表現(xiàn)為偏態(tài)型時，將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為柱狀圖中最高峰處的q數(shù)據(jù)值；(7)柱狀圖表現(xiàn)為平頂型時，若柱狀圖中存在相對凸出的最高峰，則將優(yōu)勢數(shù)據(jù)解譯為最高峰處的q數(shù)據(jù)值，若不存在相對凸出的最高峰，則解譯為柱狀圖中間位置處的q數(shù)據(jù)值。

五、建立優(yōu)勢滲透通道面

根據(jù)步驟四所獲取的透水率q優(yōu)勢數(shù)據(jù)，在GOCAD軟件面對象下創(chuàng)建該優(yōu)勢數(shù)據(jù)的網(wǎng)格等參屬性面，該面即為該壩基優(yōu)勢滲透通道面，該滲透通道面能通過GOCAD軟件進(jìn)行分析和二維出圖使用，至此壩基優(yōu)勢滲透通道識別完成。

六、成果應(yīng)用

1.可通過屬性工具條查看和輸出三維屬性模型的X、Y、Z三個軸向切割面，在該軸不同距離上的透水率q平面云圖，因該云圖帶有透水率值、坐標(biāo)信息，能夠可視化展示透水率云圖在軸向切割面上的變化規(guī)律；同時，也可通過在面模式下創(chuàng)建來自于三維屬性模型網(wǎng)格的X、Y、Z三個軸向切割面，來獲取透水率云圖，該操作可進(jìn)一步在透水率q云圖中編輯透水率q數(shù)值區(qū)間的邊界線。

2.地質(zhì)工作者可通過自定義坐標(biāo)點來對三維屬性模型進(jìn)行任意方向切割，獲取該剖面上的透水率信息，以在工程勘測、設(shè)計、施工中使用。

3.優(yōu)勢滲透通道面為帶有坐標(biāo)信息的不規(guī)則面，能應(yīng)用在壩區(qū)三維地質(zhì)構(gòu)造和水工模型中，用于地質(zhì)工作者判斷該優(yōu)勢滲透通道與構(gòu)造、裂隙、水工結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，同時也對樞紐工程和防滲帷幕的布置有一定指導(dǎo)意義。

4.可通過三維屬性模型比對各透水率值在三維空間上分布位置，以方便確定不同透水率在三維空間上的連貫性以及分布情況，并指導(dǎo)采取相應(yīng)防滲處理措施。

5.獲取任意與三維屬性模型相交面的透水率云圖：在三維體模型中創(chuàng)建任意代號區(qū)域，再用任意面對該區(qū)域進(jìn)行初始化，即可獲得該任意面在三維屬性模型上的區(qū)域信息，且所獲得的該區(qū)域信息即為該任意面的透水率云圖。

以上描述了本發(fā)明的基本原理和主要的特征，說明書的描述只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。