CN106780740B - 基于gocad软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利水电工程技术领域，公开了一种基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，以便能在三维空间和二维平面上准确获取坝基岩体优势渗透通道的空间位置。本发明通过在GOCAD软件中利用原始数据建立三维属性模型，再用GOCAD软件的数据计算功能，获取原始数据的最优势值，最后用数据的最优势值构建优势渗透通道面，从而准确、方便、可靠的识别坝基岩体优势渗透通道。本发明适用于识别坝基岩体的优势渗透通道。

Description

基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，特别涉及基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法。

背景技术

优势渗透通道：是指由于地质条件所形成的低阻渗流通道，即最突出的渗流通道。

现有的岩体优势渗透通道识别方法主要有油藏储层开采中的基于试验和测试数据的统计、数学理论计算以及二维网格散点图形分析。而在水利水电工程中，关于坝基岩体优势渗透通道识别的方法几乎没有，对于坝基渗透特性的表示一般通过对透水率数据的数学归纳分析予以表达，这种数学归纳分析方法主要包括以下两点：(1)以不同透水率数值区间进行坝基岩体透水性强度分级，并统计各区间内数据的个体数和其所占百分比，得到透水率统计成果表，以所占百分比的高低来评价坝基岩体的透水性强度特征，以此来评价坝基岩体优势透水率；(2)通过excel程序建立透水率与高程之间的分布散点图，通过不同高程上透水率分布散点的个体数量情况来评价坝基岩体在各高程上的透水性强度特征，以此来识别优势渗透主要集中在哪些高程部位。

现有技术的岩体优势渗透通道识别方法主要基于试验数据的统计、数学理论计算以及二维散点图形，再通过定性分析予以确定，这些方法均停留在数学理论计算和对二维图形的分析上，使得识别出的渗透通道最多只能得到在某渗透数值区间内或在某一高程区间内，不具备数据在三维空间上的可视性。而且岩体具有各向异性的特性，其优势渗透通道在三维空间上必定是具有一定厚度的不规则三维体，绝不会是在某一高程区间上的规则平面体，因此现有技术识别出的优势渗透通道面与实际情况存在较大误差，不能反映其在三维空间上的具体形态，不具备三维可视性，而且不能与岩体构造、工程建筑布置方案直接产生联系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，以便能在三维空间和二维平面上准确获取坝基岩体优势渗透通道的空间位置。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，包括如下步骤：

A.基于各试验段钻孔压水试验的原始数据计算各试验段的透水率；

B.将各试验段附上坐标信息，使得各试验段同时具有坐标属性和透水率属性；

C.将各试验段的坐标属性和透水率属性数据导入GOCAD软件中，并在GOCAD软件中基于导入的坐标属性和透水率属性数据建立三维属性模型；

D.利用GOCAD软件的数据计算功能，获取所导入的透水率数据的柱状图，通过解译所述柱状图，从而获得透水率数据的优势数据；

E.根据步骤D所获得的优势数据，在GOCAD软件面对象下创建该优势数据的网格等参属性面，该面即为该坝基优势渗透通道面。

进一步的，步骤A中所述的原始数据包括试验段长度L、压力P、流量Q；透水率q的计算公式为：q＝Q/(P·L)。

进一步的，步骤B以试验段底端点的坐标作为试验段的坐标属性。

进一步的，步骤C具体包括：

C1.在GOCAD软件三维体对象模式下，创建来自步骤B中点对象的三维属性模型，并将该点对象的透水率属性值赋值给所得三维属性模型中相对应的点；

C2.利用赋予三维属性模型的透水率属性对该模型进行初始化属性插值，得到带有透水率值和坐标点信息的三维属性模型，并通过其透水率属性给以显示。

进一步的，所述优势数据包括优势分布范围和最优势分布值。

进一步的，步骤D按照以下方式解译所述柱状图：

柱状图表现为正常型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为孤岛型时，将优势数据解译为忽略柱状图中的孤岛部分，采用剩余正常型部分最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为双峰型时，将优势数据解译为柱状图中两个最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为折齿型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为陡壁型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为偏态型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为平顶型时，若柱状图中存在相对凸出的最高峰，则将优势数据解译为最高峰处的透水率数据值，若不存在相对凸出的最高峰，则解译为柱状图中间位置处的透水率数据值。

本发明的有益效果是：

1.本发明所识别的岩体优势渗透通道，能够在三维空间上直观反应通道在空间上的展布情况，并且其带有属性信息，能够查询三维空间上任意一点的数据，克服了现有方法不能在三维空间上反应渗透通道具体形态的缺点。

2.本发明操作简便，极大的提高了渗透通道的获取识别速度和可靠度，能快速、准确、真实的获取坝基岩体优势渗透通道，解决了现有方法采用数学理论计算和二维图形分析操作繁琐，受人为因素影响大，并且与真实渗透通道有一定误差的不足。

3.本发明所获取的优势渗透通道面，能直接应用在坝区三维地质构造和水工结构模型中，用于地质工作者判断该优势渗透通道与构造、裂隙、水工结构之间的关系，同时也对枢纽工程和防渗帷幕的布置有一定指导意义。

4.本发明所建立的三维属性模型，能够进行任意面的切割，获取各切割面的透水率云图，直观反映各切割面的渗透分布特征，用于渗透特性分析；同时，还能反映整个三维空间上的渗透分布特征，指导防渗处理措施设计。

5.本发明所建立的三维属性模型和优势渗透面均带有坐标和透水率信息，其中的点和面所带有的信息和图形均可通过软件输出，使得成果在水利水电工程和其他工程内具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例流程图。

具体实施方式

本发明通过在GOCAD软件中利用原始数据建立三维属性模型，再用软件的数据计算功能，获取原始数据的最优势值，最后用数据的最优势值构建优势渗透通道面，从而准确、方便、可靠的识别坝基岩体优势渗透通道，并且所建立的三维属性模型和优势渗透通道面还具有多种用途。以下通过附图和实施例对本发明具体说明。

如图1所示，实施例提供了一种基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，包括以下步骤：

一、原始数据整理

1.整理各钻孔压水试验成果，用各试验段长度L(m)、压力P(MPa)、流量Q(L/min)等资料计算透水率q(Lu)，计算公式为：q＝Q/(P·L)；

2.将各试验段的透水率q定义为该试验段底端点(x,y,z)坐标处的透水率q属性，使得该点同时具有X、Y、Z坐标和透水率q属性；

3.将现场所有钻孔获取的不同试验段底端点的X、Y、Z坐标和该点的透水率q，按照如下格式进行整理，并保存为.txt文件。

二、数据载入

1.在GOCAD软件中载入步骤一所建立的.txt文件；并在数据载入界面将数据起始行选择第二行(因第一行为X Y Z q)，数据终止行选择最末行，并将GOCAD软件中的X、Y、Z、q栏数据设置为所载入数据的X、Y、Z、q列，完成数据载入；

2.带有坐标信息的透水率q数据载入后以点对象的形式保存在GOCAD软件中，并且每个点都带有X、Y、Z、q属性，打开其q属性可看到不同渗透率值被不同颜色的点所标记。

三、三维属性模型构建

1.在GOCAD软件三维体对象模式下，创建来自步骤二中点对象的三维属性模型，并将该点对象的q属性值赋值给所得三维属性模型中相对应的点；

2.利用赋予三维属性模型的q属性对该模型进行初始化属性(多网格)插值，得到带有透水率q值和坐标点位信息的三维属性模型，并通过其q属性给以显示。

四、优势数据解译

利用GOCAD软件的数据计算功能，直接获取所导入的q属性数据柱状图，通过解译所述柱状图，从而获得透水率数据的优势数据。柱状图直观展示了透水率q数据的优势分布范围和最优势分布值。

但由于透水率q数据的离散性，所得柱状图将可能存在不同形状，并不会单一的表现为形状近于对称的正常型，可按照以下方式解译所述柱状图：(1)柱状图表现为正常型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的q数据值；(2)柱状图表现为孤岛型时，将优势数据解译为忽略柱状图中的孤岛部分，采用剩余正常型部分最高峰处的q数据值；(3)柱状图表现为双峰型时，将优势数据解译为柱状图中两个最高峰处的q数据值；(4)柱状图表现为折齿型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的q数据值；(5)柱状图表现为陡壁型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的q数据值；(6)柱状图表现为偏态型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的q数据值；(7)柱状图表现为平顶型时，若柱状图中存在相对凸出的最高峰，则将优势数据解译为最高峰处的q数据值，若不存在相对凸出的最高峰，则解译为柱状图中间位置处的q数据值。

五、建立优势渗透通道面

根据步骤四所获取的透水率q优势数据，在GOCAD软件面对象下创建该优势数据的网格等参属性面，该面即为该坝基优势渗透通道面，该渗透通道面能通过GOCAD软件进行分析和二维出图使用，至此坝基优势渗透通道识别完成。

六、成果应用

1.可通过属性工具条查看和输出三维属性模型的X、Y、Z三个轴向切割面，在该轴不同距离上的透水率q平面云图，因该云图带有透水率值、坐标信息，能够可视化展示透水率云图在轴向切割面上的变化规律；同时，也可通过在面模式下创建来自于三维属性模型网格的X、Y、Z三个轴向切割面，来获取透水率云图，该操作可进一步在透水率q云图中编辑透水率q数值区间的边界线。

2.地质工作者可通过自定义坐标点来对三维属性模型进行任意方向切割，获取该剖面上的透水率信息，以在工程勘测、设计、施工中使用。

3.优势渗透通道面为带有坐标信息的不规则面，能应用在坝区三维地质构造和水工模型中，用于地质工作者判断该优势渗透通道与构造、裂隙、水工结构之间的关系，同时也对枢纽工程和防渗帷幕的布置有一定指导意义。

4.可通过三维属性模型比对各透水率值在三维空间上分布位置，以方便确定不同透水率在三维空间上的连贯性以及分布情况，并指导采取相应防渗处理措施。

5.获取任意与三维属性模型相交面的透水率云图：在三维体模型中创建任意代号区域，再用任意面对该区域进行初始化，即可获得该任意面在三维属性模型上的区域信息，且所获得的该区域信息即为该任意面的透水率云图。

以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.基于各试验段钻孔压水试验的原始数据计算各试验段的透水率；

B.将各试验段附上坐标信息，使得各试验段同时具有坐标属性和透水率属性；

C.将各试验段的坐标属性和透水率属性数据导入GOCAD软件中，并在GOCAD软件中基于导入的坐标属性和透水率属性数据建立三维属性模型，建立三维属性模型的步骤具体包括：

C1.在GOCAD软件三维体对象模式下，创建来自步骤B中点对象的三维属性模型，并将该点对象的透水率属性值赋值给所得三维属性模型中相对应的点；

C2.利用赋予三维属性模型的透水率属性对该模型进行初始化属性插值，得到带有透水率值和坐标点信息的三维属性模型；

D.利用GOCAD软件的数据计算功能，获取所导入的透水率数据的柱状图，通过解译所述柱状图，从而获得透水率数据的优势数据；这里按照以下方式解译所述柱状图：

柱状图表现为正常型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为孤岛型时，将优势数据解译为忽略柱状图中的孤岛部分，采用剩余正常型部分最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为双峰型时，将优势数据解译为柱状图中两个最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为折齿型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为陡壁型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为偏态型时，将优势数据解译为柱状图中最高峰处的透水率数据值；柱状图表现为平顶型时，若柱状图中存在相对凸出的最高峰，则将优势数据解译为最高峰处的透水率数据值，若不存在相对凸出的最高峰，则解译为柱状图中间位置处的透水率数据值；

E.根据步骤D所获得的优势数据，在GOCAD软件面对象下创建该优势数据的网格等参属性面，该面即为该坝基优势渗透通道面。

2.如权利要求1所述的基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，其特征在于，步骤A中所述的原始数据包括试验段长度L、压力P、流量Q；透水率q的计算公式为：q＝Q/(P·L)。

3.如权利要求1所述的基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，其特征在于，步骤B以试验段底端点的坐标作为试验段的坐标属性。

4.如权利要求1所述的基于GOCAD软件的坝基岩体优势渗透通道识别方法，其特征在于，所述优势数据包括优势分布范围和最优势分布值。

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