一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统，涉及监测领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统


[0001]本专利技术涉及监测领域，具体而言，涉及一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统
。

技术介绍

[0002]地下水是水资源的重要组成部分
,
由于水量稳定
,
水质好，是农业灌溉
、
工矿和城市的重要水源之一
。
当今对地下水文探测方法主要有遥感技术法，盐度法，放射元素法，工程物理勘探法等
。
探测时需要安装许多硬件设施，既耗资又费时
。
[0003]地下水探测装置，是指通过相应的机械设备检测土壤中水流情况，从而进行水源有无的探测过程，在地下水探测过程中应用广泛且简单方便；现有的地下水探测装置主要包括利用磁
、
超声波等装置进行探测，也包括直接接触性的探测方式
。
[0004]目前，工程勘察主要采用二维成像技术反映出观测系统下方地下水发育通道的分布规律，而空间上表现为三维几何地质体，利用简单的二维图像合成或拼接成三维图像难以有效刻画出真实通道的立体特征
。
[0005]然后，目前随着科学技术的发展，地下水探测的方法开始变得更加的多样化和智能化，例如集成了多功能的地下水探测系统，其自身集成了通讯
、
探测
、
处理等多种方式，且形成一定的布置规模，还例如结合了物联网等多种新科技的方式实现的多功能探测系统
。
[0006]传统的钻孔资料已经无法对地下水的发育规模，分布情况作出合理准确的评价，从而使得后续的地质问题和采集问题出现的几率大为增加，而通过增加钻孔密度和钻孔深度则必然增加勘探的工作量和成本
。
如附图1所示，其为现有技术中的监测方法之一，在不同的高度设置不同的探测节点，根据不同的节点探测结果确定地下水水位水量
。
然而其需要设置多个探测头，不但成本高，并且后续处理复杂，实时方式复杂，精度低
。
[0007]通过雷达发射超高频探测波的方式可以实现低成本且无损的检测方式，通过探测不同界面的反射波可以实时的分析地下结构的目标和分界面，进行定位和判别
。
最后通过对波形的采集处理分析，可以确定地下空间的位置和结构，然而这种方式的探测精度并不高，且后续处理方法复杂，计算量大
。
[0008]并且，现有技术中对于地下水发育通道三维空间模拟方法，算法简单，且模拟效果不佳，不能有效的即使的呈现和快速的模拟
。
[0009]此外，现有技术中对于地下探测需要配套地上的探测设备，每次对于钻孔或者是不同位置的探测，都需要对整个探测设备进行移动，费时费力，且效率低
。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统，其能够提高探测精度，并且探测灵敏度高，可以实时的进行快速监测
。
[0011]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0012]第一方面，本申请实施例提供一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成
系统，其包括数据采集模块，用于通过与水土环境直接相关的水文地质结构
、
地下水流场特征
、
土地利用与地表水系分布
、
排放处置
、
水土测试资料，并对收集资料进行分类整理；探测模块，用于对探测区进行地质勘验后得到探测区的地质勘探参数及地基勘探参数；分析模块，用于基于地质勘探参数及地基勘探参数针对地质对象进行构造复杂性分析，并将地质对象分为两类，进行曲面建模；建模模块，用于根据探测区进行地质勘验所获得的相邻地层间关系，结合地层土力学参数，生成探测区的地层层序表，在地层层序表的基础上进行空间插值，生成包含地层参数的三维地质模型
。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，上述数据采集模块包括：历史数据子模块，用于根据水文地质条件
、
主要污染源类型及分布情况，借助卫星影像资料了解区域地貌特征
、
土地利用
/
地表水系分布现状以及历史变化生成历史数据库
。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，上述还包括：分区子模块，用于对水文地质条件分区，结合地表水系和污染源分布情况，划分调查单元，对重点地区应进行更精细单元划分
。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，上述探测模块包括：水下探测器子模块，用于确定传输导管的多个子传输导管，且每一个子传输导管都对应的连接一个水下探测器，多个水下探测器设置于一导轨上
。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，上述还包括：探测子模块，用于导轨对应的插入钻孔，当需要进行探测时，集成控制处理装置控制多个水下探测器中的一个或多个沿着导轨释放到地下水中
。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，上述分析模块包括：地质对象子模块，用于地质对象包括地下水位
、
各地层分布
、
高程
、
土体压缩模量
、
土体粘聚力和土体内摩擦角
。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，上述还包括：调整子模块，用于调整曲面对应的网格在裁剪线邻域的拓扑结构，删除被裁剪区域并在保留区域建立逼近裁剪线的曲面边界线，得到一组边界互相匹配的非裁剪地质曲面
。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，上述建模模块包括：模型分析子模块，用于建立三维地质模型，进行三维计算分析获得支护体系的受力和变形
。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：数据采集模块
、
探测模块
、
分析模块及建模模块
。
[0021]第二方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统中任一项的系统
。
[0022]相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0023]能够提高探测精度，并且探测灵敏度高，可以实时的进行快速监测，地上设备不需要移动的情况下实现地下移动；利用现充的方式实现水下探测器的重量的控制，对应的重量的控制都是按照预期进行的，根据实际的测量需求进行控制实现地下水水位水量实时监测；设置多个水下探测器组合为联合体多个水下探测器的要求，适应更多的地下水的监测要求；对探测区地下通道进行三维空间模拟，快速有效的地下水通道进行探测后的数据进行处理模拟，进行模型搭建，以直接的方式呈现；以数字高程模型生成的人工光源正立体图像为基础，制作视立体地质图
。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于通过与水土环境直接相关的水文地质结构
、
地下水流场特征
、
土地利用与地表水系分布
、
排放处置
、
水土测试资料，并对收集资料进行分类整理；探测模块，用于对探测区进行地质勘验后得到探测区的地质勘探参数及地基勘探参数；分析模块，用于基于地质勘探参数及地基勘探参数针对地质对象进行构造复杂性分析，并将地质对象分为两类，进行曲面建模；建模模块，用于根据探测区进行地质勘验所获得的相邻地层间关系，结合地层土力学参数，生成探测区的地层层序表，在地层层序表的基础上进行空间插值，生成包含地层参数的三维地质模型
。2.
如权利要求1所述的一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：历史数据子模块，用于根据水文地质条件
、
主要污染源类型及分布情况，借助卫星影像资料了解区域地貌特征
、
土地利用
/
地表水系分布现状以及历史变化生成历史数据库
。3.
如权利要求2所述的一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统，其特征在于，还包括：分区子模块，用于对水文地质条件分区，结合地表水系和污染源分布情况，划分调查单元，对重点地区应进行更精细单元划分
。4.
如权利要求1所述的一种基于三维地质结构模型与地下水数值模拟集成系统，其特征在于，所述探测模块包括：水下探测器子模块，用于确定传输导管的多个子传输导管，且每一个子传输导管都对应的连接一个水下探测器，多个水下探测器设置于一导轨上
。5.
如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆扬，刘溪，黄海鱼，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：