GMS在白日其利溝洪積扇水文地質結構可視化方面的應用

摘 要：本文對GMS軟件三維地層模塊功能分析的基礎上，以白日其利溝洪積扇為例，利用詳細勘查階段施工資料集收集的以往鉆孔資料，使用GMS軟件中相關的三維地層建模模塊，詳細介紹了三維空間可視化地層創建的方法、原理和步驟。

關鍵詞：GMS；水文地質結構；可視化；白日其利溝洪積扇

1 引言

長期以來，運用鉆孔資料繪制剖面圖是水文地質工作者反應水文地質結構的主要手段，隨著計算機技術的發展，三維地層建模軟件的推出，越來越多的人們開始使用這些先進的工具進行地層的三維可視化應用，在GMS軟件中建立三維可視化模型，可任意展示地層的展布情況，直接顯示水文地質結構的三維空間展布形態和空間組合特征，對直觀了解含水層分布情況有明顯的幫助作用。

2 GMS軟件特點

GMS軟件是非常綜合的、復雜的三維水量及溶質運移模擬軟件，其強大的前后處理模塊在水文地質結構可視化方面同樣突出，主要實現模塊如下：TIN三維不規則網絡，通常用來表示地表、相鄰地層的界面，多個TINS可用來建立Solid模型或三維網絡。Solid模塊可利用鉆孔地層數據結合TINS模塊可產生實際地層的三維立體模型，可任意方向進行切割、旋轉。Borehole子模塊用來管理地層數據及樣品數據，與Solid模塊聯合使用，用來建立地質結構模型。

3 研究實例

3.1 項目區地理概況

項目區位于青海省格爾木市東側的白日其利溝沖洪積扇，西距格爾木市區約30km，109國道從項目區中南部穿過，總面積為367km2，地理坐標：30′E.361°0′～36°30′N

3.2 地層概況

自第四紀以來，柴達木盆地一直處于相對沉降之中，因而沉積了巨厚的第四系陸相松散堆積物，項目區第四紀地層可劃分為：

3.2.1 中更新統冰水堆積（Q2 gl）：主要分布于山區的溝谷區，據鉆孔資料，中更新統埋深70-100 m，地層厚80m左右。冰水堆積物巖性主要為淺灰、深灰色的泥質砂礫石，夾砂礫石。向北部過渡為湖相沉積，巖性以粉細砂、亞砂土、亞粘土為主。

3.2.2 上更新統洪積-冰水沉積物（Q3fgl-pl）：是項目區出露的主要地層，鉆孔均有揭露。戈壁帶出露地表，細土帶埋深10m左右，地層厚度一般50～80m。成因以洪積為主，夾有冰水沉積。巖性由南向北逐漸變細，主要為淺灰、灰黃色含卵砂礫石、含泥的砂礫石、含礫中粗砂等，局部夾薄層粉細砂。松散，磨圓較好，分選性較差。

3.2.3 全新統沖洪積物（Q4al）：分布于白日其利溝河谷之中，沿現、古河道帶狀分布。巖性為卵礫石、砂礫石及砂層。

3.2.4 全新統風積物（Q4eol）：主要分布在洪積傾斜平原前緣，多呈北西向帶狀分布，巖性為淺黃色具風成斜層理的中粗砂、細粉砂。

3.3 水文地質結構可視化建模的步驟和思路

首先收集項目區電子地形圖、水文地質剖面圖、鉆孔資料柱狀圖、各種地質報告及地質圖，其中電子地形圖用于創建地表模型，鉆孔資料用于整理地層數據，水文地質剖面圖用于鉆孔稀缺地區虛擬鉆孔的確定，并且將收集好的，按GMS軟件相關格式的要求，采用文本及電子表格等格式，以便錄入及修改。

3.4 三維可視化模型的構建

導入項目區電子地形圖，將地圖進行配準，在map模塊中根據定位好的地理底圖，繪制出工作區邊界，再由這些邊界生成TINS，利用mapgis軟件空間分析模塊中的DTM子模塊，導入已經矢量化好的帶高程屬性及位置準確的等高線文件，利用軟件中線數據高程提取，提取項目區x、y、z坐標，密度可根據需要按相關參數進行調整，將提取出的數據按2D scatter point 要求的格式整理后導入到其中，然后將2D scatter point中的數據插值到當前活動的TINS，如果插值后的等高線與電子地形圖不符，重新調整插值方法及TINS的密度，直至兩者相吻合，將整理好的鉆孔數據導入Borehole 模塊中，形成鉆孔數據（圖1），利用Borehole模塊中Horizons→Solid命令，采用合適的插值方法，從而建立地質結構模型（圖2），我們可以利用該模塊，根據需要，在任意位置切剖面（圖3），查看剖面地層的展布情況，并且旋轉模型，從不同的角度觀察模型的結構。

4 結束語

GMS軟件以其方便快捷的數據錄入，強大的前后處理功能，突出的三維可視化功能，使建立三維地層模型的復雜程度大大減小，三維地層模型的建立能夠幫助我們更加直觀、清晰的分析地層展布情況，白日其利溝沖洪積扇三維第四系模型建立，清楚的反應了該區空間結構和含、隔水層的空間分布，為下一步的水文地質勘查及地下水數值模擬工作奠定了良好的工作基礎。

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