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摘要：城鎮建設的選址與地質關聯非常大，一般來說，城鎮化建設時都會選擇地基比較穩定易于建設的地質結構。為了更好的分析城鎮化建設選址的準確性，現代施工設計中應用了三維地質建模。因此，深入分析三維地質建模及其城鎮化建設中的應用。

關鍵詞：三維地質建模；城鎮化建設；應用；施工

地球作為宇宙中唯一一個具有生命力的星球，目前已經承載了60多億的人口，人口膨脹給地球的土地資源造成了很大的壓力，尤其在城鎮化建設中，充分體現了這一點。就拿我國來說，很多大、中城市已經出現人口城鎮過盛，城鎮承載力不足的表現。最突出的就是城市鎮住房緊張的問題。不管是何種方式造成了城鎮人口過盛的表現，總之為了解決住房的壓力，建筑施工中高層建筑如雨后春筍林立于城鎮中。城鎮化的建設對于當地的地質結構考驗特別強，要提高建筑的使用壽命以及建筑質量，就要打好地基，三維地質建模就為城市建筑的地基建設提供了先進的技術保障。

1城市三維地質建模概述

1．1模型概述

城市三維地質建模是在三維地質建模基礎上發展而來的概念，最早的時候三維地質建模應用于地質探測、測井及地球的地質研究等方面，隨著城市化進程，城鎮化建設的發展，才有了城市三維地質建模。三維地質建模的應用原理是利用信息技術的綜合分析和總匯，建立起地質的立體三維空間模型，具有對地質的預測分析、地質解釋和地學統計等功能。我國引進這一技術已經是上世紀80年代末的事情了，二十年的發展從地質勘探、油田開采的應用到如今城鎮化的建設，已經有了多方面的技術提升，現在已經有效的服務于與地質相關的各項應用中。我國通過20多年的三維地質建模應用總結出其建模分析的特點：①融入了鉆孔數據、音頻文件、物化探技術等多方面內容，體現了其多元化特點；②對城市地質結構的真實模擬、還原與再現，體現了其多維化特點；③模型包含斷層數據、地表模型數據等，體現了其數據量大的特點。基于以上分析特點，能有助于準確了解地質結構各地層的結構特征和水文特點，對城鎮化建設選擇可行性方案有著重要的科學借鑒意義。

1．2模型構建

城鎮化建設具有綜合性強的特點，在建設過程中面臨的地質問題比較復雜和不確定，因此城市三維地質建模是所有地質模型構建中比較有難度的結構建模。根據現代信息技術的發展和成熟的三維地質建模技術應用，建筑行業總結出城市三維地質建模必須遵循的“三多”原則，它們有助于城市三維地質建模。建模“三多”原則如下。

1．2．1多元數據應用原則

建模堅持多元化原則是為了提高建模的準性，只有準備充足的資料，才能建立有助于地層分析的三維立體模型，有助于提高建模的科學性、合理性和有效性。比如巖屑、巖心錄井資料在內的鉆孔資料、物化探數據、地質圖、地形圖、地質剖面圖、DEM等，建模資料越豐富越有助于建模分析。

1．2．2多方法集成與協同應用原則

多方法原則是鑒于地質的復雜性、多解性與不確定而言的，三維地質建模的有效方法有很多種，為了提高建模的應用性，應該利用多種方法建立三維地質模型，提供多種應用問題的解決途徑。比如，利用綜合鉆孔數據、輪廓線數據、平行剖面、三維體布爾操作、交叉折剖面等多種方法建模有助于全方位分析地質結構的內部情況。

1．2．3多層次干預原則

城鎮化建設中，為了提高建模各個切斷的準確性，應該在建模的各個階段進行多層次干預，加強建模的細致化和深入性，使得建立的城市三維地質模型更加接近與實際應用的狀態，提高建模的有效應用率，從而更好的分析地質的復雜性、多解性和不確定性，更好的服務于城市建設。

2三維地質建模應用的具體用途

2．1為油藏數值模擬提供三位地質數據體

地質儲層中含有豐富的能源，石油就是地質層中的一種，在地質層中石油就叫作油藏。在建設城鎮選址前首先要對地質分析，分析預選地的地層中是否含有油藏，三維地質建模建立以后，根據地質模型網格的分布稀疏就可以清晰的判定地層中的油藏量。除了判斷地質中的含油量，還可以通過油藏流體的流動來判別地質特征，對于城市選擇的地質分析有著重要的參考意義。

2．2用來計算地質層孔隙體積

三維地質建模還有一個特征就是通過直觀的地質層空隙體積來計算地質中的含油量，這種用途主要體現在油井開發階段。用在城市三維地質建模中就是有效的判斷地質層的疏松程度，對于選擇建筑的堅實地基有著明確的指導意義。

2．3幫助選址

城市三維地質建模能夠為地質層建立詳細的三維立體空間模型，通過豐富的地質參考數據及資料充實建模的空間真實感，具有直觀性效果。如果資料足夠詳細，甚至能夠對每一層地層進行有效的分析，對于城市建設選址有著重要的意義。當然建模的參考是建立在真實的數據資料之上的，如果數據資料不真實或者資料過少，是難以準確的分析出地層結構的。

2．4進行斷層封堵分析和預測

三維地質模型把構造和地層格架結合到一起，這有利于我們進行斷層的封堵性預測。從過去的三維地質建模應用案例來看，斷層的封堵情況出現在斷層中和斷層兩邊，一種是由于斷層泥積累造成，另一種是斷層邊緣接觸面減少造成的。三維地質建模利用豐富、真實的資料建模以后就能夠準確的分析斷層封堵的位置，進一步還可以分析出斷層的斷距，這在城市地鐵的建設應用中分析地層結構有著重要的指導意義。可以通過預測斷層的封堵性來選擇具體的施工方案。

2．5提供有效的交流平臺

三維地質模型具有很強的技術性，凡是對這項技術精通的人，即便是幾個語言互不相同的人，都能夠就地質空間模型探討個幾天幾夜。因此說，三維地質建模為這些專業工程師和技術師提供了一個有效的交流平臺，讓他們能夠打破地域文化、打破陌生的尷尬很快的融入進去。大家因為共同的工作或者共同的興趣坐在一起，有共同的話題可以聊，而這個平臺恰好就是三維地質建模技術提供的。在這個平臺上面，這些精通這項技術的人能夠更好的研究和交流專業問題，從另一方面來說還能夠有效的促進我國三維地質建模技術的發展。當然，大家共同為一個目標，用在城鎮化建設中，三維地質建模就能夠更好的服務于城市建設。

3城市三維地質建模在城鎮化建設中的應用分析

城鎮化建設中，三維地質建模的技術主要存在于三方面的應用分析，分別是基巖地層的建模分析、新生界地層的建模分析、地質層的建模分析。

3．1基巖地層三維地質結構模型建設

地質層中基巖地質圖中，都會顯示地質孔，地質孔是地質層的重要組成部分，貫穿于基巖地層的覆蓋區或者半覆蓋區。城市三維地質建模能夠為分析基巖地層提供清晰明確的量理論依據。在繪制三維地質模型圖的時候應該按照剖面結構圖建立，并且按照不同的地質單位建立模型對象，將三維立體地質模型分為不同的對象和模塊，從地質建模圖的基巖地層剖面圖就可以看出基巖地層的結構，并根據面積的大小分析基巖地層，確定城鎮建設的方案建議。

3．2新生界地層三維地質結構模型建設

為地層中在新生代時期形成的地層建立單位地質空間模型，然后分析新生界地層中的地層單位和剖面結構，從而分析地層是否適合鉆孔或者能否滿足其他城市建設的需要，新生界地層的建模圖面積要相對于地基層而言大得多。

3．3城市工程建設層三維地質結構模型建設

城市建設過程中不可避免的有鉆孔的需要，鉆孔是需要考慮的因素比較多，比如水文條件和地質結構的疏松情況、變化情況等，從這個角度來看更加需要三維地質建模技術服務于城市建設中。比如城市地下管道的建設、地鐵隧道鉆孔、樓層建筑等。在施工以前首先要建模分析選址地質情況，然后按照三維建模分析的結果將選址地分區，哪些區適合建設什么工程，建設符合哪種要求，這都有明確的參考意義，對于建立安全、規劃合理的城市有著重要的技術指導。

4城市三維地質模型在城鎮化建設發展中的具體應用

4．1服務城市規劃

城市的規劃需要綜合各種情況才能選定建設地址，這是因為建設中需要考慮很多復雜的因素，綜合性比較強。就城市的抗自然災害的能力，在城市的規劃中要盡可能的避開有發自然災害發生的因素，比如容易發生地震的地段、容易發生塌陷的地段，有河流的時候還要考慮河堤的穩固性，此外城市規劃要考慮發展因素，就要盡可能的靠近交通和水源方便的地方，該地區是否易發泥石流和滑坡等自然災害等。綜合以上城鎮建設的基礎性要素，利用三維地質建模分析地質結構，主要就是為了進一步分析選址地的抗風險能力。三維地質建模能夠有效的分析地層結構，在城市規劃時就應該按照地質特點合理安排城市建設。城市住宅區肯定要選在地質結構相對穩定的部位，而公園建設則可以選取水溫條件或者滲水性比較好的地段，山區城鎮的選址公路或者住宅區應該盡可能的避開地質疏松或者易發生滑坡和泥石流的階段。建設地鐵鉆孔時更應該利用更多的資料建立更加詳細的三維地質模型，幫助施工隊更好的分析地質情況，從而選擇合適的施工方案。

4．2服務資源的開發

城市的規劃建設還要充分考慮配套功能的實現和利用是否方便，準確的說是服務資源的開發。地熱能源不僅是一種清潔能源，更是一種利用率比較高的能源，政府對地熱能源的開發建設也持大力支持的態度。就地熱能源中三維地質建模的應用而言，不管是地熱能源的勘探還是確定熱儲量的多少以及準確位置，或者是后來的開發應用，整個過程中三維地質建模起到了重要的作用。地熱能源的熱儲層主要分布于硅質白云巖和寒武系奧陶系灰巖，利用三維地質建模就能夠準確的分析出地質層中的巖層分布情況，通過巖層分布情況確定地熱能源熱儲層的分布情況和熱儲量的多少。三維地質建模形成以后，就可以清晰的看出地熱能源的分布情況來看，主要還是集中于硅質白云巖中，當建模的地質資料越豐富地熱能源的熱儲分布狀況就越清晰。總之，可以充分利用詳細的資料建立三維地質空間模型，分析巖層中地熱儲量的分布情況，對城市能源的開發利用和城市建設的發展能夠提供非常好的技術指導。

5結語

總而言之，三維地質建模相比于傳統的二維明面建模來說，對于地質的分析更加清晰、直觀和準確，再加上如今先機的計算機技術，更是為三維地質建模提供了好的發展前景，在當代城鎮化建設的應用中有著舉足輕重的貢獻。通過三維地質建模分析地質結構內部，可以為城鎮化建設提供有效的技術參考，對于解決當代人口膨脹，城鎮土地資源緊缺的情況有著重要的意義。

參考文獻

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作者:關峰 單位:大連市勘察測繪研究院有限公司