成果的背景及主要用途：水利水電工程大都處于高山峽谷，所處地區地質構

造復雜、地質信息眾多，給地質勘探、工程設計與施工等各方面帶來極大的困難。

傳統二維、靜態的處理工程地質資料、分析地質問題的方式，已難以滿足工程地

質、設計人員的實際需求。因此，深入研究水利水電工程地質三維建模與分析的

關鍵技術，可為分析解決水利水電工程勘測、設計與施工中復雜的地質問題提供

科學的理論方法和先進的技術手段。

技術原理與工藝流程簡介：在為水利水電工程建設服務的前提下，針對多源

地質數據的耦合分析、地質體的復雜性、信息存儲量大、分析速度慢、地質構造

的動態性、模型的可靠性及其快速更新修改等難點，融合水利水電工程科學、工

程地質學、數學地質學和計算機科學等多個交叉學科的先進理論技術，提出了實

現水利水電工程地質三維建模與分析的理論方法和關鍵技術。針對復雜地質體信

息量大的特點與水利水電工程地質的分析要求，研究面向水利水電工程地質的三

維數據結構模型，提出了以 NURBS 為主、結合 TIN 和 BRep 的混合數據結構；進

而通過以面向對象技術、地質實體 NURBS 構造技術、改進的地質趨勢面分析技

術和三維對象集合運算技術等多種先進技術手段，提供了可供選擇的建模機制，

對各類地質對象和人工對象進行擬合構造與幾何建模，實現了水利水電工程地質

三維統一模型的建立，并對模型的可靠性進行分析驗證，提供模型的快速反饋更

新機制。基于三維統一模型，針對實際需求研究水利水電工程地質分析應用技術，

176天津大學科技成果選編

設計了豐富的分析算法。根據所提出的理論方法和技術，緊密結合實踐應用，研

制開發通用的水利水電工程地質建模與分析軟件系統，為水利水電工程地質分析

提供有力的技術平臺。

技術水平及專利與獲獎情況：該成果總體上達到國際先進水平，在水利水電

工程地質 NURBS 混合數據結構建模方法與應用方面達到了國際領先水平。

應用前景分析及效益預測：該成果可直接推廣應用于各項大中型水利水電工

程前期規劃、地質勘測、工程設計和施工等不同階段的工程地質分析中，可通過

鉆孔平硐優化布置節約地質勘探費用，輔助地下工程施工及其管理可提前工期，

降低造價，直接經濟效益較大；提高工程地質分析、工程設計和施工的水平與效

率，為實際遇到的地質問題提供科學的解決途徑和先進的技術手段，社會效益顯

著。在水利水電工程等領域有廣闊的應用前景。

應用領域：水利水電工程地質建模與分析技術主要應用領域為水利水電工程

地質勘測、設計和施工領域。

合作方式及條件：企業合作。