摘要: 在先后建立了多个水利水电工程地质信息系统的基础上，对水利水电工程地质的工作内容、信息流流程和其中所采用的技术方法等，进行了比较系统的论述，从标准化体系的建立、动态工程模版的建立、多种数据采集方法的集成、动态数据库建设、参数化辅助制图、交互式半自动化三维建模、用户定制式空间分析和基本勘察报告的形成等方面总结了建立水利水电工程地质信息系统的一般思路、流程和技术方法。

关 键 词: 水利水电工程;地质信息系统;河网状信息流;技术方法

中图分类号: p641.72 文献标识码: a

水利水电行业是一个关系到国计民生和社会可持续发展的关键行业之一，水利水电工程地质工作是水利水电工程建设的基础和前提，由于地质工作到目前为止还是一个半定量半定性的工作，因而需要不断地引入新理论、新技术和新方法来促进行业的成熟与发展。信息技术作为一门横断性的技术体系，给各行各业的发展带来了新的契机和一系列的技术支持。从“数字地球”［1］ 到各行各业的信息化建设都可以看出信息技术在现代社会中对各行业的影响、渗透和支持。20世纪80年代以来，特别是数据库系统（dbms）和辅助设计系统（cads）引入水利水电行业以来，科学计算、数据管理与处理和辅助制图等极大地促进了水利水电工程地质勘察的信息化处理水平，gis技术的引入，“3s”、“5s”［2］ 以及“多s”［3］ 技术（在“3s”或“5s”中加入dbms、cads和三维建模等技术）的提出与发展，水利水电工程勘察技术的发展，以及行业标准化的推广与普及，使水利水电工程地质勘察信息化［4］ 的一体化［5］ 处理成为可能。下面从水利水电工程地质的工作内容、工程地质数据的信息流流程和在这一流程中采用的技术方法等方面对建立水利水电工程地质信息系统进行详细的论述。

1 水利水电工程地质的工作内容

水利水电工程地质工作内容主要包括水利水电工程选址、工程区区域地质调查、工程测绘、工程钻探、勘探取样、工程地质试验、水文地质调查与测试、物探工作、工程地质问题调查、工程地质条件调查、天然建筑材料调查、资料整编等，山地地区还需要做大量的山地工程。其中区域地质调查包括区域地形地貌、地文期（夷平面）描述、区域河谷阶地、区域地层岩性、大地构造单元、区域地质构造、区域性断裂、地震纪录、地震基本烈度、潜在地震危险区、水库诱发地震分析、区域喀斯特形态、水库岸坡调查、泥石流调查、移动砂丘调查、冻土调查、水库浸没调查、水库区矿产调查、文物古迹调查、地面沉降调查、遥感影像判释等。试验包括土的颗粒分析、土的物理性质试验、土的膨胀性试验、黄土的湿陷性试验、土的力学性质试验、三轴试验、岩石物理性质试验、岩石力学性质试验、岩石抗剪强度试验、岩（体）石声波测试、钻孔水文地质试验、软弱夹层渗透破坏试验、土的渗透变形试验、岩石或夹层化学成分测试、喀斯特连通试验、静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验、载荷试验、旁压试验、岩体原位变形测试、观测现场岩体直剪试验、地应力测量、岩石显微镜鉴定、绝对年龄测定、十字板剪切试验等。水文地质调查与测试包括湖泊（水塘）调查、泉水（井）调查、地下水长期观测、平硐出水点记录、含水层描述、隔水层（相对）描述、地下水类型、承压水情况、水质分析基本成果、水中常见离子分析、水对混凝土侵蚀性判定等。工程地质问题包括地面变形调查、渗水（散浸）调查、管涌流土调查、砂沸调查、岸坡稳定性调查、埋藏决（溃）口调查、埋藏古河道（冲沟）调查、饱和砂土震动液化判别、渗透稳定问题、坝基抗滑稳定问题、坝肩抗滑稳定问题、坝基岩体压缩变形分析、溢流坝对下游冲刷问题、开挖边坡稳定性问题、水库渗漏问题、近坝地段水库渗漏问题、地基承载力问题等。工程地质条件调查包括水库移民建镇新址工程地质条件调查、建镇新址建筑适宜程度分区问题、水库库岸再造分析评价、工程地质分段、大坝工程地质条件、坝基岩体质量评价、坝基开挖处理建议、坝址防渗工程地质条件与评价、通航建筑物工程地质条件、围堰工程地质条件、地下洞室工程地质条件、防渗工程地质条件等。天然建筑材料调查包括土料调查、砂砾石料调查、块石料调查和人工骨料调查等，山地工程包括硐探、坑探和槽探等。资料整编包括数据资料的整理、图件的设计与编绘和地质报告的编制等［6～10］ 。以上这些内容在不同地区，对不同的水利水电工程，其工作内容会有所区别和增减。

2 水利水电工程地质工作内容的信息流分析

从上面的工作内容可以看出，水利水电工程地质工作的工作流程是一个从数据收集或收据采集工作开始，到数据整理或数据处理，再到编制图表和报告的过程。从信息流来看，这一过程是一个从数据源到数据管理，再到数据应用的过程，这个流程类似一个百流归海式河网状结构，各个数据源是河流的多个支流，支流汇集成流域级数据库或数据仓库并进行各项数据应用工作，流域级的多个干流（数据库或数据仓库）汇集成数据的海洋，形成全国水利水电工程的地质基础。这个基础需要有一个可以汇集多源数据的平台（标准化的公用数据平台），需要有能让数据汇集的通畅通道（数据接口和网络设计）和能让数据充分利用的多种技术和方法（多种应用系统）才能为后续的工程设计和工程施工提供强有力的数据与技术支持。

2.1 水利水电工程地质的数据源分析

水利水电工程地质的数据源是水利水电工程地质信息流的起点，主要包括工程选址调研数据等12类数据源。每类数据又可以细分为很多小类，如工程钻探数据又可以分为钻孔概况数据、钻遇地层数据、钻孔结构数据、钻孔岩芯质量数据、钻孔取样数据、钻孔试验数据、钻孔录像数据、钻孔小结数据等。而每个小类同时也包含了大量的数据，如钻孔概况数据就包括勘探阶段、钻孔编号、钻孔位置、钻孔目的、孔口x坐标、孔口y坐标、孔口z坐标、钻孔深度、地下水位、钻孔试验、覆盖层厚度、风化情况、岩芯获取情况、开孔日期、终孔日期、开孔孔径、终孔孔径、钻探单位、机长、记录员、校核员等数据。这些数据主要包括各类文字资料、图册、照片和多媒体类数据。依据其存储介质可以分为纸质资料和电子资料;依据时间可以分为历史数据（不同历史时期的数据）、状态数据（现阶段的状态数据）和影响数据（修建工程可能造成的现状改变后的数据）;依据空间性质可以划分为点、线、面、体等一维、二维和三维数据;依据数据表现形式可以划分为数字型、字符型［11］ 、图形型［12］ 和多媒体型数据。从数据管理角度，一般可以把这些数据划分为属性数据和空间数据两类。由此可见，水利水电工程地质数据具有数据来源多、数据种类多、数据层次多（可以从时空上划分为很多层次）、数据维数多（三维至四维数据）、数据应用主题多（可以用这些数据进行编制图件、进行工程分析与评价、编制各种报告、报表等）、数量巨大等多源、多量、多类、多层次、多维和多种应用主题等点源