《工业污染场地三维地质建模技术规范》

ICS点击此处添加ICS号

CCS点击此处添加CCS号

团体标准

T/CACE00X—2023

工业污染场地三维地质建模技术规范

Technicalspecificationforthree-dimensionalgeologicalmodelingof

严禁复制

industrialcontaminatedsites

（征求意见稿）

2023–XX–XX发布2023–XX–XX实施

中国循环经济协会发布

工业污染场地三维地质建模技术规范

1范围

本文件规定了工业污染场地三维地质建模技术的术语和定义、缩略语、基本要求、建模工作流程、

模型构建方法与质量检查及质量评价、模型成果管理、模型应用等内容和要求。

本文件适用于指导涉及工业污染场地修复相关方开展三维地质建模及其质量控制和成果验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB/T18894电子文件归档与电子档案管理规范

GB21139基础地理信息标准数据基本规定

GB/T30319基础地理信息数据库基本规定

GB36200土壤质量城市及工业场地土壤污染调查方法指南

GB36600土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）

GB/T41447城市地下空间三维建模技术规范

GB55018工程测量通用规范

GB50021岩土工程勘察规范

CH/T9017三维地理信息模型数据库规范

CJJ/T157城市三维建模技术规范

DZ/T0179地质图用色标准及用色原则(1∶50000)

HG/T20715工业污染场地竖向阻隔技术规范

HJ25.1建设用地土壤污染状况调查技术导则

HJ25.2建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则

HJ25.4建设用地土壤修复技术导则

HJ25.6污染地块地下水修复和风险管控技术导则

1

HJ/T164地下水环境监测技术规范

HJ/T166土壤环境监测技术规范

HJ493水质样品的保存和管理技术规定

3术语和定义

GB/T41447和HJ25.6界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

工业污染场地industrialcontaminatedsites

工业企业因生产、经营、处理、堆放或处置有毒有害物质等活动造成地下水或岩土体污染，对潜

在污染场地进行调查和风险评估后，确认污染危害超过生态环境和人体健康可接受风险水平的场地。

[来源：HG/T20715，2.0.1，有修改]

3.2

三维地质建模three-dimensionalgeologicalmodeling

利用工业污染场地的地勘工程资料、环境调查资料以及工业污染各类监测和修复设施资料，基于

三维数据结构模型，通过内插和外推，建立带有图元属性、地质属性和相互约束关系的场地三维地质

结构模型。

3.3

地层结构stratigraphicstructure

通过地质调查、地质勘探、岩石测试、地球物理勘探等多种技术方法获得的地层序列内岩层的叠

覆与堆积型式，包含不同地层单元的几何形状、厚度、产状、深度、孔隙度、岩石性质、岩层间的联

系和岩石性质的变化等信息。

3.4

主题数据库subjectdatabase

围绕场地三维地质建模对数据进行抽取、归并、存储和处理所获得的，可进一步对数据进行汇聚、

分类、分析和应用等操作的数据集合。

4缩略语

下列略缩语适用于本文件。

2

DEM：数字高程模型（DigitalElevationModel）

OBB：三维有向包围盒（OrientedBoundingBox）

TIN：不规则三角网格（TriangulatedIrregularNetwork）

5基本要求

5.1时空基准

5.1.1日期应采用公元纪年，时间应采用北京时间（UTC+8）。

5.1.2空间基准宜优先采用2000国家大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，

CGCS2000）和1985国家高程基准；确有必要时，可根据已有资料中的空间基准情况，统一采用同一其

它坐标系和高程基准，但应与CGCS2000和1985国家高程基准建立联系，可以进行转换。

5.2模型分类

按照建模对象，工业污染场地三维地质模型分为地层等地质体三维结构模型、污染监测修复设施

结构模型、污染物空间分布属性模型等。具有多种特征的对象，可使用多种模型的集合构成整体三维

模型。

按照模型表达形式，工业污染场地三维地质模型分为OBB、点元模型、线框模型、面元模型、结

构实体模型和体元模型。

5.3质量要求

5.3.1几何结构数据质量要求

工业污染场地三维地质模型用几何结构数据应符合下列要求：

a）几何结构数据应准确，符合实际地质地貌和工业污染地下监测设施场景；

b）几何结构数据应包括空间位置、大小、形状和比例数据；

c）几何结构数据应符合GB21139、GB/T28584、CJJ/T157和GB55018中相关的精度要求。

5.3.2属性数据质量要求

工业污染场地三维地质建模用属性数据应符合下列要求：

a）属性数据描述应准确，与实际对象和过程一致，各属性之间无矛盾和不一致；

b）属性数据应包括地质结构、水文地质参数、污染物特征等数据，可供不同场景下的研究、决策

和分析，数据采集及测试应按GB36200、GB36600、GB50021、HJ25.1、HJ25.2、HJ25.4、HJ

25.6、HJ/T164、HJ/T166，HJ493描述的方法；

3

c）属性数据管理应具备一定的数据完整性、可访问性和可追溯性。

5.3.3模型表达质量要求

工业污染场地三维地质模型表达应符合下列要求：

a）工业污染场地三维地质建模区域范围应与勘探工程控制的分布范围一致，依照场地勘探工程控

制的具体空间范围建立场地OBB；

b）地质体模型构建应表达地层、岩性及构造分布、水文地质单元特征，明确地层的空间展布、地

层间的层序和接触关系、受构造控制的状态等；

c）模型应具有自洽性，各个部分之间不存在矛盾和差异；

d）模型结果配色应参照DZ/T0179的要求。

6建模工作流程

6.1建模流程

工业污染场地三维地质建模的工作流程包括：工业污染场地三维地质建模需求分析、场地资料获

取与数字化、场地三维地质建模以及模型检查与修正。其工作流程图见图1。

工业污染场地三维地质建模需求分析

场地资料获取与数字化

地勘资料污染监测资料修复设施工艺资料

场地三维地质建模

场地三维地质建模主题数据库构建

场地三维地质结构模型和属性模型构建

模型检查与修正

图1工业污染场地三维地质建模流程

4

6.2工业污染场地三维地质建模需求分析

工业污染场地三维地质建模前，应分析工业污染场地地质结构、水文地质特征、污染源属性和空

间分布，明确数据源、模型分类、建模方法、模型质量及成果形式。

6.3场地资料获取与数字化

6.3.1场地资料获取

资料获取应包括场地地勘资料、地下水水位、流速和方向资料、污染物污染情况监测资料，以及

污染监测修复设施工艺结构设计资料。获取资料的方法主要包括实地调查、实时监测和数据库获取三

种方式。

6.3.2资料数字化

资料数字化过程中应确保数据的准确性、完整性、标准性和一致性，应符合CH/T9017、GB/T

30319规定的的要求。根据建模要求和资料的类型与特征进行数字化方法如下：

a)采用计算机编程自动提取或手工录入方式数字化钻孔柱状图和钻孔测斜数据，形成钻孔轨迹数

据表；

b)采用数字化软件对地质剖面图和地形地质平面图进行配准，编码数字化不同地层、断层等各类

地质界线，获得地质体几何轮廓线；

c)采用已有电子表格导入或手工录入数字化阻隔墙等污染修复设施工艺设计资料、地下水流以及

污染监测资料，获取修复设施三维几何结构数据和污染空间分布等各类属性数据；

6.4场地三维地质建模

6.4.1场地三维地质建模主题数据库构建

6.4.1.1工业污染场地三维地质建模主题数据库应为建模软件支持且相匹配的对象-关系型数据库系统，

存储地层结构、勘探工程、污染监测及修复设施结构等数据，包括空间信息、属性信息、时间信息等。

6.4.1.2几何结构数据通常以通用的空间点、线、面和体标准文件形式存储；属性数据按照不同属性

（如水文地质条件、土壤条件、污染物程度等）将数据归类，并建立对应的数据表。实现数据的统一

分类、标准化管理和多方共享。

6.4.1.3建成的数字化主题数据库其数据管理和存储应该具备导入导出功能、可扩展性、可恢复性等

要求。

6.4.2场地三维地质结构模型和属性模型构建

6.4.2.1地质体三维结构建模

5

针对场地内地层结构，基于地质勘探资料，根据钻孔轨迹数据生成已有钻孔轨迹线模型，使用与

地层的几何形态及接触关系、顶深、地层厚度、地层倾角、断层的分布形态、断距的大小等有关的参

数进行表征，构建断层、地层面模型或三维体结构模型。勘探工程模型与地层结构模型叠加显示，检

查钻孔、钻井与地层结构之间的关系是否一致。模型构建可参考已有的三维地质建模软件通过人工交

互方式进行，地层或断层界面也可以通过构建隐式函数地质曲面自动实现。

6.4.2.2污染监测修复设施结构建模

根据钻井数据及污染监测修复设施施工资料，基于线或体的形式构建监测井、注入井、抽水井、

阻隔墙等污染监测修复设施三维结构模型。

6.4.2.3污染物空间分布属性建模

在三维地质体结构模型的基础上，以地层为约束单独在目标层内离散化为网格进行污染物浓度插

值，基于体元构建工业污染场地污染物空间分布模型。

6.5模型检查与修正

工业污染场地三维模型可按照GB/T41447和GB50021规定的从建模的合规性、合理性、准确性、

完整性四个方面进行检查。不符合要求的应按照第7章描述的方法进行修正。

7模型构建方法与质量检查及质量评价

7.1模型构建方法

7.1.1地质体三维结构建模方法

7.1.1.1基于钻孔数据的结构建模方法

a)针对钻孔等地质勘探工程，通过钻孔轨迹数据，建立孔数据模型，获得勘探工程轨迹控制点的

位置，在三维场景中绘制勘探工程轨迹线模型,根据需要可采用空间插值算法生成虚拟钻孔；

b)钻孔、测井等三维模型采用基于孔数据的线状建模方法。将钻孔数据抽象为具有孔口坐标、测

斜数据、样品分析数据和岩性数据的孔数据模型，由建模软件自动生成勘探工程轨迹线三维模型；

c)根据不同地层属性进行钻孔数据分层，逐层构建地层上下表面，封闭曲面可选择TIN和边界表

示(B-Rep)数据结构模型；

d)进行相交层面的消除处理，使用与地层几何形态及接触关系、顶深、地层厚度、地层属性、断

层产状与标识等有关的参数进行表征，生成不同的断层、地层三维结构模型。

7.1.1.2基于地质剖面数据的线框建模方法

6

a)基于区域标准地层层序表，进行地质剖面概化处理，采用轮廓线法构建地质体三维模型。在构

造的约束下，应按照“确定地层单元-提取地层线-生成地层面-封闭地层体”的步骤建立地层模型，将

相邻剖面上同一地层或断层的轮廓线依次连接形成不同界面；

b)通过修改轮廓线、加密轮廓线、添加人工控制线等方法，处理相邻剖面地质体的对应、拼接和

分支等问题，并对其进行验证和编辑；

c)通过对相同地质体的轮廓线连接生成地质体线框模型，以地质体界面或空间坐标范围建立约束，

在约束范围内充填生成地质体三维结构实体模型。

7.1.1.3基于地形地质平面数据的表面建模方法

a)具有地形地质图的地质建模区域，可基于地面高程点位置数据构建DEM模型，采用规则格网

（GRID）和TIN方式构建地形表面；

b)根据地层界线、地层产状信息经过内插处理生成地层面，根据断层界线、断层产状信息生成断

层面；

c)基于建模的三维边界、地层面和断层面，生成断层和地层结构三维模型。

7.1.1.4融合多源数据的结构建模方法

当地质建模区域具有钻孔数据、剖面数据和平面数据多种数据时，可融合多种数据源进行建模。

基于地质平面与剖面数据结合的建模方法，构建地质体三维结构模型，采用地质钻孔数据建模，对模

型进行细化和修正。

注：基于多源数据建模发生冲突时，应根据数据源的优先级高低进行处理。各数据源的优先级由

高到低分别为地质钻孔数据、地质平面数据、地质剖面数据。

7.1.2污染监测修复设施结构建模方法

具有监测井、注入井、抽水井、阻隔墙等污染监测修复设施的区域，根据不同设施，采用点、线、

面、体方式建模，建模方法如下：

a）根据监测井、注入井、抽水井的中心位置和井的直径以及深度，分别构建监测井、注入井、抽

水井模型。监测井、注入井、抽水井采样模型，若需精细展示井的大小，应以井的中心位置为圆心，

建立圆柱体模型；若仅需展示各监测修复设施的位置关系，采用线状进行表示，在平面上抽象为点；

b）根据阻隔墙范围建立OBB，可离散化为立方体单元的形式进行表示，按照实际尺寸构建阻隔墙、

虚拟阻隔墙模型，根据实际数据确定阻隔墙的位置。

7.1.3污染物空间分布属性建模方法

7

工业污染场地污染物空间分布属性建模宜采用基于场地监测数据建模方法，建模方法如下：

a）一般选择体元（四面体或六面体）建模方法，主要通过三维地质结构实体模型离散化为体元模

型，按体元属性建模的方法实现，根据不同层位建模精度的要求，设置体元大小；

b）将数据经过去除错误和噪音，填补缺失的数据处理后，转换为合适的格式，根据不同属性建模

的要求，逐步完成体元属性赋值；

c）单一的属性值应采用直接赋值法，随空间位置变化的属性值宜通过插值赋值。插值方法可根据

原始数据的特点和具体需求进行选择，插值方法有自然邻点插值法、距离幂次反比法、趋势面插值法、

样条函数插值法、离散平滑插值法和克里格法等，也可采用统计模型或机器学习方法建模预测属性；

d）处理各属性区域的颜色、数据显示方式；

e）建模完成后，应对各个监测数据进行检查，判断取值范围是否能够达到建模目的、分布规律与

地质认识是否一致。

7.2模型质量检查

7.2.1工业污染场地三维地质模型检查之前，应做好数据清单、建模数据、记录和成果等相关资料的

准备工作。

7.2.2工业污染场地三维地质模型合规性检查主要包括：建模任务要求、基础数据整理、建模过程方

法、模型检查修正等内容。

7.2.3工业污染场地三维地质模型合理性检查，可采用三维视图、随机剖面、等值线视图等方式。检

查主要包括：工业污染场地三维模型与实际场地的对应情况，工业场景的位置和各类设施结构、各类

地质界线形态特征、空间展布、边界范围、产状和相互制约关系等，各类地质实体形态、边界和相互

关系等。污染物空间分布三维模型与监测井数据的对应情况，模型属性的取值范围、统计特征等。

7.2.4工业污染场地三维地质模型准确性检查应包括：模型质量检查，以及模型与基础数据、分析数

据的一致性检查，可采用目测、量测、统计等方法。

7.2.5工业污染场地三维地质模型完整性检查应包括：模型建模范围、建模资料齐全性、数据处理和

入库完整程度、模型元素连续完整性、属性模型值不为空等。

7.2.6模型质量检查的结果应作记录，对检查后不符合要求的部分，应通过补充数据、添加约束等方

法完善工业污染场地三维建模主题数据库，并对模型进行编辑与修改。

7.3模型质量评价

8

7.3.1应评价数据结构模型和建模方法是否符合具体的工业污染场地三维建模任务，是否达到结构模

型和属性模型的质量要求。

7.3.2应评价地质界面模型与实际地质界面趋势的一致性，模型地质界面与实际分层数据的吻合性。

7.3.3应对应监测数据，评价属性插值是否超出边界取值范围、分布规律与地质认识是否一致。

7.3.4应参考场地资料，对照建模的合规性、合理性、准确性、完整性四个方面的质量检查进行评价。

8建模成果管理

8.1建模成果说明书

工业污染场地三维地质建模完成后，应编写工业污染场地三维地质建模成果说明书，包括但不限

于以下内容：

a)地质模型名称；

b)原始资料情况；

c)工业污染场地三维地质特征；

d)建模软件和方法；

e)建模成果（需求分析报告、数据库、结构模型、属性模型及模型应用等）；

f)工业污染场地三维地质模型元数据（建模单位、建模人员、建模时间、空间参照系等）；

g)模型的质量控制及验证结果；

8.2模型管理与维护

8.2.1工业污染场地三维地质建模的主题数据库和模型宜采用版本管理的方法，包括时序版本和建模

版本。

8.2.2应根据勘查数据的形成时间，在工业污染场地三维地质建模的主题数据库中建立不同时间段的

数据集合，一个时间段的所有数据构成一个时序版本，每个时序版本是独立的。

8.2.3建模版本的数据可来自于不同的时序版本，即从不同时序版本或依据空间不同地质条件约束选

取建模数据集合（三维地质体建模主题数据库）。

8.2.4历史模型管理，应以时间区分不同批次的历史模型，可以加载不同时间点的模型，实现三维历

史模型的管理与回溯，能够再现局部地区的污染过程和修复过程等系列演变过程。

8.2.5三维模型数据与建模成果报告经检查合格后，应及时存放于安全的介质中，便于查询和进一步

完善模型时使用。对涉密的电子文件应进行加密处理。

9

8.2.6工业污染场地三维地质建模数据和成果应按照有关规定归档，归档应符合GB/T18894要求。

9模型应用

9.1剖切分析

9.1.1根据污染场地结构特征和业务分析需求，通过垂直切片、水平切片、属性切片等方式对场地模

型进行可视化处理，并且制作任意位置的剖面图、水平切面图、属性专题图。

9.1.2根据场地污染情况，通过局部范围剖切提取，进行修复工程设计。

9.2空间分析

9.2.1通过空间统计分析、空间数据挖掘和污染物迁移扩散规律分析，对工业污染场地三维模型进行

空间与属性数据的一体化描述、组织、管理和应用。

9.2.2通过空间交互分析，针对工业污染场地三维模型进行空间数据和属性数据的双向查询、显示和

输出。

9.3三维数值模拟

9.3.1基于工业污染场地三维地质模型的体元结构，确定污染源位置，确定渗透系数、弥散系数、孔

隙度等地下水渗流和污染物迁移的相关信息，建立土壤-地下水污染物迁移转化模型，开展污染物迁移

过程三维数值模拟。

9.3.2利用地下水流动模型结合多种数值求解方法，对场地的地下水的流向、流量、流速等进行预测

模拟。

9.3.3基于污染物迁移转化模型及多