本发明涉及结构重建技术领域，尤其涉及一种岩溶型空洞地层三维等效多孔介质模型建立方法，包括以下步骤：步骤1、获取岩溶型空洞地层不同断面的二维断面图像；步骤2、基于岩溶空洞二维参数识别模型识别所述二维断面图像中的二维孔隙参数，对所述二维孔隙参数进行等效处理，得到等效二维孔隙参数；步骤3、基于概率分析方法将等效二维孔隙参数转化为三维孔隙参数；步骤4、利用所述三维孔隙参数重构生成三维等效多孔介质模型；本发明保证了模型建立的高效性，通过概率转化方法有效地将二维岩溶空洞参数直接用于三维模拟，准确地反映了三维岩溶空洞的分布情况。