地下水基于水資源優化配置的可開采量

王列娟

【摘要】隨著社會的全面發展，地下水基于水資源配置的優化十分關鍵。其不僅能夠讓水資源配置得到全面的更新，還能讓開采量得到良好的控制。本文主要針對地下水基于水資源優化配置的可開采量進行分析，并提出了相應的優化措施。

【關鍵詞】地下水；水資源；優化配置；可開采量

近年來，由于地下水開采便利，供水穩定以及水質優良等特點被作為廣泛的優質水源進行開采。但是，由于城市化進程的不斷推進，人們對于水資源的需求急劇增加。為了保障社會經濟的快讀穩定發展，對地下水進行長期不可理的開采，以至于出現了一系列的生態環境問題。其中較為突出的是地下水位下降，海水入侵地下水，甚至出現地標沉降的現象。隨著人們對于經濟社會可持續發展認識的進一步深入，地下水的合理開采也得到了廣泛的關注。

一、地下水資源優化配置的基礎分析

我們現有的地下水資源開發利用模式主要是對地下水自然資源進行人工開采，形成獨具特色的二元水循環系統。水資源的開發利用系統往往導致地下水資源的補排關系發生一系列的變化[1]。例如，人為的控制地表水的儲存能力對于地下水的補排有極大的影響。再者，通過新型的節水灌溉方式的推廣也可以為地下水補給提供優勢。因此，對于地下水資源的優化配置問題，基準年計算地下水的方式往往難以滿足規劃年的地下水可供給水量，對于地下水的合理開發利用并不能起到指導性建設。所以，為了能夠讓地下水水資源配置體系得到全面的優化，需要對其開采量進行的比例進行良好的配置。從而讓地下水資源得到科學合理的應用。

二、水資源優化配置的模型選擇

由于地表水供給不充分，地下水的大量開采，已經造成連年超采的現象[2]。并且伴隨著無序開荒的土地耕種，更是對水資源造成了極大地浪費。因此，要解決我國的水資源問題，不能簡單的從節約用水修建蓄水工程來實現，我們更應該多方面考慮，從水資源的產業鏈結構以及水資源的管理政策等非工程性的方案上面想辦法，利用先進的計算方式對歲資源的開采量進行計算，以此來全面的優化水資源配置。

2.1配置體系的構建

首先，根據分析不同水平年的國民經濟以及生態需水數據以及長系列的資料的前提下，對供水凈化效益的最大以及損失水量最小的目標函數進行求解。其中，在計算的過程中，要以水資源分區套行政區作為最基本的計算單元。同時，通過人工開采自然水資源的二元水循環模式作為平衡水量關系的基礎約束條件。最后，利用專門的軟件系統對模型進行系統的求解[3]。通過對比方案，選擇出最佳的推薦方案。在進行水資源配置體系的優化過程中，可以利用Windows GAMS2.5軟件對模型體系進行基礎的計算。

2.2地下水數值模擬模型的選擇

對于地下水數值模擬我們采用地下水水流和溶質移動模型來進行操作。并通過該模型對地下水的特性進行模擬以及地下水水流評價。其中，該模型描述潛水非穩定三圍地下水流的偏微分方程組為：

從方程組中我們可以看到Г2為二類邊界；Г3為自由面。其開采量也隨著地下水的變化而發生變化。

地下水水流和溶質移動模型主要用于多年降、徑流、蒸發、供用水以及地下水位監測等數據的識別和模型驗證。在規劃年水資源開發利用格局中起到重要的作用。該模型利用有限的單元法將數字模型的空間將有限元方程按照全隱式有限差分格式進行定向的離散化，最終簡化微分方程。這種方式使得計算求解更加快捷簡單。

為了進一步提高水資源開發利用格局來改變情形下的地下水評價景區以及水資源優化配置的可靠性，本文將單獨求解運算的歲資源優化配置模型和地下水數值模擬模型進行有機的結合。在兩個模型中的公用數據以及參考信息的反饋通過耦合迭代計算可以更好的實現共享以及確保數據的準確性。

三、地下水基于水資源優化配置的可開采量分析

為了進一步提高水資源開發利用格局來改變情形下的地下水評價景區以及水資源優化配置的可靠性，本文將單獨求解運算的歲資源優化配置模型和地下水數值模擬模型進行有機的結合。在兩個模型中的公用數據以及參考信息的反饋通過耦合迭代計算可以更好的實現共享以及確保數據的準確性。

3.1建立模擬數據的相互關系。

地下水資源的開發利用量對各行各業的水資源分配起到重要的作用。同時，對于水資源的優化配置模型也起到一定程度的約束作用。反之，水資源的優化配置模型也為各行業各的用水量以及地表水的取水量起到決定性作用。測量實際參數然后將參數輸入兩個模型中，通過計算后的輸出數據相互起到制約的作用。

3.2建立科學的地下水開采量評價方式。

通過對規劃年的需水方案進行科學地規劃，將規劃年的開水量作為可開采量，實現地下水采補平衡。由于地區的地下水開采量嚴重超采，我們可以采用一下方式進行逐漸改善。第一，對規劃年的超采量進行逐年減少。第二，對于地下水水位的降幅進行嚴格控制，保障降幅不超過含水層厚度的三分之一。第三，所有的地下水開采工作都要以不引起生態環境地質問題為前提。

3.3水資源優化配置模型的計算流程

對地區的現有水資源條件、當地的水資源地質條件、以及地下賀歲補徑條件進行深入的研究分析，并且和基準年的數據進行對比，計算出現有的地下水資源流量以及開采量。

通過對地區的現有發展規劃需求進行分析，建設不同的節水方案以及水資源優化配置的發展模式。

將不同的水資源優化方案輸入結合后的計算模式中，通過反復試驗與計算得到最優水資源優化配置方案以及地下水開采方案。

四、結語

在進行地下水資源配置體系的優化過程中，需要結合實際情況，采用多種不同的方式對其配置體系進行結構的優化，并結合相關的參數進行全面的計算。通過對水資源的開采量進行科學的計算和研究，來降低我國的水資源的超采現象。實現水資源的可持續發展的同時來實現我國社會經濟和生態環境的可持續發展。為我國地下水資源的合理利用做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]周志芳，鄭虎，莊超.論地下水資源的永久性消耗量[J].水利學報.2014（12）

[2]張展羽，司涵，馮寶平，胡超，呂夢醒.缺水灌區農業水土資源優化配置模型[J]. 水利學報.2014（04）.

[3]程軍蕊，王侃，馮秀麗，王益澄.基于GIS的流域水質模擬及可視化應用研究[J].水利學報.2014（11）