邢台市地下水压采效果动态评估模型与系统研究

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地下水是水资源的重要组成部分,目前对地下水的超采引发了诸如地面沉降、海水入侵等生态环境问题,制约水资源的可持续发展。近年来,国家对地下水超采综合治理及压采效果评估工作予以高度重视。本文以地下水超采综合治理重点地区邢台市为研究区域,在分析历年地下水变化特征及其影响因素基础上,构建基于地下水模拟系统(Groundwater Modeling System,GMS)的地下水数值模拟模型,根据多因素影响及不同情景模拟地下水埋深变化情况。采用数据库、组件及可视化仿真等技术研发了地下水压采效果动态评估系统,基于系统实现地下水评估过程的流程化与可视化,为地下水综合治理提供技术支撑和决策支持。本文取得的主要研究成果如下:(1)剖析了邢台市地下水变化特征及其影响因素。采用克里金空间插值、趋势检验、数理统计等方法分析了地下水变化特征,采用多元线性回归、灰色关联分析、随机森林等方法分析了地下水埋深变化的主要影响因素。结果表明:邢台市地下水呈现西北埋深较深,东南埋深较浅的总体趋势,每年6月为地下水埋深最深时期,7-9月埋深回升,10-12月埋深较为稳定。地下水埋深变化的主要影响因素为降雨量和地下水开采量。(2)建立了基于GMS的邢台市地下水数值模拟模型。基于GMS对研究区域进行边界条件概化,源汇项及参数处理,并对模型进行参数率定。基于验证后的模型对2021-2030年多因素影响下的地下水埋深变化进行模拟,分析了稳定开采和综合治理两种开采方案下地下水埋深的变化情况。结果表明:地下水埋深总体呈回升趋势,2021年邢台市地下水埋深平均回升3.86m,2030年若保持开采量128.15亿m3,则地下水埋深会有所降低。稳定开采会导致地下水埋深的持续下降,而实施引水压采等治理措施则埋深呈现回升趋势。(3)研发了邢台市地下水压采效果动态评估系统。采用数据库、组件、空间插值以及可视化仿真等技术,构建了地下水压采效果动态评估系统,以邢台市为研究区域对系统进行应用,实现了地下水埋深动态评估及目标变幅打分评估,并将结果进行可视化展示。以2018年为例对邢台市地下水埋深变化情况进行评估,结果表明:邢台市实际埋深变幅小于目标变幅,评估结果为优秀,即达到压采目标。
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