地下水管理模型的建立步骤

如题所述

地下水管理是一个广义概念,从技术和经济意义上来说,地下水管理是通过某些工程措施或技术手段把一个或几个地下水流域(或地下水系统)的地下水和地表水联合起来,在满足一定的约束条件下,通过对决策变量的操作运行,使既定的管理目标达到最优,并确定出管理问题的最佳决策方案。这一整体过程可以通过管理模型的建立和运行来完成。因此,地下水管理模型的建立步骤应该包括管理问题的确定,基本资料的收集和分析,数学模型的建立和求解,管理方案的综合评价,最佳决策方案的实施,以及反馈信息的监测和调控等。其具体步骤见图10-1。

一、管理问题的确定

管理问题的确定包括以下几方面。

(1)确定管理目标:根据管理问题和要达到的目的,概括出地下水管理目标,同时还要确定出与此目标相关联的社会、经济、环境、法律等因素的相互制约和限制条件。目标可以是一个或多个,也可以是多层次或包含多重含义。

(2)确定管理区范围:管理区范围的大小,原则上应该是一个完整的地下水系统或水文地质单元。但有时也要考虑地下水管理的行政划分或特定管理需要来圈定管理区范围。

(3)选定管理期限:地下水管理期限的长短,应根据管理目标、资料精度、地下水模型及计算方法误差来选定。一般最长的管理期以不超过五年为佳。随着地下水管理模型的运转,管理区的社会、经济、自然条件和人为作用等也在不断变化,因此,管理模型必须在管理期内做定期的修正。当管理期需要延长时,则更需要对原有的管理模型进行全面检查和修正,方可在延长期内继续管理模型的运转,以保证模型的精确度和可靠性。

图10-1 地下水模型建立步骤框图

二、基本资料的收集和分析

这是地下水管理的基础,主要包括各种资料的收集和分析、整理及合理概化,并形成水文地质概念模型,以便为地下水管理提供可靠的信息。

三、数学模型的建立和求解

以水文地质概念模型为基础,对地下水系统的特征和运动规律作进一步研究,并建立地下水模拟模型,继而对地下水系统进行动态预报和优化管理。

(一)建立地下水流状态模拟和预报模型——地下水系统的模型化

建立地下水模拟模型并对地下水系统进行预报。模拟和预报模型可以对地下水水位、水量、水质运移规律及其变化特点等进行现状模拟和预报。

(二)建立管理模型——地下水系统的最优化

运用系统分析原理,综合考虑社会、环境、经济、法律等因素,在地下水系统模拟与预报模型的基础上,建立管理模型,求解并确定地下水资源开发利用的最优决策方案。

四、管理方案的综合评价

通过地下水管理模型的建立、求解和结果分析,可以得到若干个地下水管理规划的优化决策方案,或者是这些方案中的某几个方案的组合。但是,要决定哪一个或哪几个方案的组合是最合理可行的,则要从技术、经济、环境、社会、法律等方面的效益上对各个决策方案进行综合评价,论述其可行性,最终选定一个或几个最为理想的,并且在经济、环境和社会效益等几个方面达到最佳的决策方案,使其纳入地区整体水资源管理规划范畴,以便为地区国民经济建设服务。

五、决策方案的实施运行

要实现地下水管理规划最佳决策的各种效益,就要对管理规划方案进行实施和运行。在真正实施管理规划方案时,要涉及到技术、经济、社会、环境乃至法律和制度上的问题,而这些问题与管理区的工农业生产和人民生活有直接关系,所以在管理规划实施过程中,必须与地方政府密切联系,广泛听取当地人民的意见,积极争取他们的重视和支持,使地下水管理规划方案得以顺利实施。

六、反馈信息的监测调控

为了防止和纠正地下水管理决策方案偏离既定的管理目标,需要及时了解地下水系统所处的状态和变化情况。因此,在方案实施阶段,要对地下水管理模型运转结果进行监测,以便及时掌握各种反馈信息。地下水信息的捕捉方法,除了传统的人工监测、记录、采样分析方法外,目前已有获取、传输和处理地下水各种信息的自动或半自动化的成套设备,借助于计算机,可使获得的信息以文字、表格、图形等各种方式加以显示,并反馈给管理人员。这样,就可以及时地对地下水管理规划进行调整、补充、维护,使整个系统完善运行。

最后需要说明,以上地下水管理的基本工作步骤,仅是一般性论述,在具体应用时,还要根据具体情况有所侧重,有所变化。

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