1.预报模型环境设置
经过识别的含水层数值模拟模型，虽然已对客观水文地质实体达到仿真，但还不能直接当作预报模型使用。因为模型未来的状态变化并非全由开采地下水所引起，还与模型未来的环境因素变化有关。所以，需要将地下水未来开采运行期间的各种环境因素设置在数值模型上，建立地下水数值预报模型，以进行地下水开采预报。
制约模型未来状态变化的环境因素包括自然环境因素和人为环境因素。在模拟模型已经仿真的前提下，数值预报模型的正确性主要取决于模型未来环境因素设置的合理性。因此，建立地下水数值预报模型，要求先对模型未来的环境变化做正确的处理。
地下水未来开采运行期间人为环境因素的变化，基本上能够事先预见或可以人为规划。但其自然环境因素的变化却带有某种程度的随机性，目前只能对其不同频率的特征值做出预测，而不能预测其出现的具体时间。基于这种原因，所谓地下水数值预报模型，实际上只能预报各种典型水文年的水资源状况，却不能预报典型年出现的具体时间和具体到某一年的水资源状况。
对于模型未来的自然环境变化，目前尚无法作出准确的长期预报。因此根据历史上较长系列的观测资料，采用历史重现法来设置，即认为历史上曾经出现过的各种情况，今后还会出现。按历史重现法，从东山降水量系列资料中，选取一段有代表性的包括丰、平、枯等各种典型年逐月降水量系列，并且使其系列的平均值不偏离历史观测系列的平均值。以此作为预报模型的水文环境。其中包括历史上曾经观测到的对长期开采地下水最为不利和对矿井开采最为有利的最枯年和连续枯水年，以考验开采资源量的可靠性；也包括对开采很有利的和对矿井开采最为不利的丰水年。
据此，从东山31年的降水资料中选取1968～1977年逐月降水量观测系列，其平均值为443.92mm，接近多年平均值440.4mm，并且包括近30年中最枯年（1972年215.5mm）和最丰年（1969年749.1mm），在预报中每月累计降水量不到20mm者，计为无效降水量。
2.预报方案
由于东山岩溶水地区既包括枣沟和观孟前水源地，又包含东山煤矿，因此，地下水的预报考虑水源地开采和东山煤矿的安全开采两个方面。
（1）水源地开采的预报包括四个方案：① 在水源地开采量和煤矿突水量维持在目前不变的条件下，预报各典型年地下水位状况。② 在水源地开采量和煤矿突水量维持在目前不变的条件下，按以上设置的降水量，预报10年间地下水位的变化状况和10年末的地下水流场。③ 考虑到未来需水量的增加，在枣沟水源地增采30000m3/d时，预报10年间地下水位的变化状况和10年末的地下水流场。④ 考虑到未来需水量的增加，在观孟前水源地增采30000m3/d时，预报10年间地下水位的变化状况和10年末的地下水流场。
（2）东山煤矿安全开采的预报方案：由于奥陶系灰岩含水层水位高，水头压力大，要保证530水平15＃煤的安全开采，就必须对下伏奥陶系灰岩含水层实施疏水降压。水压必须降到安全水头以下。
根据突水系数公式进行计算，安全水头：
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式中：P为隔水底板承受的静水压力（MPa）；M为隔水层有效厚度（m）；C为突水系数，每米隔水层允许承受的水压力（MPa/m）。
由上公式可计算出理论安全水头压力，然后换算出安全水位。根据中华人民共和国国家标准《矿区水文地质工程地质勘探规范》［152］，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06，为安全起见，本次预报取0.05。由东山煤矿750下山18个钻孔资料，15＃煤底板至奥陶系灰岩顶面，间距最大者101.53m（M5），最小者63.53m（B9），考虑到向深部变厚，15＃煤隔水底板厚度取70m，参考《山西省太原市东山煤矿750下山矿床水文地质勘察报告》，扣除15＃煤矿压破坏底板有效厚度10m，有效防水厚度取60m，奥陶系灰岩顶板标高为460m，由上式计算可承受的安全压力为3.0MPa，安全水头为300m，安全水位为760m。
本次预测是对开采范围内水位降到安全水位以下的疏降水量及疏降范围内的水位进行预测，同时也包括不同疏降量条件下，水位降到安全水位以下所需的时间。降水量取多年平均值。
3.预报结果
（1）水源地开采预报结果：① 在水源地开采量和煤矿突水量维持在目前不变的条件下，预报各典型年典型地段地下水位下降值见表6-6。② 在水源地开采量和煤矿突水量维持在目前不变的条件下，按以上设置的降水量，预报10年间地下水位的变化状况和10年末的地下水流场见图6-15、图6-16。③ 考虑到未来需水量的增加，在枣沟水源地增采30000m3/d时，预报10年间地下水位的变化状况和10年末的地下水流场见图6-17、图6-18。④ 考虑到未来需水量的增加，在观孟前水源地增采30000m3/d时，预报10年间地下水位的变化状况和10年末的地下水流场见图6-19、图6-20。
图6-15 现状开采条件下预报10年间地下水位变化曲线
图6-16 现状开采条件下预报10年末地下水流场图
图6-17 枣沟水源地增采30000m3/d时，预报10年间地下水位变化曲线图
图6-18 枣沟水源地增采30000m3/d时，预报10年末地下水流场图
图6-19 观孟前水源地增采30000m3/d时，预报10年间地下水位变化曲线图
图6-20 观孟前水源地增采30000m3/d时，预报10年末地下水流场图
水源地开采预报（b）～（d）计算结果见表6-7。
表6-6 典型年典型地段地下水位降深值
表6-7 不同开采条件下，10年末地下水水位降深表
（2）东山煤矿安全开采的预报方案结果：其预报结果见表6-8和图6-21～26。
表6-8 安全预报结果表
图6-21 疏干量80000m3/d，10年间地下水位变化曲线
图6-22 疏干量80000m3/d，10年末地下水流场图
图6-23 疏干量50000m3/d，15年间地下水位变化曲线
图6-24 疏干量50000m3/d，15年末地下水流场图
图6-25 疏干量26000m3/d，20年间地下水位变化曲线
图6-26 疏干量26000m3/d，20年末地下水流场图