[發明專利]一種利用回歸分析確定地下水控制水位的方法在審

申請號：	201410312167.1	申請日：	2014-07-01
公開（公告）號：	CN104091063A	公開（公告）日：	2014-10-08
發明（設計）人：	張偉;李華	申請（專利權）人：	天津市水文水資源勘測管理中心
主分類號：	G06F19/00	分類號：	G06F19/00
代理公司：	天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101	代理人：	李鳳
地址：	300061***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用回歸分析確定地下水控制水位方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及確定地下水控制水位的方法，具體說，是一種利用回歸分析確定地下水控制水位的方法。

背景技術

“水位”在地下水領域具有重要意義和作用，是水文地質計算、地下水資源評價的關鍵指標，也是影響地下水環境的關鍵因素，一直作為地下水技術工作的主要內容之一。隨著地下水管理問題不斷復雜化，在2007年前后有學者提出地下水水位與水量“二元管理”理念；到2012年，國務院《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發【2012】3號)，在“嚴格地下水管理和保護”中，明確提出“加強地下水動態監測，實行地下水取用水總量控制和水位控制”，標志著“水位”成為地下水資源管理的重要指標之一。隨后“控制水位”概念及其確定方法擺到地下水資源管理者面前，成為需要迫切解決的難題。地下水控制水位可以定義為“約束條件下的水位值”，是指具有明確物理概念的一系列水位值的總稱，是對應于地下水不同開發利用狀態的一系列水位值，或者說是對應于地下水不同開采量的一系列水位值，可用“藍線水位”和“紅線水位”描述地下水資源的管理目標。傳統的地下水研究領域確定“水位”的方法很多，包括：地下水滲流數值模型法、灰色預測模型法、時間序列預測法、回歸分析法、水均衡法等，但是很少涉及如何確定“控制水位”，而針對不同的地下水開發利用目標，“控制水位”的目標將不同，實現“控制水位”的約束條件也不同。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種科學確定地下水控制水位的方法，該方法可為區域地下水資源的合理開發利用與規劃提供參考依據，具有簡便和實用的特點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種利用回歸分析確定地下水控制水位的方法，包括以下步驟：

(1)建立地下水數值模型；

(2)利用地下水數值模型反演一定應力期的地下水開采量；

(3)建立地下水水位與開采量、開采量與沉降量和水位與沉降量關系式；

(4)確定地下水開發利用方案；

(5)確定地面沉降約束條件及沉降量分配方案；

(6)利用水位與開采量和水位與沉降量關系式，依據開采量和沉降量分別確定控制水位。

具體地說，本發明采用下述技術方案：

步驟一：建立地下水數值模型：

地下水流—地面沉降耦合模型可以概化為三維、非均質水平各向同性的非穩定地下水流和一維垂向壓縮土體模型，可用以下微分方程的定解問題來描述：

式中：Ω－滲流區域；h－地下水系統的水位標高(m)；K－含水介質的水平滲透系數(m/d)；K_z－含水介質垂向滲透系數(m/d)；ε－含水層的源匯項(1/d)；q－總壓縮釋水量(1/d)；q₁－非滯后壓縮釋水量(1/d)；h₀－系統的初始水位分布(m)；S－自由面以下含水層儲水率(1/m)；Γ₀－滲流區域的上邊界，即地下水的自由表面；μ－潛水含水層在潛水面上的重力給水度；p－潛水面的蒸發和降水入滲強度等(m/d)；Γ₁－滲流區域的一類邊界；Γ₂－滲流區域的二類邊界；Γ₃－滲流區域的三類邊界；Γ₄－非滯后壓縮含水層區域；Γ₅－滯后性壓縮粘土區域；K_n－邊界面法線方向的滲透系數(m/d)，n－邊界面的法線方向；h_r－三類邊界水位標高(m)；σ－三類邊界的阻力系數(d)；△b－非滯后壓縮量，b－非滯后壓縮層厚度；S_sk－骨架儲水率(1/m)(當水位低于前期最低水位時，該參數為S_skv－非彈性骨架儲水率，當水位高于前期最低水位時，該參數為S_ske－彈性骨架儲水率)；h'－滯后粘性土層水位(m)；S′_s－滯后粘性土層儲水率(1/m)；－滯后粘性土層垂向滲透系數(m/d)；Δb₀-初始沉降量(m)。