[發(fā)明專利]一種計算地下水超采區(qū)地下水位埋深的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010360419.3
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111539121B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉;林錦;姜蓓蕾;黃修東;龍玉橋;萬毅;韓江波;閔星
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F18/2431;G06F18/2433
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴志平

本發(fā)明公開了一種計算地下水超采區(qū)地下水位埋深的方法，包括以下步驟：對于近似呈現(xiàn)倒圓錐漏斗形狀的地下水超采區(qū)，判定其超采區(qū)漏斗擴展方式為等水力梯度方式、等面積方式和中心水位穩(wěn)定方式中的一種；根據(jù)判定的超采區(qū)漏斗擴展方式，采用對應的圓錐體相關(guān)數(shù)學公式計算地下水位埋深。本發(fā)明能夠簡單、高效地計算出超采區(qū)中心地下水位埋深或者具體某一位置的地下水位埋深。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下水資源研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種計算地下水超采區(qū)地下水位埋深的方法。

背景技術(shù)

地下水的持續(xù)過度開采會導致地下水位的不斷下降，形成地下水超采區(qū)，地下水超采區(qū)治理修復是當前水資源保護的重要任務。在超采區(qū)治理修復工作中，超采區(qū)范圍內(nèi)的地下水開采量和地下水位埋深是兩個重要的量化指標。在實際工作中，由于地下水位監(jiān)測設(shè)施覆蓋不全面，通常需要建立地下水位埋深與開采量與之間的定量關(guān)系，然后根據(jù)地下水開采量間接推求計算地下水位埋深。根據(jù)超采區(qū)域特點的不同，諸如回歸分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)值模擬等眾多方法都廣泛應用于地下水位埋深計算。其中，最常用、最基本的方法是水均衡法。

水均衡法也稱為水量平衡法或水量均衡法，是地下水資源研究領(lǐng)域中最常用、最基本的方法。具體技術(shù)方法如下：

在計算時段內(nèi)，除地下水開采量外，如果可忽略其它各均衡要素的變化，則水均衡方程可直接表示為：

Q₀＝μ₀ΔV???(4)

式(4)中：Q₀為時段內(nèi)區(qū)域地下水開采量，μ₀為含水層給水度參數(shù)，ΔV為時段內(nèi)增加的疏干含水層體積。

進一步，求出時段末平均水位埋深為：

式(5)中，為時段末平均水位埋深，為時段初平均水位埋深，A為超采區(qū)面積。

現(xiàn)有的水均衡計算方法可以對地下水超采區(qū)范圍內(nèi)的平均水位埋深進行計算，但是無法計算超采區(qū)中心的最大地下水位埋深或者具體某一位置的地下水位埋深。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種計算地下水超采區(qū)地下水位埋深的方法，能夠簡單、高效地計算出超采區(qū)中心地下水位埋深或者具體某一位置的地下水位埋深。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種計算地下水超采區(qū)地下水位埋深的方法，包括以下步驟：

對于近似呈現(xiàn)倒圓錐漏斗形狀的地下水超采區(qū)，判定其超采區(qū)漏斗擴展方式為等水力梯度方式、等面積方式和中心水位穩(wěn)定方式中的一種；

根據(jù)判定的超采區(qū)漏斗擴展方式，采用對應的圓錐體相關(guān)數(shù)學公式計算地下水位埋深。

優(yōu)選的，判定超采區(qū)漏斗擴展方式的根據(jù)是地下水超采強度空間分布的不同。

優(yōu)選的，當漏斗區(qū)域內(nèi)超采強度普遍較大時，可將漏斗擴展方式判定為等水力梯度方式。

優(yōu)選的，當超采區(qū)漏斗擴展方式判定為等水力梯度方式時，采用公式(1)計算地下水位埋深：

式(1)中，H為時段末漏斗中心水位埋深，h為時段初漏斗中心水位埋深，Q為時段內(nèi)漏斗區(qū)地下水開采量，I為時段初漏斗區(qū)側(cè)向水力梯度，μ為漏斗區(qū)平均給水度。

優(yōu)選的，當漏斗區(qū)域內(nèi)超采強度普遍較小時，可將漏斗擴展方式判定為等面積方式。

優(yōu)選的，當超采區(qū)漏斗擴展方式判定為等面積方式時，采用公式(2)計算地下水位埋深：

H＝h+3QI²/πμh²???(2)