梨树县地下水开采潜力预测研究

董海超

【摘 要】采用开采系数方法，将开采系数作为反映地下水开采潜力的因子，对梨树县各分区的年地下水开采潜力进行评价；分析开采系数的主要影响因素，以主要影响因素作为自变量，以开采系数作为因变量，利用已有的观测系列建立各分区的开采系数回归方程；最后得出各分区的开采系数回归方程，以预测该地区未来开采系数。

【关键词】开采系数；开采潜力；回归方程；梨树县

0.引言

地下水潜力是指一个特定地区，一定评价深度内，在一定技术经济条件和环境约束下的地下水可增加的利用量，包括开采潜力和利用潜力两个方面。根据这一定义，地下水潜力可从现状潜力、环境潜力和技术经济潜力三个方面进行综合评价。地下水开采潜力是通过开采系数CK来反映的，CK= ，普遍认为地下水的开采潜力与地下水的实际开采量和允许开采量有关，且与研究区地下水的实际开采量成正相关关系，与地下水的允许开采量成负相关关系。

梨树县位于吉林省西南部，地处东北松辽平原腹地，地理坐标为东经123°45′-120°53′、北纬42°49′-43°46′。南与辽宁省西丰、开原两县及四平市接壤，北与辽河农垦管理区相邻，北、西隔东辽河与公主岭市、双辽市相望，西毗辽宁省昌图县。吉林省第二大水库二龙山水库就坐落在梨树县石岭镇境内十公里处。

1.回归方程的建立

基于对地下水开采潜力影响因素分析，本次预测采用如下二元非线性回归方程：

1.1降水量的统计

研究期2000-2009年间梨树县的降水量低于历史平均水平，属于连续枯水年。本次建立回归方程应用梨树县的年平均降雨量，因本次研究区的范围较小，认为各个分区的降水量没有改变，均采用年平均降水量（表1）。

1.2开采期地下水水位最大降差△S统计

对地下水水位观测井进行分区统计，共统计潜水井16个，承压水井11个，各分区内参与统计计算的潜水、承压水常观井编号及各井在各分区内的位置

统计出2000-2009年分区内各井的五日观测水位埋深表中主要开采期4-10月份水位最大埋深值、最小埋深值，求出各井开采期地下水水位最大降差△S值。（如表2）

2.回归方程的确定

确定回归方程的待定系数，首先将所建立的二元非线性回归方程线性化，将μ作为一个整体变量，即变为一元线性回归方程，自变量为μ，因变量为CK，变量的变化情况如下表3、表4所示。

对各个分区的变量做线性拟合，得到各分区的线性拟合图和回归方程形式如图1、2、3所示：

从图中可以看出：Ⅰ区回归方程为CK=0.102μ+0.154；Ⅱ区回归方程为CK=0.288μ+0.383；Ⅲ区回归方程CK=0.189μ+0.191。

3.回归方程的检验

回归性方程建立后的一项重要工作即是其可靠性的检验，只有可靠性较高的回归方程才能够应用于实际的生产生活中，可靠性不够的方程并没有实际的应用价值。回归方程可靠性检验的最主要指标有拟合优度R2和标准误差（或残差平方和），拟合优度值越大，标准误差值越小说明回归方程拟合越好，可靠性越高。

3.1可靠性参数精度要求

本次研究区梨树县，为县级单位，且地下水水位埋深监测数据系列较短，用于线性回归分析的数据不够充分，仅有10组，数据系列都位于降水量较少年份，代表性不高，故对其可靠性的精度要求降低，针对这些实际问题，研究区回归方程的可靠性分级要求。

3.2可靠性检验

将每个分区通过线性分析建立的回归方程在Excel中进行可靠性分析，各分区具体分析结果如表5、6、7。

从表中可以看出：Ⅰ区线性回归方程的拟合优度R Square为0.801，可靠度为4级；标准误差S为0.048，可靠度为1级；Ⅰ区标准残差介于-0.061-0.067之间，观测值与预测Y之间拟合程度一般；综合可靠性为3级。分析可知Ⅰ区的线性回归方程可靠度中等，用来进行预测可能会造成较大误差，但是可以作为地下水开采潜力发展趋势的一般性参考依据。

从表中可以看出：Ⅱ区线性回归方程的拟合优度R Square为0.908，可靠度为2级；标准误差S为0.076，可靠度为2级；Ⅱ区标准残差介于-0.0912—0.0943之间，观测值与预测Y之间拟合程度较好；综合可靠性为2级。分析可知Ⅱ区的线性回归方程可靠度较高，用来进行预测，其预测值较为准确。

Ⅲ区线性回归方程的拟合优度R Square为0.869，可靠度为3级；标准误差S为0.061，可靠度为2级；Ⅲ区标准残差介于-0.085—0.075之间，观测值与预测Y之间拟合程度一般；综合可靠性为3级。分析可知Ⅲ区的线性回归方程可靠度中等，用来进行预测可能会造成较大误差，但是可以作为地下水开采潜力发展趋势的一般性参考依据。

4.结论

（1）Ⅰ区、Ⅲ区的回归方程可靠性精度未能达到预测计算标准要求，不能作为经验公式，但是Ⅱ区开采系数CK与μ建立的回归方程可靠性较高，能够作为经验公式用于预测开采系数，Ⅱ区经验公式为CK=0.288μ+0.383。

（2）从地下水资源量评价分区图上可以看出Ⅱ区占研究区绝大部分面积，梨树县的城区也全部位于Ⅱ区；从2000-2009年各分区的地下水开采系数值来看，2区的地下水开采程度较高，10年开采系数均值为0.66，还曾出现过超采现象，因此建立回归方程，得出计算Ⅱ区开采系数经验公式，预测Ⅱ区的地下水开采潜力具有重要意义。

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