地下水资源管理模型的关键步骤

赵强 董小辉

摘要：地下水资源管理通过对水文地质条件的深入研究，应用先进的计算机技术形成地下水管理模型来解决实际问题，从而获得最佳水资源管理方案。

关键词：地下水；资源管理模型；步骤

中图分类号：TV213文献标识码：ADOI编号：10.14025/j.cnki.jlny.2015.10.034

地下水资源管理是一个广义概念，但是，不同的地区、不同的时间，甚至同一地区相同时间下开采条件等不同，地下水资源管理就具有不同的含义。因此，地下水资源管理实际上是针对特定地区的地下水系统，采用各种有效措施，从时间上和空间上合理分配水资源，选择最佳开发方案，使该地区的地下水资源能长期稳定地开采。这就是决定了地下水资源管理模型的基本程序应该是：管理需求的研究分析、基本资料的收集整理、数学模型的建立求解、模型方案的优化选择、决策方案的实施运行、管理模型的事后评估。这六大步骤一环紧扣一环，缺一不可。

1管理需求的研究分析

地下水资源管理首先要提出管理问题，明确要解决的问题和要达到的目的。根据提出的管理问题，确定研究课题，然后进一步研究问题存在的空间范围和时间上的管理要求。一般包括下列几个方面内容：

1.1确定管理的目标

根据管理问题和要达到的目的概括出地下水资源管理的目标，还要确定出此目标与相关联的社会、经济、环境、法律等因素的相互制约和限制关系。目标可以是多个，也可以是多层次的。

1.2管理区范围的确定

管理区范围的确定原则上应该是一个完整的地下水盆地或水文地质单元，有时也要考虑地下水管理的行政划分或特定管理需要来确定。

1.3管理期限的选定

一般标准是，研究长年变化时以水文年为单位，研究季节性的使用量变化时，以月或旬为单位。所用的资料系列要长一些，以水文年为单位时最好有过去10年的资料，以月或旬为单位时，最好也要有1～2年内每月或每旬的资料。

2基本资料的收集整理

2.1资料收集

地下水管理不仅是一个技术问题，还涉及自然、社会、经济等方面。因此，除了收集一切有关的地质、水文地质基础资料，更重要的是要全面收集水资源开发利用现状及需求规划远景、地下水开发的经济技术条件，社会对水资源需求情况、有关水的法律法规、环境效益等方面的资料。

有的资料需要进行野外试验或室内实验才能获得。例如有关含水层水量和水质的各种参数的获得，要借助于抽水试验、野外或室内弥散试验、自净试验、入渗试验等手段来完成。

2.2资料分析整理和条件合理概化

收集到的各种资料要全面、系统地分析，去粗取精，去伪存真。然后根据计算和管理需要，将资料制成表格或绘制成图。在这个过程中，要特别注意对各种地质、水文地质、社会、环境、经济等资料的合理概化，使之适合于地下水管理模型的应用。对一些水文地质参数和社会经济数据，要根据管理需要，进行科学、合理地选取。

2.3形成水文地质概念模型

在上述资料的分析整理和条件的合理概化基础上，从系统工程需要出发，对地下水系统及其特性进行分析确定，以地下水管理目标为依据，形成水文地质概念模型。

3数学模型的建立求解

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，继而对地下水系统进行预报和优化管理。

3.1建立预报模型———地下水系统的模型化

利用地下水模拟模型对地下水系统进行预报，预报模型可以对地下水水位、水量、水质运移规律和水质变化等进行预报。

3.2建立管理模型———地下水系统的最优化

运用系统工程學或运筹学原理，综合考虑社会、环境、经济、法律等因素，在地下水系统预报模型基础上，求解确定地下水资源开发利用的最优决策方案。

4模型方案的优化选择

通过对地下水资源管理模型的建立、求解和结果分析，可得到若干个优化决策方案。但是，要决定哪一个方案是最合理可行的，还要经过模型灵敏性论证，还要从技术、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、在经济效益、社会效益和环境效益等几方面达到最佳的优化决策方案，为地下水资源管理规划服务。

5决策方案的实施运行

在真正实施管理规划方案时，不仅牵涉到技术问题，还涉及社会经济，乃至法制上的问题。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，广泛听取当地有关人士的意见。只有明确问题所在，说明实施内容，得到地方政府的理解、重视和支持以后，地下水管理规划方案才能得以实施。

6管理模型的事后评估

在方案实施阶段，还要依靠地下水监测控制系统来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。还要充分利用先进科技成果及设备输送和处理地下水各种信息，还要借助于计算机或其他电信装配及网络技术，或打印成表和图等方式反馈给管理调控人员。以便及时地对地下水管理规划进行调整、补充和维护，直至整个系统的完善运行。

作者简介：赵强，本科学历，白城市水资源管理中心，助理工程师，研究方向：地下水试验与水资源论证。