地下水模拟模型与优化模型耦合技术研究进展 .pdfVIP

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地下水模拟模型与优化模型耦合技术研究进

展

作者：张晓烨董增川

来源：《南水北调与水利科技》2012年第02期

doi:10.3724/SP.J.1201.2012.02142

摘要：通过对地下水资源管理概念的介绍，阐述了加强地下水科学管理是实现水资源可持

续利用的重要手段，指出如何实现模拟模型与优化模型的耦合，是完成地下水系统管理模型构

建的关键，根据已经发表的国内外大量文献，系统地回顾和总结了国内外耦合方法（嵌入法和

响应矩阵法）的研究情况和应用现状，通过比较两种方法的优缺点，分析了实际运用中存在的

问题，指出最适宜单位脉冲值的选择和探求解嵌入法的经济方法等问题是今后研究需要重视的

方面。

关键词：水资源；地下水管理模型；嵌入法；响应矩阵法；国内外进展；单位脉冲响应函

数

中图分类号：P641.8文献标识码：A文章编号：

1672-1683（2012）02-0142-

ResearchProgresstoCoupleGroundwaterSimulationModelandO

ZHANGXiao-ye,DONGZeng-

modelandsimulationmodelisthekeytobuildthegroundwatersystemmanagementmodel.Inthis

paper,theresearchandapplicationprogressesofthecouplingmethods(embeddedmethodand

responsematrixmethod)arediscussedandsummarizedbasedonthenumerouspublished

papers.Comparingtheadvantagesanddisadvantagesofthetwomethods,thispaperanalyzesthe

problemsinthepracticalapplication,andnotesthattheproblemswhichareneededtobefurther

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studied,includingtheselectionofthemostappropriateunitpulsevalueandtheeconomicmethodto

Keywords:waterresources;groundwatermanagementmodel;embeddedmethod;responsematrix

approach;newestresearchprogress;unitimpulseresponsefunction

随着人口的增长、经济的发展及城市规模的扩大，全社会对用水量的需求急剧增长。由于

地下水资源具有分布广泛，便于就地开采使用，水质普遍较优，动态比较稳定，供水量受气候

变化影响较小等优点，使得地下水在总供水量中所占的比重不断提高，地下水资源供需矛盾日

益突出。在大规模开发利用地下水的过程中，出现了区域性地下水位持续下降、部分地区地下

含水层被疏干、集中开采区地面沉降、海（咸）水入侵等严重的地质环境问题。因此，合理开

发利用地下水资源，使有限的地下水资源发挥最佳的社会、经济效益，实现社会、经济的可持

续发展。

地下水1管理模型

地下水管理模型以运筹学原理为基础,根据地下水本身所固有的物理规律，采用系统分析

方法,通过调控地下水系统的可控输入，为使地下水系统按所规定的目标达到最优化而求解的

管理决策所建立的数学模型。地下水管理模型由［1-2］：决策变量、目标函数、约束

条件三部分组成。目前，数值模拟和最优化仍是模型研究中的主流建模方法。它通常由地下水

模拟模型、优化模型、地下水模拟模型与优化模型的耦合集成技术三部分构成。地下水管理模

型的建立步骤为六步：确定管理问题、收集和分析基本资料、建立和求解数学模型、综合评价

管理方案、实施运行最佳决策方案以及检测和控制反馈信息等。地下水模拟模型、优化模型、

地下水模拟模型与优化模型的耦合集成技术三部分构成地下水管理模型。地下水模拟模型描述