理財水庫模型
Ⅰ 已知水庫3年每個月的庫容、水位數據,求出水庫庫容與水位關系的經驗方程(模型)。
有庫容曲線直接讀取即可
沒有的話,找庫區地形圖,先做庫容曲線
Ⅱ 數學模型的建立及求解
7.4.2.1 數學模型
根據以上概化的水文地質概念模型,模擬區地下水流數學模型用微分方程(7.4)的定解問題來描述:
變環境條件下的水資源保護與可持續利用研究
式中:H為地下水位,m;K為滲透系數,m/d;D為含水層底板標高,m;E為含水層垂向補給強度,m/d,主要包括大氣降水入滲補給和河渠滲漏補給;F為含水層開采強度,m3/(a·km2),主要包括郊縣工農業及生活用水開采量;Qi為城市自來水廠和自備井地下水開采量,m3/d;H0為初始水位,m;Ω為計算區域;μ為含水層給水度;Qi(x,y,t)為二類邊界單寬補給量,m2/d。
7.4.2.2 時空離散
模型識別期選取2004年為水平年,該年各數據資料扎實,資料連續,能較好反映出含水層結構、水文地質參數和含水層邊界性質;模型驗證期確定為2004年4月~2007年7月,共1110d。計算區採用矩形網格剖分。由於計算區為地下水位降落漏斗區,地下水水力坡陡較陡,剖分網格面積較小,共剖分47×58個單元,結點2726個,單元面積約0.37km2(圖7.14)。模型求解採用加拿大Waterloo水文地質公司的Visual Modflow軟體。
圖7.14 計算區剖分圖
7.4.2.3 水文地質參數
滲透系數量值綜合近50年水文地質勘查成果,參照沿村西側水井單孔抽水試驗資料,依據單孔穩定流抽水試驗求出的滲透系數(333.6m/d)和導水系數為(6672.0m2/d)及孔組非穩定流抽水試驗求出的滲透系數(382.2m/d)和導水系數(7644.2m2/d)取平均值(滲透系數為357.9m/d,導水系數為7158.1m2/d),另收集前人求參結果設定水文地質參數初始值(表7.13)。
表7.13 以往孔組非穩定流抽水試驗求出的滲透系數
7.4.2.4 源匯項
計算區內含水層主要接受大氣降雨入滲補給、水庫滲漏、渠道滲漏和地下水側向補給。因計算區地下水位埋深均大於20m,蒸發可忽略,排泄方式主要以人工排泄為主。
(1)垂向補給強度降雨入滲系數據石家莊市近50年的研究成果確定
石家莊市市區包氣帶厚度大,一般大於40m,向外圍逐漸變小。從岩性結構特徵來看,在滹沱河河谷地帶以砂、砂礫石為主,大部分有薄層亞黏土及亞砂土夾層;滹沱河以北,正定縣城—韓家樓一帶,為滹沱河與砂磁河沖洪積扇的交接地帶,包氣帶以砂、礫石層為主,夾薄層黏性土的岩性組合類型;滹沱河二級階地以南至石家莊市市區地帶為黏性土砂類土互層的岩性組合,表層有3~10m的亞黏土層,下部為中細砂,砂礫石與亞黏土及亞砂土互層;留營—大河以西,石家莊市市區南部塔談一帶,留村—方村一帶,包氣帶岩性以黏性土為主,並夾有薄層中細砂,其中山前地帶表層為亞黏土,下部常有3~5m的黃土碎石層。綜合考慮大氣降水入滲的各種影響因素,結合《石家莊市地下水資源科學管理研究》(1987年)中子水分儀測定的入滲系數結果(大孫村砂礫石層中為0.414)。並參考「黃准海平原(河北部分)水文地質工程地質綜合評價勘查地下水資源評價專題報告」(1982年)成果,進行降水入滲系數分區。滹沱河河谷地帶入滲系數為0.35~0.40;河谷兩側一級階地上為0.30~0.35;滹沱河二級階地線以南的黃壁庄水庫壩下—賈村—西三庄一帶,市區南部的塔談—宋村—中兩嶺一帶及計算區西南部台頭—大宋樓一帶為0.20~0.30;大河、留營—高遷以西的山前地帶入滲系數自東至西由大變小,一般為0.10~0.20;城市建成區(市區、正定縣城、銅冶)入滲系數小於0.10。河渠滲漏補給強度。滹沱河滲漏補給地下水,是以極限滲漏強度的方式將地下水與地表水聯系起來。在參考前人工作成果的基礎上,根據本次滲水試驗、采砂坑滲水觀測資料,給出各河段極限滲漏補給強度的初值。在模擬時,根據河流放水資料和地下水動態進行調整。石津渠、源泉渠、計三渠滲漏補給,主要是參考前人工作成果,相應給出滲漏補給系數,石津渠、源泉渠、計三渠滲漏補給系數分別設定為0.048、0.22、0.135。農田灌溉水入滲補給地下水的回歸系數取0.165。以上各值按不同時段換算成面狀補給強度。作為初始值輸入模型,經模擬識別後,最終確定其量值。
(2)地下水開采量,根據水資源管理部門的實際開采量統計數據(表7.14)確定
表7.14 歷年開采量統計表
7.4.2.5 初始水位
模型識別初始時刻為2004年7月。含水層初始水位(圖7.11)根據區域流場形態,結合計算區內和區外2004年7月的地下水位觀測資料確定。模型的識別及驗證模型識別階段為2004年7月~2007年7月,該時段經歷枯水期和豐水期,地下水位的升幅規律可以比較全面體現含水層、水文地質參數、邊界條件和源匯項的特徵。識別後,降水入滲系數分區見圖7.15和表7.15;含水層滲透系數分區見圖7.16和表7.16所示。2007年7月流場擬合情況如圖7.17所示,識別時段代表性觀測孔擬合情況如圖7.18所示。
表7.15 降水入滲系數表
圖7.15 降水入滲系數分區圖
表7.16 水文地質參數分區表
圖7.16 水文地質參數分區圖
圖7.17 2007年水位擬合曲線圖
圖7.18 觀測孔的計算值與實測值擬合情況
從以上模型識別和驗證階段內,代表性觀測孔地下水位擬合情況看(圖7.18),觀測孔SH9和SH102離滹沱河水源地較近,每天持續穩定開采,不受季節影響,水位呈近直線下降符合實際,其他4孔在農業區,受季節和間隙性開采,水位呈曲線下降,與實際相符合,水位擬合誤差在0.5~1.2m之間。另外,從區域流場形態上看(圖7.19),計算流場和實測流場基本吻合,表明所建立的地下水流數值模型基本能夠較真實地刻畫擬建地下水庫區地水流運動特徵,模型所選用的水文地質參數基本合理,模型可以用來預報。
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Ⅵ 模型應用三
以元寶山露天礦區地下水疏乾井群優化設計為例。
元寶山露天煤礦於1954年發現,經過勘探,1987年由沈陽煤礦設計院完成露天礦初步設計,並於1990年10月15日正式開工建設。元寶山露天礦區,在歷史上沒有開采記載,其西南部有元寶山一、二、三、四井,東北部為老公營子和小風水溝井田,露天礦西南部現有兩座地方小煤窯沿七煤露頭向井田內開采。露天礦現已建成西、南兩個排土場,一、二采區也正在建設中。採掘場南部邊界形成於元寶山腳下,東部邊界以F1斷層為界;而西部邊界則是沿著六煤層底板形成的。開採用一、二采區同時拉溝的方法,由南向北推進,北幫為工作幫。露天礦設計最終開采面積12.32 km2。露天開采儲量54289萬t,A+B級儲量53265萬t,設計規模為年產原煤500萬t。
從1954年以來,地質、煤炭、水電等部門先後在該地區進行了大量的卓有成效的工作,取得了豐富的資料。1954~1955年,平庄礦務局地質隊及東煤地質局107隊在該地區進行了煤田地質普查工作;東煤地質局104隊於1973年提交了「元寶山露天精查地質報告」,於1982年提交了「元寶山露天水文地質、工程地質(剝離物強度)勘察報告」;水電部東北電力設計院於1975年提交了「元寶山電廠新建工程供水水文地質勘察報告」,水電部南京水利科學研究院於1987年提交了「元寶山露天煤礦受英金河滲漏影響計算」;煤炭科學研究總院西安分院於1993年提交了「元寶山露天煤礦帷幕工程初步設計說明書」,「元寶山露天煤礦帷幕截流工程地質勘察報告」等成果。前人的工作積累了本區豐富的地質及水文地質資料,為今後的工作奠定了良好的基礎。
但就在露天坑剝離建設過程中,豐富的第四系鬆散沉積含水層中的地下水給露天剝離帶來了巨大的困難。目前正在剝離區外圍大面積區高強度疏乾地下水。自從1990年以來,先後施工疏干孔近120個,每天總排水量達40~50萬m3左右。露天坑及其附近第四系含水層地下水位下降約8~20 m,采區內最大水位降深為27 m左右。區域內第四系含水層地下水流場已基本趨於穩定。但目前的地下水流場還遠不能滿足已經開挖的剝離區(一采區和二采區)的剝離要求,特別是二采區安全剝離的水位降深值應為20~50 m左右。因此,如要二采區安全出煤,還需對本區第四系地下水位疏降10~30 m左右。因此,目前的疏干方案、疏干工程和疏干水量都遠不能滿足礦山建設和生產的需要。選擇最優秀的疏干工程以最小的總疏干水量達到疏干要求成為目前礦山建設急需解決的問題。
7.3.1 地下水系統及水文地質模型
7.3.1.1 研究區概況
(1)地理與交通
元寶山露天煤礦位於內蒙古自治區赤峰市東35 km,屬赤峰市元寶山區建昌營子鄉所轄。其地理坐標為東經119°17′55″~119°19′55″;北緯42°19′13″~42°22′21″。
礦區南部有專用鐵路,在元寶山車站與葉赤線(葉柏壽—赤峰)接軌,礦區與赤峰及鄰近旗、縣均有三級公路聯結,交通十分便利。
(2)地形與地貌
元寶山露天煤礦位於英金河河谷平原,英金河從礦區中部穿過,把礦區分為南、北兩大部分。露天礦南部地處英金河右岸一級階地,階地寬500~4000 m,地面坡度為1‰~1.5‰,地面高程為472~482 m。露天礦北部位於英金河左岸一、二級階地,地面坡度1‰~2‰,階地寬500~5000 m,地面高程482~490 m,階地表面有現代風積沙,沙丘呈波狀分布。
總體來看,礦區為四周被低山丘陵所環繞的河流沖、洪積平原。周圍丘陵高程一般在500~600 m。沖、洪積層形成本區極其富水的含水層,而豐富的巨厚層煤炭資源就隱伏在第四系含水層之下。
(3)氣象與水文
該區為半乾旱大陸性氣候。其特徵是:冬季長而乾冷,夏季雨量集中,春秋季少雨雪多大風。
據赤峰市氣象台資料,元寶山地區多年最高氣溫為42.5℃,最低氣溫為-31.4℃。凍結期一般為11月中旬至翌年3月末(平均氣溫-10.8℃,最低氣溫-27℃,最高氣溫7.6℃),最大凍結深度2.01 m。
本區多年平均相對濕度為49%,平均蒸發量為1867.1 mm,年平均降水量為372.34 mm(據1950~1994年資料),全年降水多集中在夏季6~8月,約佔全年的68.55%。
英金河自西北向東南流經礦區,於東八家匯入老哈河,為老哈河左岸最大的支流。英金河發源於河北圍場北部山區(七老頭山)。流長194.6 km,流域面積10598 km2。歷年最大洪峰流量2650 m3/s,最小流量為0.5 m3/s,多年平均流量為12.8 m3/s。河床寬度變化較大,在200~900 m之間。主流擺動對兩岸側蝕較強,洪水期常造成河岸坍塌。近年來由於上游水庫蓄水和農業灌溉的發展,位於下游的露天礦區一帶春秋冬季常常斷流。該河枯水期、平水期、豐水期的流量分布與降水量的分布規律相同。在元寶山露天礦區以垂直滲透形式補給地下水。
老哈河由西南向東北流經河谷平原南部,距露天礦區3 km。該河發源於河北省平泉縣七老頭山脈的光頭山,於昭烏達盟大興鄉海里吐附近與西拉木倫河匯合成西遼河。全長421.8 km。流域面積33076 km2。歷年最大洪峰流量為9840 m3/s,最小流量為0 m3/s,多年平均流量為13.6 m3/s。研究區內河床寬度在500~1000 m之間。河床及河漫灘主要由沙、沙土及礫石組成,該河枯水期、平水期、豐水期的流量分布亦與降水量的分布規律相同。在元寶山露天礦區以垂直滲透形式補給地下水。
7.3.1.2 地質與水文地質條件
(1)礦區主要地層
A.上侏羅統杏園組:以灰白色中細砂岩為主,夾紫紅色砂岩和泥岩,厚度大於100 m。中部為灰、灰綠色砂岩和砂礫岩夾黑色泥岩,厚度60~230 m。上部為灰綠、灰褐色厚層泥岩夾灰白色砂岩,厚度在200 m左右。分布於F1斷層以東的斷塊中。
B.上侏羅統元寶山組:以灰白色中細砂岩為主,夾粗砂岩、泥岩和煤層,一般厚約340 m,含12個可採煤層,累計可採煤層平均厚度84.29 m,以五、六煤組為主要可採煤層。
C.第三繫上新統(N2):底部為紫紅色砂岩、泥礫岩和泥岩,不整合於元寶山含煤組地層之上,厚0~115 m,僅在露天礦南部的穹窿背斜處分布。上部為玄武岩、紅土和砂礫石層,僅出現在礦區北部或覆蓋於露天礦的南部紫紅色砂礫岩之上。
D.第四系(Q):以現代沖積、洪積和冰水堆積物為主,由安山岩、玄武岩等礫石成分構成的圓礫、泥礫、卵石和砂組成。厚度14~85 m,一般為55 m,在整個元寶山盆地內均有分布。在礦區附近,厚度一般為14~60 m,自西向東由薄變厚。
(2)礦區主要地質構造特徵
元寶山煤田為一斷陷含煤盆地,受燕山構造變動的控制呈NNE—NE向狹長帶展布,含煤盆地為一寬緩的復式向斜構造,由三個向斜和兩個背斜組成,自東南向西北依次是:風水溝短軸向斜、五家背斜、南荒向斜、龍頭山背斜和老窯短軸向斜。在向斜構造內賦存有可採煤層,向斜軸向NNE,地層傾角3°~5°。
總體而言,本區第四系下伏煤系地層比較平緩,主採煤層厚60 m左右,煤層產狀及其賦存條件非常有利於煤炭資源的露天開采。
(3)礦區水文地質條件
第四系孔隙潛水含水層由沖積、洪積和冰水堆積的圓礫、砂礫、卵礫石、泥礫等組成,粒徑為5~60 mm的佔50%以上,大於60 mm的佔20%,個別地段見漂石。礫石成分以安山岩、花崗岩為主,磨圓度較好,球度差。從西南往東北厚度增大,但變化趨勢比較平緩,僅在基岩面的兩階地之間的階坎處厚度變化比較大。
第四系地層由於成因不同,上部和下部地層滲透性有一定的差異,據以往勘探試驗資料,上部滲透系數較大,約為256~710 m/d,下部較小約為16~146 m/d,但二者有密切的水力聯系。水質屬重碳酸鈣鎂型水,pH值大部分在7~8之間,固形物含量240~400 mg/L,鈣鎂總含量為260~365 mg/L,水溫為8~11℃。
侏羅系孔隙裂隙弱含水層,由砂岩、砂礫岩、粉砂岩及煤層組成,在煤層中有少量的裂隙。一般厚度為50~150 m,平均厚度為113.9 m,根據抽水試驗資料滲透系數為0.001~0.38 m/d。
由此可見,第四紀鬆散沉積潛水含水層是本區惟一的主要含水層。而其他基岩裂隙水可以忽略不計。
在天然條件下,本區地下水的流向和地表水流向一致,即由盆地的北西,南西向東南徑流。水力梯度平緩(見圖7.23)。近年來,隨建昌營電廠水源地抽水及露天礦剝離疏干排水,使得第四系地下水位形成了以露天礦剝離區為中心的降落漏斗。地下水形成了從四周向漏斗中心匯流的新的徑流條件。
第四系地下水的補給主要來自盆地內部季節性大氣降水、流經盆地內部的英金河和老哈河的滲漏和來自北西、南西的上游側向徑流。特別應該注意的是目前地下水位降落漏斗已經越過英金河和老哈河向外擴展,所以河流對地下水的補給以滲入式為主,而不是注入式補給。由上述分析可見,研究區第四系地下水目前的主要補、徑、排關系如圖7.24所示。
(4)第四系地下水疏干現狀
從1990年8月15日疏干工程開始至今,共投入運行13排,計121個疏干鑽孔,有部分孔報廢,部分孔停運。平均排水量達40萬~50萬m3/d(見表7.23)。采區內的漏斗中心在觀5孔位置附近,水位標高在(438 m±1 m)變動。主要疏干鑽孔見圖7.25。
圖7.23 礦區第四系地下水天然流場圖
圖7.24 元寶山礦區第四系地下水補、排關系示意圖
與露天礦相鄰的建昌營電廠採用群孔集中抽取第四系地下水作為電廠供水水源,其日抽水量在10萬m3左右。由於兩個水源地的長期抽水,區域地下水流場近幾年基本趨於穩定,疏干排水結果使礦區水文地質條件發生了較大的變化。主要表現在:①沿英金河方向地下徑流水基本被疏干截奪;②地下水水位低於英金河和老哈河的河水位,使二河成為「懸河」;③地下水從英金河和老哈河獲得滲透補給。
(5)元寶山露天礦區第四系地下水流數學模型
根據前述元寶山露天煤礦水文地質條件,所選擇模擬計算的主要含水層為位於英金河和老哈河沖積平原范圍內的第四系潛水流含水層,面積約為210 km2。西北邊界、南西邊界和東南邊界,一般離疏干區較遠,可作為定水頭邊界處理,其餘邊界作為隔水邊界。
圖7.25 礦區目前主要疏乾井群分布圖
表7.23 1990~1995年疏干排水量統計表(萬m3/mon)
將第四系含水層視為一個非均質,各向異性含水層,盡管第四系底板有一定的起伏,但地下水流仍可視為潛水二維非穩定流動。英金河和老哈河對潛水含水層以滲入方式補給。
根據元寶山礦區第四系潛水地下水特徵及邊界條件,文中建立了元寶山露天煤礦區第四系地下水流二維非均質,非穩定各向異性地下水運動數學模型。
地下水系統隨機模擬與管理
式中:h——潛水地下水水位[L];
μ——給水度(量綱一);
Kxx,Kyy——第四系含水層x,y方向主滲透系數;
t——時間;
(x,y)——笛卡兒坐標;
Ω——地下水滲流區域;
Γ1——第一類邊界條件;
Γ2——第二類邊界條件;
h0(x,y,t)——初始水頭分布;
ε———單位面積上的入滲補給強度[L3/(T·L2)],主要包括大氣降水補給、河流入滲補給等;
W——源、匯項,本模型中主要反映了露天疏乾和電廠取水等抽水量;
Z——含水層底板標高(L)。
對模型(7.3)採用迦遼金有限元方法進行求解,採用三角形單元剖分。平面上共剖分為1788個三角形單元,952個計算節點。見圖7.26和圖7.27。由於計算區域較大,所以圖7.27是對露天剝離及井群疏干區域的放大。
圖7.26 礦區地下水有限元計算剖分圖
7.3.2 水文地質參數隨機性及參數識別
研究區的水文地質條件和其他地下水系統類似,控制地下水流的主要參數亦具有極強的隨機性和不確定性。就含水層介質結構而言,由於受其成因條件的限制,不管在垂向上或平面上,其沉積物性質變化較大,往往是砂、礫石及粉砂質黃土互為透鏡體狀產出。這種介質性質在空間上分布的隨機性決定了含水層主要水文地質參數(Kx,Ky,μ)的隨機性。其次,含水層的補給條件(河流入滲、大氣降水及側向徑流)強烈地受到本區降水規律的影響。由於大氣降水因素的隨機性也決定了本區地下水的補給條件具有隨機性。最後,地下水的主要排泄條件(電廠供水、露天坑疏水、農業用水等)都受到設備、用水量等多種人為因素的干擾和影響,所以排泄條件亦可視為隨機因素。由此可見,影響本區地下水補給,徑流和排泄的多種因素都具有隨機性和不確定性。用任何一組確定的參數去刻畫本區地下水系統的行為都欠准確。所以,引入隨機理論和統計概念來研究該含水層系統的性質和對其進行規劃管理則更具有實際意義。
圖7.27 礦區地下水有限元計算剖分圖
根據上述分析,採用研究區1991~1995年的水文地質資料(抽水資料、降水資料、地下水動態資料)分別求得了5組水文地質參數。調參過程採用了試估-校正法。即首先根據已有資料給出參數初值,運算地下水數學模型,求解地下水水位值,將所求結果與實測結果不斷進行比較,修正參數,直到達到要求的擬合精度。並在假設檢驗的基礎上,分別統計計算了每個參數的均值、方差及其概率分布形式。表1.1為15個參數區水文地質參數Kx,Ky及μ的反演值、均值和方差。通過假設檢驗,Kx,Ky及μ均服從[a,b]均勻分布。
在參數反演過程中,對下列問題進行了專門處理:
(1)初始流場。以每個模擬年份1月10日區域觀測水位為基礎,採用Kriging插值方法,插出每個節點的水位值,作為該年份模擬計算的初始流場。利用每年1~6月份水位觀測資料作為調參擬合水位。
(2)降水量。模擬過程中的降水量採用赤峰氣象站的實際觀測資料。在疏干預測過程中採用1950~1995年月平均降水量資料。降水入滲系數取0.3。
(3)河流入滲補給。根據實際觀測資料,英金河和老哈河的最大滲透量分別為4.12×104 m3/s 和1.6×104 m3/s。計算時用其總滲透量除以兩河在計算區的面積得出單位面積的滲透量,加入到相應的面積單元中。農業取水和灌溉回滲因缺乏資料,在本模型中未進行專門考慮。
(4)由於潛水流為非線性偏微分方程,文中在利用響應系數法建立管理模型時,利用Boussinesq方程進行了近似線性處理,將其近似為線性問題考慮。
正如前面有關章節所述,元寶山露天礦目前生產和建設所遇到的最大問題就是第四系地下水的控制與管理問題。就這一問題前人已經做過大量的研究工作,並提出了建造防滲帷幕牆、疏干與回灌相結合等多種技術方案,其核心目標就是希望在保證礦山安全生產的同時,盡可能保護地下水資源,減少地下水位的大面積下降。但因經濟、社會等多方面的原因,這些方案都未能付諸實施。目前仍以大面積井群疏干為主要防治水技術措施,且現有的疏干工程和設計能力無法滿足生產要求。因此,基於現有工程狀況提出新的既能滿足礦井建設與生產的要求,又能確保礦井總疏水量最小的礦井疏乾井群設計方案及孔位布置原則顯得尤為必要和迫切。正是本著這一目的,以礦井剝離區四周水位降至設計標准為約束條件,以穩定總疏水量最小為目標函數,以疏干水量為決策變數建立和求解了隨機地下水控制與管理模型。提出了在不同的約束條件置信度水平下總疏干水量及其疏干孔位優化設計的原則。
7.3.3 機會約束地下水管理模型建立
根據元寶山露天礦區第四系地下水疏干管理的約束條件,目標函數及決策變數,建立礦區第四系地下水疏水量優化設計的機會約束隨機管理模型為:
地下水系統隨機模擬與管理
式中符號意義同前,其中:n=1,即考慮了一個疏干階段。m=96,即選擇沿剝離區外圍兩排節點(總計96個)為疏乾井的候選位置(決策變數),見圖7.28。j=35,即沿剝離區邊沿一周的節點(總計35個)為水位約束控制點。
將有關參數代入模型(7.4)式,並進行適當轉換後,得下列管理模型:
地下水系統隨機模擬與管理
式中:S(j)=H0(j)-ZL(j)-5;
i=1,2,…,96;
j=1,2,…,35。
7.3.4 模型求解
將本區第四系含水層隨機水文地質參數的反演結果、隨機分布形式及其他參數代入隨機有限元模型,並採用Monte-carlo隨機有限元求解技術解得隨機管理模型的響應系數均值E[β(i,j)]和方差 r2(i,j)。採用Taylor展開隨機地下水管理模型求解技術解得在不同隨機約束置信度水平下的地下水總疏干水量及其疏干位置分布。計算結果見表 7.24。總疏干水量與約束置信度水平之間的關系見圖7.29。
圖7.28 可供選擇的疏乾井位分布圖
表7.24 考慮目前開挖區范圍條件下計算結果表
圖7.29 總疏水量與置信度水平關系圖
7.3.5 計算結果討論
(1)從計算結果可知,由於水文地質參數的隨機性,要達到疏干要求,其總疏水量與對約束條件滿足的置信度水平有密切關系。隨著約束條件置信度水平的降低,其總疏水量明顯下降。而隨約束條件置信度水平的提高,其總疏水量迅速增大。說明若要保證在水文地質參數出現不利於疏干進行的小概率事件時,仍能滿足疏干要求,則總疏水量必然增加,這與理論分析及實際情況相一致。
(2)目前所具備的40萬~45萬m3/d的疏干能力顯然太小,即使80%的約束置信度也不能滿足。所以,總疏水量的增加是不可避免的。
(3)從疏乾井的分布來說,主要集中於當前剝離區的東北和東南(第四系厚度較大區)。這也與水文地質條件分析結果一致。因為疏干區含水層基底總趨勢是西高東低。若要保證整個疏干區地下水位的疏干,只要東部區能達到疏干要求,西部區水位自然可降至疏干要求(因含水層滲透性很好,地下水位將非常平緩)。因此,若將疏干孔布置在西部區必然是浪費和不必要的。
(4)為了檢驗管理結果的優越性和正確性,以目前的疏干水位降為約束條件代入管理模型進行了求解。如果考慮參數的方差為零(即為確定性模型),其計算結果如表7.25。如果考慮參數的方差及約束的置信度水平,則計算結果如表7.26所示。表中結果說明,對於確定性參數,如果按優化的疏乾井群進行疏干,則總疏水量可比目前實際疏水量減少10萬m3/d左右。如果按隨機參數模型考慮,則目前的疏水量恰相當於約束條件置信度為(95%~100%)之間的計算水量。由此可見,管理模型的計算結果是符合實際情況的。
表7.25 元寶山露天礦疏干條件確定性模型優化水量及分配計算結果
表7.26 當前疏干條件優化計算結果表
續表
(5)為了進一步檢驗管理結果的正確性,我們將管理結果代入地下水模擬預測模型,進行了地下水疏幹流場的模擬預測,預測的流場形態較好地反映了在不同約束條件置信度水平下對疏干要求的滿足性。
Ⅶ 理財是本質是什麼
作者:劉彥斌
出版社:人民出版社
定價:23.00元
教你管好自家的資產「水庫」
當理財這個字眼剛剛出現的時候,人們想到的只是銀行——怎樣存錢才能多掙利息;當股市火爆的時候,一提到理財,人們想到的便是怎樣做股民、基民。
但是,當你閱讀完劉彥斌的《理財有道》,你就會發現,上述兩種觀點都是錯誤的。理財既不等於簡單的儲蓄存摺,更不等於發財暴富。理財貫穿於我們人生的始終,貫穿於我們生活的方方面面。理財的本質是在保證家庭財務安全的基礎上,使家庭的整體資產實現長期的保值和增值,理財的目的是使家庭生活幸福。
從2002年創立理財規劃師國家職業標准開始,劉老師便一直從事理財教育工作,為我國理財事業的健康發展而奔波。
理財教育涉及到理財規劃師的教育和百姓的理財教育,而針對百姓的理財教育則是重中之重、難上加難。一方面,沒有百姓的理財需求,理財規劃師這一職業便如無水之魚、無土之木;另一方面,要想讓百姓懂得理財的要義與精髓,就必須將高深、枯燥的專業知識轉化成為通俗易懂的比喻或事例。
《理財有道》一書以理財為主線,幾乎貫穿了人的一生:如何培養孩子的理財意識,剛剛步入社會的青年如何從零起步,「月光族」為何要不得,「啃老族」在道德及財務上的缺陷……在劉老師對人生不同階段提出的理財建議中,我們可以強烈感覺到:理財,是負責任的表現,是成熟者的表現,理財有道的人才是可靠的、睿智的。因為,只有正確的人生觀,才會有正確的理財觀;而正確的理財方法將是幸福生活的有力保證。
本書首先通過劉彥斌獨創的理財「水庫」理論,「九字箴言」、「八字方針」以及理財的「一個中心、三個基本點」,回答了什麼是理財、為什麼理財和怎樣理財的問題。然後,指明了每個人理財生活中應遵循的「道」,這不同於具體的理財方案和投資組合方案,而是適用一生、人人皆需的理財道理和原則。也就是作者在央視多個欄目中提出、廣受觀眾歡迎的理財「五個一工程」升級而成的理財「五個一生」理論。
讀完此書,你會發現,劉老師教給我們的不僅是一些基本的理財法則,更飽含處身立世的道理。無論讀者身處人生哪一階段,都應靜下心來,細讀此書。因為,這是一部智者的書,更是一部善者的書,它值得全家人閱讀。
劉彥斌精彩語錄: 什麼是理財:理財是以「管錢」為中心,通過抓好攢錢、生錢、護錢這三個環節,管好現在和未來的現金流,讓資產在保值的基礎上實現穩步、持續的增值,使自己兜里什麼時候都有錢花。理財的最終目的是實現財務自由,讓生活幸福和美好。 如何理財:收入是河流,財富是水庫,花出去的錢是流出去的水,理財就是「修水庫,打深井,築堤壩。」
Ⅷ 模型主要計算成果及水資源合理開發利用模式
格爾木河流域水資源數學模型由地下水運動數學模型、河水流量數學模型聯立耦合構成。地下水建模範圍為格爾木河流域整個平原區。本次建模以地層結構模型為基礎,結合該地區研究程度與研究目的,對地下水系統進行了適度概化,含水系統被概化為淺層潛水與下部承壓水的三維流系統,模型分布范圍為流域所包含的整個平原區,模型控制有效面積5197km2。
利用河流水文資料、地下水動態長觀資料對水資源數學模型進行了識別與校正,對現狀水資源進行了定量評價。在此基礎上構建了流域水資源預測模型,利用預測模型對流域水資源綜合規劃進行了模擬與評價,並對該地區的戰略後備水資源進行了模擬分析。通過一系列模擬分析,得出以下主要計算成果。
一、格爾木河流域水資源量
多年平均地表水資源量7.99×108 m3/a,主要由格爾木河徑流組成,佔98%;現狀條件下地表水資源總開發利用量為2.367×108 m3/a,開發利用程度為29.6%。
多年平均地下水資源量6.442×108 m3/a,地下水資源主要由河流滲漏量組成,佔72%,地下水排泄主要由淺層地下水與沼澤濕地蒸發(佔57%)、與泉水溢出(佔35%)組成。現狀條件下地下水資源總開發利用量為0.398×108 m3/a,開發利用程度為6.27%。
地表水與地下水之間的轉化量為5.99×108 m3/a,扣除該重復量後,多年平均總水資源量為8.442×108 m3/a。現狀條件下水資源總開發利用量為2.765×108 m3/a,開發利用程度為32.8%。
二、鹽湖允許采鹵量
現狀年條件下,格爾木地區農、林、草灌溉引水量為1.767×108 m3/a,平均入湖水量2.43×108 m3/a,鹽化工業總采鹵量0.6×108 m3/a,東達布遜湖區面積約為180km2。
按照流域綜合水利規劃提出的水資源宏觀配置,農林草灌溉引水總量在近期(2010年)和遠期(2030年)逐步降低至0.5161×108 m3/a和0.6309×108 m3/a的條件下,鹽化工業對東達布遜湖的可持續總采鹵量可達1.2×108 m3/a;若超過該采鹵總量,在特枯與連枯年份,湖水面積將會過分退縮甚至乾涸,不能充分滿足鹽化工業的遠期規劃總采鹵量1.6×108 m3/a的目標要求。若設計采鹵規模有一定彈性,在豐水年與平水年仍以1.6×108 m3/a總采鹵規模進行采鹵,在特枯與連枯年將總采鹵量減少至1.2×108 m3/a,可維持鹽湖不會乾涸,屆時東達布遜湖的趨勢面積將不小於100km2。為從根本上解決鹽化工業采鹵量不足問題,也可考慮自相鄰流域引客水,以濟補格爾木河流域之水資源不足。
三、地下水遠期開采潛力
格爾木市戰略後備地下水水源地擬選在戈壁帶礫石平原區,具有富水性極強、含水層厚度大、開采條件極好、宜集中布井之特點。集中開采地下水,其影響漏斗可擴展到整個洪積扇,是一天然大型地下水庫。經模擬分析,後備水源地具有以下特徵。
(一)後備水源地開采潛力
在遠期(2030年)規劃開采地下水總量12781×104 m3/a(35×104 m3/d)的基礎上,後備地下水水源地具有進一步增采30×104 m3/d開采能力,其地下水庫的調節庫容可達5×108 m3。屆時戈壁帶開采區的地下水埋深仍在宜采宜補的合理范圍內。
(二)後備水源地奪取無效蒸發量分析
後備水源地運行後,能夠奪取的潛水無效蒸發量和沼澤濕地蒸發量分別為後備水源增采量的29%、8%,可有效地提高水資源可利用量。
(三)後備水源地對水環境的影響分析
後備水源地運行後,對泉水、鹽湖入湖水量、鹽湖面積的影響,要滯後數年才逐步地表現出來,基本達到平衡後泉水溢出減少量、減少入湖水量、對鹽湖面積的影響分別為:減少泉水溢出量為後備水源增采量的21%;減少入湖水量為後備水源增采量的58%;每增加5×104 m3/d開采量,鹽湖面積大約減少10km2。
四、水資源合理開發利用模式
格爾木河流域具有西北內陸盆地的一般特點,出山河流經過戈壁礫石帶,河水大量滲漏補給地下水;至細土平原區,地下水以泉的形式溢出形成泉集河,最終匯入終端湖泊。流域內水資源在時空分布上極不均勻。根據模型的研究,推薦該地區的水資源合理開發利用模式如下。
1)在山前戈壁帶礫石平原帶強富水地區,地下水水質好,建立若干處集中型地下水水源地,以供城市生活用水和工業用水。
2)在細土平原帶,開采淺層(或深淺混合)地下水進行農業灌溉,一方面節約地表水資源,以減少地表水引水量;同時降低地下水位,改良鹽漬化土壤,奪取無效蒸發,提高水資源的可利用量。
3)現狀渠系利用系數太低,農林灌溉浪費水嚴重,應盡快完善渠道輸水工程,提高渠系利用系數;從政策上大力推廣節水型農業,節約地表水資源。
4)鹽湖工業設計采鹵規模要有一定彈性,在特枯與連枯年適當縮減采鹵量。在規劃條件下,豐水年、平水年東達布遜湖的總采鹵規模可以達到1.6×108 m3/a,特枯年與連枯年采鹵規模減至1.2×108 m3/a。
5)利用山前戈壁礫石帶大型天然地下水庫進行調節,在技術上是可行的。調節庫容可達數億方,地下水總可持續開采能力可達65×104 m3/d。建議進一步論證經濟上的可行性。
Ⅸ 什麼是線性水庫
任何一個天然河網,都是由大小不等、各種各樣
的河流組成的,每條河流都有自己的特徵,如匯回水范
圍等,每條較大的河答流都是由若干條較小的河流匯
集而成,而小河匯合成大河並不是一個簡單相加過
程。大小河道的地貌特徵有著明顯的區別,其匯流
特徵也隨之而異,對於一個流域,按照斯特拉勒河流
分級原則,把流域分成若乾子單元,每個子單元可用
一個坡地線性水庫和一個河流線性水庫串聯組成,
各個子單元再按河系分布加以串並聯,從而構成概
念性線性水庫匯流模型。