地下水管理模型研究現狀，地下水管理模型的組成

地下水管理模型的組成

1樓：中地數媒

決策變數和狀態變數。

在地下水管理工作中，我們把人為可控的輸入稱為決策變數，通過對它的操縱使系統的目標最終達到最優。人工開採量、猛啟注水量通常屬於決策變數。用來表示系統狀態的變數，我們稱為狀態旁晌變數，如地下水水位、地下水濃度通常屬於這一變數。

目標函式。目標函式是管理者或決策者追求系統目標的數學表示式，針對不同的管理問題，有不同的目標函式及其表示式。可以通過目標函式達到極大值或極小值來得到問題的解決。最常用的目標函式如下：

1）在規定的降深條件下，求出抽水量極大值。

2）以經濟效益為目標，求供水成本費用極小值。

3）以地下水位控制為目標，控制地下水位處於最佳分佈狀態。

4）求通過汙水處理和地層自淨後的再生水排放量，這一目標函式的極大值，或求含水運知鋒層中地下水所受汙染程度這一目標函式的極小值等。

約束條件。在地下水管理中，約束條件即地下水系統管理決策的限制和制約因素的數學表示式，通常用等式或不等式來表示。常用的約束條件有以下幾類：

1）水均衡約束：以質量、能量守恆為基礎的水均衡方程作為等式約束條件，它體現了地下水系統的輸入與其狀態變數間的關係，如抽水量與地下水位的關係。

2）水量約束：水量約束大多指管理區內抽水量不能大於該時期最大可控資源量，或管理區內的開採量要滿足各類用水部門的基本需要等。

3）水位約束：水位約束包括防止水位持續下降、含水層疏幹、地面沉降、水質惡化等產生和發展的地下水位公升、降數值的限定約束。

4）水質約束：在水資源的開發利用過程中，水中的某些化學組分和物理性質不能超過相應的水質標準的約束。

根據不同的具體情況，可以取以上各項中有關的專案作為約束條件。此外，還可能有社會經濟等約束條件，在此不再贅述。

地下水系統水力管理模型

2樓：中地數媒

目標函式。

根據本區具體情況，擬定管理方案時考慮了技術經濟和水動力等約束條件。具體而言，就是減輕奧陶系灰巖中地下水對煤礦開採的威脅，即在開採530m水平的煤炭時，為避免突水事故發生，保證地下水位降裂陵到某一水平時，儘可能小地破壞地下水資源。以實現礦山排水、城市供水和環境保護的結合。

為了使整個礦區中地下水位能均勻下降，設計礦區排水點3個，分別位於礦區的南部、中部和北部，即號節點上，包括原有棗溝水源地、觀孟前水源地和突水點，共為6個決策變數，20年規劃期，10年為乙個管理時段，共2個管理時段，前10年為第一管理時段，後10年為第二個管理時段。據此給出如下目標函式表示式：

煤礦水害防治與管理。

式中：c(i，j)—**係數均取1;q(i，j)—決族源並策變數，1000m3

d;n—決策變數個數，取6;m—管理時段數，取2。

約束條件。礦井排水的目的，是降低底板奧陶系灰巖含水層的地下水位，保證疏降區地下水水頭滿足安全帶壓開採的需要。因此，本次管理的地下水位約束點選在礦區內的7個節點，分別為。則地下水位約束條件為：

煤礦水害防治與管理。

式中：β(k，i，j)—單位脈衝響應函式；q(i，j)—決策變數，1000m3

d;s0k)—k點的附加降深；b(k)—k點規劃期末的最大允許降深；n—決策變數個數，取6;k—約束點號。

礦井排水量兆跡和水源地開採量均為非負值，所以水量約束條件為：

q(i，j)≥0

綜合目標函式和約束條件，其數學模型為：

煤礦水害防治與管理。

式中：c(i，j)—**係數均取1;q(i，j)—決策變數，1000m3

d;β(k，i，j)—單位脈衝響應函式；s0

k)—k點的附加降深；b(k)—k點規劃期末的最大允許降深；n—決策變數個數，取6;m—管理時段數，取2;k—約束點號。