【正文】 子區(qū)的降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)，降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)。與降雨量、土壤質(zhì)地、地下水埋深等因素有關(guān)可依據(jù)各子區(qū)的土質(zhì)分布特 β—— 單位換算系數(shù)，是具體情況而定。 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 二、主要工作模塊的描述 1確定來水量的子模塊 iii ApI ???? ??研究區(qū)用水可按糧食作物灌溉用水，工業(yè)用水、城鄉(xiāng)居民用水、蔬菜灌溉用水、經(jīng)濟(jì)作物用水、農(nóng)村牲畜用水和漁業(yè)用水等七個(gè)部門分別進(jìn)行推求。 對(duì)于糧食作物灌溉用水，采用作物生長期根系層水量平衡原理分別對(duì)研究區(qū)的小麥、玉米和水稻三種主要作物的灌溉用水進(jìn)行逐日推求，其計(jì)算公式為： 式中 Wi+1：， Wi； —— 分別為第 i+1日末和第 i日末根系層的水量， mm； Pi， Ei—— 分別為第 i日的降雨量和作物耗水量， mm。 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 二、主要工作模塊的描述 2用水預(yù)測(cè)計(jì)算的子模塊 iiii EPWW ???? 1計(jì)算中可對(duì)根系層水量規(guī)定一個(gè)適宜的上下限 Wmax和 Wmin，如果 Wi+1Wmin，則表明作物根系層缺水，應(yīng)按下式確定灌水量 )(m a x EiPiWiWIi ????第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 二、主要工作模塊的描述 2用水預(yù)測(cè)計(jì)算的子模塊 工業(yè)用水采用分行業(yè)重復(fù)利用率及萬元產(chǎn)值取水量的計(jì)算方法，并按以下二個(gè)公式進(jìn)行預(yù)測(cè)推求： 式中 Q Q2—— 分別是起始年和預(yù)測(cè)年萬元產(chǎn)值的取用水量， m3／萬元； μ μ2—— 分別是起始年和預(yù)測(cè)年工業(yè)用水重復(fù)利用率，計(jì)算中取，的平均遞增率為 4％； 其中 a是單位產(chǎn)值用水的年下降率，計(jì)算中取 a平均值為 0． 65％； B2—— 預(yù)測(cè)年的工業(yè)萬元產(chǎn)值，萬元； IW2—— 預(yù)測(cè)年的工業(yè)取用水量， m3／ a。 111 212 QKQ ?????IW2=B2Q2 nK )1( ???第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 二、主要工作模塊的描述 2用水預(yù)測(cè)計(jì)算的子模塊 該模塊用于模擬計(jì)算研究區(qū)七個(gè)子區(qū)各個(gè)時(shí)段內(nèi)的水量平衡 Wi’ —— 各子區(qū)地下水體在垂向的水量交換 Wi” —— 各子區(qū)有外邊界的各子區(qū)與境外地下水在水平向的水量交換 μ,Fi—— 第 I區(qū)的給水度和面積 (KM3) Hi（ t0） —— 時(shí)段初 t0各子區(qū)地下水位。 Hi（ t1） —— 時(shí)段末各子區(qū)地下水位 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 二、主要工作模塊的描述 3地面水地下水聯(lián)合調(diào)度的工作子模塊 iF iWH ii ?39。39。 ??iF iWH ii ? ??39。39。39。0 )()1( HiHiHitHitHi ???????01 ttt ???ΔHi’ ΔHi’’ ΔHi 地面水地下水聯(lián)合調(diào)度模擬可以給出各子區(qū)平均的地下水位的動(dòng)態(tài)變化，但無法對(duì)此作出更詳細(xì)的描述。為了能反映出研究區(qū)范圍內(nèi)不同地點(diǎn)地下水位在規(guī)劃預(yù)測(cè)期內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化，采用地下水二維非穩(wěn)定流的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行計(jì)算，具體的模型形式參見地下水資源評(píng)價(jià)部分 (3— 41)式。應(yīng)用有限單元法求解上述定解問題。研究區(qū)的滲流域共劃分 229個(gè)三角單元及 133個(gè)結(jié)點(diǎn)，滲流域邊界條件根據(jù) 1984年實(shí)測(cè)的地下水位等值線圖的分析，確定西北邊界和東南邊界分別為入流和出流邊界，其余邊界則按第二類邊界考慮。滲流域各單元的有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)均由水文地質(zhì)實(shí)測(cè)剖面圖按插值法一一確定。在垂向上各時(shí)段的水量交換則作簡化處理，與上述的動(dòng)態(tài)模擬法相一致。計(jì)算結(jié)果可輸出 30年間各時(shí)段末各結(jié)點(diǎn)的地下水位值 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 二、主要工作模塊的描述 4地下水動(dòng)態(tài)有限元計(jì)算子模塊 水資源動(dòng)態(tài)模擬中降雨系列的合理選取是一個(gè)重要問題。由于水文現(xiàn)象的隨機(jī)性，對(duì)未來的降雨系列無法具體預(yù)測(cè)，可采用實(shí)測(cè)系列和隨機(jī)系列進(jìn)行演算。實(shí)測(cè)系列即認(rèn)為過去的降雨系列可在未來重演，隨機(jī)系列表現(xiàn)出降雨的隨機(jī)性，但生成隨機(jī)系列的水文特征值要符合實(shí)測(cè)系列的特征值。 由于生成的降雨隨機(jī)系列其豐枯周期的組合不足以反映最不利的情況，且計(jì)算工作量大而復(fù)雜，故在模擬計(jì)算中主要采用了 1983— 1981958～ 1982年共 31年的降雨實(shí)測(cè)系列，這樣也便于應(yīng)用 1983～ 1988年實(shí)測(cè)地下水位動(dòng)態(tài)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。水資源動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算的全過程可用流程框圖 5— 7表示。 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 三、水資源動(dòng)態(tài)模擬過程概述 水資源動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算可按以下的步驟進(jìn)行： (1)數(shù)據(jù)庫調(diào)入有關(guān)的數(shù)據(jù) (如逐日的降雨資料、各子區(qū)的種植面積等 )和有關(guān)的參數(shù) (如給水度、入滲系數(shù)、平均滲透系數(shù)、渠系利用系數(shù)等 )； (2)逐年推求糧食作物 (小麥、玉米和水稻 )的灌溉制度； (3)在計(jì)算年以旬為時(shí)段計(jì)算各個(gè)分區(qū)糧食作物灌溉量、七個(gè)用水部門的用水量，并由此推求出地下水的開采量、灌溉回歸入滲量及污水的生成量等； (4)在計(jì)算年按旬計(jì)算各子區(qū)降雨入滲補(bǔ)給及潛水蒸發(fā)量； 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 三、水資源動(dòng)態(tài)模擬過程概述 (5)在計(jì)算年按旬計(jì)算外區(qū)和本區(qū)的地下水交換量； (6)在計(jì)算年按旬進(jìn)行各子區(qū)垂直方向水資源量的均衡計(jì)算； (7)在計(jì)算年按旬進(jìn)行各子區(qū)水平方向水資源量的均衡計(jì)算； (8)在計(jì)算年按旬進(jìn)行水資源量的總體均衡計(jì)算并求出旬末的各子區(qū)地下水位的變化值和水位值； (9)若計(jì)算年份小于終止年份，則返回步驟 (2)繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，若計(jì)算年份等于終止年份，則脫離循環(huán)計(jì)算，并根據(jù)指令輸出計(jì)算成果或形成有關(guān)的數(shù)據(jù)文件。 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 三、水資源動(dòng)態(tài)模擬過程概述 所建立的教學(xué)模型的合理性和可行性有賴于模型的驗(yàn)證。在水資源動(dòng)態(tài)模擬過程中， 1984～ 1988年均是現(xiàn)狀年份，而且所調(diào)用的降雨資料、各子區(qū)種植面積以及工業(yè)用水和生活用水都是研究區(qū)的實(shí)測(cè)資料。 為此本文利用研究區(qū) 1984～ 1988年共五年的不同地點(diǎn)觀測(cè)井地下水位實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，比較結(jié)果除個(gè)別情況外，各子區(qū)地下水的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值在驗(yàn)證期間的變化趨勢(shì)有較好的一致性 (見表 5— 7)；由于有限元法的計(jì)算值能顯示出觀測(cè)井附近結(jié)點(diǎn)的地下水位值，故要比動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算求到的各子區(qū)平均地下水位值更逼近實(shí)測(cè)值。驗(yàn)證結(jié)果說明所建立的水資源動(dòng)態(tài)模擬模型及選用的參數(shù)基本上符合實(shí)際情況 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 四、水資源動(dòng)態(tài)模擬模型的可行性驗(yàn)證 根據(jù)人工指令可進(jìn)行多方案的演算，在此僅從中選擇兩種方案的計(jì)算成果加以分析以求對(duì)研究區(qū)水資源均衡動(dòng)態(tài)變化作出分析評(píng)價(jià)。 方案一：在充分滿足各部門用水條件下，研究區(qū) 1984～ 2021年的水資源的動(dòng)態(tài)變化。模擬計(jì)算可輸出以下的主要計(jì)算結(jié)果： (1)研究區(qū)主要用水部門的逐年用水量 (見表 5— 8)； (2)各子區(qū)水資源供需平衡及地下水位 30年間逐年的變化過程 (見表 5—9)； (3)全研究區(qū)水資源的均衡計(jì)算結(jié)果 (見表 5— 10)。 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 五、水資源動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算成果分析 方案二：條件同方案一，但假定每年汛期可從研究區(qū)內(nèi)的河流引進(jìn)1000X104m3的河道棄水存儲(chǔ)于第 3子區(qū)原已干涸的一個(gè)水庫用以回補(bǔ)地下水。 20世紀(jì) 80年代初，該研究區(qū)也曾開展過一次水資源狀況的調(diào)研和評(píng)價(jià)工作，其評(píng)價(jià)方法采用 “ 典型頻率年法 ” 可以對(duì)被評(píng)價(jià)的整個(gè)區(qū)域在不同典型年份的水資源供需平衡作出分析， 但不能考慮到長時(shí)間內(nèi)不同降雨系列及區(qū)域內(nèi)不同用水部門由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而導(dǎo)致用水變化等因素引起的水資源逐年動(dòng)態(tài)變化過程，也無法揭示水資源供需矛盾在地域上的不平衡性。 第四節(jié)、水資源動(dòng)態(tài)模擬的實(shí)例分析 五、水資源動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算成果分析 本例采用長時(shí)間系列地面水地下水聯(lián)合調(diào)度動(dòng)態(tài)模擬的方法，并借助于數(shù)學(xué)模擬型及計(jì)算機(jī)高速計(jì)算技術(shù)，對(duì)該研究區(qū)境內(nèi) 1984～ 2021年的水資源動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，該方法可在較長的時(shí)間系列中不僅考慮到研究區(qū)地面水和地下水，主水資源和客水資源的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化，而且考慮到區(qū)域內(nèi)不同用水部門用水及各地區(qū)用水之間的合理調(diào)度以及由于各種制約條件發(fā)生變化而引起的水資源供需的動(dòng)態(tài)變化，并可以預(yù)測(cè)水資源供需矛盾的發(fā)展趨勢(shì)、揭示供需矛盾在地域上的不平衡性。 因此，該方法可以彌補(bǔ) “ 典型頻率年法 ” 的不足，以求對(duì)研究區(qū)水資源動(dòng)態(tài)變化作出更科學(xué)的預(yù)測(cè)和分析。 模型可作為水資源動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的一種基本工具，可根據(jù)實(shí)際情況的變更、資料的積累及在研究工作深入的基礎(chǔ)上加以不斷完善，并可進(jìn)行重復(fù)演算，長期為研究區(qū)水資源規(guī)劃和管理服務(wù)。