黄羊泉水源地优化开采研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com‘．86新疆水利黄羊泉水源地优．1『匕开采研究八一农学院水利分院新疆石油管理局摘要黄羊泉地区白垩系地下水补给量有限，开采不当将导致地下水疏干过程加快。为觅，本文采用井流理论和系统分析方法，将地下水动力学模拟模型与线性规划模型耦合为优化开采．模．型．，以实．现地下水的最．佳开采。—’——～，———一一、黄羊泉地区的水文地质条件1．7％．，径流迟缓，沿径流方向水头由低增高，一般水头高出地面约lm．最高可达24．9m。黄羊泉地区位于克拉玛依东北约100公矿化度一般为0．5一o-9g／I，水型复杂，以里处，其地理坐标，

2、东径85。31～85。47，北HCOl—Na型，SO．一Na型和C1-Na型水纬45。51～45。59，面积约280平方公里，．行为主。PH值_股为8．5_9．5；氟化物含量较政区属克拉玛依市。高，水源地井排；l西方向为0．8-vlmg／L，南该地区处于准噶尔盆地中——新生代沉东方向为1．0—5．41mg／I，属高氟弱碱淡降区中，沉积了巨厚的白垩系——第四系地水。．．．层。根据水文地质勘探资料，该区主要分布着碎屑岩类裂隙孔隙水及松散岩类孔隙水，二、地下水优化模型的建立最有开发利用价值的是白垩系下统的裂隙孔、1／‘t(一)系统响应困数’隙水。地下水系统接受输入

3、后，系统内部各子含水层岩性为细砂岩、中砂岩、粉砂岩，系统必须产生不同I的响应，经过转换最终产顶板埋深由北西向南东增大(27．8--生系统的输出地下水系统的这种输入——227．8m)，层厚约60．7—120．7m，裂隙孔隙输出信息之间的关系，’充分反映着水文地质发育，渗透系数为1．01—4．47m／d。据抽水实体的特征。如果地下水系统是线性系统的试验资料，单井出水量一般为283．2—话，可用单位脉冲响应函数来表征水文地质574m。／a，(井径273降深5m)，水量中等。实体的特征，即j百过它可直接获得输入——地下水主要为上游地下水径流补给，径输出的数学关系式。

4、流方向为Nw—SE，水力坡度约1．5％一按照许涓铭教授提出的求解方法：若把16维普资讯http://www.cqvip.com糸琵响数1995．3(总第86期)新疆水利抽水作为系统的输入，地下水位作为输出．其j点产生的总降深为每个井单独抽水所产生输入——输出关系可用卷积形式表示如下：降深的总和，即：rtS(j，n)一2一3S(ij，n)一23—23一pS(xi，j，t)一J0Q(xi．c)p(i，xj，t—c)dc，n)一(i，j，n)一p(1)(i，j，n—k)Q(i，k)(3)式中：Q(。，t)为t时刻xi点的抽水量式中：S(j，n为第n时段j点的总降(

5、m／d)；深(m)。S(，xj，t)为x；点在t时刻以前以Q由式(3)可看出，只要求出单位脉冲响(，c)(0≤c≤t)量抽水，t时刻在点产生的应函数，便可以采用输入的线性组合来表示水位降深值(m)；输出。p(，宅，t—c)为单位脉冲响应函数，它表(二)利用解析法求解单位脉冲响应函数示x点进行单位脉冲抽水。在相隔t—t时间1、承压含水层中单井非稳定井流公式：对xj点所产生的降深。s(㈨一Qt·w上式表明，i点抽水对t时刻宅点产生的降深是由t时刻以前x；点抽水对t时刻x一Q·p(i，j，t)(4)当Q为单位抽水量时，便得到该条件下点产生降深的总和。在时间和空间离

6、散后，便的单位脉冲响应函数为：得到与(1)式相应的离散形式为：Tnp(i，j'_t)一‘而r~／l")(5)—、S(i，j，n)=2Zp(i，j，n-k)Q(i，t—l2、承压含水层非稳定价梯流量公式：k)(2)将观测时间离散成n个时段，即t—由于该式以线性方程的形式表示了地下nat，则由阶梯流量公式容易推导出泰斯假水系统的输入——输出关系，所以(p(i，j，设条件下的单位脉冲响应函数为：n—k))称为单位肽冲响应函数。若有M个抽水井在N个时段共同抽水，在第n时段对．．j，n—k)一丽1LW()一w()]k—i，2，⋯⋯，n(6)(三)地下水优化开采模型模型

7、一：井群开采量最大(各井开采量运用井流理论与系统分析方法，将地下之和最大)水动力学模拟模型与水资源线性规划模型耦目标函数：给量有璧限情况下优篓竺套maxZ~Q；．(7)，黄羊泉白垩系地下水的最i-‘⋯佳开采水位、最佳开采量及合理的运行方案。约束条件·也就是说在最大限度满足供水要求的前提∑∑Q．L≤∑s．一。下，调试各机井抽水量及其运行方式，以使·井群开采量最大(或者使各井水位降之和最n／】、)。Qi≤W腊(8)l7维普资讯http://www.cqvip.com黄羊泉水源地沈f匕开采研究董新光郭西万薛善武陈亮式中：Q；为第i眼井规划出水量(m。／d)；sj为

8、第j眼井允许水位降(m)；Q设为抽(一)求解步骤水井