流域水资源系统 格尔木河流域（平原区）水资源系统数学模型
4. 1. 1 水资源系统的划分
4. 1. 1. 1 地表水流系统
黑河流域各河流汇水面积大于 100km2的有 19 条，年径流量超过 100×104m3的有 38 条; 流域内水系除个别小河流发源于流域东部的大黄山外，其他河流均发源于南部的祁连山区，其代表性的河流主要有黑河、梨园河、洪水坝河、北大河等。
黑河流域从整体上为一独立的地表水流系统，依据系统内地表水与地下水的水力联系及其归属，可分为东、中、西三个地表水流子系统 ( A、B、C) ———子水系 ( 图 1. 1) 。
东部子水系 ( A) : 由黑河干流和梨园河及其左右 20 条小河组成，除梨园河供山前灌溉引水后尚有余水注入黑河外，其余各河出山后或被引灌或渗失于山前冲洪积扇均未注入黑河; 黑河干流从莺落峡出山后流经张掖、临泽、高台于正义峡穿越北山，过鼎新、东风场区、额济纳最终注入东、西居延海，全长约 800km。
中部子水系 ( B) : 为酒泉马营河—丰乐河诸小河流水系，为浅山短流，归宿于肃南裕固族自治县明花区—高台盐池盆地。
西部子水系 ( C) : 为酒泉洪水河—北大河等水系，亦为浅沟短流，只有洪水河和北大河可贯穿酒泉盆地，北大河经鸳鸯池水库进入北部金塔盆地，最后由盆地东北角的 “营盘”注入黑河干流，从而把西部子水系与干流水系联在一起; 但自 20 世纪 50 年代以来，营盘北大河断流，不再有地表水注入黑河，东、西部水系再无地表水力联系，故金塔盆地成了西部子水系的最后归宿。
4. 1. 1. 2 地下水流系统与含水层系统
黑河流域从整体上也为一独立的区域地下水流系统，依据系统内地质构造、地下水的循环条件、水力性质、水化学与环境同位素和地下水位动态以及含水层结构 ( 图 1. 6～图 1. 32、图 4. 1)等方面的差异，可分为上游山丘 ( 与沙漠) 区、中游南盆地和下游北盆地三个地下水流子系统( Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) 和 16 个地下水流亚系统及单层与多层两个含水层系统 ( 表 4. 1) 。
上游山丘区 ( Ⅰ) : 主要为南部的祁连山山区，包括中部的龙首山—合黎山、北山山体，以及北部的马鬃山山丘区，分布有基岩裂隙和碎屑岩类裂隙孔隙潜水含水层。地下水多以沟域为单元自成补径排系统，就地接受降水和冰雪融水的补给，顺沟势径流，最终排泄于沟谷之中参与河川径流。
中游南盆地 ( Ⅱ) : 包括大马营、张掖、盐池、酒泉东、酒泉西等五个盆地，盆地从山前向中部由单一的砾卵石孔隙潜水含水层渐变为多层的砂、砂砾石孔隙潜水－承压水含水层。盆地承接来至祁连山区降水、冰雪融水和地下水形成的河川径流，并形成山前河水大量下渗补给地下水、盆地中部地形低洼地地下水大片溢出成泉补给河水的水资源相互转换关系。
下游北盆地 ( Ⅲ) : 包括鼎新谷地、额济纳盆地和金塔盆地，水文地质特征与中游盆地基本类同，但在补给水源与含水层渗透性等方面较中游盆地明显变差。下游盆地主要接受中游盆地出境地表水的补给，由于中游盆地耗水量大，其流入下游盆地的地表水量大幅度减少，造成地下水补给量的不足，下游盆地的地下水主要耗散于蒸发蒸腾。
图 4. 1 盐池盆地 ( 明海凹陷) 含水层基底与地下水位等值线图
表 4. 1 黑河流域地下水流系统与含水层系统划分表
4. 1. 1. 3 水资源系统
根据地表水流系统与地下水流系统的特征及其组合关系，黑河流域可表示为 3 个地表水流子系统 ( A、B、C) 与 3 个地下水流子系统 ( Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，及其 16 个亚系统) 的水资源系统 ( 图4. 2、表 4. 2) 。
图 4. 2 黑河流域水资源系统
表 4. 2 黑河流域水资源系统划分表
注: 编号组合 A－Ⅱ2———表示东部子水系－南盆地－张掖盆地水资源系统。
黑河流域水资源系统是由地表水流系统与地下水流系统叠置的二元结构水资源系统。中游盐池盆地内的明海凹陷与北部盐湖区的存在，以及地表水和地下水向盐湖径流排泄的水流特征 ( 图4. 1) ，是中部子系统独立于东部子系统和西部子系统的重要标志; 下游金塔盆地的地表水自 20 世纪 50 年代以来不再注入黑河干流，以及鼎新谷地基底下陷而显著低于西侧金塔盆地基底的水文地质结构特征 ( 图 1. 12) ，是分离东部子水系和西部子水系的重要佐证。各子系统内的地质构造( 图 1. 6，如永固隆起、嘉峪关大断裂、哨马营基底隆起等) ，则是进一步划分亚系统的重要依据。
4. 1. 2 水资源系统的结构与功能
黑河流域是一个闭合的流域，水资源主要通过大气圈层与域外发生水汽交换，从年或多年的时间尺度平衡，这种域内、外水汽交换的净输入量或净输出量相对于域内的水资源总量是很小的。所以，黑河流域水资源系统可以视为一个 “封闭系统”，系统内的地表水和地下水是其组成部分，亦即水资源系统是由地表水流系统与地下水流系统组成的水资源流动系统。
水资源系统内部具有自组织、自协调、自修复等功能，表现为系统内水资源形成—运移—耗散的有序组织和协作功能，以及系统内水资源受到外部干扰后自我修复与调整的功能。因此，系统内水资源的形成与耗散，河水与地下水的相互转化，以及水资源开发利用引起的水资源时空再分配等，都具有明显的地域性和一定的宏观规律性。
4. 1. 3 系统内水资源的形成、耗散与循环
系统内的水资源主要形成于南部的祁连山区，主要耗散于南、北盆地; 水资源总体上由南向北运移，最终以北部的东西居延海为其归属地。因此，南部的祁连山区是系统内水资源的形成径流区，南、北盆地则为系统内水资源的径流耗散区。
祁连山区的冰川、地下水、河水的总补给源是大气降水，降水及泄入沟谷的地下水和冰川融水组成了河川的地表径流。山区的地表水径流和地下水径流进入平原后，约有 60%～70%水以蒸发蒸腾等形式耗散于中游盆地，剩余不足 40%的水流入下游盆地并耗散进入大气; 中游盆地水资源受到人为因素 ( 渠道引灌河水、井采地下水) 的强烈干扰，是其加速蒸发蒸腾耗散过程的重要原因之一。大气圈的水汽不断输往山区，并在山区以降水回落地面产生新的径流，从而形成了水资源系统内部的水循环过程。
4. 1. 4 系统内河水与地下水的相互转化关系
河水与地下水之间相互转化完全受地质构造、地形地貌条件的限制，系统内的水资源按照自然规律由南向北完成其水循环的过程中，河水与地下水也经历了多次相互转化 ( 图 4. 3) ，其总特征如下。
图 4. 3 黑河流域河水与地下水相互转化关系分带示意图
在祁连山区，受山麓丘陵阻滞地下水径流的控制及中高山地密集、深切的水文网影响，绝大部分地下水在中高山区排泄于河谷而转化为河水，地下水泄出量12. 58×108m3/ a，约占出山河水总径流量 ( 37. 69×108m3/ a) 的 33%。
在南盆地，山前洪积扇群带河流水位一般高出地下水水位 10～20m，河水流经洪积扇群带大量渗漏转化为地下水，河水总入渗量 7. 72×108m3/ a，约占河水总径流量的 20%; 盆地中部洪积扇缘和北部细土平原，由于地形坡度变缓，含水层导水性减弱，地下水径流受阻使地下水位抬升而高于河流水位，地下水在低洼地带溢出地表汇集成泉及河水; 盆地最北端的走廊北山阻隔了地下水的径流，地下水在盆地北部除耗散于蒸发蒸腾 ( 6. 96×108m3/ a) 外几乎全部溢出转化为河水，地下水总溢出量 12. 04×108m3/ a，约占河水总径流量的 32%。
在北盆地，天然条件下河水与地下水之间的关系基本上是一个随河川径流河水逐渐渗入转化为地下水的过程，在河流量大的时期将有少量河水流入居延海，河流量小的时候则全部渗失于径流途中，河水总入渗量 6. 49×108m3/ a; 盆地内地下水没有溢出，地下水的排泄几乎完全依赖于盆地北部大面积的蒸发蒸腾，地下水总蒸发量 11. 42×108m3/ a。
河水与地下水之间的水力关系，以及河水与地下水之间在运动循环过程中反复、大量的转化现象，反映了系统内河水与地下水在成因上不可分割的联系，可以认为南北盆地的水资源主要是祁连山区水资源的重复。
4. 1. 5 系统内水资源时空再分配
系统内的水资源流经南北盆地，不仅表现为河水与地下水之间的相互转化关系，而且还受到渠道引灌河水、机井开采地下水等人为因素的强烈干扰，迫使盆地内的水资源在空间和时间上重新分配。
祁连山区进入盆地的河流及盆地内的地下水，由渠系、机井等引提水工程将河水和地下水引入灌区，渠系水与灌溉水于农灌期在灌区内大量渗漏补给地下水，渠田水总渗漏补给量达 10. 47×108m3/ a，占到盆地地下水总补给量 ( 32. 64×108m3/ a) 的 32%，其南、北盆地的比例分别为 39%和 14%。
流域水资源需求分析~
结合流域经济发展水平，对规划水平年(2015年)南四湖流域四个水资源计算分区，按照生活、农业、工业及生态环境用水等四项需水量采用定额法进行预测计算。
2.2.1.1 宏观经济发展趋势
(1)人口发展预测
将南四湖流域人口划分为城镇人口和农村人口两部分。规划水平年(2015年)人口预测，根据近期人口增长率进行趋势外推计算。依据山东省和江苏省城市建设规划成果，并结合南四湖经济发展水平，人口增长率按6‰、城镇化率按35%计算。
南四湖流域现状年(2006年)总人口为2210万人，人口自然增长率为6‰。以2006年为总人口预测基数，按如下公式
Pn=P0(1+r)n (2.1)
式中:P0为现状年总人口的数量，万人;Pn为预测年末总人口的数量，万人;r和n分别为人口综合增长率和预测年限。
经式(2.1)计算，得出南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区人口预测结果，见表2.1。在此基础上，再根据各分区的城镇人口所占比重推出各计算分区城镇人口，见表2.2。
表2.1 南四湖流域2015年各计算分区人口预测表 单位:万人
表2.2 南四湖流域2015年各计算分区城镇人口预测表 单位:万人
(2)牲畜发展预测
根据山东省和江苏省2002～2006年统计年鉴，并考虑畜牧业发展规划以及对畜牧业产品需求量，预测南四湖流域规划水平年(2015年)大小牲畜的总数，年增长率采用3%计算，具体情况见表2.3。
表2.3 南四湖流域2015年各计算分区牲畜发展预测表 单位:万头
(3)工业产值预测
根据南四湖流域2003～2006年工业总产值变化情况，结合流域目前经济发展的实际状况及经济发展中期发展计划，在预测工业总产值时，取工业总产值的年增长率为7.0%，以2006年为现状年，到规划水平年(2015年)工业总产值为2775.09亿元。南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区预测的工业产值见表2.4。
表2.4 南四湖流域2015年各计算分区工业产值预测表 单位:亿元
(4)农业生产预测
由于南四湖流域属于水资源较为短缺地区，而且南四湖流域地区有效灌溉面积已达耕地面积的80%左右，考虑到资源约束和经济结构的调整，认为规划水平年(2015年)的有效灌溉面积维持在当前水平不再增加，即规划水平年(2015年)的有效灌溉面积取现状年(2006年)的有效灌溉面积。
据此，南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)预测的有效灌溉面积分别为:济宁及湖区498.5万亩，湖东枣庄区92.6万亩，湖西菏泽区353.6万亩，湖西徐州区150.9万亩，总有效灌溉面积为1095.5万亩;然后通过水田与耕地面积的比例，将有效灌溉面积分为水田和旱地，见表2.5。
表2.5 南四湖流域2015年各计算分区有效灌溉面积预测表 单位:万亩
2.2.1.2 生活需水预测
(1)生活用水定额
根据山东省和江苏省统计资料分析，现状年(2006年)南四湖流域农村生活用水定额为80L/(人·d)，大牲畜用水定额为40L/(d·头)，小牲畜用水定额为15L/(d·头);城镇综合生活用水指标，湖东地区为120L/(人·d)，湖西地区为125L/(人·d)。据“淮河流域及山东半岛水资源开发利用调查评价报告”，考虑到生活水平的提高，人均生活用水增长以50%计算，则规划水平年(2015年)农村生活用水120L/(人·d)，大小牲畜用水定额保持不变;城镇综合生活用水指标，湖东地区为180L/(人·d)，湖西为187.5L/(人·d)。
(2)生活需水量预测
据得到的生活用水定额，并结合流域人口和牲畜数量的预测结果(表2.1～表2.3)，得南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区城乡生活需水量，见表2.6。
表2.6 南四湖流域2015年各计算分区城乡生活需水量预测表 单位:万m3
2.2.1.3 工业需水预测
工业需水量除了与国民经济发展计划及长远规划密切相关外，还受水资源条件、工业行业结构、工艺水平等多种因素的影响。具体来讲，就是与万元产值及用水定额有关，饮用水定额的大小主要取决于水资源的重复利用率。其计算公式如下:
变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:W工为某一水平年工业需水量，万m3;Xi为某一水平年工业产值，万元;Qi为某一水平年万元产值取水定额，m3/万;i和n分别为某一工业部门和工业部门总数。
(1)工业用水定额
以工业产值与万元产值用水量的相关关系，推求工业发展用水量。因南四湖流域用水方式、用水管理以及行业结构和产品结构的不断调整，近年来南四湖流域各计算分区的单位工业产值用水量持续降低。
工业用水定额根据万元工业产值用水量计算，参考《全国水资源综合规划》《山东省“十一五”水利发展规划》及《江苏省“十一五”水利发展规划》，确定规划水平年(2015年)火电工业用水定额为187m3/万元、一般工业用水定额为79m3/万元，乡镇工业用水定额为34m3/万元。
(2)工业需水量预测
根据式(2.2)，以及工业产值预测结果(表2.4)和工业用水定额预测结果，预测南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)工业需水量，见表2.7。
表2.7 南四湖流域2015年各计算分区工业需水量预测表 单位:万m3
2.2.1.4 农业需水预测
(1)农田灌溉需水量预测
农业灌溉需水量，是指在一定的自然条件和生产条件下，为满足农作物生育期正常生长需要补充的水量。灌溉用水与作物种植类型、种植面积、气候和降雨、灌溉方式、管理水平及工程设施等因素有关。其关系式为
变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:W灌为某一水平年总灌溉需水量;ωij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉面积;mij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉定额;λi为分区灌溉水利用系数。
1)农田灌溉定额。本节采用降雨长系列计算方法设计灌溉定额，据有关部门和研究单位大量的灌溉试验所取得的有关成果，分别提出降雨频率为50%、75%和95%典型年的灌溉定额。灌溉定额可分为充分灌溉和非充分灌溉两种类型，对于水资源比较丰富的地区，一般采用充分灌溉定额;而对于水资源比较紧缺的地区，一般可采用非充分灌溉定额[40]。
根据南四湖流域的具体情况，考虑到水资源的约束和节水灌溉的发展与推广，在分析灌溉效率调查研究成果的基础上，参考“全国水资源综合规划”相关研究成果，确定规划水平年(2015年)不同保证率下各计算分区的灌溉定额，见表2.8。
2)灌溉水利用系数。根据《山东省水利发展“十一五”规划》及《徐州市“十一五”水利发展规划》(2006年)，并综合考虑加强灌溉用水管理、推广节水灌溉技术，提高灌溉水利用系数等情况，确定南四湖流域各计算分区农业灌溉水利用系数。
表2.8 南四湖流域2015年各计算分区农业灌溉定额预测表 单位:m3/亩
其中，济宁及湖区是0.75，湖东枣庄区是0.65，湖西菏泽区是0.78，湖西徐州区是0.62。
3)农田灌溉需水。根据有效灌溉面积(表2.5)、灌溉定额预测结果(表2.8)和灌溉水利用系数，并依据式(2.3)，可以预测南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)不同保证率下农业灌溉需水量，见表2.9。
表2.9 南四湖流域2015年各计算分区不同保证率农田灌溉需水量预测表 单位:万m3
(2)林牧渔业需水量预测
林牧渔业需水量包括林果地灌溉、草场灌溉、鱼塘补水等3项。根据南四湖流域现有林果地、草场和鱼塘情况、行业发展规划以及市场需求情况，进行林果地、草场和鱼塘灌溉面积发展指标预测。南四湖流域规划水平年(2015年)林牧渔业灌溉面积预测成果见表2.10。
表2.10 南四湖流域2015年各计算分区林牧渔业灌溉面积预测表 单位:万亩
根据现状典型年调查成果，并依据山东省和江苏省节水灌溉规划，分别确定规划水平年(2015年)林果地灌溉、草场灌溉和鱼塘补水需水定额，山东省林牧草灌溉定额采用110m3/亩，鱼塘补水定额以433m3/亩计;江苏省林牧草灌溉定额采用120m3/亩，鱼塘补水定额以467m3/亩计。综合林牧渔业灌溉面积预测成果(表2.10)和相对应的灌溉定额，预测出南四湖流域规划水平年(2015年)林牧渔业需水量，见表2.11。
表2.11 南四湖流域2015年各计算分区林牧渔需水量预测表 单位:万m3
(3)农业需水量预测
综合全流域农田需水量(表2.9)和林牧渔业需水量(表2.11)的预测成果，可得到南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)农业需水预测成果见表2.12。
表2.12 南四湖流域2015年各计算分区农业需水预测表 单位:万m3
2.2.1.5 生态环境需水预测
(1)城镇生态环境需水量
城镇生态环境需水量指为保持城镇良好的生态环境所需要的水量，主要包括城镇河湖需水量、城镇绿地建设需水量和城镇环境卫生需水量。
1)城镇绿地环境需水量。据山东省城市发展规划及徐州市城市建设“十一五”发展规划，依据规划水平年(2015年)植被面积及灌溉定额，确定城镇绿地植被需水量，采用定额法计算:
WG=SGqG (2.4)
式中:WG为绿地生态需水量，m3;SG为绿地面积，亩;qG为绿地灌溉定额，m3/亩。
2)城镇河湖补水量。采用定额法进行城镇河湖补水量计算。即按照现状年(2006年)的水面面积和城镇河湖补水量估算单位水面的河湖补水量，根据对规划水平年(2015年)河湖面积的预测计算所需水量。
3)城镇环境卫生需水量。采用定额法计算:
Wch=SCqG (2.5)
式中:Wch为环境卫生需水量，m3;SC为城市市区面积，m2;qG为单位面积的环境卫生需水定额，m3/m2。
(2)农村生态环境需水量
1)林草植被建设需水量。林草植被建设需水是指为建设、修复和保护生态系统，对林草植被进行灌溉所需要的水量，林草植被主要包括防风固沙林草等。
林草植被生态需水量采用面积定额法计算
变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:Wp为植被生态需水量，m3;Spi为第i种植被面积，亩;qpi为i种植被灌水定额，m3/亩，参照农作物灌水定额的计算方法。
2)湖泊生态环境补水量。湖泊生态环境补水量指为维持湖泊一定的水面面积或沼泽湿地面积所需人工补充的水量。
湖泊生态环境补水量根据水面蒸发量、渗漏量、入湖径流量等按水量平衡法估算
WL=10S(E-P)+F-RL (2.7)
式中:WL为湖泊生态环境补水量，m3;S为需要保持的湖泊水面面积，亩;P为降水量，mm;E为水面蒸发量，mm;F为渗漏量，m3;RL为进入湖泊径流量，m3。
3)沼泽湿地生态环境补水量。沼泽湿地生态环境补水量用水量平衡法进行估算
Ww=10S(Ew-P)+F-Rw (2.8)
式中:Ww为沼泽湿地生态环境需水量，m3;S为需要恢复或保持的沼泽湿地面积，亩;Ew为降水量，mm;F为沼泽湿地蒸发量，mm;F为渗漏量，m3，对于底层为冰冻或者泥炭层的沼泽湿地，可近似认为渗漏量为0;Rw为进入沼泽湿地的径流量，m3。
据山东省城市发展规划及徐州市城市建设“十一五”发展规划，确定规划水平年(2015年)植被面积及灌溉定额，计算规划水平年植被型需水量;而湿地、湖泊及城镇河湖补水量，考虑渗漏、蒸发及降雨等综合因素，计算规划水平年(2015年)水面型需水量。经分析计算，南四湖流域各水平年计算分区生态环境需水量见表2.13。
表2.13 南四湖流域各水平年生态环境需水预测成果表 单位:万m3
2.2.1.6 需水综合分析
综上所述，根据对南四湖流域农业、工业、生活、生态需水量的预测成果，可以得到南四湖流域现状水平年(2006年)和规划水平年(2015年)的总需水量预测成果，见表2.14。
表2.14 南四湖流域各水平年总需水量计算成果表 单位:万m3
格尔木河流域水资源数学模型由地下水运动数学模型、河流量数学模型联立耦合构成。
一、地下水运动数学模型
根据前述地下水系统概化，格尔木河流域平原区地下水系统为一独立的水文地质单元，其概念模型为准三维流地下水流动系统。
由前述地下水系统概化，地下水流系统的数学模型可描述如下。
上部潜水含水层地下水流微分方程：
柴达木盆地地下水资源及其环境问题调查评价
下部承压水含水层地下水流微分方程：
柴达木盆地地下水资源及其环境问题调查评价
其中：
柴达木盆地地下水资源及其环境问题调查评价
式中：H1，H2，HR，HS，Hf，分别为潜水水位、承压水位、河水水位、泉（沼泽）溢出高程、地形高程；H1b，H2b，H10，H20，分别为潜水与承压水含水层第三类边界参照水位；潜水与承压水含水层初始水位；K1，T，分别为潜水含水层渗透系数、承压水含水层导水系数；σ′为潜水与承压水含水层之间的越流系数；β1，β2，分别为潜水与承压水含水层第三类边界流量增量系数；μ，μ*，分别为潜水含水层给水度，承压水含水层储水系数；Q1i，Q2i，分别为潜水井开采量，承压水井开采量；q10，q20，分别为初始条件下潜水与承压含水层边界单宽流量；WR，WS，分别为河流与潜水含水层水量交换强度、泉及沼泽与潜水含水层水量交换强度；Qr，WRmax，BR，γ，分别为河水流量、河床极限渗漏强度、河床水面宽度、河床漏水系数；HS，α，分别为泉水（沼泽）溢出高程、泉水（沼泽）溢出系数；E0（C，t），E（x，y，t），分别为矿化水水面蒸发强度、潜水含水层蒸发强度；Δ0，Δ，m，分别为潜水极限蒸发深度、潜水位埋深、包气带岩性蒸发特征指数；n为边界外法线方向；G为计算区；Γ3为第三类边界；f1（x，y），f2（x，y），f3（x，y），分别为河床分布函数，泉水（沼泽）分布函数。
二、河水流量数学模型
描述河流流量数学模型为
柴达木盆地地下水资源及其环境问题调查评价
式中：Qri（l，t）为第i条河流流量；Qri0（t）为第i河流入境流量；Qrj（t）为第j支流汇入流量；WR，BR（l，t）分别为河床渗漏强度、河床水面宽度；l，lj分别为河流流程长度、第j支流汇入点流程长度；δ（x）为一维狄拉克函数。
三、水资源数学模型离散与求解
（一）剖分离散
地下水系统数学模型剖分。其空间剖分选用矩形网格，用高斯-克吕格地理投影地图作为底图，坐标方向与公里网平行，水平方向取1000m×1000m等距剖分步长，剖分网格与公里网一致；垂向剖分采用不等距剖分，自上而下以四个空间曲面作为垂向剖分面：地形高程曲面、潜水含水层底板曲面、等效越流层底板曲面（潜水含水层底板曲面平行下移10m）、隔水底板曲面（砾石平原区为潜水含水层底板、细土平原区为中层承压含水层底板、盐壳湖沼区为地表以下250m深度）；时间离散步长取自然月。剖分结果南北方向112格，东西向72格，平面上共有5197个有效矩形网格。
河流数学模型剖分。首先对研究区内河流水系（包括格尔木河干流与泉集河）进行分段，仅在各河段的交点上有支流汇入或引出。以含水层剖分网格为基础，把河流曲线用公里网的折线近似，由此水系共分成21段，整个水系共分为442个“河元”折线段。
地下水数学模型，空间离散选用中心节点差分、时间离散采用向后差分，建立相应的差分方程，即地下水数值模型。河流数学模型用欧拉折线法构造其计算格式，依次由河段源头向下游递推计算各河元的流量。地下水数值模型与河流数值模型联立，构成研究区水资源数值模型。
（二）计算软件的选取
用地下水数值计算通用的Modflow计算程序对水资源数值模型进行计算，选用瑞士联邦苏黎世工业大学开发的Processing Modflow Pro（简称PM）集成软件系统，包括模型前处理、剖分、插值、模型计算、数据录入、绘制各种曲线与等值线等前处理、后处理功能。
水资源模型有关空间与地层属性数据（尤其是地层空间结构数据），利用柴达木盆地结构模型数据库进行提取，构造成PM所要求的矩阵数据格式后，再调入PM中进行整理计算。
（三）模拟软件之适应性修正
PM软件系统中所用的Modflow模拟程序，其地下水蒸发模块为线性蒸发模型，而研究区地下水蒸发与埋深之关系具有较高的非线性。由于蒸发因素在地下水循环中占有较大的比重，直接使用线性模块将会引起较大的误差。
为此，对Modflow蒸发模块程序进行适应性改写，使其能够适应非线性蒸发模拟；改写后重新编译Fortran Modflow模拟程序，再连接到PM集成软件系统中。改进后的Modflow模拟程序，对浅埋区地下水蒸发量与埋深的计算精度有较大改进，提高了水资源模拟计算的仿真度。
毛乌素沙漠地区地表水系统
答：本区的三级分水岭有陶图分水岭、乌力桂庙分水岭、哈拉汉图分水岭、马什亥巴拉根分水岭、乐井分水岭等，这些三级乃至其他一些次级分水岭控制着湖淖、河流等周围的局域地下水径流（图2.3）。图2.3 研究区地表分水岭示意图 ...
济南泉域岩溶地下水系统特征
答：济南泉域边界较清晰,具有独特的地质环境(实体结构),相对独立完整的输入、输出和调节等功能,且社会、经济和环境因素对其状态影响显著,是一个典型的地下水系统,在我国北方岩溶分布区具代表性。确定和研究济南泉域岩溶水系统,对准确计算评价...
区域地下水演变特征
答：地下水系统对这种外加压力的响应是一种非线性过程，使得演变过程具有阶段性的特征，表现为四个阶段（图7.1）：图7.1 地下水系统演变过程概念模式 1）天然背景阶段。为20世纪60年代以前，地下水资源尚未被开发，这一时期...
地下水资源调查信息系统
答：在中国地质调查局启动的我国北方八大平原（盆地）地下水资源与环境调查评价各项目中得到实际应用。目前中国地质调查局全国地下水资源及其环境调查评价计划项目下正进行的各工作项目仍在应用。该系统体系完整，从野外数据采集、数据...
新疆的水资源现状
答：一：新疆水资源及其分布特点：1、地表水资源新疆位于内陆干旱区，具有“三山夹两盆”的独特的地貌特征。2：进入新疆上空的水汽，遇高大的山体可截获大量水汽形成降水。因此，山区降水较丰沛，可形成众多的河流，是径流形成区。...
水资源的属性
答：并由此引发一系列的地质环境问题，从而使水资源失去原有存在的环境条件，失去能作为开发利用水源基地的应用价值。（2）从开发的整体性和利用的综合性认知水资源的属性[7]。对某一区域来讲，水资源系统是一个完整的体系，水...
主要平原盆地地下水资源及其环境问题调查评价
答：主要成果：（1）建立了全国地下水资源及其环境问题调查技术要求、关键技术、综合评价、战略研究及质量监控，工作成果显著，对全国地下水资源及其环境问题调查评价起到了支撑作用。（2）系统地划分了我国北方地下水系统。依据大地...
西北地区水资源不合理利用的表现在哪几个方面
答：在水资源评价中，常常把水资源开发利用过程中的消耗损失水量作为水资源平衡的组成部分。消耗水是指在水资源开发利用过程中，由于蒸发、蒸腾或产品带走不返回地面的损失水。消耗水过量会导致河道流量减少或干涸，破坏生态系统，...
总水资源分析
答：表6—23 总水资源量表 图6—3 大气降水转化示意图 多年平均地表水资源量96.82×108m3，折合成水柱52.93 mm，属地表水较贫乏的区域。松嫩平原是松嫩流域的一部分，除降水与蒸发外由地表水为主水循环系统转化到地表水与...
论文题目:水资源管理的研究进展
答：这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料...
