小南海泉域地下水资源优化管理模型与线性规划应用

小南海泉域地下水资源管理模型是针对我国北方岩溶地区特别是河南省安阳市小南海泉域的一种综合管理策略。该研究由倪付燕教授主导，她将数值模型和线性规划技术相结合，旨在解决由于过度开发和地质活动导致的地下水位下降、泉流量减少的问题。小南海泉是安阳市的重要水源，对于城市供水、工业生产以及居民生活起着至关重要的作用，因此保护和合理利用其地下水资源显得尤为重要。 模型的核心目标是在满足工农业用水需求的同时，确保泉流量不低于3.5/s，通过优化地下水开采量来平衡水资源供需。模型运用了单纯形法，这是一种求解线性规划问题的有效算法，能够找到在各种条件下的最佳地下水开采方案。研究发现，枯水年份地下水开采已超出可持续水平，而平水年份仍有开采潜力，丰水年份则可以适当增加开采以应对低水位时期。 研究区概况方面，小南海泉域地理位置广泛，包括林州市大部分、安阳县西部以及鹤壁市西北地区，总面积达934.6平方千米。该区域属于大陆性半干旱气候，降雨集中在夏季，河流以洹河为主，红旗渠是该地区的标志性工程。地质结构复杂，以断裂为主，地层主要为太古界、元古界和古生代不同纪的沉积岩，以及新生界的岩层。由于岩溶发育，地表和地下岩溶特征明显，地下水类型多样，包括松散岩类孔隙含水岩、碎屑岩类裂隙孔隙含水岩、基岩裂隙含水岩和碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩。 通过这种模型，研究人员不仅关注短期的水资源管理，还试图寻找长期可持续的解决方案，以保障小南海泉的健康运行，维持安阳市的用水稳定，同时也体现了对环境和生态平衡的考虑。这是一项具有实践意义和理论价值的研究，对类似岩溶地区地下水资源管理提供了宝贵的参考案例。