CN109736408B - 一种内流盆地山前地下水调蓄系统及调蓄方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内流盆地山前地下水调蓄系统，包括：位于调蓄处理中心的调蓄处理模块、设置在地面的地表水监测模块、遥感植被监测模块、位于地下水库的地下水位监测模块、设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块；所述调蓄处理模块分别与所述地表水流量监测模块、遥感植被监测模块、地下水位监测模块和地表水排洪模块通信连接；所述地表水流量监测模块能够实时监测地表水的流动信息，并能够将监测到的流动信息发送给所述调蓄处理模块；本发明提供的调蓄系统及调蓄方法能够在保证生态环境良性发展、水资源高效利用的基础上最大限度的利用山前含水层。
Description
技术领域
本发明属于地下水库调蓄技术领域，尤其涉及一种内流盆地山前地下水库调蓄系统及调蓄方法。
背景技术
内流盆地(Endorheic basin)是指一个其中没有任何水体与外界水体相连的区域。一般情形下在地球上大部分陆地地区，各种降水均通过河流流入海洋，以完成水气循环。而在内流盆地中，降水完全通过蒸发或渗漏离开地表，不与外界水系相连。
近年来，对内流盆地山前含水层的开发利用逐渐趋于成熟，并针对地下水、地表水联合开采已有较好的技术方法，但如何在保证生态环境良性发展、水资源高效利用的基础上最大限度的利用山前含水层开展地下水资源调蓄仍处于探索阶段。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题，本发明提供一种内流盆地山前地下水调蓄系统及调蓄方法，解决了现有技术中无法在保证生态环境良性发展、水资源高效利用的基础上最大限度的利用山前含水层的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种内流盆地地下水调蓄系统，包括：位于调蓄处理中心的调蓄处理模块、设置在地上水库地表水监测模块、遥感植被监测模块、位于地下水库的地下水位监测模块、设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块；
所述调蓄处理模块分别与所述地表水流量监测模块、遥感植被监测模块、地下水位监测模块和地表水排洪模块通信连接；
所述地表水流量监测模块能够实时监测地表水的流动信息，并能够将监测到的流动信息发送给所述调蓄处理模块；
所述遥感植被监测模块能够将地表植被影响信息发送给所述调蓄处理模块；
所述地下水位监测模块能够实时监测地下水位信息，并能够将监测到的地下水位信息发送给所述调蓄处理模块；
所述调蓄处理模块能够控制所述地表水排洪模块打开或关闭水渠闸口。
优选地，所述地表水排洪模块包括：控制装置、一条或多条排洪水渠、分流设备；
所述控制装置分别与所述排洪水渠闸口和所述分流设备连接；
所述一条或多条排洪水渠通过所述分流设备与所述排洪水渠闸口连通；
所述分流设备还与地表生态河流连通。
优选地，还包括地下水源开采模块。
优选地，所述地下水源开采模块包括多个开采井布区和用于统计开采水量的水量统计设备；
所述水量统计设备与所述调蓄处理模块通信连接。
优选地，所述多个开采井布区包括：富水布井区和后备水布井区。
本方案还提供一种基于上述方案所述的地下水调蓄系统的调蓄方法，包括如下步骤：
S1、通过遥感植被监测模块获得实时地表植被影响因子a、设置在地上水库地表水监测模块获得地表水流动影响因子b，位于地下水库的地下水位监测模块获得实时地下水库水位Lt，设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块获得排入地下水库地表的实时流量X径；
应说明的是：这里所述的地表植被影响因子a是根据当地地下水库上方以及周边的植被覆盖变化变化，通过采集大量当地植物数据和相对应的地下水渗透量进行建立数学模型获得影响因子a，关于影响因子b同理。
S2、根据S1中的数据获得实时地下水库水位变量Lt与实时流量X径，之间的模型，
Lt＝f(W0+Y渗-C采)；
Y渗＝0.2801lna(X径-1)0.651lnb；X径＞25.5；
其中为W0初始地下水量，Y渗为实时地表水下渗入地下水库的水量，C采为地下水源开采模块实时开采利用的地下水量；
S3、调蓄处理模块通过控制所述排洪水渠闸口的地表水排洪模块和地下水源开采模块令所述满足下式：
L0＜Lt＜Ls；
其中，所述L0为地下水库生态警戒水位，Ls为地下水库蓄水警戒水位。
优选地，所述步骤S3在汛期时还包括如下步骤：
S301A、调蓄处理模块根据地下水位监测模块监测到的实时地下水位信息Lt，控制地表水排洪模块的控制装置打开水渠闸口，并利用分流设备将地上水库中的库水排入地表生态河流；
S302A、当Lt＝Ls时，调蓄处理模块控制分流设备停止向地表生态河流排水。
优选地，所述步骤S302A还包括：
若地上水库的水位高于警戒地上水库的水位，则调蓄处理模块控制分流设备向排洪水渠排水；
若地上水库的水位低于地上水库的警戒水位，则调蓄处理模块控制地表水排洪模块关闭水渠闸口，停止泄洪。
优选地，所述步骤S3在旱期时还包括如下步骤：
S301B、当Lt＝L0时，调蓄处理模块根据地下水位监测模块监测到的实时地下水位信息Lt，控制地表水排洪模块的控制装置打开水渠闸口，并利用分流设备将地上水库中的库水排入地表生态河流；
S302B、当Lt＝Ls时，调蓄处理模块控制分流设备停止向地表生态河流排水。
优选地，所述步骤S301B还包括：调蓄处理模块控制地下水源开采模块停止开采地下水或减少开采地下水。
优选地，所述方法还包括：根据当地自然气候规律设置调控标准；
所述调控标准包括：设置多级地下水库警戒水位，设置多级地上水库警戒水位，设置汛期或旱期调蓄参考策略。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明提供的一种内流盆地地下水调蓄系统及调蓄方法，能够在保证生态环境良性发展、水资源高效利用的基础上最大限度的利用山前含水层。
附图说明
图1为本发明实施例中一种内流盆地山前地下水调蓄系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中一种内流盆地山前地下水调蓄系统的调蓄方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示：本实施例提供一种内流盆地地下水调蓄系统，包括：位于调蓄处理中心的调蓄处理模块、设置在地上水库地表水监测模块、遥感植被监测模块、位于地下水库的地下水位监测模块、设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块。
所述调蓄处理模块分别与所述地表水流量监测模块、遥感植被监测模块、地下水位监测模块和地表水排洪模块通信连接。
所述地表水流量监测模块能够实时监测地表水的流动信息，并能够将监测到的流动信息发送给所述调蓄处理模块。
所述遥感植被监测模块能够将地表植被影响信息发送给所述调蓄处理模块。
所述地下水位监测模块能够实时监测地下水位信息，并能够将监测到的地下水位信息发送给所述调蓄处理模块。
所述调蓄处理模块能够控制所述地表水排洪模块打开或关闭水渠闸口。
本实施例中所述地表水排洪模块包括：控制装置、一条或多条排洪水渠、分流设备。
所述控制装置分别与所述排洪水渠闸口和所述分流设备连接。
所述一条或多条排洪水渠通过所述分流设备与所述排洪水渠闸口连通。所述分流设备还与地表生态河流连通。
本实施例中所述的调蓄系统还包括地下水源开采模块。
本实施例中所述地下水源开采模块包括多个开采井布区和用于统计开采水量的水量统计设备。
所述水量统计设备与所述调蓄处理模块通信连接。
本实施例中所述多个开采井布区包括：富水布井区和后备水布井区。
如图2所示：本实施例还提供一种基于上述实施例所述的地下水调蓄系统的调蓄方法，包括如下步骤：
S1、通过遥感植被监测模块获得实时地表植被影响因子a、设置在地上水库地表水监测模块获得地表水流动影响因子b，位于地下水库的地下水位监测模块获得实时地下水库水位Lt，设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块获得排入地下水库地表的实时流量X径；
S2、根据S1中的数据获得实时地下水库水位变量Lt与实时流量X径，之间的模型，
Lt＝f(W0+Y渗-C采)；
Y渗＝0.2801lna(X径-1)0.651lnb；X径＞25.5；
其中为W0初始地下水量，Y渗为实时地表水下渗入地下水库的水量，C采为地下水源开采模块实时开采利用的地下水量；
S3、调蓄处理模块通过控制所述排洪水渠闸口的地表水排洪模块和地下水源开采模块令所述满足下式：
L0＜Lt＜Ls；
其中，所述L0为地下水库生态警戒水位，Ls为地下水库蓄水警戒水位。
本实施例中所述步骤S3在汛期时还包括如下步骤：
S301A、调蓄处理模块根据地下水位监测模块监测到的实时地下水位信息Lt，控制地表水排洪模块的控制装置打开水渠闸口，并利用分流设备将地上水库中的库水排入地表生态河流；
S302A、当Lt＝Ls时，调蓄处理模块控制分流设备停止向地表生态河流排水。
本实施例中所述步骤S302A还包括：
若地上水库的水位高于警戒地上水库的水位，则调蓄处理模块控制分流设备向排洪水渠排水；
若地上水库的水位低于地上水库的警戒水位，则调蓄处理模块控制地表水排洪模块关闭水渠闸口，停止泄洪。
本实施例中所述步骤S3在旱期时还包括如下步骤：
S301B、当Lt＝L0时，调蓄处理模块根据地下水位监测模块监测到的实时地下水位信息Lt，控制地表水排洪模块的控制装置打开水渠闸口，并利用分流设备将地上水库中的库水排入地表生态河流；
S302B、当Lt＝Ls时，调蓄处理模块控制分流设备停止向地表生态河流排水。
本实施例中所述步骤S301B还包括：调蓄处理模块控制地下水源开采模块停止开采地下水或减少开采地下水。
本实施例中所述方法还包括：根据当地自然气候规律设置调控标准；
所述调控标准包括：设置多级地下水库警戒水位，设置多级地上水库警戒水位，设置汛期或旱期调蓄参考策略。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种地下水调蓄系统的调蓄方法，其特征在于，地下水调蓄系统包括：位于调蓄处理中心的调蓄处理模块、设置在地面的地表水监测模块、遥感植被监测模块、位于地下水库的地下水位监测模块、设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块；
所述调蓄处理模块分别与所述地表水流量监测模块、遥感植被监测模块、地下水位监测模块和地表水排洪模块通信连接；
所述地表水流量监测模块能够实时监测地表水的流动信息，并能够将监测到的流动信息发送给所述调蓄处理模块；
所述遥感植被监测模块能够将地表植被影响信息发送给所述调蓄处理模块；
所述地下水位监测模块能够实时监测地下水位信息，并能够将监测到的地下水位信息发送给所述调蓄处理模块；
所述调蓄处理模块能够控制所述地表水排洪模块打开或关闭水渠闸口；
所述地表水排洪模块包括：控制装置、一条或多条排洪水渠、分流设备；
所述控制装置分别与所述排洪水渠闸口和所述分流设备连接；
所述一条或多条排洪水渠通过所述分流设备与所述排洪水渠闸口连通；
所述分流设备还与地表生态河流连通；
还包括地下水源开采模块；
所述地下水源开采模块包括多个开采井布区和用于统计开采水量的水量统计设备；
所述水量统计设备与所述调蓄处理模块通信连接；
所述多个开采井布区包括：富水布井区和后备水布井区；
包括如下步骤：
S1、通过遥感植被监测模块获得实时地表植被影响因子a、设置在地上水库地表水监测模块获得地表水流动影响因子b，位于地下水库的地下水位监测模块获得实时地下水库水位Lt，设置在排洪水渠闸口的地表水排洪模块获得排入地下水库地表的实时流量X径；
S2、根据S1中的数据获得实时地下水库水位变量Lt与实时流量X径，之间的模型，
Lt=f(W0+Y渗-C采)；
Y渗=0.2801lna（X径-1）0.651lnb；X径＞25.5；
其中为W0初始地下水量，Y渗为实时地表水下渗入地下水库的水量，C采为地下水源开采模块实时开采利用的地下水量；
S3、调蓄处理模块通过控制所述排洪水渠闸口的地表水排洪模块和地下水源开采模块令所述实时地下水库水位变量Lt满足下式：
L0＜Lt＜Ls；
其中，所述L0为地下水库生态警戒水位，Ls为地下水库蓄水警戒水位。
2.根据权利要求1所述的地下水调蓄方法，其特征在于，所述步骤S3在汛期时还包括如下步骤：
S301A、调蓄处理模块根据地下水位监测模块监测到的实时地下水位信息Lt，控制地表水排洪模块的控制装置打开水渠闸口，并利用分流设备将地上水库中的库水排入地表生态河流；
S302A、当Lt=Ls时，调蓄处理模块控制分流设备停止向地表生态河流排水。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S302A还包括：
若地上水库的水位高于警戒地上水库的水位，则调蓄处理模块控制分流设备向排洪水渠排水；
若地上水库的水位低于地上水库的警戒水位，则调蓄处理模块控制地表水排洪模块关闭水渠闸口，停止泄洪。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3在旱期时还包括如下步骤：
S301B、当Lt=L0时，调蓄处理模块根据地下水位监测模块监测到的实时地下水位信息Lt，控制地表水排洪模块的控制装置打开水渠闸口，并利用分流设备将地上水库中的库水排入地表生态河流；
S302B、当Lt=Ls时，调蓄处理模块控制分流设备停止向地表生态河流排水。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述步骤S301B还包括：调蓄处理模块控制地下水源开采模块停止开采地下水或减少开采地下水。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据当地自然气候规律设置调控标准；
所述调控标准包括：设置多级地下水库警戒水位，设置多级地上水库警戒水位，设置汛期或旱期调蓄参考策略。
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