① 求水資源供需模型 越多越好
水資源實時監控三維管理系統
1、水資源實時監控三維管理系統的特點及技術要求
水資源實時監控三維管理系統」是以信息技術為基礎，利用DOM/DEM構建一個真實環境的三維地理信息平台。運用各種高新科技手段，對流域或地區的水資源及相關的大量信息進行實時採集、傳輸及管理；以現代水資源管理理論為基礎，以計算機技術為依託對流域或地區的水資源進行實時、優化配置和調度；以遠程式控制制及自動化技術為依託對流域或地區的工程設施進行控制操作，同時以VR虛擬現實技術為核心，建立真實三維環境的模擬，使實時監控所得的數據能夠運行在模擬的真實外野環境，在此基礎上進行分析和指揮調度。這種系統的主要特點是：
①、對水資源進行實時監測。 只有掌握瞬時變化的水量信息，才能科學、准確地進行資源配置及調度；只有掌握瞬時變化的水質信息，才能對環境質量進行動態評價和有效監督，也才有可能應對水污染突發事件，保證供水安全。
②、這種系統以三維地理信息系統( VR GIS)為框架 除了採集水資源信息外，還廣泛採集流域或地區內的氣象、墒情等自然信息，水利工程等基礎設施信息，經濟與社會發展的基本信息以及需水部門的需水信息,利用VR虛擬現實技術，生動再現實際場景。
③、它不同於以往的水資源監測系統，僅僅具有監測功能。 這種系統更重要的功能是進行實時配置調度。它是在監測的基礎上，以大量的綜合信息為基礎，採用現代水資源管理數學模型，實時三維可視化管理，為水資源的實時配置、調度提供直觀的決策支持。
④、這種系統應是高新技術的集成。 系統的設置包括監測技術、通信、網路、數字化技術、遙感（RS）、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、虛擬現實（VR）、人工智慧、遠程式控制制等先進技術。
⑤、它的設置應是因地制宜的。 針對不同流域、不同地區不同的經濟發展水平及基礎設施狀況，水資源管理中不同的重點問題，水資源實時監控管理系統的設置也應具有不同的特點。系統的設置還應與防洪調度指揮系統的建設相結合。
這種系統的技術要求是：
①、以現代電子、信息、網路技術為基礎，實現監測數據的自動採集、實時傳輸和在線分析，有效地提高監測數據的實時性和准確率，確保監測信息的有效性。
②、充分掌握所在地區水資源供需狀況，建立相應的資料庫和水量、水質模型、供需水模型及生態環境分析模型。供水方麵包括：地表水、地下水、土壤水，主水、客水、污水回用等等，需水方麵包括：生活用水、工業用水、農業用水、生態環境用水等。
③、充分運用現代計算機、VR虛擬現實、人工智慧等技術進行高度技術集成，快速、高效、准確、客觀地分析處理大量監測數據信息，並根據已建立的供需水模型和水環境分析模型等，動態生成水資源優化配置、調配計劃等輔助決策方案。
④、以綜合分析和輔助決策為基礎，實現對水資源的優化配置、遠程式控制制和科學管理等，即實現水資源調控的現代化。
⑤、系統應具有很強的實用性和動態可擴展性，以滿足不同用戶的需求。
2、水資源實時監控管理系統的基本結構
水資源實時監控三維管理系統應具備水資源實時測、水資源實時預報、水資源實時調度和水資源實時管理等功能。系統的總體結構又可分解為以下主要部分：
①、三維資料庫(包含圖形庫、圖像庫/3D模型庫和CIS系統)；
②、數學模型庫(包括方法庫)；
③、知識庫；
④、在線數據採集子系統；
⑤、綜合信息三維管理子系統
⑥、綜合分析與決策支持三維子系統；
⑦、實時控制三維管理子系統
② 格爾木河流域（平原區）水資源系統數學模型
格爾木河流域水資源數學模型由地下水運動數學模型、河流量數學模型聯立耦合構成。
一、地下水運動數學模型
根據前述地下水系統概化，格爾木河流域平原區地下水系統為一獨立的水文地質單元，其概念模型為准三維流地下水流動系統。
由前述地下水系統概化，地下水流系統的數學模型可描述如下。
上部潛水含水層地下水流微分方程：
柴達木盆地地下水資源及其環境問題調查評價
下部承壓水含水層地下水流微分方程：
柴達木盆地地下水資源及其環境問題調查評價
其中：
柴達木盆地地下水資源及其環境問題調查評價
式中：H1，H2，HR，HS，Hf，分別為潛水水位、承壓水位、河水水位、泉（沼澤）溢出高程、地形高程；H1b，H2b，H10，H20，分別為潛水與承壓水含水層第三類邊界參照水位；潛水與承壓水含水層初始水位；K1，T，分別為潛水含水層滲透系數、承壓水含水層導水系數；σ′為潛水與承壓水含水層之間的越流系數；β1，β2，分別為潛水與承壓水含水層第三類邊界流量增量系數；μ，μ*，分別為潛水含水層給水度，承壓水含水層儲水系數；Q1i，Q2i，分別為潛水井開采量，承壓水井開采量；q10，q20，分別為初始條件下潛水與承壓含水層邊界單寬流量；WR，WS，分別為河流與潛水含水層水量交換強度、泉及沼澤與潛水含水層水量交換強度；Qr，WRmax，BR，γ，分別為河水流量、河床極限滲漏強度、河床水面寬度、河床漏水系數；HS，α，分別為泉水（沼澤）溢出高程、泉水（沼澤）溢出系數；E0（C，t），E（x，y，t），分別為礦化水水面蒸發強度、潛水含水層蒸發強度；Δ0，Δ，m，分別為潛水極限蒸發深度、潛水位埋深、包氣帶岩性蒸發特徵指數；n為邊界外法線方向；G為計算區；Γ3為第三類邊界；f1（x，y），f2（x，y），f3（x，y），分別為河床分布函數，泉水（沼澤）分布函數。
二、河水流量數學模型
描述河流流量數學模型為
柴達木盆地地下水資源及其環境問題調查評價
式中：Qri（l，t）為第i條河流流量；Qri0（t）為第i河流入境流量；Qrj（t）為第j支流匯入流量；WR，BR（l，t）分別為河床滲漏強度、河床水面寬度；l，lj分別為河流流程長度、第j支流匯入點流程長度；δ（x）為一維狄拉克函數。
三、水資源數學模型離散與求解
（一）剖分離散
地下水系統數學模型剖分。其空間剖分選用矩形網格，用高斯-克呂格地理投影地圖作為底圖，坐標方向與公里網平行，水平方向取1000m×1000m等距剖分步長，剖分網格與公里網一致；垂向剖分採用不等距剖分，自上而下以四個空間曲面作為垂向剖分面：地形高程曲面、潛水含水層底板曲面、等效越流層底板曲面（潛水含水層底板曲面平行下移10m）、隔水底板曲面（礫石平原區為潛水含水層底板、細土平原區為中層承壓含水層底板、鹽殼湖沼區為地表以下250m深度）；時間離散步長取自然月。剖分結果南北方向112格，東西向72格，平面上共有5197個有效矩形網格。
河流數學模型剖分。首先對研究區內河流水系（包括格爾木河幹流與泉集河）進行分段，僅在各河段的交點上有支流匯入或引出。以含水層剖分網格為基礎，把河流曲線用公里網的折線近似，由此水系共分成21段，整個水系共分為442個「河元」折線段。
地下水數學模型，空間離散選用中心節點差分、時間離散採用向後差分，建立相應的差分方程，即地下水數值模型。河流數學模型用歐拉折線法構造其計算格式，依次由河段源頭向下游遞推計算各河元的流量。地下水數值模型與河流數值模型聯立，構成研究區水資源數值模型。
（二）計算軟體的選取
用地下水數值計算通用的Modflow計算程序對水資源數值模型進行計算，選用瑞士聯邦蘇黎世工業大學開發的Processing Modflow Pro（簡稱PM）集成軟體系統，包括模型前處理、剖分、插值、模型計算、數據錄入、繪制各種曲線與等值線等前處理、後處理功能。
水資源模型有關空間與地層屬性數據（尤其是地層空間結構數據），利用柴達木盆地結構模型資料庫進行提取，構造成PM所要求的矩陣數據格式後，再調入PM中進行整理計算。
（三）模擬軟體之適應性修正
PM軟體系統中所用的Modflow模擬程序，其地下水蒸發模塊為線性蒸發模型，而研究區地下水蒸發與埋深之關系具有較高的非線性。由於蒸發因素在地下水循環中佔有較大的比重，直接使用線性模塊將會引起較大的誤差。
為此，對Modflow蒸發模塊程序進行適應性改寫，使其能夠適應非線性蒸發模擬；改寫後重新編譯Fortran Modflow模擬程序，再連接到PM集成軟體系統中。改進後的Modflow模擬程序，對淺埋區地下水蒸發量與埋深的計算精度有較大改進，提高了水資源模擬計算的模擬度。