梨樹縣地下水開采潛力預(yù)測(cè)研究

董海超

【摘 要】采用開采系數(shù)方法，將開采系數(shù)作為反映地下水開采潛力的因子，對(duì)梨樹縣各分區(qū)的年地下水開采潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)；分析開采系數(shù)的主要影響因素，以主要影響因素作為自變量，以開采系數(shù)作為因變量，利用已有的觀測(cè)系列建立各分區(qū)的開采系數(shù)回歸方程；最后得出各分區(qū)的開采系數(shù)回歸方程，以預(yù)測(cè)該地區(qū)未來(lái)開采系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】開采系數(shù)；開采潛力；回歸方程；梨樹縣

0.引言

地下水潛力是指一個(gè)特定地區(qū)，一定評(píng)價(jià)深度內(nèi)，在一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境約束下的地下水可增加的利用量，包括開采潛力和利用潛力兩個(gè)方面。根據(jù)這一定義，地下水潛力可從現(xiàn)狀潛力、環(huán)境潛力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)潛力三個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。地下水開采潛力是通過(guò)開采系數(shù)CK來(lái)反映的，CK= ，普遍認(rèn)為地下水的開采潛力與地下水的實(shí)際開采量和允許開采量有關(guān)，且與研究區(qū)地下水的實(shí)際開采量成正相關(guān)關(guān)系，與地下水的允許開采量成負(fù)相關(guān)關(guān)系。

梨樹縣位于吉林省西南部，地處東北松遼平原腹地，地理坐標(biāo)為東經(jīng)123°45′-120°53′、北緯42°49′-43°46′。南與遼寧省西豐、開原兩縣及四平市接壤，北與遼河農(nóng)墾管理區(qū)相鄰，北、西隔東遼河與公主嶺市、雙遼市相望，西毗遼寧省昌圖縣。吉林省第二大水庫(kù)二龍山水庫(kù)就坐落在梨樹縣石嶺鎮(zhèn)境內(nèi)十公里處。

1.回歸方程的建立

基于對(duì)地下水開采潛力影響因素分析，本次預(yù)測(cè)采用如下二元非線性回歸方程：

1.1降水量的統(tǒng)計(jì)

研究期2000-2009年間梨樹縣的降水量低于歷史平均水平，屬于連續(xù)枯水年。本次建立回歸方程應(yīng)用梨樹縣的年平均降雨量，因本次研究區(qū)的范圍較小，認(rèn)為各個(gè)分區(qū)的降水量沒(méi)有改變，均采用年平均降水量（表1）。

1.2開采期地下水水位最大降差△S統(tǒng)計(jì)

對(duì)地下水水位觀測(cè)井進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)，共統(tǒng)計(jì)潛水井16個(gè)，承壓水井11個(gè)，各分區(qū)內(nèi)參與統(tǒng)計(jì)計(jì)算的潛水、承壓水常觀井編號(hào)及各井在各分區(qū)內(nèi)的位置

統(tǒng)計(jì)出2000-2009年分區(qū)內(nèi)各井的五日觀測(cè)水位埋深表中主要開采期4-10月份水位最大埋深值、最小埋深值，求出各井開采期地下水水位最大降差△S值。（如表2）

2.回歸方程的確定

確定回歸方程的待定系數(shù)，首先將所建立的二元非線性回歸方程線性化，將μ作為一個(gè)整體變量，即變?yōu)橐辉€性回歸方程，自變量為μ，因變量為CK，變量的變化情況如下表3、表4所示。

對(duì)各個(gè)分區(qū)的變量做線性擬合，得到各分區(qū)的線性擬合圖和回歸方程形式如圖1、2、3所示：

從圖中可以看出：Ⅰ區(qū)回歸方程為CK=0.102μ+0.154；Ⅱ區(qū)回歸方程為CK=0.288μ+0.383；Ⅲ區(qū)回歸方程CK=0.189μ+0.191。

3.回歸方程的檢驗(yàn)

回歸性方程建立后的一項(xiàng)重要工作即是其可靠性的檢驗(yàn)，只有可靠性較高的回歸方程才能夠應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)生活中，可靠性不夠的方程并沒(méi)有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值?；貧w方程可靠性檢驗(yàn)的最主要指標(biāo)有擬合優(yōu)度R2和標(biāo)準(zhǔn)誤差（或殘差平方和），擬合優(yōu)度值越大，標(biāo)準(zhǔn)誤差值越小說(shuō)明回歸方程擬合越好，可靠性越高。

3.1可靠性參數(shù)精度要求

本次研究區(qū)梨樹縣，為縣級(jí)單位，且地下水水位埋深監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系列較短，用于線性回歸分析的數(shù)據(jù)不夠充分，僅有10組，數(shù)據(jù)系列都位于降水量較少年份，代表性不高，故對(duì)其可靠性的精度要求降低，針對(duì)這些實(shí)際問(wèn)題，研究區(qū)回歸方程的可靠性分級(jí)要求。

3.2可靠性檢驗(yàn)

將每個(gè)分區(qū)通過(guò)線性分析建立的回歸方程在Excel中進(jìn)行可靠性分析，各分區(qū)具體分析結(jié)果如表5、6、7。

從表中可以看出：Ⅰ區(qū)線性回歸方程的擬合優(yōu)度R Square為0.801，可靠度為4級(jí)；標(biāo)準(zhǔn)誤差S為0.048，可靠度為1級(jí)；Ⅰ區(qū)標(biāo)準(zhǔn)殘差介于-0.061-0.067之間，觀測(cè)值與預(yù)測(cè)Y之間擬合程度一般；綜合可靠性為3級(jí)。分析可知Ⅰ區(qū)的線性回歸方程可靠度中等，用來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)可能會(huì)造成較大誤差，但是可以作為地下水開采潛力發(fā)展趨勢(shì)的一般性參考依據(jù)。

從表中可以看出：Ⅱ區(qū)線性回歸方程的擬合優(yōu)度R Square為0.908，可靠度為2級(jí)；標(biāo)準(zhǔn)誤差S為0.076，可靠度為2級(jí)；Ⅱ區(qū)標(biāo)準(zhǔn)殘差介于-0.0912—0.0943之間，觀測(cè)值與預(yù)測(cè)Y之間擬合程度較好；綜合可靠性為2級(jí)。分析可知Ⅱ區(qū)的線性回歸方程可靠度較高，用來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)值較為準(zhǔn)確。

Ⅲ區(qū)線性回歸方程的擬合優(yōu)度R Square為0.869，可靠度為3級(jí)；標(biāo)準(zhǔn)誤差S為0.061，可靠度為2級(jí)；Ⅲ區(qū)標(biāo)準(zhǔn)殘差介于-0.085—0.075之間，觀測(cè)值與預(yù)測(cè)Y之間擬合程度一般；綜合可靠性為3級(jí)。分析可知Ⅲ區(qū)的線性回歸方程可靠度中等，用來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)可能會(huì)造成較大誤差，但是可以作為地下水開采潛力發(fā)展趨勢(shì)的一般性參考依據(jù)。

4.結(jié)論

（1）Ⅰ區(qū)、Ⅲ區(qū)的回歸方程可靠性精度未能達(dá)到預(yù)測(cè)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要求，不能作為經(jīng)驗(yàn)公式，但是Ⅱ區(qū)開采系數(shù)CK與μ建立的回歸方程可靠性較高，能夠作為經(jīng)驗(yàn)公式用于預(yù)測(cè)開采系數(shù)，Ⅱ區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式為CK=0.288μ+0.383。

（2）從地下水資源量評(píng)價(jià)分區(qū)圖上可以看出Ⅱ區(qū)占研究區(qū)絕大部分面積，梨樹縣的城區(qū)也全部位于Ⅱ區(qū)；從2000-2009年各分區(qū)的地下水開采系數(shù)值來(lái)看，2區(qū)的地下水開采程度較高，10年開采系數(shù)均值為0.66，還曾出現(xiàn)過(guò)超采現(xiàn)象，因此建立回歸方程，得出計(jì)算Ⅱ區(qū)開采系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式，預(yù)測(cè)Ⅱ區(qū)的地下水開采潛力具有重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鮑其云.地下水資源開采潛力評(píng)價(jià)的綜合因素淺析[J].浙江地質(zhì)，2001，（01）：18-23.

[2]張燕君.石家莊市地下水資源潛力評(píng)價(jià)與可持續(xù)利用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2006，（03）：36-42.

[3]滿媛，賈德旺，路小慧.山東省汶泗河沖洪積扇地下水開采潛力分析[J].中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)，2009，（01）：27-30.

[4]姬永紅，周亞醒.濟(jì)寧地區(qū)北部巖溶地下水資源計(jì)算與潛力評(píng)價(jià)[J].山東國(guó)土資源，2009，（01）：45-48.

[5]李鳳玲，朝倫巴根，高瑞忠.灤河內(nèi)蒙段閃電河子流域地下水資源開采潛力評(píng)價(jià)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，（06）：7-11.

[6]崔麗君，蘇露陸.法庫(kù)縣水文地質(zhì)調(diào)查與地下水開采潛力評(píng)價(jià)研究[J].電大理工，2009，（02）：21-24.

[7]楊建鋒，萬(wàn)書勤，陳興華.中國(guó)地下水資源對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐作用評(píng)價(jià)[J].資源科學(xué)，2007，（05）：24-27.

[8]賀同良，吉永軍.關(guān)于地下水資源評(píng)價(jià)的幾點(diǎn)看法[J].新疆水利，2006，（03）：13-16.