采煤沉陷区分布式水循环模拟与水利工程效用研究

序前言1 绪论 1.1 研究背景 1.2 研究目的及意义 1.3 采煤沉陷区水循环模拟研究 1.3.1 水文研究与水文模型 1.3.2 地表水与地下水模拟技术 1.3.3 采煤沉陷区水循环研究 1.4 采煤沉陷区修复治理研究 1.5 采煤沉陷区对水环境影响研究 1.6 主要内容与技术路线 1.6.1 主要内容 1.6.2 技术路线2 模型开发设计与模型原理 2.1 MODCYCLE概述 2.1.1 模型结构与水循环路径 2.1.2 面向对象模块化 2.1.3 层次化的水平衡校验机制 2.1.4 数据库支持 2.1.5 并行运算支持 2.1.6 模型的多过程综合模拟能力 2.2 MODCYCLE的主要模拟原理 2.2.1 基础模拟单元水循环 2.2.2 地下水循环 2.2.3 河道水循环 2.2.4 水库水循环 2.2.5 池塘/湿地水循环 2.2.6 植物生长模拟 2.2.7 人类活动过程模拟 2.3 河道-沉陷区-地下水模拟模块原理 2.3.1 平原湖泊自然特征 2.3.2 平原湖泊-地下水作用机理 2.3.3 平原湖泊积水区水量平衡组成 2.3.4 平原湖泊积水区补给项计算原理 2.3.5 平原湖泊积水区排泄项计算原理 2.3.6 平原湖泊未积水区降水人渗与潜水蒸发 2.3.7 平原湖泊水位和积水面积计算 2.3.8 显式/隐式计算和收敛条件 2.3.9 河道-湖泊-地下水模拟模块计算框架3 模型构建与检验 3.1 淮河流域概况 3.2 研究区概况 3.2.1 研究区范围 3.2.2 气候水文 3.2.3 水系分布 3.2.4 水文地质 3.2.5 土地利用与土壤 3.2.6 社会经济 3.2.7 供用水与退水 3.3 模型时期设定 3.4 主要空间数据处理 3.4.1 子流域划分与模拟河道 3.4.2 气象水文数据空间展布 3.4.3 基础模拟单元划分 3.4.4 主要水文地质参数 3.5 主要水循环驱动因素 3.5.1 气象条件 3.5.2 内水人淮条件 3.5.3 地下水边界条件 3.5.4 湖泊/洼地蓄滞条件 3.5.5 农业种植过程 3.5.6 人工用水分布过程 3.5.7 退水分布过程 3.6 研究区水循环模拟检验 3.6.1 水循环模拟关键数据检验 3.6.2 水循环模拟收支平衡检验 3.6.3 宏观水文特征参数检验 3.7 代表性沉陷洼地积水机理模拟分析 3.7.1 洼地水循环通量模拟及水平衡分析 3.7.2 洼地地下水补给/洼地渗漏规律分析 3.7.3 髙潜水位区洼地积水机理辨析4 采煤沉陷区蓄洪除涝作用研究 4.1 内涝和外洪遭遇情况分析 4.2 典型洪水年份降水特征分析 4.3 2010年沉陷情景下典型洪水蓄洪除涝效果评估 4.3.1 典型洪水汛期来水过程模拟评估 4.3.2 典型洪水汛期“关门淹”除涝作用模拟评估 4.3.3 典型洪水蓄洪潜力评估 4.4 2030年沉陷情景下典型洪水蓄洪除涝效果评估 4.4.1 典型洪水汛期来水过程模拟评估 4.4.2 典型洪水汛期“关门淹”除涝作用模拟评估 4.4.3 典型洪水“关门淹”水位消落效果评估5 采煤沉陷区水资源开发利用潜力研究 5.1 沉陷洼地水资源形成转化模拟评估 5.1.1 洼地水循环补给/排泄组成 5.1.2 洼地水资源量评价 5.2 2030水平年洼地可供水量模拟评估 5.2.1 2030水平年需水预测 5.2.2 2030水平年退水量预测 5.3 蓄水工程供水规则限定 5.3.1 蓄水工程供水对象 5.3.2 蓄水工程供水范围 5.3.3 蓄水工程供水比例 5.3.4 蓄水工程需供水量 5.4 蓄水工程特征参数设置 5.5 系列年份选择 5.6 平水时段沉陷洼地蓄水工程可供水量研究 5.6.1 供一般工业50%地表用水情景 5.6.2 供一般工业60%地表用水情景 5.6.3 供一般工业70%地表用水情景 5.6.4 平水时段洼地蓄水工程可供水量讨论 5.6.5 平水时段研究区水分循环转化分析 5.6.6 平水时段沉陷洼地水资源组成分析 5.7 枯水时段沉陷洼地蓄水工程可供水量研究 5.7.1 供一般工业30%地表用水情景 5.7.2 供一般工业40%地表用水情景 5.7.3 供一般工业50%地表用水情景 5.7.4 供一般工业60%地表用水情景 5.7.5 单独枯水年份可供水量研究 5.7.6 连续枯水年份可供水量研究6 采煤沉陷区水环境安全保障研究 6.1 研究区水功能区划及现状水质评价 6.1.1 研究区水功能区划 6.1.2 水功能区现状水质评价 6.2 水域纳污能力计算 6.2.1 2010年水域纳污能力计算 6.2.2 2030年沉陷区纳污能力计算 6.3 2030年污染负荷与水质模拟预测 6.3.1 污染负荷与水质模型 6.3.2 模型构建 6.3.3 2030年沉陷区洼地污染负荷模拟预测 6.3.4 2030年沉陷区洼地水质模拟预测 6.4 2030年污染负荷控制与削减量分析 6.4.1 平水时段污染负荷控制与削减方案