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我国西北地区降水稀少，气候干燥，是世界上最干旱的地区之一。水资源紧缺一直是制约西北地区经济发展和人民生活水平提高的重要因素，也是导致生态环境恶化的最主要因素之一。正因为如此，西北地区水资源问题一直是研究的热点。
本文以河西走廊疏勒河流域为例，在系统分析疏勒河流域研究区水文地质条件的基础上，通过建立水文地质概念模型，利用数值模拟的方法，在努力提高数值模拟仿真性的基础上，运用地下水三维流数值模型对研究区的地下水动态进行了模拟。
文中着重探讨了在建模过程中，本研究为提高数值模拟的仿真性，对此地下水模型所做的多方面的改进：
1.采用地下水三维流模型，而非二维流模型本区历史上做过两次模型，分别是地质科学院水文地质环境地质研究所(2000年)和清华大学水利系(2004年)完成的，两者都是地下水二维流模型。
而在研究区盆地内，洪积扇顶部出山口河水渗漏补给后，地下水将以垂向为主地向下流动：洪积扇前缘地下水向泉口溢出也存在垂向分量：含水层之间弱透水层中的地下水也以垂向流动为主：非完整河底部的地下水也存在明显的垂直流动；非完整抽水井附近的地下水流存在垂直流速分量，等等。可见，本区地下水流明显属于三维流类型，为提高模拟的仿真性，本模型采用地下水三维流模型。
2.模型北边界的处理上述提到的以前的两个模型都将北山山前戈壁作为零流量边界，但我们考虑到北山仍得到降水入渗补给(局部地区存在井水)，为此将模型范围向北扩至北山地下水分水岭处，北山地下水分水岭以南的北山山区均概化入模型内。此外考虑到分隔玉门—踏实盆地和安西—敦煌盆地的北截山较为狭长，若作为弱透水边界处理则难以给定边界流量，因此将北截山作为非均质的一个分区概化入模型内处理，如此三个盆地即作为一个整体模型研究，有利于疏勒河整体规划、合理配置水资源。
3.点泉和泉沟流量的模拟泉是数值模型中主要的模拟要素：泉流量的预测是地下水资源评价、管理不可缺省的内容。本文在分析了国内外关于泉流量模拟存在的问题之后，正确地采用泉口水位一类边界的刻画和计算方法，该模拟方法符合渗流机理，参数具有明确的水文地质意义，并将泉流量作为重要的拟合对象参与模型识别，大大地提高模型识别的质量。而在以往该区的地下水资源评价数值模拟中，没有将泉的流量作为过拟合要素。
在本模型选择了3个典型点泉和22条线泉(泉沟)，模拟其流量动态，并将其实测流量作为一个重要的拟合对象用以求取含水系统的水文地质参数和预测泉流量的动态。对此将会大大提高模型的仿真性。
4.混合井孔的模拟本研究采用“渗流—管流耦合模型”来刻画混合井孔，，以“渗流”刻画地下水的运动，“管流”刻画井孔中的水流，解决了混合井孔的模拟问题，大大地提高了模型的仿真性。
5.大气降水和地表水等入渗补给潜水滞后性的刻画本研究采用“降雨补给滞后权系数法”来刻画降雨和地表水的入渗补给。
6.初始水头分布的确定模型采用“参数-初始水头迭代法”来确定各层的初始水头分布。