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地下水定義范文1
水平定向鉆進技術是非開挖技術領域中占主導地位并且發展最快的高新技術之一，它是利用水平定向鉆機以可控鉆孔軌跡的方式，在不同地層和深度鉆進并通過跟蹤與導向儀導向抵達設計位置而鋪設地下管線的施工新方法。主要用來鋪設、更新、維修各種地下管線，也可用于地質勘探與資源開采。隨鉆測量是指鉆機在鉆進的同時連續不斷地檢測有關鉆孔或鉆頭的信息，靠跟蹤與導向儀實現。因此，跟蹤與導向儀是水平定向鉆機施工的必備測量設備。典型的跟蹤與導向儀由地下傳感發射探頭、地面手持式定位跟蹤儀和遠端監視設備三部分組成，而地下傳感發射探頭是整個導向儀設計的關鍵。針對國內導向儀全部依賴進口的現狀，筆者對導向系統進行了研制開發。本文主要介紹基于單片機MSP430F149和數字信號處理器ADSP2189的地下傳感發射探頭的設計與實現。
1 結構設計
地下傳感發射探頭放置在鉆具的空腔內，受體積限制。為保證通用性，采用與國際上同類產品相一致的尺寸φ32cm×380cm。探頭結構如圖1所示。主要分為電池部分(兩節二號電池)、天線部分(帶磁芯的線圈)、調制與功放部分以及傳感器部分。
2 硬件設計
地下傳感發射探頭主要完成鉆頭傾角、工具面向角、溫度和電池電量等參數的檢測以及甚低頻電磁波信號的發送。其硬件組成框圖如圖2所示。為適應野外長時間工作的特點，系統硬件采用了低功耗設計。
2．1 控制器的選取
MSP430F149是TI公司生產的一種Flash型超低功耗16位單片機，具有處理能力強、運行速度快、可靠性高等特點，能適應工業級運行環境，特別適合于電池應用的場合或手持設備。本系統選擇它作為系統的主控制器。
同時，本系統采用了AD公司生產的專用數字信號處理器ADSP2189。它具有處理速度快(單周期指令執行時間為16ns)、接口方便、自身資源豐富等特點。在本系統中主要是實現精確數字調制、同步以及相關的數字信號處理等。休眠狀態下，其功耗也較低。
2．2 傳感器設計
傳感器均選用低功耗產品。傾角傳感器采用新型MEMS微硅單軸加速度計，具有高精度(0．1％～1．0％)、高分辨率(2％og～5％og)、寬動態范圍、低偏置、低靈敏度漂移、低噪聲水平、低功耗等特點。通過配備相應的處理電路完成傾角的測量。面向角傳感器采用雙軸加速度計，輸出環路將模擬信號轉換為脈寬占空比的數字信號。這些數字信號直接與MSP430F149定時器輸入相連。
相關模擬信號電壓的采集由MSP430F149完成。MSP430F149的ADCl2是12位精度的A／D轉換模塊，具有高速、通用的特點。其最大采樣速率為200kSPS，內裝采樣／保持電路，可選擇軟件、采樣定時器或其它片內定時器控制采樣周期。ADCl2的8個可配置的外部信號采樣通道具有單通道單次、單通道重復、序列通道單次等多種轉換模式。在此系統中，采用序列通道單次轉換模式。
2．3 MSP430F149與ADSP2189接口設計
ADSP2189程序的引導、數據輸入與輸出均通過MSP430F149控制實現。ADSP2189采用IDMA方式與MSP430F149相連，如圖3所示。IDMA接口是一個并行的I／O接口，帶有16位地址／數據總線。該總線支持對16位數據存儲器和24位程序存儲器的訪問。IDMA接口的讀／寫訪問是完全異步的。在ADSP2189全速運行時，MSP430F149可以通過IDMA接口直接訪問處理器的內部存儲器，硬件連接簡單。
2．4 源模塊的設計
地下傳感發射探頭體積小。由結構設計知，探頭只能靠兩節二號電池供電。為滿足地下長時間工作的需要，探頭電源模塊的設計非常重要。此電源模塊需要給傳感器部分、微控制器部分和功率放大部分分別提供+3．3V、+2V、±5V和±12V的電壓，并且+5V需提供50mA的輸出電流，±12V的輸出電流需達到80mA。考慮到成本、效率、輸出紋波、噪聲及靜態電流等問題，最終選擇MAXIM公司生產的幾款高集成度、高轉換效率的可控型DC-DC轉換器，將兩節鋰電池的輸入轉換為所需的電壓值。當傳感器、功放等單元處于休眠時，MSP430F149可同時關斷相關電源轉換模塊，以達到省電的目的。通過實驗測試證明，探頭可連續工作12個小時，電源模塊的轉換效率達80％以上。
3 軟件設計
本系統中，MSP430F149作為主控制器，完成對傳感器輸出信號的采集、DSP的引導、電源模塊的管理等工作，總體軟件流程如圖4所示。ADSP2189主要實現精確數字調制、同步以及相關的數字信號處理。
3．1 電池電壓檢測
根據電池的特性曲線，通過ADCl2獲取的電池電壓分為3(強)一2(中)一1(弱)三檔。當電池電壓降至1檔時，MSP430F149自動關斷其它功能模塊的電源，自身進入待機休眠狀態。
3．2 MSP430F149與DSP通信
DSP引導：激活RESET，置MMAP=0和BMODE=1(選擇IDMA引導)；撤消RESET，通過IDMA接口裝載ADSP2189程序。程序執行被堵塞，直到程序存儲器的地址0寫PM(0x0000)。ADSP2189響應IDMA控制信號并提供確認信號IACK。寫PM(0x0000)，開始DSP程序執行。
DSP存儲器的讀／寫：由4個控制輸入管腳選擇。IDMA接口選擇IS和地址鎖存使能(IAL)有效時，ADSP2189將地址總線上的地址寫入IDMA控制寄存器，被鎖存的地址不能由主控制器讀回。IDMA接口選擇IS和讀選通IRD有效時，ADSP2189將IDMA控制寄存器所指的存儲單元內容輸出到IDMA數據總線上。IDMA接口選擇IS和寫選通IWR有效時，ADSP2189將數據總線上的輸人數據寫到IDMA控制寄存器所指的存儲單元中。訪問應答IACK確認數據讀／寫操作的完成，作為IDMA接口忙的指示信號。
DSP狀態檢測：將待發射數據以固定的格式存放在DSP的數據區，然后向DSP發中斷；DSP接收到中斷后，調制及發射過程中會引起DSP-FL0一MSP430F149-P4．2的電平變化。在1ms內若檢測到變化，DSP工作正常；未檢測到變化，DSP工作不正常，重新調用DSP程序引導模塊。
3．3 傳感器檢測
(1)傾角檢測：在溫度不變的情況下，單軸加速度計輸出值與傾角的正弦值成線性關系，主要通過查表的方式得到傾角值，并運用最小二乘法進行相應的溫度補償。
(2)面向角檢測：利用MSP430F149定時器的兩個捕獲／比較模塊實現了對雙軸加速度計的雙脈寬輸出的測量。
(3)溫度檢測：通過MSP430F149的I／O引腳直接訪問溫度傳感器，讀取溫度值，并進行相應的判斷。
此外，還設定了看門狗定時器，防止程序跑飛。
4 系統安裝誤差軟件修正
由于探頭安裝過程中軸線偏移以及相關基準線未能對準等，傾角傳感器和面向角傳感器總會產生一定誤差。也就是說，當探頭傾角及面向角處于絕對零位時，對應傳感器測量結果并不是零值，存在一定的偏差，且不同探頭的初始偏差也不相同。利用MSP430F149的程序存儲器是Flash型可在線編程的特點，在整個系統裝配完成后第一次上電時用軟件實現誤差修正。誤差修正軟件流程圖如圖5所示。
地下水定義范文2
【關鍵詞】淺層地下水；地下水資源；地下水敏感性
1 引言
地下水是存儲在地質形成的飽和帶里的粘土、沙土、砂礫和巖石空隙、裂隙中的水。儲存地下水的空間稱為地下水含水層或是地下水水庫。地下水通過降水、湖泊、河流等水源補給而與大氣陸地水循環相連。淺層地下水的補給參與水文循環，進而使其成為可再生資源。
人類的干擾因水文地質條件的不同會對地下水系統造成影響，所以對地下水污染敏感程度的量化，是目前有待解決的嚴重問題。地下水污染敏感性是指污染物對最上含水層影響的傾向性和可能性。
淺層地下水水質惡化，會嚴重影響到居民的生活質量及健康狀況，對當地的經濟可持續也會造成影響。由于我國大部分地域淺層地下水周邊的環境被污染，所以有必要加強對地下水污染抵御的能力并及時改善地下水質量。
2 淺層地下水資源的嚴重形勢
隨著城市的發展，地下水在城市中的作用越來越重要，人類活動的影響使得地下水環境越來越呈現惡化的狀況。在干旱尤為嚴重的北方地區，地下水量衰竭，由于城市的發展帶來的水資源污染和短缺，工業廢水和生活污水的大量排放都使得地下水環境問題日益突出，此外有地下水過度采取浪費，不潔地表水的污染，種種原因已經對地下水造成嚴重的影響。
3 地下水敏感性的定義
淺層地下水是潛藏于地下第一層不透水層上的地下水，地下水是我國百分七十人口常用水的主要優質水源，土壤的吸附和過濾使得地下水水質較好，細菌少。此外地下水還具有廣泛分布、開采較為便利等優點。
地下水系統由于其本身水文地質條件的不同，對人類干擾具有不同的敏感性。不同區段地下水敏感度的區分是環境保護中所必須要解決的問題。
有研究者認為污染敏感性是地下水系統的本質特征，而大多數學者認為地下水污染敏感性可本定義作污染物經由水層上部某位置的介入，而滲透到地下水系統。污染物的天然衰減決定了地下水的污染程度，土壤中物理以及化學反應的過程能夠導致污染物本身性質的改變，這樣便減輕了地下水污染的程度。
地質、水文地質、污染物的排放條件以及污染物的化學物理性質等多種因素決定了地下水的敏感性。污染物由地表滲透地下水系統整個過程非常的緩慢，而一經污染，水質的恢復會極其困難。地下水水質狀況被予以高度重視，而水污染敏感性的研究也被關注起來。
4 地下水敏感性研究
污染敏感性評價體系有經驗技術以及模型模擬。國外的評價敏感性方法體系有水文地質背景值法、系統參數法和相關分析以及數值模型法三種。從敏感性的對象來劃分，污染敏感性的評價又可以分為含水層內在的污染敏感性評價，而因此簡稱為內在污染敏感性評價。
4.1 指標疊加法
指標疊加法主要有GOD法、DRASTIC法。GOD法是一個評價過程簡單的經驗體系，評價結果有實際性的指導意義。G是指地下水的狀況為，O是上覆巖層特性，D是地下水埋深。GOD指數則是指三位評分值的乘積。而在非承壓含水層情況下，才會考慮覆巖層指數評分。系統參數法中的DRASTIC模型考慮的參數是：地下水埋深、含水層的凈補給、含水層中的巖性、土壤類型、地形和包氣帶的影響和含水層水力傳導系數，此模型較多用。DRASTIC提供了兩組權重系列，用于一般地下水污染敏感性的評價，以及用于強烈的農業活動區，也稱為DRASTIC指數，專門用于特定污染物敏感性的評價。DRASTIC指數越大，地下水敏感性越高。據最后得到的指數大小，將污染敏感性分為四等級：低敏感性、中等敏感性、高敏感性以及極度敏感性。此指數法是目前國際上用于地下水污染敏感性評價最為普遍的一種方法指標體系。
4.2 模擬模型法
人們隨著對野外檢測手段、實驗研究方法和地下水運移理論的逐漸研究認知，控制地下水中污染物運移的環境化學過程也越來越精確。用于預測污染物運移的各種模型如：簡而化之的屏蔽模型和以過程作為向導的復雜模型。屏蔽模型廣泛應用于空間不同尺度和地下水污染敏感性評價，其中包括：衰減影子模型AF、遷移能力指數模型LPI和分類指數模型RI。
衰減因子模型是為了根據農藥對地下水污染敏感性進行分類，此方法主要考慮農藥的關鍵性質和水文地質條件，以及土壤性質對農藥污染的影響。
對某區域進行污染敏感性分區可采用遷移能力指數模型，它是通過簡化溶質在均質各向性孔隙介質中的對流遷移彌散反應一維方程得到的。采用分類指標模型審定和注冊一些化合物，在佛羅里達州地下水中已經檢測到，該模型是在簡化佛羅里達農業與消費者服務有關農藥審定和注冊程序中而研制的。
5 研究技術平臺
顯然，在我國地下水已成為可持續發展的制約因素。有毒化合物、農藥、硝酸鹽的使用使得我國地下水面臨著嚴重的污染威脅。我國已明確強調加強地下水管理，嚴格控制地下水超采，要抓緊解決部分地區水資源短缺以及水資源污染等問題。水利生態的提出，是對研究水資源污染防治、水資源優化配置和可持續利用的重要指導，地下水污染問題是其內容之一，我國剛起步的關于地下水污染敏感性研究的專題試圖探索地下水污染敏感性分析與制圖的有效方法。
關于當前國際水文地質研究的重要課題之一是對地下水污染的敏感性進行研究分析，前者屬于當前國際地質領域較為尖端的課題，在當前國內水污染的防控與治理工作中具有指導意義，同時也是對自然環境問題以及社會經濟發展方向適應性進行探究的重要條件。關于地下水污染敏感性分析和制圖領域的研究，歐美發達國家起步較早。
法國地質礦產調查局編制出版第一幅法國地下水敏感性圖，共編制出版了76幅適用于不同途徑的各種比例尺寸。地理信息系統技術被廣泛的應用，其實現了對空間數據和信息的輸入、存儲、管理、檢索處理以及分析等功能。國外的研究重點已經轉到了GIS技術和地下水運移模型的結合，依此來評價地下水的敏感性。在屬性數據庫和空間分析功能基礎上，GIS技術能夠管理大量的歷史數據和資料，以評價因子的不同相互區分，得到二維圖形的區域性敏感性評價分析圖。在此領域歐美發達國家起步較早，具有綜合分析和進行空間建木能力的GIS技術已經日漸趨于成熟，能刻隨時地修改和更新數據庫，使評價過程變得極為簡單和容易。運用DRATMIC和GIS模型軟件對具體區域進行地下水污染敏感性分區，而且敏感性指標并不能夠反應該區域地下水是否已經被污染，因為量化數值有相對意義，但是可以根據評價結果，在建設管理和規劃布局中對某些區段作充分的考慮，進而采取相應的措施確保地下水資源可持續利用。
參考文獻：
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地下水定義范文3
（中國地質科學院水文地質環境地質研究所，石家莊 050061）
摘要：在土壤介質中，地下水及鹽分如何運移一直是影響地下水資源計算評價的一個重要問題。黏性土層與含水層具有不同的巖性組成，對地下水和鹽分的運移起著不同的作用，導致鹽分和水在黏性土的運移規律并不相同。本研究選擇華北平原黏性土作為研究對象，利用100 m深度上黏性土中地下水連續的水化學和同位素數據，分析了黏性土對含水層間的水力聯系及鹽分運移的影響。試驗表明，黏性土水中電導率的變化主要與補給來源的電導率有關，在垂向剖面上具有比較連續的變化趨勢，反映出地下水垂向補給的特征；同時，電導率在一定深度上存在數值的突變，反映了黏性土的阻鹽特性，說明黏性土具有一定半透膜作用。由于黏性土的隔水和半透膜特性，穩定同位素在不同深度上的組成受到黏性土分布的影響，其分布規律對地下水資源評價具有參考價值。
關鍵詞 ：黏性土；同位素；水文地球化學；鹽分運移
中圖分類號：P641 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）16－3891-04
DOI：10．14088／j．cnki．issn0439－8114．2015．16．015
收稿日期：2015－04－10
基金項目：國家自然科學基金項目（41472225）；國家重點基礎研究發展計劃（973）項目（2010CB428803）
作者簡介：陳 江（1976－），男，河北邢臺人，助理研究員，博士，主要從事地下水資源與環境研究，（電話）0311－67598605（電子信箱）shuihuansuo＠126．com。
華北平原的弱透水層是地下水含水系統中的重要組成部分，通常被認作阻滯水流和溶質遷移的阻截層或防滲層。由于其研究的難度很大，以及人們關注的是含水層中的水動力傳輸過程，而缺少對弱透水層中地下水運移特性的研究，早期更是將這種黏性土層定義為隔水層，在其上下含水層存在明顯水頭差而發生越流的情況下，僅考慮了弱透水層中的水流及水量交換，完全忽略了黏性土層對溶質遷移的影響研究。近年來，隨著研究的深入，逐步認識到黏性土弱透水層防污性的重要作用［1，2］。華北平原第四系含水層具有上咸下淡的結構，長期開采深層淡水，導致淺層咸水越流量增加，但目前并未發現大面積的深層地下淡水礦化度明顯增加的現象［3］，這說明黏性土層或弱透水層對鹽分具有一定的阻擋作用。
張宏仁［4］提出了從含水層中抽出的水來自含水層體積的壓縮。根據河北滄州和天津以往長期觀測的結果，多年從封閉含水層抽取的地下水總體積，大體上等于地面沉降的總體積。而另一些水文地質學家認為地下水開采改變了地下水動力學狀態，誘發了相應的補給。石建省等［5］研究得出深層水開采量大約41％～44％來源于地面沉降壓縮釋水，56％～59％來源于側向補給和越流補給，并指出從含水層抽取的地下水總體積并不完全等于地面沉降的總體積。華北平原地下水調查項目結果顯示，彈性釋水占3％～9％，壓縮釋水占25％～40％，側向補給和越流補給各占15％和40％［6］。雖然觀點各不相同，但是都認為壓縮釋水占有相當的比例。對于壓縮釋水引起含水層水質變化的問題，王家兵［7］提出了濾鹽層概念，認為黏性土截留了部分地下水中的鹽分。針對上述存在的問題和看法，通過黏性土的釋水同位素組成及水化學測試，分析黏性土對地下水中同位素及水化學的影響，進而為研究含水層間水力聯系提供依據。
1 材料與方法
采集樣品所處位置水文地質條件：華北平原中東部，深度上自上而下分為4個含水組，本次研究主要針對第一和第二含水層組。第一含水組為潛水含水層，厚度大約60 m，相當于全新統地層（Q4），為分布咸水覆蓋。第二含水組是淺部承壓水，相當于上更新統（Q3）地層，厚度60 m左右；含水層由砂礫石、中砂和細砂組成，與第一含水層組相似。由于水質的原因，當地的地下水開采主要位于第三和第四含水層組［8］。
各含水組巖性具有明顯的差異性。第一含水組的含水層多為條帶狀分布，顆粒細，透水性較好及直接接受降水入滲補給。第二含水組有較穩定的隔水層，水頭有明顯的承壓性標志。第四紀地質特征在垂向上也有著明顯的變化，中更新統的地層厚度較大，含砂比較高，一般為40％～50％，砂層粒度較粗，多為中粗砂和中細砂，分選磨圓較差，偶含小礫石，砂層具有輕度風化，砂層展布多為面狀、舌狀。上更新統地層厚度相應較薄，地層含砂比較低，一般為30％～40％。砂層粒度變細，多為中細砂和粉細砂，分選較好，展布形態為條帶狀。這種上下的差異性，反映了古氣候由濕潤趨于干旱，在第二含水巖組的頂部出現了咸水。
本次研究選擇華北平原黏性土層作為研究對象，開展了水文地質鉆探，選取100 m深度鉆孔的全部黏性土樣品，利用壓縮裝置，壓榨獲取土壤內部水分，進行土壤釋出水的電導率和氘氧同位素測定。試驗巖心用塑料管密封包裝，每段巖心長30 cm，冷藏待測。試驗時，樣品削去表層，通過壓縮裝置逐級加壓，釋出黏土內部水分，用無蒸發瓶收集，保證外部因素對巖心樣品的影響降到最低。水樣的電導率和氘氧同位素測定由國土資源部地下水科學與工程重點實驗室完成。
2 結果與分析
2．1 電導率隨黏性土埋深的變化
電導率數值的大小代表了2個方面的信息，一是補給水源的離子組成，二是原始成因土壤水的離子組成。盡管2個方面的影響會導致離子來源難以辨認，但通過剖面的電導率變化，仍然可以對識別水力聯系提供有價值的信息。土層中水流交換的強弱能夠影響離子成分的變化，當垂向上地下水流速度較快時，地下水中離子快速混合，土壤水中電導率隨埋深變化會相對緩慢；而水流速度慢時，水巖作用會使離子組成偏離補給源的特征，電導率變化會更明顯和缺乏規律。
本次測試結果顯示（圖1），土壤水的電導率在埋深12 m之上快速上升，變化速率較大。由于該取樣處淺層地下水位埋深在12 m左右，因此12 m以上包氣帶的存在使得土壤水電導率變化相對12 m以下更大。在此深度上，降雨通過活塞補給方式補給地下水，在水入滲下移過程中，水體攜帶的鹽分在土層中逐漸析出累積，表現為隨埋深增大電導率逐漸增高。
在12～20 m深度上，黏土中水的電導率出現了下降趨勢，和上部的變化趨勢相反，可以判斷12 m處為一水力間斷點，上下部之間聯系微弱。
20～40 m之間土壤水電導率變化較為平緩，而從含水層及巖心資料可知該深度區間存在含水層，因此該區間內土壤水存在水力聯系，地下水的混合作用平衡了該深度區間上地下水的離子濃度。該區間內的電導率與上部和下部都存在突變，說明該層相對獨立，可認為地下水與上下兩側不存在顯著水力聯系。
40～60 m區間土壤水電導率急劇降低，說明該深度上地下水與上部沒有顯著水力關聯。由巖性調查可知，在20～22 m和50～58 m存在含鈣質結核的黏性土層，并夾雜斑脫土，而從已有研究中顯示斑脫土具有截留鹽分的作用［9］，這種夾層的存在使得鹽分的運移過程受到限制，可能是鹽分含量突變的一個原因。60 m深度后電導率波動平緩，由此可以得出結論：一，該深度區間上黏性土礦物組成相似；二，地下水在此區間深度內存在水力聯系。如果不滿足上述2個條件則離子交換作用會導致在不同深度上電導率出現顯著波動。
氯離子具有較為穩定的水化學性質，通常情況下不參與離子交換吸附，能夠較好地反映地下水的化學特征，可以用來分析含水層間的水力聯系。
測試結果顯示，黏性土中氯離子總體趨勢與電導率變化趨勢相近，與第一、二含水層組地下水的氯離子含量相當［10］，說明含水層中水的循環對周圍黏性土中的水具有一定影響（圖2）。
2．2 同位素變化
100 m深度剖面上土壤水中氘氧關系的分布規律如圖3所示，樣品所在地的大氣降水線（LMWL）為?啄（2H）＝7．08?啄（18O）＋0．96［11］，其中?啄為千分差值，即?啄＝1 000×（R樣品－R標準）／R標準，R為同位素測定值。實測土壤水樣品中?啄（2H）和?啄（18O）值關系點全部位于降水線下方，且隨樣品采集深度的增加存在貧化趨勢，與華北平原地下水中氘氧關系變化趨勢相似。40 m深度以上的樣品點蒸發線大致與降水線平行，可認為土壤水受到大氣降水的直接影響，存在垂向活塞式補給，但土壤水未被完全替換。40 m深度以下氘氧同位素樣品點偏離大氣降水線趨勢并逐漸貧化，補給來源明顯與上部不同，且不存在顯著水力聯系的表現特征。
從同位素數據的分布集中度看，40 m深度以內的點分布相對集中，埋深大于40 m的樣品點分布較為分散，其中80～90 m、90～100 m兩組數據分布范圍較大，氘同位素值分布區間在75‰~105‰，氧同位素值也較為貧化。上下部的同位素組成特征說明補給年代或補給時的氣候條件存在差異，且上部水力交換密切，而下部土壤水之間缺乏聯系。
氘氧同位素值的分布在埋深上存在變化趨勢，這反映了垂向上的土壤水來源特征，從上述分析可以初步得出40～50 m存在上下部的一個分界線。
2．3 同位素參數分析
Dansgaard［12］提出了氘過量參數，定義為d＝?啄（D）－8?啄（18O）。某一地區的大氣降水的d值實際上反映了它與全球大氣降水同位素分餾的差異程度。根據定義，水巖作用越強烈，水和巖層的氧同位素交換程度越高，則地下水的d值越小，d值的變化梯度可以反映地下水的流向，通常由高d值流向低d值的區域［13］。如果地下水在緩慢徑流過程中，因受動力學影響的蒸發作用再次活躍起來，d值就將變得更低，甚至為負值，而水中的鹽分將變得更高，兩者成一種負相關關系，這對再度蒸發的地下水尤為典型［14］。
本研究中的測試結果見圖4，水樣的d參數明顯偏負，最小值為－21．8‰，而前人研究中華北平原地下水d值多為正值，少部分負值點為地下熱水及近海樣品［15］，可以看出本次研究的黏性土中水樣的氫氧同位素特征與含水層中水的測試結果明顯不同。
在0～25 m埋深區間，d值明顯下降，說明該深度內黏性土層水的補給來源及形式單一，受垂向補給，且更新速度較慢。25～60 m區間內d值均值較低，反映了該區段內黏性土中地下水形成時間較長，水巖交互相對充分；同時d的分布離散程度明顯增大，可知垂向上地下水不具有明顯的補給通道。從巖心特征看，該深度區間內存在5個砂層，根據前人的含水層劃分，該區間屬于第一含水層組，黏土中d值的分布特征反映出該深度內含水層中水的補給來源并不惟一，否則d值將具有明顯的一致性。加之農業灌溉對該含水層的開采，局部側向流補給是影響d值的主要因素。60～100 m深度區間內，d值均值和0～20 m埋深區間相當，與上部的25～60 m區間相比離散度明顯變小，且存在有極值點。d值的這種分布規律反映出該區間與上部具有不同的水力特征，黏性土層的水與上部沒有顯著的水力聯系，含水層應該劃分為不同的地下含水系統。
3 小結與討論
黏性土對地下水的垂向運移起到了明顯阻隔作用。通過電導率的變化趨勢看，大厚度的黏性土對鹽分具有一定的截留作用，表現在電導率的突變多發生在黏性土所分布的深度。但黏性土可以使得地下水部分滲透通過，呈現弱透水層特征，表現在淺部黏性土中地下水具有較為連續的電導率變化趨勢，具有一定規律性，反映了地下水的垂向運移特征。
氘過量的垂向變化特征說明黏性土對地下水的同位素組成具有一定的影響。首先由于黏性土的弱透水作用，穩定同位素存在分餾，使得氘過量參數在黏性土層兩側存在顯著變化；其次由于黏性土的存在，不同層位的地下水交替速度也不相同，造成同位素組成具有不同的特征。這種同位素的變化特征可以為地下水資源的評價和水資源利用提供參考。
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地下水定義范文4
關鍵詞：地下水位 動態監測 系統研究
中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0011-01
對于地下水位動態監測過程的實現對于促進人們提升水資源的利用率以及水資源利用的合理性都有一定意義。本文就建設地下水位動態監測系統的必要性以及地下水位動態監測系統建設要點進行了分析。
1 建設地下水位動態監測系統的必要性
地下水位動態監測的信息直接影響人們生活以及農業模式的選擇。對于地下水狀況的掌握需要測量多個和地下水資源有關系的多個參數，其中最重要的就是水位的測量，水位一旦發生某些輕微的變動就會對人們生活生產造成極大的影響。因此加強水位動態監測系統的建立和完善對于促進區域內水資源合理利用有著重要作用。但是就我國目前地下水動態監測系統的建立情況來看，其還存在這許多的問題。目前對于地下水測量的主要方式還以傳統簡單的方式為主，即在被測量地運用手工放線或者簡單測量儀器等對水位進行測量，這種方式受外界因素的影響較大，不利于相關部門對于水位精確變化的掌握。
2 地下水位動態監測系統建設要點
2.1 系統建設的總體目標
地下水位動態監測系統的建立最主要的目的就是為了實現簡單、高效的對地下水位進行自動實時監測。在此系統中水位測量數據的采集主要運用的就是相關傳感器，當各個監測點經由傳感器獲得水位數據之后利用相關的數據傳輸方式把其傳至系統終端，從而為相關人員對于數據的分析創造條件。在對水位動態監測系統的建立過程中需要公共電信網通訊技術的支撐，數據傳輸的方式可以以GSM技術為核心。對于各個監測點水位數據的采集可以采用無線控制技術，像ZIGBEE等。一個完善的水位動態監測系統應改能夠實現每天都能對水位進行采集并把所采集的數據進行自我儲存的功能，從而為水位動態監測系統功能的發揮奠定基礎。
2.2 地下水位動態監測系統的組成部分
地下水監測系統所檢測的對象主要為地下水位的高度以及埋藏的長度，所檢測的地下水位的數據應該能夠自己錄入相關的數據庫中并能夠經處理之后以報表和曲線等形式得以體現。一般情況下一個完整的地下水位檢測系統應該由傳感器、檢測主機RTU以及通信網絡等組成。
（1）傳感器。
根據傳感器的作用機理傳感器也叫做換能器、變送器以及探測器等。其在地下水位動態監測過程中所具有的最主要的作用就是對水位的變化情況進行檢測和感知，并把所感知的變化情況以數據信號的形式得以體現。在地下水位動態監測系統中所運用的傳感器的類型為水位傳感器，在對傳感器類型進行選擇時要把傳感器的自身性能、傳感器被使用的環境以及成本等因素納入考慮范圍之內。一般情況下，所采用的水位傳感器的具體參數如下。
測量范圍（FS）：0--50mH2o；
允許過壓：2倍滿量程壓力；
測量介質：與316不銹鋼兼容的液體；
綜合精度：±0.25%FS；
長期穩定性：典型為±0.1%FS/年；
使用溫度范圍：一體式為-20～70℃；
零點溫度漂移：典型為±0.02%FS/℃， 最大為±0.05%FS/℃；
靈敏度溫度漂移：典型為±0.02%FS/℃， 最大為±0.05%FS/℃；
供電范圍：12～36VDC（一般24VDC）；
信號輸出：4～20mA；
負載電阻：≤（U-12）/0.02Ω；
結構材料：外殼為不銹鋼1Cr18Ni9Ni， 膜片不銹鋼316L，密封為氟橡膠，電纜為Φ7.2mm聚氯乙烯專用電纜；
絕緣電阻：100MΩ，500VDC；
防雷：三級防雷設計（1萬V/5kA）；特殊可（2萬V/1萬A）；
防護等級：外殼防護等級IP68；
安全防爆：ExiaⅡ CT5；
分辨率：無限?。ɡ碚摚?/100000（通常）。
（2）監測主機RTU。
在對監測主機RTU進行選擇時一定要綜合考量其各種性能，尤其是可靠性以及低能耗性要最大程度的滿足于系統設計的要求，在主機上要具有各種通信接口以及傳感器接口，能夠實現查詢--應答式和自報式的混合工作制式。另外主機還應該具有定時自檢發送、死機自動復位、站址設定、掉電數據保護、實時時鐘校準、直觀現場顯示和設備測試等功能；可顯示、主動發送電源電壓、端口工作狀態；能接受中心站的遠程自動校時，計時誤差不超過2min/年；能接受中心站的按時段遠程下載存儲數據等功能。
（3）通信網絡。
在地下水位動態監測系統的建立過程中所采用的通信網絡主要為公共運營通信網絡，在網絡的建設過程中需要遵循一定的原則，為了使這種原則能夠實現標準化相關部門則定義了數據網絡通信協議，當數據在傳輸過程中，相關數據壓縮和打包過程就需要把設定的數據網絡協議作為依據，并按照數據協議的標準對數據進行封裝，為數據傳輸的高效實現創造條件。在把數據傳輸到終端之后，經過相關設備對數據的轉換可以使得數據信號轉換為人們能夠理解的形式。另外為了獲取最準確的水位測量信息，相關技術人員應該根據水位測量要求對通信網絡的數據傳輸的頻率進行設定，一般情況下8 h采集一次數據，每條數據中記錄至少20個字節，一天傳輸3條。這樣下來，一個月所需要的數據流量也不過6KB左右，加上系統運行所需要的必要的心跳包，整體算下來，一個月的數據流量也會小于4M，這能夠極大程度的降低數據傳輸成本以及提升數據傳輸效率。
3 某地地下水位動態監測系統實例分析
為了更好的了解地下水位動態監測系統建設的過程，該文以某地地下水位動態監測系統的建設過程為例，對地下水位動態監測系統的建設要點進行分析。
在實例中地下水位檢測系統所采用的傳感器為文中所述傳感器。
主機參數如下所示：
值守功耗：≤2mA
傳感器供電5V、12V可選，設備工作電壓交流220V；
輸數模轉換：16位高精度ADC采集芯片，轉換誤差
可靠性指標：在正常維護條件下，設備的MTBF≥25000h；
工作環境：溫度-30～+60℃。
可以看出，地下水位動態監測系統的建立和完善不僅能夠實現對相關檢測地的水位的測量還能夠對相關區域的水量數據進行統計。另外整個系統有多個子系統構成，這對于相關人員對于相關數據的準確查詢提供了一定的便利條件。
4 結語
通過該文的論述我們可以發現建立一個完善的地下水動態監測系統是十分必要的，地下水動態監測系統的建立能夠為人們對于水資源的管理以及利用提供最為可靠的數據依據。
地下水定義范文5
水文地質類型區也就是指遵照地下水含水層巖石的結構條件允許及地貌形態和成因相似性劃分的獨立或相對獨立的區域。
二、特征
水文地質類型區的特征是地下水按一定的地下水流域分布、運移，在一定的地質、水文地質條件允許制約下，在一定的空間范圍內存儲、運動、完成補給、徑流、排泄整個過程。
（1）具有一定的邊界類型和構造組合。
（2）具有一定的容積和內部組合。
（3）在空間范圍內有勢能的轉換機能。
（4）具有相對獨立的補給、徑流、排泄系統即同一地下水類型區中，一定的排泄量等于一定的補給量。
（5）與相鄰的水文地質類型區存在一定的聯系。
（6）具有一定的水質類型和組合關系。
（7）具有自已本身的發展變化歷史。
三、水文地質特征與內容規劃
賦存于復雜地貌地質體中的地下水，它具有水資源的一般特征，又具有系統性、整體性 流動性、可調節性和循環再生性。經過對賦存環境的研究分析，可劃分出不一樣的單元系統，這樣一些單元系統相互聯系、相互影響，所以開發應用地下水資源時，一定從含水系統整體上考慮打水計劃方案，尋求整體開發應用地下水資源的最優計劃方案，水文地質類型區的劃分便是將賦存環境類似的地下水地貌地質體進行分類，從而使得進行系統性和整體性的方面的管理。
（一）劃分原則
（1）水文地質類型區勘查和地下水資源評價相聯合水文地質類型與地質成因相聯合。
（2）主要含水層的介質類型與地貌地形、埋####條件允許、巖性、透水性能和地下水化學類型相聯合。
（3）水文地質類型區的劃分要達到分類命名簡單，方便于操縱和水政方面的管理為目的。
（二）劃分標準
依照上述分類原則，水文地質類型區劃分采納應用自然條件允許地貌條件允許、地質條件允許、邊界條件允許和含水層的儲存條件允許來總結考慮，側重考慮水文地質類型區勘查方式和評價方式 劃分標準選用地貌類型和不一樣的含水介質相聯合作為劃分標準。
（三）水文地質勘察中難題的評價
影響的水文地質原因：地下水的類型，地下水位及變更幅度，含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系，土層或巖層滲入性的強弱及滲入系數，承壓含水層的特征及水頭等。為提升工程地質勘察質量，應在整個工程地質勘察中增強對水文地質難題的分析，不但需要求查明與巖土工程相關的水文地質難題，評價地下水對巖土體和建筑工程大概產生的作用及其影響；更要提出預防及治理對策的建議，為設計和施工提供如有需要的水文地質資料，以消除或減少地下水對整個工程建設的危害。但在整個工程地質勘察?atype=P1509>報告中，普遍缺乏聯合基礎設計和施工的必要評價地下水對巖土工程的作用和危害。今后在整個工程地質勘察中應從下面幾點對水文地質難題進行評價：
（1）應關鍵點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響 推斷大概產生的巖土工程危害 提出防治對策。
（2）工程地質勘察中還應密切聯合建筑物地基基礎類型查明與該地基基礎類型相關的水文地質難題 提供選型所需的水文地質資料。
（3）不但需要查明地下水的天然賦存狀態和天然條件允許下的變化規律 更為注重的是研究和推斷今后在人為了使工程活動影響下地下水的變化狀況 及其對巖土體和建筑物的不良作用。
（4）地下水位的高低對各式各樣建筑物都很十分主要 在研究工程地質難題時 地下水位以上和以下要分別對待。
四、地下水在巖土工程中的危害性
（1）地下水位升降變化能引起膨脹性巖本地貨生不均勻的脹縮變形，嚴重者形成地裂，引起建筑物尤其是低層或輕型建筑物的破壞。
（2）本地下水位變化頻繁或變化幅度大時，不但巖土的膨脹收縮變形往復，并且脹縮幅度也大。所以，在膨脹性巖土地區進行工程勘察時，應尤其注意對場地水文地質條件允許的分析尤其是地下水位的升降變化幅度和變化規律。這對地基基礎深度的挑選，宜選在地下水位以上或地下水位以下，不宜選在地下水位變更帶內，有十分主要的參考價值。
（3）若水位在壓縮層范圍內上升時，軟化地基土，使其強度減少、壓縮性增大，建筑物大概產生較大的沉降變形；若水位在壓縮層范圍下降時，巖土的自重應力增加，大概引起地基基礎的附加沉降，假設土質不均勻或地下水位的突然下降也大概使建筑物發生變形破壞。
五、水文地質勘察中地下水難題及對策研究
（一）過去地下水測量方式面臨的難題
巖土工程勘察中，地下水的測量與統計沿用的過去方式為：（1）鉆孔；（2）提取巖芯后0.5h，測量孔內水位。（3）有條件允許時，測量終孔后24h 水位，作為穩定地下水位。相比為有含水層貫通的地層，這種方式是合理的，但是對于含水層不貫通的地層和局部（或大部）不透層水的地 這種方式會帶來部分難題。
（二）辦理地下水難題的對策
地下水定義范文6
關鍵詞 自然資源；區域可持續發展；多自主體系統；雪堆模型；環渤海地區
中圖分類號 F063.1 ［文獻標識碼］ A 文章編號1673-0461（2011）11-0043-04
當前全球面臨著化石能源消耗增加、生態環境惡化、極端天氣頻現等問題，可持續發展道路面臨前所未有的挑戰[1]。環境問題越來越被人們關注，本文致力于考慮人類對自然資源的開發利用這一引起當今環境與生態系統破壞的核心問題。資源的開發是要遵循一定規律的，一味多度開發，破壞了地區生態環境，反而使當地人的收益降低；反之，如果遵循這樣的環境規律進行開發，所獲收益反而會更大。這個問題既涉及到兩方面的關系，即人們之間的合作關系，以及人們開發活動與當地自然生態環境間的博弈關系。本文利用多自主體系統（Multi-agents Systems）[2]對這個問題進行仿真建模，下面分別對這兩方面關系予以說明。
自主體間的合作問題已引起很多學者的關注。一些學者用博弈論中最基礎的囚徒困境博弈來研究合作行為的演化。Nowak在二維網格上建立了一個囚徒博弈模型，每輪中網格上的結點都與它的鄰居進行一次囚徒博弈，這決定下輪中它要扮演的角色，它總是模仿得到最大收益的鄰居的行為[3]。囚徒博弈模型也可建立在環形結構上[4]。Kaneko在耦合網絡上發現了集群結構和時空混沌[5]。囚徒博弈模型已有很多應用，如國有企業的經營管理[6]。除了囚徒博弈，對雪堆模型也可進行類似分析，在該模型中合作者和撒謊者混雜在一起并穩定共存[7]。
在本文中，除考慮自主體間的關系，重點是分析自主體的開發活動對地區環境的影響以及環境對自主體收益的反作用。這里的出發點是，如果自主體都對資源過度開采，該地區的環境就會受損，自主體多度開發所帶來的收益反而會減?。涣硪环矫?，如果一些自主體對環境適度開發，使得環境沒有受損，那末那些此時采取過度開采策略的自主體得到的收益會很大，這種收益矩陣恰好是雪堆模型的。下面作具體的分析。
一、模型構建
考慮平面上N個自主體，若兩自主體間的二維歐式距離小于給定值D，則說它們是鄰居，這樣可用圖G（V，E）來表示該自主體系統。每個自主體都對應圖G（V，E）的一個結點，自主體i的鄰域就是圖上其對應結點的鄰居集合，記為
Ni={j |（i，j）∈E（G），j≠i}，其序即Ni中結點數記為di。自主體i所處的地理范圍包括它的所有鄰居和它自己，這是一個空間概念，稱為區域i，記為Si，在不引起誤解的情況下也用i來代表。這里的區域概念不同于前期工作[8]，那里的區域只包括自主體i，即自主體i與區域i在空間范圍上重合，而本文是以自主體i的鄰域包含范圍代表區域i，即區域Si=Ni∪i ，這樣本文就可以分析每個自主體受到更大空間范圍區域的影響。本文考慮自主體不遷移現象，即自主體i固定處在區域i的中心，i=1…N，并且所有的區域都具有可供開發并能不斷更新的自然資源，如供農作物與林木生長的土地、可供開采的地下水等。每個自主體開采所處區域的自然資源，這種行為造成兩方面影響，一是自主體i從區域Si處獲得開采收益；另一方面區域Si受到其內部自主體i與自主體j∈Ni的行為影響，而使其供給資源的水平發生變化，上述討論針對i=1…N。
下面來具體討論自主體的開采行為對區域造成的影響及這種影響對自主體的反作用。
自主體對區域資源環境的開采需要資本、人力等投入，用xi（k）表示k時刻自主體i的投入量。假設每個自主體對區域自然資源有兩種開采策略，過度開采（M）與適度開采（I），用下文中的投入比來區分。
k時刻區域i的自然環境狀態用函數fi（k）∈[0，1]來度量，它受三方面因素影響：前一時刻該區域狀態，環境本身的恢復能力，以及當前時刻該區域內自主體開采行為。區域i處環境恢復能力用恢復系數ci≥1 表示。區域i受其內自主體開采的影響用函數gi，其取值遵循以下原則：其內采取過度開采策略的自主體越多，其值越小。為保持gi的一定數學特性，令其連續可微?，F在，給出fi（k）的表達式：
fi（k）=min{1，ci?gi（k）?fi（k-1）} （1）
其中，采用取小函數 min 是為了保證fi（k）取值在 [0，1]之間，gi的具體形式可有很多，但必須是連續可微減函數，如
gi（k）=exp（2）式中gi的形式考慮到了區域i內所有自主體的開采行為，并且在其定義域（xi（k），xj（k），j∈Ni）上是連續可微減函數。
根據fi（k）的取值，把區域自然環境分為兩類，fi（k）> 0.5為良好型的（H），fi（k）≤0.5為受損型的（D）。
現在可以定義自主體的收益矩陣了（見表1）：
該收益矩陣的橫行代表自主體的開采策略，縱列代表區域狀態，收益矩陣描述在不同區域自然環境狀態下，各種開采行為所取得的收益，用pi（k+1）表示自主體 i 在區域 i 的狀態fi（k）下，通過過度（M）或適度（I）開采策略所能在k+1 時刻獲得的收益，其值域是元素集{π10，π00，π01，π11}。當區域環境是良好型（H）的時候，越多的開采勞動能得到更多的收益，即要求π10>π00；另一方面，當區域環境受損（D），開采成本會提高，多開采反而會使收益更小，即π11π01，π10> π11。把這些不等式聯立，則有
π10>π00>π01>π11（3）
收益矩陣元素的這種排序方式恰與雪堆博弈模型[7]吻合，由于在本工作的收益矩陣中涉及到自主體行為與區域自然環境狀態，我們說這里的博弈是自主體與區域環境的雪堆博弈，而影響博弈結果的因素是自主體與區域環境間的雙方向作用。
k+1 時刻，每個自主體都要調整它的策略。如同進化博弈中的大多數工作，這里也假設自主體在k+1時刻取它鄰居和它自己獲得最大收益的策略，即比較 pi（k+1）與pj（k+1），j∈Ni的大小，并且所有自主體的策略更新都是同時進行的。
用投入比來區分自主體的開采策略，若自主體采用過度開采策略，則其投入比為SI，即用于k+1時刻開采的投入為其在k+1時刻所獲收益的SI部分，xi（k+1）= SI?pi（k+1）；若自主體采用過度開采策略，其投入比為SM，xi（k+1）= SM?pi（k+1）。兩種投入比的關系是 0≤SM
模型的整體算法可以用如下偽碼表示：
輸入 N，G，π00，π01，π10，π11，c，SM，SI
初始化所有自主體的初始策略，所有區域的初始狀態
For k=1to 迭代總次數 Do
判斷所有自主體k+1時刻的收益，利用表1
For自主體i=1 to NDo
比較自主體i 及其鄰居所取得的最大收益
更新自主體i的策略
EndFor
For區域 i = 1 to NDo
更新區域i的狀態，利用公式（1）
EndFor
二、仿真結果與模型規律
本節通過仿真實驗具體分析上述進化博弈模型。本文主要考慮兩個指標，P1：采用適度開采策略的自主體數量占總體的比例，P2：自然環境狀態為良好的區域數量占所有區域的比例。P1越大，說明最終采用適度開采策略的自主體越多；P2越大，說明最終更多的區域擁有良好的環境狀體。對參數的每個取值都做100次實驗，且自主體策略與區域環境狀態的初始值都為隨機的，每次仿真步數為200次，仿真結束后只取最后50次結果做平均，以去除初始的不穩態。
考慮多自主體系統組成49 * 49的網格，即有 2,401個結點或自主體，它們的編號順序是從網格左上角開始，為1號，直到網格右下角，為 2,401號。網格邊界為固定的，這樣四角的自主體有
3個鄰居，除此外四邊上結點有5個鄰居，中間的自主體有8個鄰居。
gi取式（2）中的形式，并假設所有區域的自然恢復系數都相等，即ci=c≥1，i=1…N。參數默認情況取如下值：
c=10，π00=1，π01=0.5，π10=1.5，π11=0，
SM= 0.5，SI=0.8（4）
下面給出主要參數對P1與P2影響的仿真結果。首先，考察區域自然環境恢復能力的影響。令c從1變化到100，其它參數取值同（4）式，從圖1給出的仿真結果可以看出，隨著c的增加，越來越多的自主體將不再采用適度開采策略，而擁有良好環境狀態的區域并不減少，這是由于較高的區域自身恢復系數平衡了自主體過度開采對環境造成的影響。
再來考察收益矩陣對結果的影響。不失一般性，固定π11=0，π00=1，考察π01在這兩常熟間的變化。取c=2，根據不等式（3），令π01從0變化到1，其它參數如式（4），圖2給出實驗結果，可以看出當π01較小時，最終狀態是混合型的，這點對比圖2更可清楚看出，那時當c=2，π01= 0.5時，P1=1，P2=0。再取c=10，同樣令π01從0變化到1，從仿真結果圖3中可以看出，上述趨勢不變，只是拐點向右平移了。
最后考察投資策略的影響。取c= 2，令SM 從0變化到0.5，由圖4可以看出，此時投資策略對自主體的最終策略沒有影響，而較小的開采投入比例，使得較多的區域環境得以保持良好狀態。隨著區域自然恢復能力的提高，即使較高的開發投入也能保持相同比例的良好環境，即P2的拐點右移，如圖5所示。
通過上述仿真實驗可總結出以下模型規律：
① 區域自然環境恢復能力越大，在使得更多的區域最終擁有良好環境狀體的同時，也帶動得更多自主體采用過度開采策略，同時對收益矩陣值與投資策略值帶來的影響都具有延緩趨勢作用；
② 若區域受損時采用適度開采策略的自主體得到的收益較高，則更多的自主體將采用適度開采策略，同時更多的區域最終將受損；
③ 采用適度開采策略的自主體投資策略對所有自主體的最終狀態沒有影響，但適度開采時的投入比SM較大，將使得更多的區域環境狀態最終受損。
三、案例研究
本節以環渤海等地區的地下水資源的開發利用來說明模型的應用。
地下水是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源[9]，在保障人民生活、促進經濟社會發展、改善生態環境等方面都發揮著重要的作用[10]。然而隨著區域經濟社會發展，人們在開發利用地下水資源的同時，一些不合理的開發行為，常常造成一系列環境地質問題，使得地下水資源開發利用方案的設計變得尤為重要。
環渤海地區是我國城市群，港口群和產業群最為密集的區域之一，在我國經濟發展的整體格局中占有重要地位。同時，環渤海地區還是我國水資源短缺最嚴重的地區之一，也是我國地質環境最脆弱地區之一。由于經濟利益驅使，在經濟快速發展中出現了不合理的地下水資源開發活動。地下水作為影響環渤海地區地質環境質量一個最重要的資源與環境要素，對整個環渤海地區經濟社會發展起著重要的制約作用[11]，因此要深入研究區內地下水資源可持續利用問題。我們可以把環渤海地區內的主要城市看做自主體，考慮各個城市即自主體對本地地下水資源的開發活動，并利用本文中的模型，考察單個城市活動對周邊城市的影響。這種把環渤海地區作為一個整體來考慮的思路，非常適宜于如環渤海地區這樣的大范圍區域。
相鄰區域的地下水資源是一個完整系統，在設計地下水資源開發方案時必須考慮相鄰系統之間的相互作用。相互作用的關系還表現在地下水系統與周圍環境系統之間，特別是人工采補量的作用[12]。這兩方面關系在本文的模型中都給予了充分考慮。
地下水還具有可更新能力，它是表征在一定時間尺度上地下水資源更新程度或可恢復性的一個重要指標，其強弱直接關系到地下水可開采資源量和地下水開發利用模式。所以，地下水可持續利用等研究工作必須以地下水可更新能力為基礎。在本文的模型中，對不同區域都考慮了其環境恢復能力，并用恢復系數ci 加以表示。
由以上分析可見，用本文的模型可以科學模擬環渤海等地區的地下水資源開發利用過程，從而確定最優合作開發策略。除了地下水資源問題外，本文的模型在區域經濟協調發展、科技創新傳播與輻射等方面都有廣泛的應用前景。
四、總結與啟示
本文利用多自主體系統構建了區域自然環境開發模型，利用博弈論中的雪堆模型建立了自主體開采策略與區域環境狀態間的收益矩陣。本模型對理解區域開發活動、制定相應政策,從而實現區域的可持續發展具有一定啟示意義。首先，要弄清楚區域環境本身的狀態，不同的區域環境恢復能力對最終結果具有決定性影響；其次，為保持更多的良好區域，應減少受損狀態下采用適度開采策略所能獲得的收益，適度降低投資比例，前者可通過設計資源懲罰機制來實現，即對在資源受損的區域征收開采稅等，后者可通過引導投資向其它領域擴展，改變單一的資源開采生產格局。
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On the Exploitation of Regional Natural Resources
Based on Multi-agents Systems
Wu Jianxin 1，Deng Zhiguo 2
（1. Tianjin Binhai Comprehensive Development Institute, Tianjin 300457, China;
2. Postdoctoral Programme, Bank of Beijing, Beijing 100082, China）
