科技成果

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成果名称: 煤炭开采对地下水资源影响评价及保护模型研究

成果登记号: 9612022Y1342

第一完成单位: 榆林学院

联 系 人: 李醉海

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 水利、环境和公共设施管理业

学科分类: 系统工程(120.60)

应用状态: 产业化应用

完成人: 张峰,张永恒,吴敏宁,屈晓渊,刘红霞,李夏隆,卢磊

成果简介:

该项目属于信息管理与水资源管理交叉领域,在陕西省科技厅科技项目“煤炭开采对地下水资源影响评价及保护模型研究--以榆神矿区为例2016KJXX-62”的资助下,以水信息学为基础,在基于大数据的水资源监控系统及其监控方法、种水资源优化配置方法、水文空间大数据处理方法与地下水资源动态调控及决策等方面取得突出创新性成果。榆神矿区地下水资源相对贫乏,煤炭资源不合理的开采对地下水资源造成巨大破坏,严重威胁着该地区的可持续发展,水资源的动态调控是缓解该问题的有效途径。地下水资源的动态调控是一项十分复杂的系统工程,涉及不同学科领域之间的交叉和综合集成研究。煤炭大规模开采引起的环境问题危害极大,一般年份可使当地区域地下水流失20%左右,严重年份可减少30%以上。项目实施后,可实现对矿区地下水流失及污染程度进行预测和早期防护,显著提高地下水管理的工作效率,对地下水利用经济效益提升效果明显。

通过本项目系统性的研究,阐明了地下水动态监测和水文空间大数据处理的完备方法,建立了矿区地下水动态演化与动态调控方法及理论体系的统一支持框架,完善了地下水文、地质数据动态检测的实现途径,从而建立了地下水调控综合集成平台,解决了矿区地下水动态调控研究中的基础性问题,为水信息学在地下水调控理论和应用的发展提供新思路和理论依据。首次提出了通过运用物联网等新一代信息技术对地下水资源动态监测以及水文空间大数据处理方法,建立矿区地下水文空间大数据融合模型。而该模型的创新之处在于它是一个能够适应矿区地下水资源长期动态监测的信息动态组织的模型,能够对多源、异构、大量的水文空间大数据进行动态组织,从而实现支持水文空间大数据分析与应用,达到用全数据分析关联关系的目标;针对地下水生态系统的高度复杂性、非线性和时空特异性,提出了综合利用非确定性的软计算方法,建立基于混合软计算方法的矿区地下水资源动态演化模型。从系统科学出发,应用系统工程的方法和技术综合研究地下水与环境经济协调发展的理论体系,构建"地下水资源-生态环境-社会经济系统"耦合模型与评价体系以及基于大数据的全数据分析关联的决策支持系统,提出了建立矿区地下水危机临界标识指标体系和安全调控的地下水位阈值;首次系统性的提出了矿区地下水资源动态调控概念模型,解决多学科领域交叉集成,共解共性关键难题。本项目紧扣榆神矿区煤炭资源不合理的开采对水资源造成巨大破坏并严重威胁着该地区可持续发展这一重大问题,与以往采用描述性和半定量化宏观影响评价研究不同,充分考虑在人类活动条件下与区域社会、经济、生态环境协调发展的水资源统一调控的定量研究及相关问题,系统性地提出了一种新的基于水信息学的水资源大数据智慧决策与评价方法。

该成果获2021年陕西省高等学校科学技术奖一等奖1项;发表学术论文 10多篇,其中 SCI EI 收录 10篇;申请软件著作权7项;发明专利2 项。

该项目针对地下水资源的动态调控技术,开展系统研究,从科学规律发现、关键技术创新和质量控制、技术集成应用方面取得以下科技创新成果。