(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111147331.4 (22)申请日 2021.09.2 9 (71)申请人 水利部海河水利委员会水文局 地址 300170 天津市河东区龙潭路15号 申请人 天津市龙网科技发展 有限公司 (72)发明人 王哲　韩瑞光　于磊　朱静思　 顾鎏　薛丽娟　 (74)专利代理 机构 天津创展知识产权代理事务 所(普通合伙) 12261 代理人 赵晓辉 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/08(2006.01) G06T 17/05(2011.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种河流 流域地下水超采区预测决策平台 (57)摘要 本发明是一种河流流域地下水超采区预测 决策平台， 包括三维场景搭建模块、 地质结构管 理模块、 地下水水位管理模块和地下水模拟预测 模块。 本发明采用先进的GIS、 三维可视化以及数 值模拟方法， 对浅层地下水体及地质体空间结构 进行多维描述， 实现了地下水体及其赋存环境的 三维空间可视化透视， 以多维的方式集中展现地 下水各类监测信息、 模拟信息、 预测决策信息等， 并对所生 成的三维地表环境、 钻孔和地质体进行 动态分析和评价， 从多角度预测各种变化环境条 件下地下水流场和降落漏斗的时空动态变化过 程， 最大限度地增强含水层空间分析和地下水资 源评价的准确性， 为地下水管理向动态管理、 精 细管理和可视化管理提供支撑 。 权利要求书1页 说明书12页 附图11页 CN 114004141 A 2022.02.01 CN 114004141 A 1.一种河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 包括三维场景搭建模块、 地 质结构管理模块、 地下水水位管理模块和地下水模拟预测模块， 三维场景搭建模块对超采 区地形地貌三维场景数据进行搭建， 地质结构管理模块、 地下水水位管理模块和地下水模 拟预测模块在垂向上分为 三个层次， 分别为表现层、 业 务逻辑层和数据层； 数据层， 所述数据层为数据库， 数据库按照开发模块可分为钻孔信息与地表层信息数 据库、 地下 水监测数据库和地下 水模型数据库； 业务逻辑层， 所述业务逻辑层位于数据层之上， 业务逻辑层为相应模块要表现的内容 的业务服务， 地质结构管理主要包括基础底图表现和水文地质结构模型表现； 地下水水位 管理主要为地下水监测数据的处理与分析； 地下水模拟预测主要表现地下水统计模型和地 下水流数值模型， 并实现模型的运行及结果分析； 表现层， 所述表现层位于业务逻辑层之上， 表现层划分为： 地质结构管理、 地下水位管 理和地下水模拟预测。 其中， 地质结构管理包括基础二三维操作、 信息查询和空间分析； 地 下水位管理包括监测井查询、 统计信息查询和 流场管理； 地下水模拟预测包括基础数据管 理、 模型库管理和成果展示分析。 2.根据权利要求1所述的河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 三维场景 搭建模块搭建三 维场景时的数据处理包括数据矫正、 数据拼接、 数据裁剪、 数据叠加和标注 渲染。 3.根据权利要求2所述的河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 三维场景 搭建采用GIS软件、 三 维可视化以及数值模拟方法， 对浅层地下水体及地质体空间结构进 行 多维描述， 以仿真的形式从三维角度再现地下水含水介质的空间结构特征、 地下水水位与 降落漏斗的动态变化以及不同降雨条件和开采方案下的地下 水流场趋势预测。 4.根据权利要求1所述的河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 地下水模 拟预测模块以地下水水位动态 监测数据为基础， 融合超采区降雨量、 开采量要 素， 通过确定 地下水位动态变化影响因子， 对地下 水位动态进行模式分类及识别。 5.根据权利要求4所述的河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 地下水统 计模型采用BP神经网络进行建模， 实现地下 水水位的预测。 6.根据权利要求4所述的河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 地下水统 计模型采用时间序列ARMA模型进行建模， 实现地下 水水位的预测。 7.根据权利要求4所述的河流流域地下水超采区预测决策平台， 其特征在于， 地下水流 数值模型通过Modflow软件进 行建模， 对已建地下水流数值模型进行拟合验证， 利用长观 孔 和流场资料， 通过地下水位过程线以及地下水流场拟合矫正， 识别水文地质参数和反演源 汇项。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114004141 A 2一种河流 流域地下水超采区预测决策平台 技术领域 [0001]本发明涉及 地下水超采区预测领域， 尤其涉及一种河流流域地下水超采区预测决 策平台。 背景技术 [0002]地下水是河海流域水资源的重要组成部分。 长期大量超采地下水会造成部分地区 含水层疏干、 地面沉降、 海 水入侵等生态与地质环境问题。 以海河为例， 上世纪70年代以来， 海河流域地下水开采量 快速增加， 由200亿m3增加至2017年的363亿m3， 地下水累计亏空量达 1800亿m3左右， 超采面积达18万km2， 形成多个地下水位降落漏斗， 造成部分地区含水层疏 干、 地面沉降和海水入侵的问题。 [0003]目前很多地区地下 水超采问题严重， 地下 水信息化建 设还存在短板 。 发明内容 [0004]本发明旨在解决上述问题， 而提供一种河流 流域地下水超采区预测决策平台。 [0005]本发明为实现上述目的， 采用以下技术方案： 一种河流流域地下水超采区预测决 策平台， 包括三 维场景搭建模块、 地质结构管理模块、 地下水水位管理模块和地下水模拟预 测模块， 三 维场景搭建模块对超采区地形地貌三 维场景数据进 行搭建， 地质结构管理模块、 地下水水位管理模块和地下水模拟预测模块在垂向上分为三个层次， 分别为表现层、 业务 逻辑层和数据层； [0006]数据层， 所述数据层为数据库， 数据库按照开发模块可分为钻孔信息与地表层信 息数据库、 地下 水监测数据库和地下 水模型数据库； [0007]业务逻辑层， 所述业务逻辑层位于数据层之上， 业务逻辑层为相应模块要表现的 内容的业务服务， 地质结构管理主要包括基础底图表现和水文地质结构模型表现； 地下水 水位管理主要为地下水监测数据的处理与分析； 地下水模拟预测主要表现地下水 统计模型 和地下水流数值模型， 并实现模型的运行及结果分析； [0008]表现层， 所述表现层位于业务逻辑层之上， 表现层划分为： 地质结构管理、 地下水 位管理和地下水模拟预测。 其中， 地质结构管理包括基础二三维操作、 信息查询和空间分 析； 地下水位管理包括监测井查询、 统计信息查询和流场管 理； 地下水模拟预测包括基础数 据管理、 模型库管理和成果展示分析。 [0009]三维场景搭建模块搭建三维场景时的数据处理包括数据矫正、 数据拼接、 数据裁 剪、 数据叠加 和标注渲染。 [0010]三维场景搭建采用GIS软件、 三维可视化以及数值模拟 方法， 对浅层地下水体及地 质体空间结构进 行多维描述， 以仿 真的形式从三 维角度再现地下水含水介质的空间结构特 征、 地下水水位与降落漏斗的动态变化以及不同降雨条件和开采方案下的地下水流场趋势 预测。 [0011]地下水模拟预测子以地下水水位动态监测数据为基础， 融合超采区降雨量、 开采说　明　书 1/12 页 3 CN 114004141 A 3