涡阳县位于安徽省淮北平原中西部,是一以农业为主的人口大县;县城位于涡河中游南岸。近20年来,随经济社会的发展,县城人口由2005年的10万人,迅速增长至2019年的36万人;城区生活用水量也快速增至6万m~3/d,预计2025年将增至8.4万m~3/d。受区域水资源条件的限制,县城生活用水单一,依赖于新生界孔隙承压水(含水层埋藏深度120～300m);随着县城不断向外围扩展,早期在老城区外围建设的开采井已逐渐被新城区所包围。城区范围内,孔隙承压水长时间高强度的开采,开采层地下水水位呈快速持续下降的趋势,现已形成涉及县城城区、城西镇、闸北镇一带,总面积为112.2km~2的地下水降落漏斗;由于城区、开采区和限采区(即安徽省第34163112号地下水限采区的范围)3区的范围高度重合,若地下水持续高强度开采,会引发一系列严重的环境水文地质问题。本文依据区域水资源条件,在确保涡阳县城生活供水的前提下,以不形成严重环境水文地质问题和满足地下水限采规定为基本要求,确定技术可行、经济合理的孔隙承压水开采方案。首先,根据区域地质及水文地质条件,建立水文地质概念模型;之后运用Visual MODFLOW软件建立相应的地下水流数值模拟模型,预测地下水流场的演变趋势。其次,利用拉丁超立方抽样法对10个抽水井群的抽水量进行抽样,得到抽水量样本数据集;采用人工神经网络法建立地下水流数值模拟模型的替代模型,对其进行训练和检验。最后,将经过训练检验的替代模型与优化模型相耦合,建立以控制总抽水费用最小为目标函数,并满足需水量、控制点水位降深小于限制值等约束条件的孔隙承压水开采优化管理模型;采用遗传算法对其进行优化求解,得到最佳优化开采方案。研究表明,在实例的特定条件下,所确定的优化开采方案可以满足城区生活用水6.0万m~3/d;与现状方案相比,在规划期(2020～2025年)内,限采区孔隙承压水在第II承压含水层形成的水位小于-20 m的范围缩小了约7.95km~2,小于-16m的范围缩小了约10.20km~2,开采中心水位上升最大值为3m,满足地下水限采要求。