采用GIS与Visual ModFlow软件相结合,对敦煌盆地地下水资源进行现状模拟与未来变化趋势预测;在此基础上结合GIS空间分析能力、地图学、计算机数值模拟等技术实现了区域地下水二维和三维的可视化,通过综合分析提出区域地下水资源管理措施。不仅可为敦煌盆地合理开采利用地下水资源提供依据,而且将丰富区域水文地质的系统研究工作及地水资源信息化和可视化。 通过敦煌盆地自然地理和区域水文地质及盆地地下水均衡分析,将250m左右深度处稳定流线以上的含水层作为数值模拟对象,概化为非均质各向同性平面二维流混合层;将研究区划分为9个参数分区,并离散为2km×2km的网格,总共划分为34行、42列,共1428个单元,其中:无效计算单元215个,有效计算单元1413个,流量计算单元45个。利用ArcGIS的数据编辑和处理功能,生成可供Visual ModFlow调用的参数数据库。在时间尺度方面,照顾水文动态、人工开采和气候变化等影响,把一年划分为不等长的4个应力期,实际计算中每个时段开始用△t=1d的小步长,以后再逐步加大,增加因子为1.3,选择了MODFLOW和Zone Budget 2个选项,对研究区域的地下水流和区域水平衡进行了模拟。模拟结果与观测结果比较,4个观测孔的平均水位误差最大值为0.14m,正负误差比较均衡,系统稳定性较好,表明所构建的数学模型与研究区域实际情况吻合较好。因此,校正后的模型可以满足评价和管理的要求。 在敦煌市现状社会、经济、人口发展速度的基础上,以校正后的模型预测未来15年地下水位的变化,并使用ArcGIS进行二维、三维可视化显示表明,市区及其南部地区地下水降幅大于中下游地区;城区及其南部地区地下水位降幅从2000年到2010年下降了4～5m,到2010年将在敦煌市下部形成了一个直径约26km降落漏斗;到2015年地下水位将下降6～7m,漏斗直径将扩大为30km;中下游地区稍少,但年均降幅也多在10～30cm之间。 综上,为了保证敦煌水资源的可持续利用和社会经济及生态环境的可持续发展,应实行水务一体化管理、调整产业用水结构、严格控制地下水开采,实行采水许可证制度、发展节水灌溉技术,创建节水型农业、加强管理,监控水环境变化等措施。