晋陕蒙宁甘地区,富集了全国65%的煤炭;但是,该地区仅占有全国3.9%的水资源量。水资源匮乏,已经成为该地区可持续发展的主要限制因素。针对水资源不足与生产发展的矛盾,神东集团创新采用分布式地下水库工程,将采煤矿井涌水储存于彼此联通的采空巷道及上三带岩体中的空隙空间里,同时完成净化和循环使用。为实现地下水库水资源的合理高效利用,需建立地下水库数值模拟与优化调度方法,这是本文研究的核心。本文取得以下成果:(1)确定水库库容~水位关系曲线,这是地下水库水资源规划研究的基础。按照分层累积方法采用0V??V公式,并借助Excel软件中的查找函数,确定分布式地下水库的库容~水位关系曲线。蓄水位达7m时,对应的计算库容为235.18×104 m3,与实测数据约为230×104 m3基本吻合。(2)建立地下水库的地下水数值模拟模型,预测矿区的涌水量,为联合调度提供基础数据。借助GMS软件的MODFLOW模块工具,建立了分布式地下水库的数值模拟模型,先根据已有多年日均涌水量、多年日均降雨量反推水力传导系数,再进行多年各月份日均涌水量的预测。接着,根据2008~2012年的实测涌水量数据,构建GM(1,1)数学模型预测2013~2020年间的矿区涌水量以进行校对。对比两种模型的预测结果,结合实际数据进行修正,得出矿区多年各月的日均涌水量。(3)进行地下水库的联合调度调试,得出合理的水库日均可调水量,为矿区水量优化调度提供数据。根据矿区的涌水量,进行地下水库的联合调度调试,目标是“经过一个水文年水库水位又恢复到起调水位”,得出确保地下水库水位稳定条件下可以日均供应水量为11058 m3/d。分析调试结果,当矿区涌水高峰时,各水库的水位变化整体来看不剧烈,说明水库的蓄水能力较强。(4)根据矿区的用水需求,按照供水量最少、成本最低的原则,运用matlab中的linprog函数进行整个矿区范围内的优化调度。分析矿区水量供需关系,依据11058 m3/d调度安排地下水库的水资源,少量净化为生活用水,大部分处理后用于生产和工业方面,部分满足生态用水;生活不足部分的水量,则由联网自来水进行补充。2015年~2020年需要从联网自来水中调用的水量,分别为640 m3、929 m3、1191 m3、1574 m3、1796 m3、2039 m3。