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法國杜埃國際環(huán)保展覽會是專注于環(huán)保技術與可持續(xù)發(fā)展的重要國際展會，吸引了全球知名企業(yè)與專業(yè)觀眾。
隨著氣候異常事件的增加，預測干旱和洪水時期變得至關重要。一個科學領域正在積極致力于此，那就是水文地質建模。
這是我們時代的悖論。一些人群在幾個月內既遭受嚴重洪水，又面臨水資源限制。在加來海峽省，2023年11月和2024年1月的歷史性洪水緊隨2022年夏季的普遍干旱，當時有自愿的斷水和地下水限制。
隨著氣候災害的增加，預測干旱和洪水時期變得至關重要。
其原因主要是正在進行的氣候變化，它加劇了水循環(huán)，并增加了極端事件的頻率和嚴重性。這些事件在未來幾年只會增加。
為了更好地預測和理解這些極端事件，研究地下水至關重要。因為地下水補給河流并可能導致泛濫。它們還為全國96%的飲用水供應（AEP）提供水源。這些水流經地下地質構造，我們稱之為含水層。
在法國本土，大約有200個區(qū)域含水層（>100平方公里），其中175個是自由水面含水層，通常較淺，25個是承壓含水層，即通常位于數百米深處的含水層。
什么是水文地質建模？
為了了解地下水的演變，我們使用水位計。也就是說，這些是配備有探頭的鉆孔，用于測量含水層中的水位（或水位）。BRGM負責國家水位監(jiān)測網絡的監(jiān)測。在這方面，它管理著1710個水位計，這些水位計的監(jiān)測平均進行了30年，盡管有些水位測量更為古老，有些井甚至手動測量了超過一百年。
根據含水層的類型，含水層的反應性并不相同。它根據其孔隙度（巖石中空隙的百分比）、滲透性（允許水流過的能力，與這些空隙之間的連接程度有關）和厚度而變化。反應性含水層（通常在由礫石、喀斯特石灰?guī)r或風化和斷裂的結晶巖石構成的含水層中）在降雨時迅速補給，但對干旱非常敏感。因此，它們的充水狀態(tài)可能在同一個季節(jié)內迅速變化。慣性含水層（通常在由白堊、非喀斯特石灰?guī)r、砂巖構成的厚含水層中）反應緩慢。它們的周期可能是多年期的，也就是說，它們需要多年時間來補給或排空。
為了預測未來幾個月的河流流量和含水層水位，以便預測干旱或因含水層上升導致的洪水風險，我們使用模型。
模型是對現實的簡化表示，旨在描述、解釋或預測復雜現象，同時強調某些元素而忽略其他元素。它使我們能夠客觀地觀察、測試假設并對系統(tǒng)的行為進行預測，同時便于理解。然而，模型的有效性取決于在簡化和對現實的忠實度之間取得微妙的平衡。
關于地下水，使用數值模型可以考慮影響含水層行為的各種因素（地質基底的性質、地形、土地利用、人類活動的影響、氣象……）。
存在含水層狀態(tài)的預測嗎？
在法國，MétéEAU Nappes和Aqui-FR建模平臺可以預測含水層水位的季節(jié)性變化。這兩個平臺已經運行了多年，并且仍在不斷改進和擴展。
MétéEAU Nappes的季節(jié)性預測工具使用全球水文地質模型GARDENIA。通過這個全球模型，含水層的狀態(tài)由一個被認為是整個流域均勻的單一水位來表示。該模型在一個被認為代表含水層的單一水位計上進行評估，并且理想情況下在一個河流流量站上進行評估。同樣，用于驅動模型的氣候數據（降水和潛在蒸散發(fā)）來自一個具有代表性的法國氣象站。地下水開采也被視為整體（非空間化）。如今，在國家領土上有84個模擬點，其中許多在2025年對公眾開放。
Aqui-FR平臺則匯集了多種類型的模型：全球模型，如GARDENIA，以及所謂的“網格化”模型，如Marthe計算代碼。這些模型根據水流的物理定律模擬整個流域的含水層水位。因此，這種類型的模型需要了解整個流域的海拔、地質和土壤的空間變化。Aqui-FR還考慮了空間化的氣象數據來驅動模型：法國氣象局SAFRAN數據，分辨率為8公里。模型在流域內的多個水位計和河流流量站上進行評估。
不同模型的輸入和輸出數據的概念化（作者根據P-Y. David和E. Idee，BRGM修改）。由作者提供
結果，MétéEAU Nappes的模型可以快速實施和修改，數據較少，而Aqui-FR的網格化模型需要更長的構建時間，并且旨在更逼真地重現所有自然過程。
然而，可用的取樣數據的質量和頻率以及在預測中考慮其演變仍然是這些建模工具的限制之一。
2023年夏季干旱的預測示例
現在讓我們看看這些預測如何與一個相近的例子相關，即2023年夏季的干旱。我們的模型使用法國氣象局SAFRAN的過去氣候數據，以及法國氣象局的氣象預測模型（選擇多個場景）。
使用MétéEAU Nappes，根據多個場景（從“非常濕潤”到“非常干燥”，甚至假設未來6個月完全沒有降水）為每個水位計模擬未來6個月的含水層水位。2023年4月1日對盧瓦雷省桑特奈水位計的2023年夏季（截至10月1日）的季節(jié)性預測非常有說服力。
事后看來，觀察到的含水層水位對應于“無降水”極端場景的預測，這與實際觀測到的氣象干旱是一致的。
在Aqui-FR平臺方面，該平臺匯集了大約十個區(qū)域水文地質模型，其中大部分是網格化的，以實時監(jiān)測含水層（與MétéEAU Nappes類似）并預測6個月的含水層水位空間分布，也顯示出對6個月趨勢的良好再現。
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下屆展會時間：2025年06月18號~06月19號
展會行業(yè)：環(huán)保
