三江平原井灌水稻区地下水动态变化规律的小波神经网络分析

以853农场为例,利用小波分析的多分辨率功能和人工神经网络的非线性逼近功能,建立了基于小波变换和BP神经网络的853农场地下水埋深动态预测小波神经网络模型,对地下水动态变化规律进行分析,精度检验及对比分析结果表明,模型拟合和预测精度均较高。预测结果表明,853农场未来几年内地下水位会持续下降,年平均降幅为0.66 m左右,因此当地应加强地下水的科学管理。该模型揭示了区域地下水动态变化规律,为853农场乃至三江平原井灌区地下水资源的可持续利用提供了科学依据。     

时间序列模型在井灌水稻区地下水位预测中的应用——以三江平原为例

由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位持续下降,吊泵、局部超采现象时有发生.为了解决上述问题,以597农场为例,采用时间序列分析方法建立了597农场地下水埋深动态预测模型,对地下水埋深进行模拟和预测;同时,揭示了该区地下水动态变化规律,为三江平原地下水资源的可持续利用提供了科学依据.     

小波最近邻抽样回归耦合模型在三江平原年降水预测中的应用

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,"吊泵"、局部超采现象时有发生。为解决上述问题,以853农场为例,对实测年降水资料进行差分和标准化处理,采用小波理论和最近邻抽样技术进行耦合分析,建立了853农场年降水小波最近邻抽样回归耦合预测模型,精度检验和对比分析结果表明,模型有效性和可靠性较高。该模型揭示了区域年降水量的时间变化规律,为853农场乃至整个三江平原充分利用天然降水、合理制定水稻灌溉制度以及地下水资源的恢复和可持续利用提供了科学依据。     

基于有限元法计算三江平原地下水开发潜力研究

随着三江平原灌区的水稻种植面积的扩大,迫切需要计算出平原的地下水开发潜力,为灌区管理及地下水管理提供依据。通过分析三江平原灌区典型区域"853"农场的水文地质条件,采用Galerkin法推导出该地区的承压水的有限元方程组,采用了改进平方根法求解该方程组。经计算初步分析,发现现状条件下"853"农场地下水没有超采,且还有很大开发潜力。水位降深为10 m时计算的开发潜力为8 328.09万m3/a。水位降深为15 m,可得其开发潜力为9 456.09万m3/a,从挠力河激发的补给量为256.09万m3/a。     

基于小波消噪的三江平原井灌区年降水随机预测模型

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,"吊泵"、局部超采现象时有发生。天然降水是地下水的重要补给来源,而年降水序列由于各种因素的影响往往含有噪声。为解决上述问题,以853农场为例,采用小波消噪技术和随机水文学方法对实测年降水资料进行消噪、差分和标准化处理,建立了年降水量小波随机耦合预测模型,精度检验结果表明,模型有效性和可靠性较高。该模型揭示了区域年降水量的时间变化规律,为853农场乃至整个三江平原充分利用天然降水、合理制定水稻灌溉制度以及地下水资源的可持续利用提供了科学依据。     

三江平原地下水位的预测——基于RPROP的BP神经网络方法

鉴于三江平原地下水位预测对该地区农林经济的重要性,详细介绍了RPROP的BP神经网络算法思想和数学模型;综合三江平原地下水位埋深的具体情况,建立了弹性BP神经网络地下水位埋深预测模型,而且以单口井为例做了具体的预测和分析.结果证明:使用该方法预测三江平原地下水位埋深值具有准确性和实效性,该理论和方法在地下水动态预测方面具有较好的应用前景.     

基于逐步递归关联维数的区域水文序列复杂度计算

为充分挖掘区域水文序列复杂性特征,以建三江分局8个农场地下水监测资料为依据,采用饱和关联维法和菱形邻域内逐步递归G-P算法确定各农场逐月地下水埋深序列关联维数,并最终给出地下水埋深序列关联维数排序。结果表明：青龙山农场17队地下水埋深序列关联维数值最大,地下水波动情况最复杂,勤得利农场7队和洪河农场8区次之,八五九农场1队序列复杂性最弱。研究成果为区域水文过程复杂性研究提供了一种研究模式,为实现区域地下水资源可持续利用提供了科学依据。     

气候变化与人类活动对地下水埋深变化的影响

以通辽市科尔沁区为研究区,利用累积距平、M-K突变检验和累积量斜率变化率比较法,对降水量变化与地下水埋深变化进行突变检验,定量评估研究区气候变化与人类活动对地下水埋深变化的贡献度。结果表明:地下水埋深多年来呈显著上升趋势,降水对地下水埋深动态变化的影响存在明显的滞后现象,滞后期为3 a;研究区地下水埋深与降水量突变点为1998年,前期1980—1998年为基准期,后期1999—2016年为影响期;研究区气候变化对地下水埋深变化影响的贡献度为24.5%,人类活动对地下水埋深变化影响的贡献度为75.5%,人类活动是造成地下水埋深下降的主要原因。     

集对分析法在三江平原井灌区地下水资源承载力评价中的应用

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,"吊泵"、局部超采现象时有发生,因此,应加强三江平原地下水资源的科学管理.为解决上述问题,以红兴隆分局为例,应用集对分析理论,对红兴隆分局下属12个农场2006年的地下水资源承载力进行了综合评价.结果表明:八五二、双鸭山、曙光、北兴、红旗岭5个农场的地下水资源承载力为Ⅰ级,仍有较大的承载力;友谊、五九七的地下水资源承载力为Ⅰ～Ⅱ级,八五三、宝山的地下水资源承载力为Ⅱ级,地下水资源开发利用已有相当规模,但仍有一定的开发利用潜力;而饶河农场的地下水资源承载力为Ⅱ～Ⅲ级,二九一、江川农场的地下水资源承载力为Ⅲ级,地下水资源承载力已接近饱和.研究结果为红兴隆分局乃至整个三江平原地下水资源的保护及可持续利用提供了科学依据.     

基于地统计分析的河套灌区地下水埋深与矿化度时空变异规律研究

【目的】研究河套灌区地下水埋深和矿化度的时空变异规律。【方法】以内蒙古河套灌区为研究区域,应用地统计学方法和ArcGIS等工具分别研究了1998—2017年灌区地下水埋深和矿化度的时空变异性和空间分布及其影响因素。【结果】①从1998—2017年灌区地下水埋深及其空间变异性逐渐增大,地下水矿化度及其空间变异性先增大后减小。地下水埋深和矿化度的块金系数均较小,表明其主要影响因素为灌区的环境。地下水矿化度块金系数逐渐增大,空间结构性变差,受人为因素影响造成的随机变异性增强。地下水埋深及矿化度的空间自相关性距离逐渐增大,空间连续性逐渐增强;②灌区西南部沿黄河附近地下水埋深相对较浅,基本在2 m以下;西北部和东北部沿狼山山前地下水埋深相对较深,部分区域埋深可达10 m以上,机电井的分布与地下水埋深高值区域的分布相似。矿化度较高的区域分布在灌区西北部和东南部地区,西南及中部局部地区地下水矿化度较低;③丰水年大量的降雨对灌区整体地下水的补给作用,使得丰水年地下水埋深较浅,地下水得到淡化使其矿化度减小。【结论】地下水矿化度较高的区域地下水埋深相对较小,地下水矿化度较低的区域地下水埋深相对较大。     

三江平原井灌水稻区地下水人工补给方法初探

针对三江平原井灌区地下水位逐渐下降、急需恢复的现状,结合国内外地下水人工补给实践,对三江平原井灌区地下水人工补给方法进行了探讨,提出了今后地下水人工补给实践的初步设想,为该区域地下水资源的可持续利用提供了参考依据.     

井灌水稻区渠道增温效果与其影响因素关系试验研究

通过田间试验 ,探求了三江平原井灌水稻区渠道内井水增温与其几个影响因素的函数关系 ,建立了经验模型 ,可供灌溉管理者及有关人士参考。     

宁夏引黄灌区适宜节水潜力分析

宁夏引黄灌区地处干旱半干旱地区,降水少、蒸发大,长期的发展演变形成了以农作物、人工生态和自然生态并存的农业一生态系统.长期的灌排模式造成该区域地下水埋深浅,土壤盐渍化严重,同时特殊的自然地理条件决定了该区域天然植被的生存依赖于灌溉入渗补给的地下水,因而需保证一定的地下水埋深以保证农业生产安全和天然植被正常生长.从分析宁夏引黄灌区适宜地下水埋深入手,采用地下水均衡方程模拟方法,通过对方程各参数概化分析,以适宜地下水埋深作控制,得出宁夏引黄灌区实施节水改造后的适宜引黄水量,进而分析计算宁夏引黄灌区的适宜节水潜力,为宁夏引黄灌区实施节水改造及水权转换提供科学依据和参考.     

冬小麦对地下水利用的研究

本文分析了气象因素与作物对地下水利用量相关性,不同地下水位对小麦生态、生理和产量的影响。并应用土壤水动力学原理分析小麦各生育期根系吸水规律。提出不同土壤类型地下水适宜埋深,为黄淮平原节水灌溉和排水标准提供依据。     

三江平原引水灌区优化模型及应用

三江平原地区现行的灌溉模式主要是以井渠灌溉为主,但仍存在地下水过度开采问题,而过境地表水却没有得到充分利用。针对三江平原现行灌溉模式存在的问题,提出运用引水灌溉来提高地表水利用率,并提出水资源优化配置模型。以期为三江平原灌区的水资源优化调配和生产实践提供参考。     

土地利用方式对平原-丘陵-湿地交融区水资源的影响

近年来三江平原的平原-丘陵-湿地交融区土地利用方式变化显著,造成地下水水位下降、水资源紧缺等问题,然而揭示该区土地利用方式变化对水资源影响的报道较少,且难于精准描述地表、地下、湿地和绿水等水资源量时空变化。本文联合基于格子波尔兹曼法的分布式TOPMODEL和湿地水流运动模型构建平原-丘陵-湿地交融区水文模型,利用GIS和RS技术,结合地学信息图谱与空间自相关方法,分析了挠力河流域土地利用方式变化及其对水资源量影响。结果表明:根据耕地面积变化和动态度分布得1990—2013年间挠力河流域草地和林地面积变化不大,旱地面积轻微下降;挠力河流域中部与北部区域生产条件优越的未利用地和旱地转为水田;土地利用方式变化对水资源影响由强到弱的顺序为灌溉水田抽取地下水量、绿水储量、径流深、绿水流量、补给地下水量;水稻田不同生育期蒸发量不同,造成了挠力河流域5—6月期间绿水流量增加、绿水储量减少、径流深减少、补给地下水量增加和灌溉水田抽取地下水量增加等趋势,7—8月期间这一增加趋势逐渐减弱,8月后这一趋势结束;水田密集区域绿水流量大,绿水储量和径流深减少,而补给地下水量和灌溉水田抽取地下水量增加。