基于NNARMAX模型的地下水位预报研究

区域地下水系统是一个受多种因素影响的复杂的非线性动态系统，应用遗忘因子的递归最小二乘（RLS）算法进行训练，采用通过减少网络节点间的连接权值，进而裁减冗余节点来选择适宜的网络拓扑结构，建立了非线性自回归滑动平均神经网络（NNARMAX）模型，地下水位预报结果表明：通过对网络结构的优化达到了自动确定非线性自回归模型阶数和影响因素的选择，能有效地表示区域地下水动态系统内部及其外部诸多影响因素间的不确定关系，是预测区域地下水动态变化较为有效的方法之一。     

基于NNARMAX模型的地下水位预报研究

区域地下水系统是一个受多种因素影响的复杂的非线性动态系统 ,应用遗忘因子的递归最小二乘( RLS)算法进行训练 ,采用通过减少网络节点间的连接权值 ,进而裁减冗余节点来选择适宜的网络拓扑结构 ,建立了非线性自回归滑动平均神经网络 ( NNARMAX)模型 ,地下水位预报结果表明 :通过对网络结构的优化达到了自动确定非线性自回归模型阶数和影响因素的选择 ,能有效地表示区域地下水动态系统内部及其外部诸多影响因素间的不确定关系 ,是预测区域地下水动态变化较为有效的方法之一。     

农业区地下水位动态变化预测的支

当观测资料的数据量少而又存在多个相互影响或关联的变量时，常用的回归预测模型不能全面考虑多个变量。在地下水位动态变化预测中应用了一种新的方法——支持向量机方法(SVM ) , 该方法属于机器学习理论发展的最新阶段, 具有专门针对有限样本、算法复杂度与样本维数无关等优点。针对一些农区井灌水稻规模扩大而引起地下水资源紧缺的情况，以某井灌水稻地区地下水动态观测资料为研究对象，运用支持向量回归模型，描述其地下水动态变化趋势。     

坎儿井衰减与地下水补排系统响应关系

为了探究坎儿井衰减与地下水补排系统响应关系,利用地下水位观测资料和坎儿井流量监测资料,结合鄯善县历次地下水资源调查评价资料和坎儿井统计数据,分析了地下水补给量、排泄量对坎儿井衰减的影响,并建立了最小二乘回归模型,在执行最严格水资源管理制度下对2020年、2030年坎儿井出水量进行了预测。结果表明,坎儿井流量动态与地下水位动态基本同步;北盆地的坎儿井出水量主要受地下水补给量的影响,南盆地主要受地下水开采量的影响。地下水开采量是影响鄯善县坎儿井衰减的关键因素,在最严格水资源管理制度下鄯善县坎儿井出水量将会在2020年恢复至0.83亿m~3,2030年恢复至0.87亿m~3。     

基于统计模型的平谷平原区地下水位考核研究

为有效落实水资源管理责任和考核制度,加强地下水资源管理,开展了地下水位考核研究。在分析平谷平原区水文地质条件和地下水动态特征的基础上,应用SPSS软件分别建立多元线性回归、BP神经网络和时间序列3种地下水统计模型,确定地下水水量与水位的定量关系。并根据2015年初的用水量指标和优选统计模型,划定不同典型水平年的考核控制水位,计算水位年变幅作为考核年的考核标准,从而达到地下水位考核、控制地下水开采量的目的。该考核管理模式对其他区的地下水位考核具有借鉴和示范作用。     

基于多层递阶回归方法的裂隙水资源评价

裂隙地下水在我国许多城市和工矿企业供水中有着重要的作用.在地下水流态复杂、含水介质不均一地区,当具有系统动态观测资料时,多宜采用随机模型方法.考虑到地下水是一种时空变化的动态系统,以往用于地下水位预测和资源计算的数理统计方法均为固定参数模型,不免影响了计算结果的可靠性.而多层递阶回归方法,是针对时空动态系统而言的,模型中的参数是随时间变化的,能很好的反映出系统动态变化情况.以吉林省四平市为例,阐明了多层递阶回归方法在白垩系孔隙裂隙水允许开采量计算中的应用,为区域水资源优化管理提供科学依据,也为裂隙水资源评价提供一定的借鉴.     

气候变化和农业发展对石羊河流域地下水位的影响

通过回归分析等方法研究了石羊河流域气候变化和农业生产发展对地下水水位的影响。研究结果认为从长期看流域内降水量、蒸发量对地下水的影响不大,武威地区降水量和蒸发量对地下水位的影响系数在0.004以内,民勤地区降水量和蒸发量的影响系数在0.001以内,影响较小;而径流量与粮食产量的变化是地下水水位下降的主要原因,武威和民勤地区径流量对地下水位的影响系数分别为1.381和6.008;并使用最小二乘回归模型确定了地下水水位用径流量和总产量表达的关系式,经验证,模型有较高的模拟精度,预测将来武威地下水水位平均每年将下降0.945 m,民勤地下水水位将下降0.919 m。     

石家庄市地下水资源潜力评价与可

根据石家庄地区地质、水文地质条件和地下水环境状况，建立了地下水系统概念模型和数值模型。利用地下水长系列动态资料对数值模型进行了识别和验证，利用验证后的模型对石家庄市地下水资源进行了评价和预测。提出了目前地下水开采条件下，2010年地下水位的变化情况；保持现有地下水位不再下降，地下水的最大开采量。其结果可作为地下水开发利用规划的依据。最后提出了地下水开发利用的几点建议。     

基于支持向量机的井渠结合灌区地表水地下水合理配置

地表水和地下水的合理配置是井渠结合灌区实现水资源优化,合理调控地下水位的重要途径。以陕西省泾惠渠地下水位变化的主要影响因素为输入变量,以当年平均地下水位为输出变量,建立了基于支持向量机的地下水位动态模拟模型,模拟不同水文年不同渠首引水量和地下水开采量等17种组合情景的地下水位及其变幅,并以多年采补平衡为地表水地下水合理配置的目标。结果表明,丰、平、枯不同水文年的井渠用水比分别为0.3~0.4、0.2~0.3、0.44~0.55时,可实现灌区地下水多年采补平衡。     

时间序列的疏系数季节模型在地下水动态模拟中的应用

由于地下水埋深受气象因素影响呈现年周期变化，且因气候的波动和生态环境的变迁，使地下水埋深在不同年份相同阶段并不相同。将时间序列的季节模型用于人民胜利渠古黄河背河洼区，漫滩区月平均地下水埋深动态建模之中。计算结果表明，模型为疏系数季节模型，模型精度显著高于自回归模型。     

时间序列的疏系数季节模型在地下水动态模拟中的应用

由于地下水埋深受气象因素影响呈现年周期变化，且因气候的波动和生态环境的变迁，使地下水埋深在不同年份相同阶段并不相同。将时间序列的季节模型用于人民胜利渠古黄河背河洼区、漫滩区月平均地下水埋深动态建模之中。计算结果表明，模型为疏系数季节模型，模型精度显著高于自回归模型。     

辽源市地下水水位动态特征分析及预测研究

利用辽源市1980-2011年地下水动态监测数据,采用地质、水文地质学理论和方法,分析研究区地下水动态变化规律,及地下水动态类型。同时运用BP神经网络模型对辽源市地下水水位进行模拟预测。结果表明:研究区的地下水动态类型主要有降水入渗-蒸发型、径流型、降水入渗-开采型;利用BP神经网络技术建立辽源市地下水位预测模型,预测结果较为理想;研究区地下水位多年来呈下降趋势,2006-2012年地下水位下降2m左右。通过对辽源市地下水动态特征的研究,为今后对辽源市地下水的研究和生产、生活的开采利用提供了科学依据和指导意义。     

新疆石河子-昌吉地区2016―2020年地下水位动态特征分析

【目的】探明新疆石河子-昌吉地区地下水位变化规律及其驱动因素。【方法】基于2016―2020年研究区44眼监测井的逐月地下水埋深,划分地下水动态类型,绘制了多年地下水埋深累计变幅分区图和高低水位期地下水流场对比图,综合直线趋势分析方法和灰色关联分析方法对地下水位动态特征及其影响因素进行分析。【结果】区内潜水动态类型为灌溉入渗-开采型和水文-开采型,承压水动态类型为开采型。石河子市地下水位呈快速上升趋势(埋深变幅多为-3~-2 m);玛纳斯县南部地下水位快速上升(多为-4~-3 m),北部水位快速下降(多>5 m);呼图壁县地下水位快速下降(多>5 m);昌吉市地下水位动态变化相对缓慢,以缓慢下降为主(多为2~3 m)。石河子市和玛纳斯县南部水位回升主要取决于低水位期,北部地下水漏斗区局部水位回升则相反;呼图壁县水位持续下降受高、低水位期共同影响;昌吉市水位动态稳定,与河流补给作用有一定关联。【结论】耕地面积、地下水开采量和地表水源供水量是潜水水位变化的主控因素,承压水水位变化主要受耕地面积和地下水开采量的影响。     

灌区地下水位动态调控模型及其应用

根据割离井法的思路，充分考虑降水、灌溉、开采对地下水位动态的综合影响，建立了灌区地下水位动态调控的数学模型。通过模型在黄土高原灌区的应用实例，分析了该模型对灌区地下水位动态调控计算的可靠性和有效性。     

关闭自备井对宝鸡市区地下水动态影响研究

通过选取宝鸡市区八大水源地多眼观测井1999年以来的动态资料,深入研究了宝鸡市自备井关闭前后地下水位动态变化规律,并利用线性回归法确定了宝鸡市区年地下水年开采量与平均水位埋深之间的相关关系。结果表明市区地下水开采是影响水动态的主要因素。最后得出结论：宝鸡市可以通过关闭（开启）自备井调控地下水位保持在合理的区间,进而改善地下水质,实现水资源持续利用以及水环境保护的和谐发展。     

宝山农场地下水动态分析

【目的】探求宝山农场地下水动态规律,为宝山农场引江灌溉水资源平衡利用提供理论依据。【方法】调查宝山农场11 a地下水位资料,分析了宝山农场地下水位年内变化规律,利用双向回归结合降水指数(SPI)分析了地下水位年际变化规律,并通过R/S分析法分析了地下水位变化趋势。【结果】水稻生育期内抽取地下水灌溉,致使地下水位下降0~2 m,在非生育期内可以恢复正常水平,宝山农场特征时间点的地下水位在年际间变化有明显的突变趋势;地下水位与SPI具有较强的线性相关关系,R=0.824 9;R/S分析结果表明,提水灌溉不会导致地下水位持续下降。【结论】降水和灌溉是影响宝山农地地下水位动态变化的主要因子;宝山农场目前的地下水资源采补相对平衡;引江灌溉过程中要密切观测地下水位变化。     

干旱灌区地下水位动态变化及驱动因素分析

地下水作为干旱区的主要水源,研究其变化规律及其驱动因素对水资源的可持续利用具有重要意义。本文根据玛纳斯河流域典型灌区147团1996-2010年的地下水位监测资料,采用水均衡法对灌区地下水动态变化特征进行分析,并采用主成分分析法分析了影响地下水位变化的驱动因子。结果表明:该地区地下水动态处于正均衡状态,均衡差为246.322万m3/a,地下水年内、年际变化的趋势都逐渐减小。人为因素的影响占64%,比自然因素对该地区地下水位变化的影响大,其中灌水量和开采量是影响该地区地下水埋深的主要因子,它们的荷载分别为0.945和0.930。     

呼和浩特市平原区地下水水位动态与降水量及开采量的互馈效应

通过研究呼和浩特市平原区内降水量,开采量,地下水位动态变化过程及特征,运用数理统计方法分析影响区域地下水水位动态变化的影响要素,进而揭示三者之间的互馈效应.结果表明,降水量对地下水位直接影响并不明显,它通过影响农业地下水开采量从而影响地下水位变化;开采量时增时减,水位却不断降低,其原因是开采量大大超出了地下水资源可利用量;通过对32年内降水量、开采量与地下水位之间的简单相关分析和回归分析,量化了降水量和开采量对地下水位的影响程度,得出开采量对地下水影响是显著的,远大于降水量的影响.     

GM(1,1)模型在滦河下游地区地下水位预测中的应用

首先对GM(1,1)模型的结构进行了研究和改进,给出了模型参数计算方法和精度检验方法.依据所建GM(1,1)模型,选用滦河下游地区节水工程改造后地下水位资料,对滦河下游地区地下水动态进行分析和数值模拟,利用实测资料对计算结果进行了验证.研究表明,模型预测拟合精度高,方法简便,可操作性强,对灌区地下水位预测评价和地下水合理开发利用具有一定的实用价值.     

变化环境下新疆沙湾县灌区地下水动态趋势及驱动因素

根据沙湾县地下水系统与外部环境的关系,结合灌区1998-2017年的地下水位平均埋深资料,采用Pearson、Kendall和Spearman秩次相关检验3种方法,分析了近20 a灌区变化环境的变化趋势及对地下水动态的影响;运用主成分回归分析法确定影响灌区地下水埋深变化的主要驱动因素。结果表明:近20 a来,灌区年均气温呈不显著增加趋势,降水呈不显著减少趋势,近10 a(2008-2017年)在a=0.01水平上地表水灌溉量呈显著减少趋势,灌溉面积、节水灌溉面积及地下水开采量均呈显著增加趋势;地下水动态变化的驱动因子为地下水开采、地表水灌溉、节水灌溉、灌溉面积、气温、降水,影响程度依次降低;人为活动对地下水动态起主导作用,其中以地下水为主要水源的节水灌溉面积的增加是造成地下水位下降的主要原因。研究区在实施退耕还林、机井封填的同时还需要通过调整农业结构,提高农灌效率,节水灌溉结合地表、地下水来实现地下水资源的可持续利用。