基于SWAP模型的毛乌素沙地地下水埋深与天然植被关系研究

进行了基于SWAP模型模拟的毛乌素沙地不同水文年地下水埋深的预测研究。根据预测出的不同水文年的地下水埋深的动态变化,预测出试验区在该水文年的天然植被生长状况与地下水埋深的关系,即芦苇出现频率峰值所对应的地下水埋深为1.45 m;赖草出现频率峰值所对应的地下水埋深为1.90 m。并用2006年的实测资料进行了检验,得出SWAP模型可以用于推求该地区不同水文年条件下的天然植被生长状况。     

吐鲁番市地下水埋深及水位时空变化规律研究

为了探究吐鲁番市近20年来地下水埋深及水位时空演化规律,依据吐鲁番市1:5万吐鲁番监测区潜水等水位线及等埋深图(1995年和2004年),吐鲁番市地下水动态监测报告(1993年-1995年,2003-2012年)等,运用MAPGIS、SURFER等软件绘制了地下水水位降深图,显示规律为:2004-2014年地下水降深相比于1995-2004年,在0~5及5~10m间的面积均有所减少,而降深在10~15及15~20m的面积均有所增加,其中降深在10~15m的面积增加了23.76%。运用SPSS软件,采用偏相关分析方法研究地下水埋深与开采量之间的相关关系。吐鲁番市地下水埋深和开采量的相关系数达到了0.8,两者密切相关。     

基于最小响应单元的地下水埋深时空分异特征研究

采用协同克里金插值方法,以2005、2009、2013、2017年4 a翁牛特旗地下水埋深为主变量,以NDVI(归一化植被指数)、降水量和河网密度为协变量,计算研究区内的地下水埋深,运用改进水文响应单元模式,在空间上将协同克里金插值后的地下水埋深栅格数据转换为矢量数据,将传统的简单插值分析方法运用协同克里金和最小响应单元进行改进,使之更贴合实际地下水汇流情况,获取最小响应单元551个,并据此进行空间整体与局部自相关分析。结果表明,在研究区空间上,地下水埋深东西分异规律明显,地下水位呈现西高、东低的态势,受降水和河流影响逐渐变大;在时间序列上,地下水埋深平均变化不大,但逐渐呈现聚集的趋势。     

地下水埋深与芦苇生长的响应机制研究

由于芦苇各生长阶段需水量不同,对芦苇湿地进行水位的管理会影响芦苇的生长发育和产量。通过为期2年的野外试验,利用桶栽方法,控制地下水埋深分别为0(饱和状态)、10、20、30、40 cm的试验条件,利用SPSS分析软件,得出不同地下水埋深与芦苇苗期各项生长指标的响应状况。结果表明,不同的地下水埋深处理对芦苇的株高生长、茎粗生长和分蘖影响显著,其中10 cm是芦苇苗期生长和出苗的最佳地下水埋深。可见,控制芦苇不同时期生长的地下水埋深状况,能有效提高芦苇产量。     

地下水平均埋深对径流系数影响的研究

在以除涝为目标的排水沟设计中,影响径流系数的因素很多,传统的研究,只考虑了前期影响雨量对径流系数的影响,而对地下水平均埋深的影响却注意得不够。为此,通过整理分析人民胜利渠灌区近期的降雨径流资料,在既考虑前期影响雨量,又考虑雨前地下水平均埋深的情况下,提出了降雨量与系数的相关计算公式。     

地下水埋深对作物的影响研究现状

根据国内外的研究成果,对地下水埋深对作物的影响的研究现状进行了分析和总结。地下水埋深影响作物土壤水分吸收和盐分运移,影响作物生长发育、产量。适宜的地下水位能够改善作物的土壤环境,提高根系活力,增加作物产量。最后提出了需要进一步研究的问题。     

农田排水条件下降雨补给与地下水埋深关系的试验研究

以室内一维土柱试验和室外水平衡小区观测资料为基础,对农田排水条件下降雨入渗补给与地下水埋深关系进行了分析。根据降雨,蒸发与地下水埋深关系相似的规律,仿照国内外排水计算中较为广泛应用的阿维里扬诺夫经验公式的结构形式,建立起降雨入渗补与地下水埋深的关系,并采用室内外试验资料对该关系进行了验证。     

基于数据同化的地下水埋深插值研究

以西北干旱区典型县域磴口县为研究区,以2015年8月份40个地下水采样点的样品数据为基础,引入集合卡尔曼滤波(En KF)数据同化将其优化作为主变量,以蒸散发量反演结果以及归一化植被指数(NDVI)数据为协变量,进行协同克里金插值,同时与未采用同化的协同克里金插值结果以及经同化采用普通克里金插值结果进行交叉验证。结果表明:三者在较大空间尺度上对地下水埋深空间分布趋势的模拟基本一致,南部沙漠地区整体较高,在空间分布上表现为明显的地理规律性。同化后的数据进行协同克里金插值的结果改善最显著,平均误差、均方根误差、平均标准误差均优于未同化插值结果,其中平均误差仅为0.270 5 m。与普通克里金插值方法相比,协同克里金插值考虑蒸散发与NDVI的协同作用,精度明显提高,平均误差减小0.409 7 m,均方根误差减小0.078 4 m,平均标准误差减小1.016 7 m。     

基于IL-HMMs预测模型的地下水埋深预测研究

以西北干旱典型县域磴口县为研究区,基于增量学习的改进隐马尔可夫预测模型(IL-HMMs),对区域地下水埋深进行了预测研究。为检验IL-HMMs模型预测效果,将模型预测结果与2013年长观井的实测数据进行了比较;同时为检验模型的优劣性,与未经增量学习的隐马尔可夫模型(HMMs)、加权马尔可夫链(WMCP)和BP神经网络(BP neural network,BPNN)预测模型的预测结果进行了比较。结果表明:与其他几种预测模型相比,IL-HMMs模型预测精度显著提高,误差更小,有较好的鲁棒性。并使用IL-HMMs模型对2018年地下水埋深进行了预测,预测结果表明,2018年地下水年平均埋深略有增加、局部区域地下水埋深增量加剧。基于IL-HMMs模型的地下水埋深预测具有很好稳定性的同时对新数据加入又有很好的鲁棒性,可为地下水埋深动态预测提供思路与方法补充,为区域地下水资源开发利用和保护提供重要依据。     

疏勒河灌区地下水埋深空间插值方法比较

利用反距离加权(Inverse Distance Weighting,IDW)和普通克里格(Ordinary Kriging,OK)插值方法,对疏勒河灌区近6a3月份地下水埋深平均值数据进行插值运算,根据交叉验证结果和等值面图综合评定,OK为最适合疏勒河灌区地下水埋深数据的插值方法.对地下水埋深数据进行探索性空间数据分析,结果显示,埋深数据具有离散性大、存在极大和极小值、呈正偏分布等特点.而数据转化能大大减小数据的离散性和不对称性,有效消除插值结果图中各类插值噪音.交叉验证显示,对数转化能提高OK的插值精度.     

基于GIS的再生水利用对地下水位影响的研究

基于ArcGIS9.3应用软件,系统分析了北京市大兴区地下水时空变化规律及蓄变特征,比较了不同区域地下埋深的变化。结果表明:大兴区的地下水埋深程逐年加大趋势,地下水储量逐年减少;2002年开始大量利用再生水以后,大兴区南红门再生水灌区的地下水位下降速度小于灌区以外的区域。     

植被覆盖地表抗风蚀性能的测试与研究

为了定量评价净风吹蚀下植被覆盖地表的抗风蚀性能,利用移动式风蚀风洞对试验区地表进行原位测试.结果表明:不同风速下土壤风蚀量随植被盖度的增加呈指数规律减少,土壤防风蚀的植被盖度在30%以上较为显著;当风速为10m/s以上时,试验区的有效防风蚀植被盖度须达到40%以上,当风速为14～18m/s时,其有效植被盖度须达到60%～80%的水平.     

基于RS的安宁河上游植被覆盖时空变化研究

以TM和ETM+遥感影像为数据源,利用RS和GIS技术,提取和分析了1999—2010年安宁河上游植被覆盖度及其时空变化特征,并结合Aster DEM数据分析了不同海拔高度带和坡度带的植被覆盖分布及变化特征。研究结果表明,研究区植被覆盖状况总体较好,植被覆盖度fc≥0.5的区域面积占研究区总面积的比例达60%以上;研究区植被覆盖度总体呈增加趋势,Ⅰ级(fc≥0.7)、Ⅱ级(0.5≤fc0.7)和Ⅲ级(0.3≤fc0.5)植被覆盖度区域面积分别增加了1.24%、4.36%和2.28%,而Ⅳ级(0.1≤fc0.3)和Ⅴ级(fc0.1)植被覆盖度区域面积呈减少特征,分别减少了25.72%和12.28%;植被覆盖度较低的区域主要分布在海拔高度相对较低的地带,随着海拔高度的升高植被覆盖度呈现出先增加后减少的趋势,海拔高度低于3 000 m的地带植被覆盖变化较为明显,主要表现为低植被覆盖度向高植被覆盖度转化,其中海拔高度低于2 500 m的地带变化最为显著,海拔高度大于3 000 m的地带受人为活动影响小,植被覆盖变化相对较小;研究区植被覆盖度较高的区域主要分布在坡度相对较陡的地带,而植被覆盖度较低的区域主要分布在坡度相对较缓的地带,植被覆盖度变化较为明显的区域主要集中在坡度25°~45°的地带,其次是坡度0°~25°的地带;坡度45°以上的地带受人为活动影响小,植被覆盖变化不明显;受水热条件的影响,研究区植被覆盖度随坡向的变化特征呈现从大到小依次为阳坡(135°~225°)、半阳坡(45°~135°)、半阴坡(225°~315°)、阴坡(0°~45°,315°~360°),1999—2010年各坡向地带的植被覆盖度均有不同程度的提高,其中,阳坡提高幅度相对较大,阴坡提高幅度相对较小。     

考虑沼泽植被盖度差异对湿地腾发量计算的影响

以我国北方湿地为研究对象,在统计分析沼泽植被盖度的基础上,分析了盖度对湿地实际腾发与潜在腾发之间关系的影响.结果表明,盖度最高为95％,最低为5％～10％.植被盖度在70％以上的沼泽占总沼泽数的75％;植被盖度在50％以下的沼泽只占总数的12％.在考虑盖度影响的情况下,实际腾发量大于当地潜在腾发量的沼泽占总数的82％;实际腾发量为潜在腾发量2倍以上的沼泽占总数的58％.     

基于ELM模型的浅层地下水位埋深时空分布预测

选用石家庄平原区补排因子的多种组合为输入参数,利用28眼水井的实测资料作为预测目标值,首次建立基于极限学习机(Extreme learning machine,ELM)的地下水位埋深时空分布预测模型,讨论补排因子在不同缺失情况下对模型精度的影响;利用Arc GIS分析误差空间分布趋势,并与常用的三隐层BP神经网络模型进行对比。结果表明:基于水均衡理论的ELM地下水位埋深模拟模型能够准确反映人类和自然双重影响下地下水系统的非线性关系,模型输入因子中缺失降水量或开采量的模拟结果均方根误差(RMSE)比缺失其余因子的RMSE高2.00倍及以上,同时模型有效系数(E_(ns))和决定系数(R~2)进一步降低;与BP模型相比,ELM模型可使RMSE减小43.6%,误差区间降低46.4%,Ens和R2提高至0.99,且RMSE在空间相同区域上均明显呈现出ELM模型小于BP模型;ELM模型在南部高误差区的移植精度(RMSE低于1.82 m/a,E_(ns)高于0.95)高于BP模型(RMSE超过3.00 m/a,Ens低于0.85);因此,影响地下水位埋深的主导因素是降水量和开采量,且ELM模型在精度、稳定性和空间均匀性上较优,移植预测效果较好,可利用已知资料推求区域空间内其余未知水井的浅层地下水位埋深;该模型可作为水文地质参数及补排资料缺乏条件下浅层地下水位埋深预测的推荐模型。     

银北高水位盐碱地土壤盐分与地下水特征关系分析

根据银北灌区典型高水位盐碱地的土壤盐分与地下水特征的监测数据,运用相关分析法与主成分分析法,对土壤盐分与地下水埋深、地下水水化学特征之间的关系进行了分析。结果表明:(1)研究区土壤盐分垂直分布呈现明显表聚性,0~20 cm土层全盐含量均值为3.34 g/kg,p H均值为8.81;研究区内71%地下水样为微咸水,矿化度TDS均值为2.69 g/L;土壤全盐及盐分组成呈中等强度变异,土壤p H值呈弱变异。(2)耕层全盐含量与土壤中除CO32-和HCO3-的其他离子均呈极显著正相关,其中与Na+、Cl-、SO42-等离子的相关系数大于0.9,与地下水中各指标相关性大小排序为;SO42->矿化度>Cl->Na+>地下水埋深;地下水矿化度与地下水中除CO32-和HCO3-的其他离子均呈极显著正相关,其中与Na+、Cl-的相关系数大于0.9;土壤中的Na+和Cl-与地下水埋深呈显著负相关,与地下水矿化度和地下水中的SO42-呈显著正相关,土壤中的SO42-与地下水埋深呈显著负相关,与地下水矿化度和地下水中的SO42-呈极显著正相关。(3)主成分分析结果表明:影响研究区土壤盐渍化程度的主要因素依次为地下水含盐量及主要盐分离子、土壤中的主要盐分离子、地下水埋深。     

调控排水沟水位与利用地下水资源关系的初探

在自流灌溉区地下水位埋深大于3m的区域,采用排水沟上筑建地下水位调控闸调控沟水水位,能够调控农田地下水位的高度,使土壤毛细水管将地下水分补充到作物根系有效利用的土层,实现地下水资源的有效利用,达到节水的目的。把沟水位调控在2.5m左右时,土壤含水量最适宜农作物生长发育的需求,土壤肥力提高,土壤含盐较少,作物对地下水利用的效果最佳,节水量可达900m3/hm2。