地下水资源可持续性管理研究——以吉林省平原区为例

随着人类地下水开发利用活动的加剧,地下水相关的生态地质环境问题日益显现,给社会经济的稳定发展带来了不利影响.这与传统地下水资源管理认识不全面、管理方法存在缺陷有关,研究结合吉林省平原区实际情况,提出对地下水资源进行功能评价,从资源功能、生态功能及地质环境功能三方面统筹考虑地下水资源状况,并进行地下水可持续性区划,为新时期地下水资源管理提出了新思路.     

新立城水库富营养化及影响因子分析

水体富营养化是静态水体水质恶化的重要表现之一,影响因子的分析为水体富营养化治理提供依据。以新立城水库2004-2011年间降水、水温、pH、营养盐等数据为依据,采用综合营养状态指数法评价水库营养化水平;采用主成分分析及回归统计法,提取主成分并建立回归方程,探讨富营养化与影响因子之间的关系。结果表明,2004-2011年,水质呈现一个先恶化再好转的过程;三个主成分F1、F2、F3:F1由降水量、水温来水量决定,F2由SD和pH决定,F3由氮磷营养盐决定;并建立三变量的回归方程:TLI=48.777+1.041 F1+1.411 F2+2.944 F3,统计量F相伴概率小于显著性水平P0.01,通过F检验,方程预测结果的平均相对误差为6.53%,预测结果与实际拟合程度较好,认为回归方程效果比较显著。     

基流分割方法研究——基于辽河流域中下游地区

河川基流作为地下水的主要排泄方式之一,对于地下水资源量的估算有着重要的意义。利用辽河流域中下游地区泉太、王宝庆、八棵树水文站2003-2008年天然日径流资料,分别采用数字滤波法(Lyne-Holick法、Eckhardt法)和滑动最小值法对辽河流域中下游的地下基流量进行分割计算,分析3种方法的优缺点,以期得到较好的基流分割计算方法,进而评估这3个水文站的地下基流量。主要结果包括:3种方法能较为准确的分割出地下径流量,但Eckhardt滤波法的基流分割结果最为准确且能很好地反映地下水径流规律;辽河流域3个水文站的地下径流指数BFI约为0.60,其中枯水期BFI约为0.63,丰水期BFI约为0.55。     

基于AHP-熵权法的地下水水质模糊综合评价——以白城市为例

传统的模糊综合评价法采用超标加权法来确定其权重并用最大隶属度原则来确定水质级别,没有考虑数据的地域特点和最大隶属度原则的条件性,评价结果不理想。针对这些问题,采用AHP-熵权法以及引入级别特征值的概念,对地下水水质进行模糊综合评价。以2013年白城市20个地下水水质数据为依据,选取氟化物、总铁、亚硝酸盐氮、锰、总硬度、氯化物、硫酸盐、硝酸盐氮、氨氮共9个指标作为评价指标,进行地下水水质评价。并将其评价结果与内梅罗综合指数法进行对比,结果表明,两种方法计算的结果一致性高达75%。通过AHP法(层次分析法)与熵权法相结合确定的权重,以及引入级别特征值概念确定水质级别,使评价结果更加准确、合理。     

不同时间尺度吉林市地下水位混沌特性与空间分布

0-1测试方法是一种可直接作用于时间序列的二元混沌识别方法,该方法不需要相空间重构,是通过量化指标Kc是否接近于0或1来识别时间序列的混沌特性。通过对Chebyshev映射进行混沌检验,验证了其有效性。运用该方法对吉林市83眼监测井2001—2010年不同时间尺度(5、10、15和30 d)地下水埋深监测序列进行了混沌识别,并进行了混沌程度比较和空间分布研究。结果表明:吉林市不同时间尺度地下水埋深序列均表现出混沌特性。同时,均方位移随时间的渐进增长率K的空间插值结果具有明显的分区特征,即吉林市北部和南部为高值区,城区为相对低值区,并且随着时间尺度的增大,城区K值的相对低值区范围增大。研究表明,0-1混沌测试方法简单有效,并且具有反映数据序列混沌程度的特性。     

Elman神经网络在平原区降水入渗补给预测中的应用

在概括性地介绍了Elman神经网络的基本原理的基础上,以吉林省中部某平原区降水入渗补给的多年动态变化为例,建立了5-7-1结构的Elman神经网络动态预测模型。模型的检验结果表明,该模型的预测精度较高且能够反映该地区降水入渗补给的周期性变化特征。借此说明Elman神经网络在降雨入渗补给的多年动态变化预测中具有一定的实用价值,为Elman网络在其他领域的动态模拟应用提供参考。     

长岭县干旱趋势预测研究

通过对长岭县干旱特征研究,长岭县干旱特征以气象干旱为主,其他类型干旱都是由于降水量较少引起。在此基础上,利用长岭县1956-2005年降水量观测资料、气温、土壤含水量资料,采用数理统计法,利用SPSS软件对降水量进行统计分析;并且采用灰色模型方法,建立以降水量为主要因子的灰色模型,求出干旱预测公式,对长岭县干旱趋势进行预测并作两种方法对比分析,得出长岭县在2011、2017、2025、2033年和2042年出现干旱的可能性较大;最后分析长岭县干旱成因,并针对长岭县干旱状况提出建议以及措施。     

松花江佳木斯以下干流段地表水与地下水相互转化关系研究

松花江下游干流段地区内地表水与地下水转化频繁,关系复杂。因此开展松花江下游干流段地表水与地下水转化关系的研究对于建立松花江下游干流段内的水循环模式和指导区内水资源的可持续开发利用有重要的实际价值。利用地表水水量平衡法和地下水水量均衡法,在充分分析松花江下游干流段地区的地质、水文地质条件的基础上,通过对地表水的蒸发量、开采量、补给量和排泄量以及地下水的补给量和排泄量的计算,研究了地表水与地下水的转化关系。     

基于数理方法的长岭县降水量分析

为探寻长岭县降水量序列的特征及变化规律,基于长岭县1954-2005年降水量资料,采用统计学方法、Mann-Kendall方法、叠加的马尔科夫链方法,对长岭县的降水量特征值、年内年际变化、降水量自相关性以及变化规律进行了分析。结果表明:长岭县年内降水量和典型年年内降水量主要集中在6-8月份,分别占70%、80%;降水量年际变化呈现出丰-平-枯的变化趋势,平均8年出现一次降水变化小周期;降水量系列是相互独立的,并且降水量系列呈递减的趋势,枯季降水量平均每年减少4.86mm;叠加的马尔科夫链方法可用于长岭县降水量的预测,但需要结合总体的降水量变化周期,以消除大旱或大涝年份导致的误差。     

洮儿河灌区满洲岱渠首浸没问题分析

洮儿河灌区满洲岱渠首蓄水后,渠首附近村庄、农田可能产生一定的浸没影响,将给人们的生产生活带来危害。根据满洲岱枢纽地形地貌条件,拟采用定性与定量分析相结合的方法,对不同水位运行条件下渠首周围可能出现浸没问题进行预测评价,提出可能浸没的范围及程度。并对浸没产生的影响要素进行分析,影响因素为工程地质、水文地质、水文气象、人为活动等条件。其中水文地质条件中的地下水位的变化为主要因素。