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三江平原地下水脆弱性研究

作　者: 刘仁涛
导　师: 付强
学　校: 东北农业大学
专　业: 农业水土工程
关键词: 三江平原地下水脆弱性评价指标体系评价方法地下水位预测
分类号: P641.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 393次
引　用: 6次
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内容摘要

地下水脆弱性研究是保护地下水环境工作的基础。通过地下水脆弱性研究，评价地下水的脆弱程度，可以警示人们在开采和利用地下水资源的同时，采取有效的措施保护地下水资源，以确保地下水资源的可持续利用。本论文在深入研究国内外有关地下水脆弱性研究的理论和方法的基础之上，紧密结合三江平原实际情况，对该地区地下水脆弱性进行了研究。1、论文主要取得了以下几个方面的研究成果：(1)构建了三江平原地下水脆弱性评价指标体系。在建立原则、建立方法和过程的指导下，紧密结合当地实际情况，以传统的DRASTIC评价指标体系为基础，建立了三江平原地下水脆弱性评价指标体系。经相关性分析，该指标体系建立得较为合理。这套指标体系对于地下水脆弱性研究的进一步发展具有一定的参考价值。(2)提出了地下水脆弱性评价的新方法。本论文开发基于参数系统法的综合性脆弱性评价模型，将数学模型嵌入该综合模型中。几类方法相互补充，以克服单一方法的不足，提高评价结果的客观性和科学性。本论文应用到数学模型有：熵权系数法评价模型、基于实码加速遗传算法的投影寻踪模型以及多目标模糊模式识别模型。其中，前两种方法在地下水脆弱性评价中均为首次应用。通过三种不同方法对三江平原地下水脆弱性进行评价，得出三江平原各地区的地下水脆弱程度。将三种方法进行了全面比较，分析了它们各自的优缺点。评价结果可为有关部门提供参考。(3)对三江平原农业需水量及地下水埋深进行了预测。地下水埋深是地下水脆弱性评价中的一项重要指标。本论文用农业需水量法和地下水开采模数法两种方法对三江平原农业需水量进行了预测。预测结果表明，在目前实际农业用水条件下，总体上当地水资源尚不能满足要求。而缺少的这部分基本上是由开采地下水补充，导致地下水位持续下降，造成地下水下降漏斗。本论文建立了基于实码加速遗传算法的等维灰色递补BP神经网络预测模型，并应用该模型对三江平原建三江分局下属的创业农场地下水进行了动态分析，对地下水埋深变化趋势进行了预测。预测结果表明，未来五年内，如果仍按目前的发展模式，井灌水稻面积仍逐年加大，地下水资源开采量仍会逐年增加，势必造成地下水供需动态平衡被进一步破坏，降雨及周围河水的侧向渗漏来不及补给，导致该地区地下水埋深持续下降。从2007年到2012年，该地区地下水平均每年下降0.3m。因此，提醒该地区有关部门采取有效措施，如对机井进行合理布局、充分利用好地表水资源、采用新的节水灌溉措施等，以控制地下水资源的开采量，同时也应适当缩减井灌水稻的种植面积，退耕还林，使地下水动态平衡得以逐渐恢复，实现水资源的可持续利用。2、本论文的创新点：1)紧密结合当地实际情况，在传统的DRASTIC评价指标体系基础上，研究建立了三江平原地下水脆弱性评价指标体系。2)提出了地下水脆弱性评价的新方法：熵权系数法评价模型及基于实码加速遗传算法的投影寻踪模型。3)在运用灰色神经网络模型预测三江平原地下水水位时，在借鉴前人研究成果的基础上，认真考虑两种模型各自的优缺点和适用范围，对两种模型的结合方式有所创新。

全文目录

中文摘要  9-11
英文摘要  11-13
1 引言  13-21
  1.1 立题依据  13
  1.2 研究的目的和意义  13-14
  1.3 国内外研究动态  14-18
    1.3.1 国外研究动态  14-16
    1.3.2 国内研究动态  16-18
  1.4 主要研究内容与方法  18
  1.5 技术路线  18-20
  1.6 本章小结  20-21
2 研究区自然状况  21-29
  2.1 自然地理条件  21-25
    2.1.1 研究区范围  21
    2.1.2 气象条件  21-22
    2.1.3 水文条件  22-25
  2.2 三江平原各灌区地形地貌及水文地质条件  25-27
    2.2.1 地形地貌条件  25-26
    2.2.2 水文地质条件  26-27
  2.3 本章小结  27-29
3 三江平原地下水脆弱性评价指标体系  29-41
  3.1 地下水脆弱性影响因素  29-30
    3.1.1 本质脆弱性影响因素  29-30
    3.1.2 特殊脆弱性影响因素  30
  3.2 建立地下水脆弱性评价指标体系  30-39
    3.2.1 建立原则  30-31
    3.2.2 建立过程  31-37
    3.2.3 各评价指标介绍  37-39
  3.3 本章小结  39-41
4 三江平原地下水脆弱性评价  41-65
  4.1 地下水脆弱性评价方法总述  41-43
    4.1.1 迭置指数法  41-42
    4.1.2 过程数学模拟法  42
    4.1.3 统计方法  42
    4.1.4 模糊数学方法  42-43
  4.2 评价模型简介  43-53
    4.2.1 嫡权系数法基本原理  43-45
    4.2.2 基于实码加速遗传算法的投影寻踪模型  45-51
    4.2.3 多目标模糊模式识别模型  51-53
  4.3 模型应用  53-61
    4.3.1 熵权系数法评价模型对三江平原地下水脆弱性的评价  53-54
    4.3.2 改进的投影寻踪模型对三江平原地下水脆弱性的评价  54-55
    4.3.3 多目标模糊模式识别模型对三江平原地下水脆弱性的评价  55-61
  4.4 几种地下水脆弱性评价模型结果比较分析  61-62
  4.5 地下水脆弱性编图  62-64
    4.5.1 国内外研究进展  62-63
    4.5.2 编图的目的和意义  63
    4.5.3 编图方法简介  63-64
  4.6 本章小结  64-65
5 三江平原适宜水稻种植面积估算及地下水动态预测  65-87
  5.1 三江平原农业需水量及适宜水稻种植面积  65-69
    5.1.1 三江平原作物种植结构及作物需水量  65-66
    5.1.2 三江平原地下水资源量  66
    5.1.3 农业需水量法估算适宜水稻种植面积  66-68
    5.1.4 用地下水可开采模数估算水稻适宜种植面积  68-69
    5.1.5 结论  69
  5.2 三江平原地下水动态  69-86
    5.2.1 地下水资源量计算  70-73
    5.2.2 地下水开发利用现状  73
    5.2.3 地下水水位预测  73-83
    5.2.4 地下水水位动态分析  83-85
    5.2.5 地下水动态对脆弱性的影响  85-86
  5.3 本章小结  86-87
6 结论与展望  87-89
  6.1 结论  87
  6.2 目前存在的主要问题  87-88
  6.3 前景展望  88-89
致谢  89-91
参考文献  91-99
攻读硕士期间发表的学术论文  99

三江平原地下水脆弱性研究

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