一、黑龙江省平原区地下水资源估算(论文文献综述)
王羽[1](2021)在《大顶子山水库蓄水后哈尔滨地下水降落漏斗管控模拟及动态分析》文中研究表明以地处寒区、降落漏斗特征典型的哈尔滨市9区(江北区、道里区、南岗区、香坊区、平房区、道外区、呼兰区、阿城市和双城市)作为分析区,以哈尔滨市江南五区(南岗区、香坊区、平房区、道外区以及道里区松南部分)作为计算区,展开以下工作。(1)对分析区范围内的自然地理背景(地理位置及交通、地形地貌及气象水文)及社会经济特征进行整理与分析。对大顶子山水库的基本参数进行调查与分析,据此识别出其对松花江哈尔滨段水位的影响。(2)整理并分析了研究区的地质条件及水文地质条件。在此基础上,对计算区边界条件、源汇项即含水层结构进行概化,构建计算区地下水概念模型。分析了管控地下水的水位水量双控管理方案,以水位与水量判断地下水开采状态,由不同的判断结果,触发相应管理方案。(3)在计算区内选取3眼典型地下水监测井(编号ZD-1、ZD-2和ZD-3),根据地下水位监测资料,分别对典型井的月序列地下水位动态变化、年序列地下水位动态变化以及丰(枯)水期水位动态变化进行数据处理和结果分析。结果表明:(1)基于水位与水量对地下水开采状态进行判断,根据不同的判断结果,把地下水开采状态分为5种状态,触发相应管理方案;(2)ZD-1监测井地下水水位受松花江江水位的顶托作用,常年保持接近松花江大顶子山水库蓄水后正常水位116m。ZD-2监测井与ZD-3监测井受受降水及人工开采,地下水年内变化较大,整体呈上升趋势,年际变化也较大,呈上升趋势。(3)松散岩类孔隙潜水地下水动态的变化受大气降水的直接影响,降水后地下水位快速上升,同时河流水位上升使地下水位抬升。松散岩类孔隙承压水和弱承压水主要受大气降水入渗和侧向径流补给,地下水动态主要受水文气象因素制约。
韩心宇[2](2021)在《哈尔滨市地下水资源长序列均衡计算与评价》文中研究指明哈尔滨市是我国东北地区的重要老工业基地,城市总供水量中有20%来源于地下水。特别是在大顶子山水库下闸蓄水后对哈尔滨市区域水文情况造成较大影响。因此应进行地下水资源评价,查明水资源现状,为哈尔滨市水资源综合管理和可持续利用提供依据,为哈尔滨市地下水位控制提供借鉴。在分析研究区背景条件基础上,划分均衡区,并按每月一个亚期计算均衡区内各均衡要素,进而得出均衡结果并对其进行评价,根据均衡结果进行地下动态分析,利用建立的数学模型对均衡区不同条件下的地下水位进行预报,得出以下结论:(1)适用于均衡区域的计算和评价方法同样适用于研究区。梳理与选择地下水均衡方法首先要划分子均衡区,选定均衡期;其次要确定均衡要素,得出地下水储存变化量ΔQ和ΔQ’;最后计算均衡误差,进行均衡结果可信度评价。(2)研究区地层主要为泥盆纪至古近纪及第四纪时期形成的地层,侵入岩发育较少,构造单元主要为天山-兴蒙造山系,地下水类型主要为孔隙水、裂隙水及溶洞水,地下水系统类型可分为小兴安岭、长白山及松嫩平原地下水系统区。(3)均衡区总?Q’为-0.24×104m3/d,总?Q为-0.25×104m3/d,均衡误差为6.71,均衡结果合理可靠,地下水处于负均衡状态。(4)经识别验证,渗透系数10~35m/d,给水度0.1~0.22,所建模型可用于地下水预报。现状开采方案中地下水位趋于平缓,水位差有所减小,整体态势变化不大;扩大开采方案中地下水位变幅较大,水位主要降落于各拟建水源地附近,且扩大开采激发地下水资源量上升,均衡区地下水位最终会恢复到动态均衡状态。
左朝晖[3](2020)在《北京东北部平原区地下水氮素污染源解析及其贡献率研究》文中指出随着城市化进程的加快,人类对地下水环境影响越来越大,地下水污染问题受到了社会的广泛关注,氮污染作为一种普遍的地下水污染物,成为了地下水污染研究的重点。北京市东北部平原地区属于山前平原,地下水赋存条件较好,是北京市重要的水源地,但由于山前平原的水文地质特性,地下水较易受到污染,因此对该地区浅层地下水氮污染的研究十分必要。该研究系统的研究了北京市东北部平原地区的地形地貌和水文地质条件;利用传统水化学分析方法,揭示区域内人为影响下的地下水水化学、氮污染等元素的分布特征;在此基础上使用统计学分析方法识别氮污染源,基于受体贡献率模型和方法计算氮污染源贡献率。主要结论如下列4点所示:(1)研究区溶滤作用强烈,地下水化学类型以HCO3·SO4-Ca·Mg型为主,Cl-浓度分布存在异常,表明研究区水化学特征的影响因素除水文地质条件外,还受到人类活动的影响。研究区地下水中NO3-、As、NO2-、COD、Zn、Fe、Mn、TDS和p H均存在超标现象,其中以NO3-超标最为严重,最高超标8.9倍(以20mg/L计),超标率高达69.01%,其它指标超标率均不高。地下水污染空间分布上,NO3-存在两个浓度高值区域,污染区域相当广泛,由此可见NO3--N为研究区内地下水污染的主要污染物。(2)利用多元统计分析方法,将污染影响因子分为5类,分别为溶滤-迁移作用因子(F1)、地质背景作用因子(F2)、自然条件影响因子(F3)、工业污染因子(F4)和生活污染因子(F5)。其中溶滤-迁移作用因子、地质背景作用因子和自然条件影响因子体现了水文地质及自然作用对地下水质的影响,工业污染因子和生活污染因子体现了人类活动对地下水水质的影响。根据相关性分析结果,NO3-与SO42-、Cl-、TDS、Zn等指标相关性较好,表明NO3-受到较大的人类活动影响;NO2-与NO3-呈现负相关性,与Fe和Mn等呈现正相关性,表明NO2-可能来源于反硝化作用。(3)采用绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行污染源贡献率定量计算,NO3-主要受到溶滤-迁移作用、自然条件和工业污染影响,贡献率分别为27.79%、17.13%、19.80%;NO2-主要受到自然条件影响,贡献率为19.81%,另外还有49.02%的未确定来源;NH4+主要受到生活污染影响,贡献率高达42.71%。(4)根据研究区潜在污染源调查结果及特征污染物估算方法,分乡镇计算了研究区各潜在污染源的氮污染排放量。研究区各乡镇氮污染排放贡献较大的乡镇主要为北小营镇、鼓楼街道、木林镇、十里堡镇、西田各庄镇、赵全营镇和杨镇等7个乡镇,贡献率分别为7.77%、7.98%、17.98%、10.29%、11.92%、7.14%、6.80%。其余16个乡镇氮污染排放较少,以农业化肥施用产生氮污染为主,对研究区氮污染的贡献率仅占20.12%。
孟建,姚旭擎,杨晓琳,罗建美,沈彦俊[4](2020)在《地下水超采区农业种植结构与作物耗水时空演变研究》文中提出针对河北省受农业生产活动和降水量变化影响,社会用水与水资源承载能力严重失衡的问题基于河北省水资源变化特征,利用Penman-Monteith公式和作物系数法计算区域主要作物需水量,分析种植结构变化对灌溉需水量的影响。结果表明:进入21世纪以来,河北省水资源总量、地表水资源量和地下水资源量比1956—2017年年均值分别减少22.36%、42.15%和9.01%,也下水开采量和农田灌溉量逐年下降,但地下水超采量仍高达3.31×109 m3,典型深层地下水漏斗区地下水位埋深依然处于60.34~70.46 m。同一作物年际间的需水量呈现弱降低趋势蔬菜、水稻、水果、棉花、薯类、冬小麦、油料、大豆、玉米和谷子的需水量依次降低,分别为750.56~893.09 mm、698.25~832.60 mm、653.93~773.28 mm、506.30~634.23 mm、481.42~594.37 mm、401.66~504.60 mm、406.26~510.68 mm、335.28~429.74 mm、309.72~399.54 mm、269.94~345.77 mm。冬小麦的水分亏缺指数最高,为0.72;蔬菜、水稻和水果的水分亏缺指数依次降低,分别为0.47、0.46和0.36。冬小麦、蔬菜和水果年均灌溉需水总量分别占作物总灌溉需水量的46.87%、12.94%和12.24%。与1980—1989年相比2010—2017年蔬菜和水果种植面积分别增加了186.01%和59.98%,灌溉需水量相应增加了143.75%和18.91%,而其他作物灌溉需水量均有所降低蔬菜和水果种植面积增加成为农业灌溉需水量保持高位运行的主导因素。从实现主要农产品供需平衡、水资源平衡和国家粮食安全考虑,大幅减少高耗水作物(蔬菜和水果)种植面积是未来降低作物灌溉总需水量的有效途径。在保证京津冀市场需求的基础上,河北省蔬菜和水果的种植面积分别缩减至1.72×105、1.97×105hm2,年灌溉总需水量可减少3.31×109 m3。
田辉[5](2020)在《基于SWAT与Visual Modflow的海伦市水资源模拟与合理配置研究》文中指出海伦市位于松嫩平原东北部,是我国重要的商品粮基地、贫困县和革命老区。1980年以来,随着人口增长和经济发展,地下水资源被高强度开发,生态地质环境受到了破坏,诸如水土污染、黑土流失等问题呈现出日益加重的变化趋势,已成为严重制约着经济社会的发展重要因素。海伦市地表水较为发育,近些年由于化肥、农药的使用、养殖及生活垃圾处理不当,导致地表水质量下降,影响了粮食安全与供水安全。因此,开展通肯河上游海伦地区水文、水资源研究工作,查明流域水资源数量与质量、水环境质量、及水生态相关的环境地质问题,提出水资源开发利用优化配置方案,为生态环境恢复与保护、饮水保障工程的实施提供科学依据。本研究以干旱-半干旱区典型农业区通肯河流域上游海伦市为研究对象,在分析研究区水文气象要素时、空分布特征的基础上,重点考虑气候变化和人类活动趋势下水资源的变化,构建通肯河流域上游地表水-地下水耦合模型,定量分析地表水与地下水的转化过程,计算流域生态环境需水量,构建基于水质、水量、生态需水量的水资源合理配置新模式,为流域水资源的高效开发利用与保护提供技术支撑。本次研究获得主要结果如下:(1)结合GIS(Geographical Information System)技术,利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型实现通肯河流域上游海伦市地表径流过程的模拟。充分利用水文气象、土地利用、土壤数据,建立土壤属性数据库,以DEM数字高程模型为基础,利用ArcSWAT软件完成河网生成、子流域划分、流域边界的确定、水文响应单元生成,构建了流域地表水模型。利用2008年1月-2009年12月径流数据对模型校准,2010年1月-2016年12月径流值对模型验证。R2为0.895,ENS为0.87,表明模型能够真实反映研究区径流的实际变化趋势。(2)根据地表水循环与地下水补、径、排条件,构建了海伦市SWAT-Visual MODFLOW的耦合模型。通过深入分析通肯河流域水文地质资料,查明海伦市地下水赋存规律,利用Visual MODFLOW Flex6.1软件构建了研究区地下水数值模型。利用11个地下水长观井的水位数据对模型进行调参后,相关系数可达0.99,水位残差控制在0.84m,所建模型能够真实反映研究区地下水运动情况。运用ArcGIS软件,实现了SWAT与Visual MODFLOW最小计算单元之间数据的融合。(3)考虑气候变化的影响,利用SWAT模型实现了通肯河流域上游2030年地表径流的预测、预报。R/S法计算出的Hurst指数结果显示降雨在时间序列具有状态相反性。小波法分析显示年降水量存在4-5a、10-15a、17-23a、25-35a的变化周期,其中,4-5a的震荡明显,贯穿整个观测期。通肯河流域2010年-2030年平均径流量为3.1513×108m3/a。其中,2017年-2030年平均径流量为3.2215×108m3/a;2025年-2030年平均径流量为平均径流量为3.0552×108m3/a。由于受气候变化,特别是降雨量的影响,地表径流量明显偏少。地表水水质分析结果显示,海伦市地表水水质在Ⅱ类至Ⅴ类不等,丰水期水质优良,枯水期水质不佳。(4)考虑气候变化和人类活动的影响,利用耦合模型实现了通肯河上游2025年和2030年地下水水量和水质的预测、预报。通肯河流域2025年地下水水资源流入总量为38430.85×104m3,其中,地下水的储存量9368.82×104m3,河流的渗漏(补给地下水)2252.30×104m3,降雨的入渗补给量为26811.07×104m3;地下水的开采量为13028.31×104m3(农业灌溉10960.95×104m3,集中开采量2067.36×104m3),地下水的排泄量为6942.30×104m3,蒸发量(潜水蒸发)为18462.06×104m3。通肯河流域2030年地下水水资源流入总量为37609.60×104m3,其中,地下水的储存量8272.36×104m3,河流的渗漏(补给地下水)2281.61×104m3,降雨的入渗补给量为27055.99×104m3;地下水的开采量为12992.90×104m3(农业灌溉10990.98×104m3,集中供水2001.92×104m3),地下水的排泄量为6468.53.30×104m3,蒸发量(潜水蒸发)18149.26×104m3。较2025年,地下水资源量变化不大,主要由于气象条件和人类开采量变化不大所致。根据农业区的特点,选择受人类活动影响较大的硝酸根(NO3-)、亚硝酸根(NO2-)、铵根(NH4+)、氯离子(Cl-)四种典型离子,进行典型离子运移模拟。根据模拟结果,到2025年底,四种典型离子高浓度异常区域面积有不同程度的扩大,在剖面视图下,垂向方向运移明显,并且贯穿整个承压含水层,浓度范围的面积有所扩大。农业施肥水和生活污水渗漏,是区域地下水水质变化的主要诱因。(5)分析了影响通肯河流域上游海伦市生态环境需水量的因素,建立生态环境需水量计算模型框架。根据所建立的数学模型,对通肯河流域上游区海伦市生态环境需水量进行了分析与计算,得到了海伦市陆地生态环境需水量的数值为0.3431×108m3;海伦市河流生态环境需水量的数值为1.8881×108m3;海伦市湿地、水库生态环境需水量的数值为0.1211×108m3;海伦市生态环境需水量的数值为2.3523×108m3。所建数学模型简单、实用,能够满足通肯河流域生态环境需水量的定量分析与研究。(6)水资源合理配置研究:根据海伦市现有耕地面积、人口规模发展趋势、农业现代化发展、生态环境状况,以水资源可持续利用为目标,兼顾经济效益、社会效益、效率合理性、开发利用效率、生态环境效益等准则,利用灰色预测和多目标规划模型,对海伦市水资源进行合理配置研究。结果显示,基于SWAT-Visual Modflow Flex模型和灰色模型对流域水资源的预测结果,2025年水资源配置结果最优,其次为2020年水资源配置结果。
向雁[6](2020)在《东北地区水—耕地—粮食关联研究》文中指出粮食是国家长治久安的重要基础,水和耕地是支撑粮食生产最重要的资源。东北地区是我国的粮食主产区,也是种植结构优化的重点区域,研究其水-耕地-粮食关联关系,对促进区域粮食可持续生产与水土资源可持续利用具有重要意义。本研究运用1990-2017年时序数据和GIS空间分析方法,剖析了东北地区水、耕地和粮食时空变化态势;利用LMDI、虚拟耕地、综合灌溉定额等方法探讨了粮食生产与耕地、水资源利用的关联关系;构建了水-耕地-粮食关联模型(WLF),阐明了三者的关联状况;建立了LSTM模型,预测了水-耕地-粮食生产的变化趋势;最后提出了相应调控策略。主要研究结论如下:(1)诊断了东北地区水、耕地、粮食的基本态势和时空演变特征。水资源总量和人均水资源偏少,地下水供水比例及灌溉用水占比偏高,水资源总量与水资源开发利用程度的空间分布错位,三大平原地区的水资源开发利用程度普遍偏高。1996年以来耕地面积总体呈减少趋势,减少耕地去向由生态用地为主,转变为建设用地为主,增加耕地来源以林地、草地等生态用地为主,形成了“建设用地占用耕地,耕地占用生态用地”占补格局;耕地利用结构主要变化方向为旱地向水田转化,水田面积及占比上升。1990-2017年粮食播种面积增加909.82万hm2;水稻和玉米面积占比分别上升11.09个和14.00个百分点,大豆、小麦、杂粮分别下降3.16个、13.42个、8.51个百分点。水稻生产向三江和松嫩平原地区聚集,玉米生产在中部至南部地区发展较快。(2)剖析了东北地区水、耕地、粮食二元关联关系。粮食-耕地关联分析表明,粮食生产中的低产作物转向高产作物,粮食虚拟耕地含量呈下降趋势,由1990年的0.24 hm2/t降至2017年的0.17 hm2/t,粮食种植结构向节地方向发展。粮食-水关联分析表明,水稻面积占比上升,旱地作物面积占比下降,粮食综合灌溉定额呈上升趋势,由1990年的1838.30 m3/hm2增至2017年的2192.52 m3/hm2,粮食种植结构向耗水型方向发展。水土匹配分析表明,基于水资源自然本底和用水总量控制指标的两种水土资源匹配状况差距较大。(3)建立了水-耕地-粮食关联模型(WLF),测算了四种情境下的关联关系。基于粮食生产用地总面积,无论在水资源本底情境,还是在用水总量控制情境下的水-耕地-粮食关联关系,省域尺度均处于不平衡状态,并且均缺水;地市级尺度,两种情境下分别有87.96%和82.41%的地市处于不平衡状态,主要为缺水状态。表明将全部耕地发展为灌溉耕地是不现实的。基于粮食生产现有灌溉耕地面积,无论在水资源本底情境,还是在用水总量控制情境下的水-耕地-粮食关联关系,省级尺度均处于平衡状态,说明在不增加灌溉面积情况下,水-耕地-粮食关联关系是平衡的;地市级尺度,两种情境下分别有47.22%和44.44%的地市处于水多地少状态,说明还有一定的增加灌溉面积的潜力。水多地少区域主要集中于山区,可采取水权流转方式实现山区与平原地区的区域均衡。(4)构建了水-耕地-粮食的LSTM综合预测模型,预测了未来三者关联状况,提出了相应调控策略。结果表明,到2030年,在灌溉用水总量控制情境下,基于粮食生产用地总面积,水-耕地-粮食关联关系总体将仍处于缺水状态;基于粮食灌溉耕地面积,吉林省和辽宁省水-耕地-粮食关联关系总体将继续保持平衡状态,黑龙江省将变为轻度缺水状态。耕地资源、水资源、灌溉水有效利用系数、灌溉定额等因素对水-耕地-粮食关联具有直接的影响,针对各地市水-耕地-粮食关联特点,优化粮食种植结构和水土资源配置,是改善水-耕地-粮食关联关系的有效手段。创新点:(1)构建了水-耕地-粮食关联模型,评价水、耕地与粮食生产的适宜和满足程度;(2)建立了水-耕地-粮食的LSTM综合预测模型,提高了预测精度;(3)揭示了东北地区粮食结构调整与水、耕地资源的关系,提出精准调控策略。
陆向勤[7](2020)在《三江平原松花江-挠力河流域地下水可持续开发利用方案分析》文中认为三江平原是我国重要的商品粮食生产基地,农业生产规模巨大,地下水资源是三江平原农业生产重要的供水来源,同时也是多处湿地自然保护区的重要维持因素之一。由于自20世纪90年代以来,大规模的地下水井灌溉种植水稻的兴起,地下水处于大规模高水平的开发利用,地下水资源的开采量逐年增加,区域地下水是否超采的问题日益引发关注。因此,确定水资源使用下限、合理地调配和利用水资源成为保证三江平原农业生产、生态保护以及水资源利用的可持续性的重要措施。本研究以三江平原松花江-挠力河流域为典型研究区域,基于研究区的地形地貌、水文气象、水文地质等资料数据,分析研究区地下水超采状态,确定区域性地下水生态水位和河道生态基流,通过地下水数值模型预测不同用水方案下的地下水资源量的变化情况。具体包括:(1)从年内地下水位动态规律、年际地下水位变化趋势、区域地下水流场动态特征、降落漏斗的演化特征以及地下水资源蓄变量变化对地下水超采状态进行判断,结果表明研究区整体上处于轻度超采状态,但由于水文地质条件以及水资源开发利用强度的差异,地下水超采主要发生在挠力河中下游地区。(2)根据研究区水文地质等资料,采用防止土壤次生盐渍化的地下水临界埋深,确定区域尺度的地下水生态水位埋深上限阈值为0.08m4.03m;综合考虑地面沉降、第四系含水层疏干、湿地植被退化以及地下水与松花江地表水脱节等因素,确定区域地下水生态水位埋深下限阈值为2.20m19.68m。(3)采用湿周法,并考虑满足松花江通航要求,计算研究区内松花江和挠力河的河道生态基流量,确定了松花江佳木斯水文站、挠力河宝清水文站和菜嘴子水文站的生态基流量分别为601.90m3/s、6.34 m3/s和13.01 m3/s。(4)在气象、水文以及水文地质等资料的基础上,通过Visual MODFLOW程序构建了研究区地下水数值模型,并分别通过1年、5年的时段对模型进行了识别和验证。(5)通过地下水数值模型预测给定方案下的地下水位以及河道流量的变化情况,结果表明:如果在现状年的开采度下持续开发地下水,区内多处将新增较大范围的地下水降落漏斗,地下水超采状态将进一步恶化;如果采用地表水部分置换地下水方案,可以遏制局部地区地下水超采状态,并在一定程度上恢复地下水位降落漏斗。在此基础上,通过模型计算分别给出了以利用地下水为主以及地表水与地下水联合利用的优化方案。
周丽慧[8](2020)在《灌溉用水效率约束下灌区水资源优化配置及其决策支持系统研究》文中研究指明三江平原位于黑龙江省东部,该区域土质肥沃,气候适宜,光照条件好,雨热同季,污染少,适于农作物生长,农业生产增产的潜力巨大。主要种植作物有水稻、玉米和大豆,是中国最主要的粮食产区。但是经过多年的高强度开发种植,当地为了增加粮食产量大量抽取地下水,造成了局部地区出现了地下水位持续下降的现象。此种背景下,如何科学管理灌区灌溉用水已经成为保障区域粮食安全与生态安全的迫切需求。本文选取位于三江平原上的梧桐河灌区、锦西灌区、松江灌区、友谊农场灌区(本文简称友谊灌区)、幸福灌区、蛤蟆通灌区、江川灌区、八五三灌区、大兴灌区、龙头桥灌区等10个典型灌区作为研究对象。在文中构建灌区灌溉水利用效率评价指标体系,采用三种数学评价模型对灌区灌溉水利用效率进行评价,运用指标权重和情景分析对灌区灌溉水利用效率驱动力进行解析,并应用预测模型及评价模型预测其未来发展态势,优化配置研究区域灌溉用水结构,研发灌区水资源优化配置决策支持系统,具体研究结果如下:(1)合理选择灌溉水利用效率评价指标是有效使用指标的前提,而制订科学严谨的指标选择方案又是解决评价指标选择难题的关键。为了使评价灌区灌溉水利用效率的指标更加全面和科学,本文构建了一种新的评价指标的优选模型,将驱动力-压力-状态-影响-响应模型(DPSIR模型)与基于信息显着性差异的评价指标优选模型(ISD模型)相结合,构建了一种新颖的DPSIR-ISD评价指标优选组合模型。将初选指标选择约束在DPSIR框架内,减少了指标初选集建立过程中的主观因素干扰,使指标体系更加科学合理。结合研究区域实际情况,首先将50个初筛指标中的6个信息重复和不完善的指标剔除,再利用DPSIR-ISD模型将评价指标数量由44个优选至14个,即用31.82%的指标数量反映了91.88%的原始信息。将DPSIR-ISD法与SC-ISD法和ISD法对比分析,结果显示本文提出的DPSIR-ISD法兼顾了指标体系的完备性与简洁性,且更契合研究区域实际情况,在指标优选中具有明显优势。研究成果可为灌区灌溉水利用效率评价指标研究提供一种更加简单便于应用的指标优选体系。(2)灌区灌溉水利用效率评价在灌区灌溉用水监测、提高灌溉水利用效率和工程管理与决策中发挥着重要作用。采用基于萤火虫算法的投影寻踪模型(FA-PP模型)、基于熵权法的逼近理想解排序模型(EWM-TOPSIS模型)和基于CRITIC法的逼近理想解排序模型(CRITIC-TOPSIS模型)三种评价模型对研究区域10个典型灌区灌溉用水效率进行评价,评价结果显示灌区灌溉用水效率综合指数由高到低排序为:梧桐河>江川>锦西>松江>幸福>八五三>大兴>蛤蟆通>龙头桥>友谊,而对评价模型在可靠性和稳定性两方面综合分析对比之后发现,EWM-TOPSIS模型优于FA-PP模型和CRITIC-TOPSIS模型。(3)利用评价模型得出的评价指标投影方向和指标权重,根据序号总和理论分析出灌区灌溉水利用效率主要驱动因子,并运用情景分析方法对灌区灌溉用水效率驱动机制进行解析。以梧桐河灌区作为典型灌区,应用ARIMA预测模型对其各评价指标数值进行预测,并将评价指标自2000年至2028年的时间序列通过EWM-TOPSIS模型进行评价,以此预测其灌区灌溉用水效率未来发展态势。结果表明,评价指标R3(单位面积水利工程投资额)、R5(单位面积固定职工人数)、R4(水费征收率)、P2(耕地面积占比)、S1(人均水资源量)、D5(单位面积机电井数量)、I8(单位面积灌溉用水量)、S9(地下水水质等级)、S2(林草覆盖率)为灌区灌溉用水效率主要驱动因子。灌区灌溉用水效率是一个综合性评价结果,各评价指标驱动力虽有不同,但是单一指标的驱动力并不突出。梧桐河灌区灌溉用水效率未来发展趋势积极向好,至2028年,梧桐河灌区的灌溉用水效率综合指数与2000年相比,提高64%,与2018年相比,提高11%。(4)基于最小二乘算法,构造了在灌溉用水效率约束下的灌溉用水优化配置模型,对研究灌区灌溉水资源进行了地表水资源和地下水资源的优化配置,优化当地的灌溉用水结构。优化结果显示,预测2025年、2030年三江平原各典型灌区灌溉水资源量分别按照在基准年2013年增加60%和70%的基础上,锦西灌区、松江灌区、友谊灌区、江川灌区、八五三灌区和大兴灌区的地下水灌溉用水量按照基准年均有大幅度下降,能够达到回补平衡地下水的目的,使用水结构更为合理。以2013年为基准年,加入灌溉用水效率约束系数之后,地下水灌溉总量减少8.72%,降幅明显,可以极大的缓解当地的地下水超采情况.(5)研发灌溉用水效率约束下的灌区灌溉用水优化配置决策支持系统。本系统操作界面设计简洁,功能显示清晰,具有很强的人机交互能力。系统采用模块化设计,分为灌区灌溉用水效率评价模块和灌区灌溉用水优化配置模块两部分,模块功能独立设计,用户可以根据各灌区的实际情况制订和修改相关参数。
路璐[9](2020)在《淮北平原区农田土壤水分动态模拟实验研究》文中指出土壤水分作为调控土壤―植物―大气(SPAC)反馈系统中的重要参数之一,同时,土壤水分还是“四水”转化纽带以及作物吸收水分的主要来源。及时掌握作物生长阶段土壤水分动态变化对作物生长以及制定合理地灌溉制度至关重要。土壤水分动态运移与蒸腾蒸发、潜水蒸发、地下水埋深、气象要素和作物生理指标等多元素密切相关,由于缺乏多要素多过程监测,土壤水分动态模拟及估算具有不确定性。为进一步明晰淮北平原区农田土壤水分动态变化规律,定量识别土壤水分驱动因子,以五道沟水文实验站1984-2019年长系列土壤水分和水文气象实测资料为关键数据支撑,构建基于多要素驱动的土壤水分预测模型,定量评估冬小麦―夏玉米土壤水分预测模型。通过对国内外研究土壤水分预测模型的综合分析,本论文利用五道沟水文实验站长系列土壤水分和水文气象实测数据,采用神经网络法、灰色预测GM(1,N)法和时间序列法,分别建立冬小麦―夏玉米各生育期土壤水分预测模型,以研究各模型在淮北平原地区的适用性。具体研究成果如下:(1)通过多种实验设施,原型观测土壤水分、水文气象要素等数据并结合历年相关资料,参考国内外研究现状,为开展淮北平原区农田土壤水分动态模拟研究奠定理论基础。(2)根据水量平衡原理,明晰不同情景下土壤水分动态变化规律。冬小麦―夏玉米生育期土壤水分消退系数随埋深大致呈反比例函数,随着埋深的增大,消退系数趋于定值,离散程度减弱;0.3m为土壤水分交换最为活跃的土层厚度;裸地1m和2m埋深土壤水分动态变化趋势一致,1m埋深0-20cm、20-40cm和40-60cm土层土壤水分值均大于2m埋深,60-80cm反之;冬小麦生育期1m埋深和2m埋深土壤水分动态变化趋势基本一致,冬小麦生长初期,1m埋深和2m埋深各土层土壤水月中旬至分值基本相同,11月初至3月初,1m埋深土壤水分值大于2m埋深,3月初至5月底,1m埋深和2m埋深0-20cm、20-40cm和40-60cm土层土壤水分值基本相同;1m潜水埋深裸地土壤水分值波动较小,非裸地土壤水分值波动较大;2m潜水埋深裸地土壤水分值大于非裸地,除小麦越冬期外。(3)本文基于通径分析和灰色关联分析,识别土壤水分驱动因子。分别建立冬小麦―夏玉米生育期不同土层土壤水分与水文气象要素的相关关系,小麦期通径分析显示T、GT、P、A影响显着,灰色关联度分析显示GT、RH、△E、aH、T影响显着;玉米期通径分析显示RH、A、△E等影响显着,灰色关联度分析显示GT、△E、RH、V、d等影响显着。(4)基于多要素驱动的土壤水分预测模型探讨及模型定量评估。小麦生育期,BP神经网络、GM(1,N)和ARIMA模型的模型预测精度分别为0.823、0.676、0.992,ARIMA模型最好。玉米生育期,BP神经网络、GM(1,N)和ARIMA模型预测精度分别为0.926、0.724,ARIMA模型不适用,BP神经网络预测土壤水分预测精度最高。
李保琦[10](2020)在《土壤冻融条件下三江平原径流演变规律研究》文中研究表明三江平原属于我国中高纬度寒区,是以中深度季节性冻土为特征的气候变化敏感区和强人类活动区。冻土水文是三江平原水文过程的主体和核心,且季节性冻工作为一种固态水库具有调蓄产汇流的作用。因此,越冬期径流过程与土壤冻融关系十分密切。目前,三江平原的发展正面临资源性缺水的困境,水资源开发利用结构失衡是制约其稳定发展的主要瓶颈。因此,需要科学合理地开发利用地表径流水资源,以便缓解三江平原地下水过度开发的形势。与此同时,寒区水文既有普遍适用的理论,又有显着的流域/区域特征,不同地区的水循环机理各异,三江平原在区域特征和水文特性方面与其它寒区具有显着的差异。因此,深入研究土壤冻融条件下三江平原的径流演变规律,具有重要的理论和现实意义。基于上述背景,本文围绕土壤冻融条件下三江平原径流演变规律及其对气候变化的响应展开研究,首先系统分析了三江平原土壤冻融过程特征及其影响因素;然后深入剖析了径流过程与土壤冻融之间的动态关系,并据此确定了温度变源产流机制;紧接着在此基础上,通过基流参数的全分布式化、LUCC参数的年际时变化和水文参数随冻融过程的年内时变化,改进了水文参数的“均质”和“稳态”现状,构建了面向三江平原的“时变参数”水文模型;最后,以气候模式数据作为水文模型的驱动,评估了未来情景下三江平原土壤冻融和径流过程的演变趋势。主要结论如下:(1)揭示了变化环境下三江平原土壤冻融过程特征及其退化规律,并给出了冻结深度与其关键影响因子负积温之间的定量关系式。本文发现,自20世纪60年代以来,三江平原土壤冻融过程中各特征时间节点均出现了不同程度的退化。与1960s相比,2000s三江平原中深度季节性冻土开始冻结日期延迟了 1~10d,而开始融化日期却提前了 4~12d,融通日期也提前了 3~22d;相应的,冻结期缩短了 3~17d,融化期缩短了 2~14d。此外,三江平原冻土的最大深度呈不断减小趋势,减小速率为0.7cm~28.2cm/10a,最大冻深出现日期提前了 11~26d。本文认为这主要是由负积温的减少所导致,冻结深度与负积温的关系为Zf=3.1426+4.2018*STa1/2。(2)在剖析三江平原径流特征的基础上,解析了冻融期径流与土壤冻融之间的动态关系,并据此给出了三江平原温度变源产流机制与模式。三江平原的径流特征为双汛峰,其中春汛期径流与气温之间存在显着的相关关系,相关系数超过0.88;与之对应,在土壤冻结过程中,径流与气温之间的相关系数大于0.84。三江平原温度变源产流机制为:①不稳定冻结期产流模式,包括短暂的饱和产流Rsat,冻结深度增加后的局部壤中流Rint和地下径流Rg3种;②冬季稳定冻结期产流模式,包括积雪融化时形成临时性或短时间的饱和产流和冻结层以下的地下水补给径流2种;③春季不稳定融化阶段产流模式,饱和产流与壤中流并存;④稳定融化阶段产流模式,包括超渗产流和地下水产流。接着,分析了春汛和夏汛退水的径流组分:①春汛退水过程,包括融雪补给径流、壤中流和冻结层上水补给地表径流以及春汛期间的降水产生径流三个阶段;②夏讯退水过程,包括降水形成的径流和土壤水壤中流出露补给地表水两个阶段。最后,近60年来三江平原径流年际变化呈现出较为明显的递减趋势,土地利用变化的影响占主导地位。(3)通过水文参数的全分布式化和年内时变化,实现了面向三江平原的“时变参数”VIC模型的本地化构建。空间方面,实现了 VIC模型中Dm、Ws和Ds等基流参数的全分布式化,其在三江平原的取值区间分别为9.98~11.51、0.63~0.92和0.50~0.59。时间方面,改进了水文参数在水文尺度上的“稳态”现状,对应土壤冻融过程的不同阶段采用年内“时变参数”动态调参方法,确定了 D2、D3和B三个水文参数的时变过程。开始冻结、稳定冻结、开始融化、稳定融化和非冻融期的D2值分别为0.61、0.91、035、0.33和 0.62,D3值分别为 0.86、0.56、0.87、0.97 和 0.71,B 值分别为 0.41、0.34、0.36、0.42和1.13。校验结果显示Nash效率系数基本在0.73以上,相关系数几乎全部大于0.79,相对偏差、平均绝对误差、均方根误差也在允许范围之内,满足适用性评价指标。(4)在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种未来排放情景下,三江平原冻土持续退化,同时,年际径流表现出显着的增加趋势,年内径流趋于均化。三江平原冻土退化具体表现为:3种情景下最大冻结深度变薄、冻结天数减小,变化速率分别为0.34cm/a、0.34cm/a、0.64cm/a和0.28d/a、0.31d/a、0.43d/a。年际径流变化表现为三江平原9个水文站未来不同排放情景下的径流基本表现为增加趋势;径流的年内分配具体表现为在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下春汛分别提前了 5.01d、7.71d和8.49d,洪峰流量分别减少了5%、8%和10%,但是年内总径流量分别增加了 6%、9%和11%。同时,三种情景下,冻结期土壤吸水率分别为42~47%、41~45%和33~37%,融化期土壤释水率分别为5 1~66%、54~64%和 40~61%。
二、黑龙江省平原区地下水资源估算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、黑龙江省平原区地下水资源估算(论文提纲范文)
(1)大顶子山水库蓄水后哈尔滨地下水降落漏斗管控模拟及动态分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.1.1 选题依据 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展及存在的问题 |
1.2.1 地下水数值模拟研究进展 |
1.2.2 大顶子山水库蓄水对哈尔滨地下水的影响研究进展 |
1.2.3 水位水量双控管理研究进展 |
1.3 主要内容及技术路线 |
1.3.1 主要内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 研究区背景 |
2.1 分析区与计算区的选定 |
2.2 区域自然地理背景 |
2.2.1 地理位置及交通 |
2.2.2 地形地貌 |
2.2.3 气象水文 |
2.3 区域社会经济特征 |
2.4 本章小结 |
第三章 水库蓄水对松花江哈尔滨段水位的影响 |
3.1 大顶子山水库在松花江水系的位置 |
3.1.1 松花江水系概况 |
3.1.2 大顶子山水库位置 |
3.2 大顶子山水库基本参数 |
3.3 水库蓄水对哈尔滨段水位的影响 |
3.3.1 松花江哈尔滨段 |
3.3.2 回水影响范围 |
3.4 本章小结 |
第四章 研究区地下水降落漏斗模拟及管控方案 |
4.1 研究区地质与水文地质背景条件 |
4.1.1 地质条件 |
4.1.2 水文地质条件 |
4.2 水文地质概念模型 |
4.3 漏斗区水位水量双控管理时空范围的确定 |
4.3.1 双控管理区域的确定 |
4.3.2 管理区和管理期的确定 |
4.4 控制性水位及实时水位的确定 |
4.4.1 区域地下水控制性关键水位的确定 |
4.4.2 区域地下水监测及实时地下水位的确定 |
4.4.3 区域地下水实际用水量的计算 |
4.5 控制方案的确定及触发 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于监测井水位数据的地下水位动态分析 |
5.1 哈尔滨地下水监测网络 |
5.2 典型井地下水位动态分析 |
5.2.1 数据选择及预处理 |
5.2.2 典型井月序列地下水位动态分析 |
5.2.3 典型井年序列地下水位动态分析 |
5.2.4 典型井丰(枯)水期地下水位动态分析 |
5.2.5 典型井水位动态结果分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文及科研活动 |
(2)哈尔滨市地下水资源长序列均衡计算与评价(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据 |
1.1.1 项目支撑 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展及其存在的问题 |
1.3 主要内容与技术路线 |
1.3.1 主要内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 区域地形地貌与社会经济 |
2.1 研究区范围 |
2.2 地形地貌特征 |
2.3 社会经济条件 |
2.4 本章小结 |
第3章 地下水均衡方法梳理与选择 |
3.1 均衡区和均衡期的选定及预处理 |
3.1.1 均衡区的选定及预处理 |
3.1.2 均衡期的选定及预处理 |
3.2 均衡方程及均衡要素的确定 |
3.2.1 均衡方程项数的确定 |
3.2.2 补给要素的计算 |
3.2.3 消耗要素的计算 |
3.2.4 储存变化量的计算 |
3.3 均衡结果评价 |
3.3.1 均衡误差 |
3.3.2 均衡结果可信度评价 |
3.3.3 正均衡、负均衡、动态均衡 |
3.4 本章小结 |
第4章 区域水文地质条件分析 |
4.1 区域气象水文条件 |
4.2 区域地层岩性 |
4.3 区域构造条件 |
4.4 区域水文地质和地下水分区 |
4.5 本章小结 |
第5章 均衡区地下水资源计算与评价 |
5.1 均衡方案的确定 |
5.1.1 均衡区与均衡期的确定 |
5.1.2 均衡方程及均衡项的确定 |
5.2 均衡要素计算 |
5.2.1 地下水补给项计算 |
5.2.2 地下水排泄项计算 |
5.2.3 综合结果 |
5.3 均衡结果评价 |
5.4 地下水动态分析 |
5.4.1 地下水循环特征 |
5.4.2 地下水动态特征 |
5.5 预测计算 |
5.5.1 降水蒸发预报 |
5.5.2 开采量预设 |
5.5.3 地下水动态预测结果 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论及建议 |
6.1 主要结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
附:图表索引 |
致谢 |
攻读学位期间学习和科研经历 |
(3)北京东北部平原区地下水氮素污染源解析及其贡献率研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究动态 |
1.3.1 传统水化学方法研究 |
1.3.2 地下水污染源解析技术研究 |
1.4 研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候条件 |
2.1.4 水文条件 |
2.2 地质与水文地质概况 |
2.3 社会经济概况 |
第三章 研究区地下水化学和污染特征 |
3.1 用地类型及潜在污染源调查 |
3.2 采样与分析 |
3.2.1 采样点的选择 |
3.2.2 样品的采集和分析 |
3.3 地下水环境污染特征 |
3.3.1 地下水环境特征 |
3.3.2 地下水污染特征 |
3.4 地下水化学特征 |
3.5 小结 |
第四章 地下水“三氮”污染源识别与初步解析 |
4.1 氮素的迁移转化 |
4.2 因子分析结合水化学参数识别污染源 |
4.2.1 因子分析原理 |
4.2.2 因子分析结果 |
4.2.3 污染源空间分布特征 |
4.3 “三氮”与其它离子的相关性分析 |
4.3.1 研究区北部区域相关性分析 |
4.3.2 研究区南部区域相关性分析 |
4.4 小结 |
第五章 研究区“三氮”污染源贡献率定量计算 |
5.1 污染源贡献率方法 |
5.1.1 绝对主成分得分-多元线性回归模型 |
5.1.2 氮污染物排放量计算 |
5.2 贡献率结果计算 |
5.2.1 APCS-MLR模型计算结果 |
5.2.2 氮污染排放量计算结果 |
5.3 小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
(5)基于SWAT与Visual Modflow的海伦市水资源模拟与合理配置研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地表水文模型研究 |
1.2.2 地下水数值模拟研究 |
1.2.3 地表水-地下水耦合模拟 |
1.2.4 生态环境需水量 |
1.2.5 水资源合理配置 |
1.2.6 存在的问题与不足 |
1.3 研究内容与研究方法 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法与技术路线 |
1.4 科学问题及创新点 |
1.4.1 科学问题 |
1.4.2 创新点 |
第2章 研究区概况 |
2.1 自然地理 |
2.1.1 交通位置 |
2.1.2 社会经济概况 |
2.2 气象水文条件 |
2.2.1 气象 |
2.2.2 水文 |
2.3 地形地貌 |
2.4 地质概况 |
2.2.1 古生界 |
2.2.2 中生界 |
2.2.3 新生界 |
2.2.4 侵入岩 |
2.2.5 构造 |
2.5 水文地质条件 |
2.5.1 地下水形成与分布 |
2.5.2 地下水类型及含水层 |
2.5.3 地下水的补、径、排条件 |
2.5.4 地下水动态特征 |
2.5.5 地下水水化学 |
2.6 水资源开发利用 |
2.6.1 水利工程 |
2.6.2 现状供水量 |
2.6.3 现状用水量 |
2.7 地表水水质现状 |
2.7.1 样品采集 |
2.7.2 水质评价 |
2.8 地下水水质现状 |
2.8.1 样品采集 |
2.8.2 水质评价 |
2.9 本章小结 |
第3章 基于SWAT的海伦市地表水径流模拟 |
3.1 模拟理论与运算过程 |
3.1.1 地表径流 |
3.1.2 蒸散发量 |
3.1.3 土壤水分运移 |
3.1.4 地下水 |
3.1.5 河道汇流 |
3.2 数据库构建 |
3.2.1 DEM高程数据 |
3.2.2 土地利用类型数据 |
3.2.3 土壤类型数据 |
3.2.4 气象资料 |
3.3 模型建立与运行 |
3.3.1 子流域 |
3.3.2 水文响应单元 |
3.3.3 模型运行 |
3.4 结果分析 |
3.4.1 模型的验证 |
3.4.2 模拟结果 |
3.4.3 各乡镇地表水资源量 |
3.5 本章小结 |
第4章 地表水-地下水耦合模型 |
4.1 模型简介与耦合原理 |
4.1.1 模型简介 |
4.1.2 耦合原理 |
4.2 水文地质概念模型 |
4.2.1 含水层概化 |
4.2.2 边界条件概化 |
4.3 数学模型及其离散 |
4.3.1 数学模型 |
4.3.2 模型的离散 |
4.4 参数分区与初始条件 |
4.4.1 渗透系数分区 |
4.4.2 初始水头 |
4.5 源汇项输入 |
4.5.1 地下水的补给 |
4.5.2 地下水的排泄 |
4.6 模型的识别与验证 |
4.6.1 模型的识别 |
4.6.2 模型的验证 |
4.7 模型计算结果 |
4.7.1 海伦市地下水资源量 |
4.7.2 各乡镇地下水资源量 |
4.8 本章小结 |
第5章 流域水文过程模拟与预报 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 R/S法(重标极差法) |
5.1.2 Morlet(小波法) |
5.1.3 降雨量分析与延展 |
5.1.4 测站降雨量分析与计算 |
5.2 2030年地表径流模拟与预报 |
5.2.1 通肯河流域 |
5.2.2 扎音河流域 |
5.2.3 海伦河流域 |
5.2.4 克音河流域 |
5.2.5 三道乌龙沟 |
5.3 各乡镇地表径流量 |
5.5 本章小结 |
第6章 地下水的模拟与预报 |
6.1 地下水水量、水位预报 |
6.1.1 2025年地下水水量、水位预报 |
6.1.2 2025年各乡镇地下水资源量 |
6.1.3 2030年地下水水量、水位预报 |
6.1.4 2030年各乡镇地下水资源量 |
6.2 地下水水质预报 |
6.2.1 地下水取样 |
6.2.2 溶质运移数学模型 |
6.2.3 典型离子模拟与预测 |
6.3 本章小结 |
第7章 水资源供需平衡分析 |
7.1 供水量分析 |
7.1.1 供水量现状分析 |
7.1.2 地表水供水能力预测 |
7.1.3 地下水供水能力 |
7.2 需水量分析 |
7.2.1 现状用水量 |
7.2.2 生态环境需水量 |
7.2.3 生态环境需水量(W_E)计算结果 |
7.2.4 需水量预测 |
7.3 水资源供需平衡分析 |
7.4 本章小结 |
第8章 水资源合理配置 |
8.1 遵循的原则 |
8.2 研究方法 |
8.2.1 目标函数 |
8.2.2 约束条件 |
8.3 灰色模型对水资源的预测 |
8.3.1 模型建立 |
8.3.2 模型的求解 |
8.4 水资源合理配置 |
8.4.1 合理配置评价指标体系 |
8.4.2 熵权法确定权重 |
8.4.3 多目标智能灰靶决策模型 |
8.4.4 评价结果 |
8.4.5 乡镇水资源配置结果 |
8.5 本章小结 |
第9章 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 存在问题与展望 |
参考文献 |
作者简介及博士研究生期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(6)东北地区水—耕地—粮食关联研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 水-耕地-粮食安全是全球可持续发展急需解决的现实问题 |
1.1.2 我国水-耕地-粮食安全出现新的挑战 |
1.1.3 东北地区面临新一轮粮食生产及种植结构调整的压力较为突出 |
1.2 研究意义 |
1.2.1 为水土资源匹配以及水土粮的关联研究提供新的视角 |
1.2.2 为相关部门提供“控”与“调”的决策参考 |
1.2.3 有助于提高公众对灌溉定额及灌溉需求的认识 |
1.2.4 有助于强化深度学习在农业领域的运用 |
1.3 研究方案 |
1.3.1 研究区域 |
1.3.2 研究目标 |
1.3.3 主要内容 |
1.4 研究方法 |
1.4.1 多源信息复合 |
1.4.2 多模型与多指标综合 |
1.4.3 多研究尺度整合 |
1.4.4 总体研究与分类研究结合 |
1.5 技术路线 |
第二章 水-耕地-粮食的研究进展 |
2.1 耕地利用及粮食生产研究进展 |
2.1.1 耕地数量、质量和粮食生产的表征关系 |
2.1.2 耕地数量保障范畴与目标争议 |
2.1.3 耕地利用变化研究的两大类方向 |
2.1.4 耕地的可持续生产能力 |
2.2 水资源利用及粮食生产研究进展 |
2.2.1 水资源配置思想的转变 |
2.2.2 水资源投入与粮食生产的关系 |
2.2.3 粮食生产的水资源承载力 |
2.2.4 粮食作物虚拟水与水足迹 |
2.2.5 灌溉需水量与作物需水量 |
2.2.6 灌溉与雨养的产量差距 |
2.2.7 灌溉定额与种植结构 |
2.3 水土资源匹配及粮食生产研究进展 |
2.3.1 水土资源匹配的重要性 |
2.3.2 水土资源匹配的生态学与地理学解释 |
2.3.3 水土资源匹配测算 |
2.3.4 粮食结构调整的水土资源效应 |
2.4 总结评述 |
2.4.1 粮食结构调整对不同时空尺度的耕地利用的影响研究有待加强 |
2.4.2 粮食作物结构调整对水资源利用的影响有待加强 |
2.4.3 水土资源匹配的测度存在较大差异 |
2.4.4 水-耕地-粮食三者的关联关系有待进一步探讨 |
2.4.5 耕地、水、粮食的未来情景预测方法仍有改进与丰富的空间 |
第三章 理论基础与分析概述 |
3.1 概念界定 |
3.2 理论基础 |
3.2.1 自然资源经济学理论 |
3.2.2 农业经济学理论 |
3.2.3 资源地理学理论 |
3.3 分析模型 |
3.3.1 耕地利用与粮食空间分布分析模型 |
3.3.2 耕地-粮食关联分析模型 |
3.3.3 水-粮食关联分析模型 |
3.3.4 水-耕地-粮食关联分析模型 |
3.3.5 长短期记忆模型(LSTM) |
3.4 研究区概况 |
3.4.1 地形地貌 |
3.4.2 气候特征 |
3.4.3 土壤条件 |
3.5 数据来源 |
第四章 水-耕地-粮食时序变化特征 |
4.1 耕地变化特征 |
4.1.1 耕地总量 |
4.1.2 耕地利用结构 |
4.1.3 耕地灌溉面积 |
4.1.4 耕地质量等别 |
4.2 水资源变化特征 |
4.2.1 水资源总量 |
4.2.2 供水能力 |
4.2.3 水资源开发利用率 |
4.2.4 用水量变化 |
4.2.5 用水总量控制目标 |
4.2.6 农田灌溉用水 |
4.3 粮食作物生产特征 |
4.3.1 粮食生产 |
4.3.2 水稻生产 |
4.3.3 玉米生产 |
4.3.4 小麦生产 |
4.3.5 大豆生产 |
4.3.6 杂粮生产 |
4.4 章节小结 |
第五章 水-耕地-粮食空间分布及演变特征 |
5.1 耕地空间分布及演变特征 |
5.1.1 水田与旱地的空间分布 |
5.1.2 “水改田”与“旱改水”分布区域 |
5.1.3 新增耕地来源与分布区域 |
5.1.4 减少耕地去向与分布区域 |
5.2 水资源空间分布及演变特征 |
5.2.1 水资源总量空间分布 |
5.2.2 供水量空间分布 |
5.2.3 水资源开发利用等级分区评价 |
5.2.4 水资源总量与用水量的空间匹配分布 |
5.2.5 灌溉用水量空间分布变化 |
5.3 粮食作物空间分布及演变特征 |
5.3.1 粮食生产空间自相关分析 |
5.3.2 粮食生产重心移动特征 |
5.3.3 粮食生产空间分布 |
5.3.4 各粮食作物生产空间分布 |
5.3.5 粮食种植结构空间聚类 |
5.4 章节小结 |
第六章 粮食-耕地(LF)关联研究 |
6.1 粮食生产的耕地利用效应 |
6.1.1 耕地利用效应分解因素的描述性统计 |
6.1.2 耕地利用效应分解因素的时序差异 |
6.1.3 耕地利用效应分解因素的空间分异 |
6.1.4 耕地利用效应主导因素 |
6.2 粮食生产结构对虚拟耕地的影响 |
6.2.1 粮食虚拟耕地含量时序变化特征 |
6.2.2 粮食生产变化对虚拟耕地含量时序变化的影响 |
6.2.3 粮食虚拟耕地含量空间聚类 |
6.2.4 粮食虚拟耕地含量变化幅度的空间差异 |
6.2.5 粮食生产变化对虚拟耕地含量影响的空间差异 |
6.2.6 结构及单产变化对粮食虚拟耕地含量增减变化的影响 |
6.3 章节小结 |
第七章 粮食-水(WF)关联研究 |
7.1 粮食生产结构变化对综合灌溉定额影响 |
7.1.1 粮食作物综合灌溉定额时序变化 |
7.1.2 粮食种植结构对综合灌溉定额变化影响的阶段特征 |
7.1.3 粮食综合灌溉定额空间分布 |
7.1.4 粮食综合灌溉定额变化影响因素 |
7.2 粮食生产变化对灌溉需水量变化影响 |
7.2.1 粮食作物灌溉需水量时序变化 |
7.2.2 粮食作物灌溉需水量时序变化的影响因素 |
7.2.3 粮食生产变化对需水强度的影响 |
7.2.4 粮食作物灌溉需水量空间分布 |
7.2.5 粮食作物灌溉需水量变化影响因素空间特征 |
7.2.6 粮食作物需水强度主要影响因素 |
7.3 章节小结 |
第八章 水-耕地-粮食(WLF)关联研究 |
8.1 水土资源匹配研究 |
8.1.1 粮食生产可利用水资源 |
8.1.2 粮食生产可利用耕地资源 |
8.1.3 粮食生产水土资源匹配变化 |
8.2 水-耕地-粮食关联关系研究 |
8.2.1 不同情境下水-耕地-粮食关联关系时空变化 |
8.2.2 不同情境下水-耕地-粮食关联关系变化影响因素 |
8.3 章节小结 |
第九章 未来水-耕地-粮食(WLF)关联及调控 |
9.1 预测模型构建 |
9.1.1 LSTM模型构建 |
9.1.2 对比模型构建 |
9.1.3 模型评价指标 |
9.2 粮食生产的耕地利用情况预测 |
9.2.1 耕地总面积预测 |
9.2.2 耕地复种指数变化预测 |
9.2.3 粮食面积比例变化预测 |
9.3 粮食种植结构变化预测 |
9.3.1 水稻播种面积预测 |
9.3.2 玉米播种面积预测 |
9.3.3 大豆播种面积预测 |
9.3.4 其他粮食作物播种面积预测 |
9.3.5 粮食作物种植结构预测 |
9.4 粮食生产水资源利用情况预测 |
9.4.1 粮食综合灌溉定额预测 |
9.4.2 粮食灌溉用水量预测 |
9.4.3 农田灌溉用水效率预测 |
9.4.4 灌溉耕地面积预测 |
9.5 未来水-耕地-粮食关联关系预测 |
9.6 水-耕地-粮食关联调控策略 |
9.6.1 耕地资源保护与利用 |
9.6.2 灌溉水资源管理 |
9.6.3 灌溉用水效率优化 |
9.6.4 灌溉定额管理 |
第十章 结论与讨论 |
10.1 主要结论 |
10.2 创新之处 |
10.2.1 方法创新 |
10.2.2 内容创新 |
10.2.3 实践创新 |
10.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(7)三江平原松花江-挠力河流域地下水可持续开发利用方案分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
第2章 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 地形地貌 |
2.3 气象水文条件 |
2.4 水文地质条件 |
2.5 土地利用情况 |
2.6 水资源开发利用现状 |
第3章 地下水超采状态分析 |
3.1 年内地下水动态特征 |
3.2 年际地下水动态变化趋势 |
3.3 地下水流场变化特征 |
3.4 研究区超采区确定 |
3.5 地下水超采量计算 |
第4章 地下水生态水位埋深确定 |
4.1 地下水生态水位埋深上限阈值 |
4.2 地下水生态水位埋深下限阈值 |
第5章 河道生态基流确定 |
5.1 基于湿周法的河道生态基流计算 |
5.2 河道通航基流计算 |
5.3 河道生态基流计算结果对比及确定 |
第6章 区域地下水数值模拟模型 |
6.1 水文地质概念模型 |
6.2 地下水流数学模型 |
6.3 地下水流数学模型求解 |
第7章 地下水合理开发利用方案分析 |
7.1 地下水开发利用方案设计与模拟分析 |
7.2 地下水开发利用设计方案优化 |
第8章 结论与建议 |
8.1 结论 |
8.2 存在的问题和建议 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(8)灌溉用水效率约束下灌区水资源优化配置及其决策支持系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 引言 |
1.1 立题依据 |
1.2 研究的目的和意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 灌溉用水效率评价指标研究 |
1.3.2 灌溉用水效率评价研究 |
1.3.3 灌区水资源优化配置研究 |
1.3.4 灌区水资源优化配置决策支持系统研究 |
1.3.5 国内外研究现状分析 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 灌区灌溉用水效率评价指标体系构建 |
2.1 研究区域 |
2.1.1 地理位置及行政分区 |
2.1.2 气候及地形地貌 |
2.1.3 水资源状况 |
2.1.4 社会经济状况 |
2.2 数据来源 |
2.2.1 统计数据来源 |
2.2.2 试验数据来源 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 评价指标体系构建原则 |
2.3.2 评价指标筛选原理 |
2.3.3 评价指标模型构建 |
2.3.4 评价指标体系合理性判别 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 灌溉用水效率评价指标初选集的确定 |
2.4.2 信息显着性指标筛选及分析 |
2.4.3 指标体系结果分析 |
2.5 讨论 |
2.5.1 指标体系合理性分析 |
2.5.2 指标体系可靠性分析 |
2.6 本章小结 |
3 灌区灌溉用水效率评价研究 |
3.1 数据来源 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 基于萤火虫算法的投影寻踪评价模型 |
3.2.2 逼近理想解排序模型 |
3.2.3 基于熵权法的逼近理想解排序模型 |
3.2.4 基于CRITIC法的逼近理想解排序模型 |
3.2.5 灌区灌溉用水效率评价模型性能评估方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 基于FA-PP模型的灌区灌溉用水效率测度 |
3.3.2 基于EWM-TOPSIS模型的灌区灌溉用水效率测度 |
3.3.3 基于CRITIC-TOPSIS模型的灌区灌溉用水效率测度 |
3.3.4 各评价模型灌区灌溉用水效率评价结果对比 |
3.4 讨论 |
3.4.1 各评价模型的稳定性比较 |
3.4.2 各评价模型的可靠性比较 |
3.4.3 各灌区综合指数空间分布特征分析 |
3.5 本章小结 |
4 灌溉用水效率驱动力解析及其发展态势分析 |
4.1 数据来源 |
4.2 研究方法 |
4.2.1 序号总和理论 |
4.2.2 情景分析 |
4.2.3 ARIMA预测模型 |
4.2.4 EWM-TOPSIS模型 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 灌区灌溉用水效率主要驱动因子分析 |
4.3.2 建立调控情景分析模式集 |
4.3.3 构建灌区灌溉用水效率评价指标预测矩阵 |
4.3.4 灌区灌溉用水效率发展趋势及预测结果分析 |
4.4 讨论 |
4.4.1 灌区灌溉用水效率主要驱动因子合理性判别分析 |
4.4.2 灌区灌溉用水效率驱动机制分析 |
4.4.3 灌区灌溉用水效率未来演变趋势分析 |
4.5 本章小结 |
5 灌溉用水效率约束下灌区水资源优化配置研究 |
5.1 数据来源 |
5.2 研究方法 |
5.2.1 多目标水资源配置模型 |
5.2.2 多目标水资源配置模型计算原理 |
5.2.3 多目标水资源配置模型构建 |
5.2.4 模型数据及参数的确定 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 灌溉用水量预测 |
5.3.2 种植结构预测 |
5.3.3 灌溉定额预测 |
5.3.4 优化配置结果分析 |
5.4 讨论 |
5.5 本章小结 |
6 灌区水资源优化配置决策支持系统研制 |
6.1 数据来源 |
6.2 研究方法 |
6.2.1 系统需求分析 |
6.2.2 系统设计原则 |
6.2.3 系统设计方法 |
6.2.4 系统模块设计 |
6.2.5 系统设计 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 系统运行 |
6.3.2 系统模块设置 |
6.4 讨论 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(9)淮北平原区农田土壤水分动态模拟实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 研究进展 |
1.3.1 土壤水分监测技术 |
1.3.2 土壤水分动态变化特征及驱动机制 |
1.3.3 土壤水分预测模型 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
第2章 研究区概况 |
2.1 五道沟水文实验站概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候特征 |
2.2 土壤与植被 |
2.3 河流水系 |
2.4 社会经济发展 |
2.5 小结 |
第3章 土壤水分动态变化规律 |
3.1 水文气象要素数据采集及分析 |
3.2 土壤水分数据采集及分析 |
3.3 土壤水分消退系数计算 |
3.4 土壤水分消退规律 |
3.4.1 不同埋深土壤水分消退系数变化 |
3.4.2 降水前后土壤水分消退规律 |
3.5 不同潜水埋深裸地-非裸地土壤水分动态变化规律 |
3.5.1 裸地不同埋深土壤水分变化规律 |
3.5.2 非裸地不同埋深土壤水分变化规律 |
3.5.3 同一埋深裸地-非裸地土壤水分变化规律 |
3.6 不同作物生育期土壤水分动态变化规律 |
3.6.1 冬小麦生育期土壤水分变化规律 |
3.6.2 夏玉米生育期土壤水分变化规律 |
第4章 土壤水分驱动因子识别 |
4.1 土壤水分驱动因子 |
4.2 水文气象因子与土壤水分通径分析 |
4.2.1 通径分析基本原理 |
4.2.2 通径分析具体步骤 |
4.2.3 结果与分析 |
4.3 水分气象因子与土壤水分灰色关联分析 |
4.3.1 灰色关联分析基本原理 |
4.3.2 灰色关联分析具体步骤 |
4.3.3 结果与分析 |
4.4 两种统计方法的总结与讨论 |
第5章 土壤水分预测模型 |
5.1 BP神经网络预测模型 |
5.1.1 模型建立 |
5.1.2 作物生育期土壤水分BP神经网络预测模型 |
5.1.3 小结 |
5.2 GM(1,N)模型结构 |
5.2.1 模型建立 |
5.2.2 模型评价 |
5.2.3 作物生育期土壤水分灰色预测模型 |
5.2.4 小结 |
5.3 时间序列模型结构 |
5.3.1 模型建立 |
5.3.2 小麦生育期土壤水分时间序列预测模型 |
5.3.3 小结 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况 |
致谢 |
作者简介 |
(10)土壤冻融条件下三江平原径流演变规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景、目的和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的与意义 |
1.2 国内外相关研究进展 |
1.2.1 土壤冻融条件下径流演变研究 |
1.2.2 寒区水文模型研究 |
1.2.3 环境变化对寒区径流的影响研究 |
1.3 存在的问题 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 本章小结 |
第二章 三江平原土壤冻融过程特征及其影响因素分析 |
2.1 三江平原冻土类型 |
2.2 三江平原土壤冻融过程及特点 |
2.2.1 三江平原冻融过程及其特征 |
2.2.2 冻融过程中土壤的温度场分布 |
2.2.3 最大冻土深度分析 |
2.2.4 三江平原冻土退化分析 |
2.3 最大冻土深度的影响因素分析 |
2.3.1 负积温与多年平均气温的关系 |
2.3.2 冻结深度与负积温的关系 |
2.4 本章小结 |
第三章 三江平原径流过程与土壤冻融循环 |
3.1 三江平原降水径流的基本特征 |
3.2 径流与土壤冻融过程的动态关系 |
3.2.1 径流与土壤融化及冻结过程的关系 |
3.2.2 夏季径流过程及其影响因素 |
3.3 温度变源产流机制与模式 |
3.3.1 土壤冻融产流过程分析 |
3.3.2 温度变源产流的研究方法 |
3.3.3 三江平原温度变源模式的确定 |
3.3.4 土壤冻融期的水分固融率 |
3.4 基于退水过程曲线的径流组分分析 |
3.4.1 三江平原春汛退水组分分析 |
3.4.2 三江平原夏汛退水过程组分分析 |
3.5 近60年来三江平原径流变化及其成因分析 |
3.5.1 三江平原径流量的年际变化趋势 |
3.5.2 径流特征参数分析 |
3.5.3 三江平原径流变化的成因分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 面向三江平原的“时变参数”水文模型的本地化构建 |
4.1 VIC模型的选择 |
4.2 模型原理和结构 |
4.2.1 模型原理 |
4.2.2 模型结构 |
4.3 面向三江平原的“时变参数”VIC模型的本地化构建 |
4.3.1 DEM数据及气象数据 |
4.3.2 植被参数 |
4.3.3 土壤参数 |
4.3.4 水文参数 |
4.4 三江平原水循环过程系统校验 |
4.4.1 校验准则 |
4.4.2 模型校验 |
4.5 本章小结 |
第五章 环境变化背景下三江平原径流演变趋势 |
5.1 气候模式结果的评价和确定 |
5.1.1 气候模式和气候情景介绍 |
5.1.2 气候模式评价结果 |
5.2 未来情景下三江平原气温和降水演变趋势 |
5.2.1 三江平原气温演变趋势 |
5.2.2 三江平原降水演变趋势 |
5.3 未来情景下三江平原冻土演变趋势 |
5.3.1 冻土退化预估 |
5.3.2 最大冻土深度预测 |
5.4 未来情景下三江平原径流演变趋势 |
5.4.1 径流演变趋势 |
5.4.2 未来三江平原径流特征参数分析 |
5.4.3 未来冻融期水分固融率 |
5.5 未来情景下三江平原管理适应性对策 |
5.5.1 深化土壤冻融—径流演变机理认知 |
5.5.2 优化水资源开发利用结构 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文 |
攻读博士学位期间申请专利 |
攻读博士学位期间参加项目 |
攻读博士学位期间获得奖励 |
致谢 |
四、黑龙江省平原区地下水资源估算(论文参考文献)
- [1]大顶子山水库蓄水后哈尔滨地下水降落漏斗管控模拟及动态分析[D]. 王羽. 黑龙江大学, 2021
- [2]哈尔滨市地下水资源长序列均衡计算与评价[D]. 韩心宇. 黑龙江大学, 2021
- [3]北京东北部平原区地下水氮素污染源解析及其贡献率研究[D]. 左朝晖. 河北地质大学, 2020(05)
- [4]地下水超采区农业种植结构与作物耗水时空演变研究[J]. 孟建,姚旭擎,杨晓琳,罗建美,沈彦俊. 农业机械学报, 2020(11)
- [5]基于SWAT与Visual Modflow的海伦市水资源模拟与合理配置研究[D]. 田辉. 吉林大学, 2020(01)
- [6]东北地区水—耕地—粮食关联研究[D]. 向雁. 中国农业科学院, 2020(01)
- [7]三江平原松花江-挠力河流域地下水可持续开发利用方案分析[D]. 陆向勤. 吉林大学, 2020(08)
- [8]灌溉用水效率约束下灌区水资源优化配置及其决策支持系统研究[D]. 周丽慧. 东北农业大学, 2020(04)
- [9]淮北平原区农田土壤水分动态模拟实验研究[D]. 路璐. 河北工程大学, 2020(07)
- [10]土壤冻融条件下三江平原径流演变规律研究[D]. 李保琦. 中国水利水电科学研究院, 2020