【摘要】：水資源是人類社會賴以發(fā)展的重要自然資源,近些年來,隨著經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展和人口數(shù)量的持續(xù)增加,人類活動對水資源的干擾程度日益嚴重。水資源短缺、水資源承載力下降、地下水超采等諸多問題日益凸顯。如何科學、合理、可持續(xù)地開發(fā)利用水資源成為了迫在眉睫的任務。牡丹江管理局作為三江平原糧食主產(chǎn)區(qū)的主要組成部分之一,每年都為“北大倉”提供大量糧食作物。近年來,牡丹江管理局農(nóng)業(yè)用水量持續(xù)增加,明確農(nóng)業(yè)用水對當?shù)厮Y源的影響,并合理配置水資源,對促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和保障糧食安全具有重要的現(xiàn)實意義。本文以黑龍江省農(nóng)墾牡丹江管理局為研究對象,分別對地下水水位進行預測;具體分析人類活動對地下水水位影響程度;并得到人類活動影響下的水資源優(yōu)化配置結(jié)果。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)篩選牡丹江管理局地區(qū)地下水水位預測適宜神經(jīng)網(wǎng)絡模型,預測牡丹江管理局未來年份地下水水位變化趨勢。以較為有代表性的BP神經(jīng)網(wǎng)絡、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡和Elman神經(jīng)網(wǎng)絡為例,依次簡單介紹了三種神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)模型、基本原理、學習步驟等內(nèi)容,并分別應用于試驗地區(qū)的地下水水位預測之中。結(jié)果顯示:BP神經(jīng)網(wǎng)絡學習和收斂速度相對較快,擬合效果尚可,但預測精度不是很高;RBF神經(jīng)網(wǎng)絡收斂速度快、運行次數(shù)少、擬合效果好,并且預測精度最高;Elman神經(jīng)網(wǎng)絡其預算速度相對較慢,但其擬合和預測效果優(yōu)于BP網(wǎng)絡而次于RBF網(wǎng)絡。最終,得出RBF神經(jīng)網(wǎng)絡最為適合牡丹江管理局地區(qū)地下水水位預測。(2)構(gòu)建人類活動對地下水水位影響程度評價模型,揭示影響程度變化趨勢。選取機井數(shù)量、地下水灌溉面積、農(nóng)作物播種面積等密切反映人類活動和地下水水位相關(guān)的9個因子作為評價指標,利用TOPSIS模型的相對貼近度Ci值,結(jié)合影響等級劃分標準,具體量化各農(nóng)場人類活動對地下水水位影響程度。結(jié)果顯示:八五五、八五一0、八五一一、興凱湖、海林和寧安農(nóng)場人類活動對地下水水位多年平均影響程度最弱;八五七和云山農(nóng)場影響程度適中;慶豐和八五八農(nóng)場影響程度較高;八五0、八五四、八五六農(nóng)場影響程度最為嚴重。2000-2003年間,牡丹江管理局人類活動對地下水水位影響程度總體上為逐年增大趨勢,2004-2013年間,其影響程度總體呈現(xiàn)逐漸減弱趨勢;空間上大體呈現(xiàn)由東北向西南方向逐步減弱趨勢。(3)建立社會、環(huán)境、經(jīng)濟多目標水資源主從遞階決策優(yōu)化配置模型,合理分配水資源。以牡丹江管理局下轄13個農(nóng)場為研究對象,應用基于粒子群的優(yōu)化算法來求解優(yōu)化配置模型,充分考慮到了配水的高效性、公平性和可持續(xù)性,并考慮到人類活動的影響下,引入人類活動影響指數(shù)概念來調(diào)整供水量,最終得到了75%保證率下的各農(nóng)場配水結(jié)果,為合理利用當?shù)厮Y源提供了科學指導。同時,也反應出牡丹江管理局農(nóng)業(yè)用水消耗量巨大,為更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,需大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè),減緩未來年份農(nóng)業(yè)用水的增長趨勢。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S27;P641

【參考文獻】

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