本文關(guān)鍵詞：變化環(huán)境下天津市地下水響應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： 環(huán)境變化 天津市 地下水 響應(yīng) CAR模型

【摘要】：環(huán)境變化是當今國際社會普遍關(guān)注的全球性問題,研究全球環(huán)境變化對地下水資源的影響和應(yīng)對策略是保障供水安全、糧食安全和生態(tài)安全,實現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。氣候的變化對地下水資源系統(tǒng)的影響十分復(fù)雜,既包含由于氣候變化導(dǎo)致氣候驅(qū)動因子如降水、溫度、蒸發(fā)變化對地下水資源系統(tǒng)形成的直接影響,也包含由于人類活動變化,如人口增加、及土地使用變化、污染物排放等對地下水資源的間接影響。尤其是在干旱與半干旱區(qū)域,地下水資源對環(huán)境變化的響應(yīng)更為顯著,有些地區(qū)出現(xiàn)了地下水水質(zhì)愈加惡化、地下水開采過度,土地荒漠化、地裂縫、地下水位不斷下降和地面沉降等一系列環(huán)境問題。本文根據(jù)天津市地下水系統(tǒng)的循環(huán)狀況,解析自然因子和人為因子對地下水的影響過程和作用機制。本文中自然因子以氣候因子為主,人為因子以地下水資源開發(fā)利用活動為主。采用線性傾向分析法、滑動平均分析法、R/S法、Mann-Kendall、小波分析法并利用Matlab軟件編程計算分析地下水埋深的趨勢性、持續(xù)性、突變性、周期性等時空變化規(guī)律以及氣候變化與人類活動對地下水動態(tài)變化的影響過程,利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法定量分析天津市地下水動態(tài)變化的主要影響因素。除降雨量、氣溫等自然因子外,地下水開采量成為地下水動態(tài)變化的主要影響因子。地下水埋深動態(tài)與地下水開采量動態(tài)之間有良好的相關(guān)性。最后建立適用于天津市地下水動態(tài)變化響應(yīng)模擬的CAR模型來進行情景模擬及預(yù)報。主要得到以下結(jié)論:(1)天津市各區(qū)縣地下水埋深平均值和標準差相差較大,變差系數(shù)較小,即地下水埋深年際變異較為平緩。地下水動態(tài)變化的趨勢性特征是大部分地區(qū)呈現(xiàn)下降趨勢,但是塘沽繼續(xù)呈現(xiàn)上升趨勢,平均變化速率為3.56m/10a,可以看出天津市地下水整體處于下降趨勢,平均趨勢系數(shù)達0.7578。持續(xù)性:塘沽區(qū)地下水位上升及其他區(qū)縣下降的變化趨勢將一直持續(xù)下去。突變性:各縣區(qū)地下水埋深突變主要發(fā)生在20世紀90年代和21世紀初,主要原因是隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人口增多,使得淺層地下水抽取量增多,導(dǎo)致地下水埋深突變。周期性:大部分地區(qū)均以20~25年為中心的第一主周期變化,以10~15年為中心的第二主周期。(2)淺層地下水埋深與降水量存在較密切的響應(yīng)關(guān)系,降水增加,地下水埋深減小;地下水埋深與氣溫存在一定程度的響應(yīng)關(guān)系,氣溫增加,地下水埋深增加;地下水埋深與蒸發(fā)量存在一定程度的響應(yīng)關(guān)系,蒸發(fā)量增加,地下水埋深增加;地下水埋深與開采量存在較密切的響應(yīng)關(guān)系,開采量增加,埋深增加,反之則減小。(3)根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析得出:天津市各區(qū)縣地下水的埋深與年均氣溫和的蒸發(fā)量之間關(guān)聯(lián)程度較差,然而降雨量和地下水開采量與地下水埋深均有密切的關(guān)系。(4)地下水埋深對環(huán)境變化響應(yīng)的CAR模型模擬結(jié)果表明:以武清區(qū)為例:在多年平均降水量情景Ⅰ模式下,對于人類活動方案Ⅰ_1,地下水埋深在多年平均值的基礎(chǔ)上下降了0.99m;對于方案Ⅰ_2~Ⅰ_5,地下水埋深分別上升0.13m,0.3m,1.37m,2.71m。在降水量減少5%的情景Ⅱ_模式下,方案Ⅱ_1~Ⅱ_5對應(yīng)的地下水埋深變化趨勢與情景Ⅰ_中各方案相似。其中,方案Ⅱ_1的地下水埋深比多年平均值下降1.1m,其下降幅度高于方案Ⅰ_1。對于方案Ⅱ_2,地下水開采量減少3%時,受降水量減少的影響,地下水埋深仍保持下降趨勢,下降了0.38m。對于方案Ⅱ_4~Ⅱ_5,地下水埋深分別上升了1.12m,2.58m,其上升幅度低于方案Ⅰ_4~Ⅰ_5。比較各情景方案可知,地下水位模擬值基本接近多年平均地下水位。方案Ⅰ_2和Ⅱ_3的地下水埋深變幅最小,分別為0.13m和0.08m。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境變化 天津市 地下水 響應(yīng) CAR模型
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P641
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 地下水對氣候變化的響應(yīng)研究11-14
• 1.2.2 地下水對人類活動的響應(yīng)研究14-15
• 1.3 存在的問題與研究趨勢15-16
• 1.4 研究內(nèi)容、方法和技術(shù)路線16-18
• 1.4.1 研究內(nèi)容16
• 1.4.2 研究方法16
• 1.4.3 技術(shù)路線16-18
• 2 研究區(qū)概況18-28
• 2.1 地理位置和行政區(qū)劃18-19
• 2.2 地形地貌及水文氣象19-21
• 2.2.1 地形地貌19-20
• 2.2.2 水文氣象20-21
• 2.3 水文地質(zhì)21-22
• 2.4 地下水系統(tǒng)劃分22-25
• 2.5 社會經(jīng)濟概況25-26
• 2.6 地下水開發(fā)利用問題26-28
• 2.6.1 地下水開發(fā)利用環(huán)境問題26
• 2.6.2 地下水開發(fā)利用過程存在的問題26-28
• 3 研究區(qū)地下水動態(tài)變化特征分析28-44
• 3.1 分析方法28-33
• 3.1.1 趨勢性分析方法28
• 3.1.2 持續(xù)性分析方法28-29
• 3.1.3 突變性分析方法29-30
• 3.1.4 周期性分析方法30-33
• 3.2 地下水動態(tài)變化特征33-44
• 3.2.1 統(tǒng)計特征33-34
• 3.2.2 趨勢性34-37
• 3.2.3 持續(xù)性37-38
• 3.2.4 突變性38-40
• 3.2.5 周期性40-44
• 4 研究區(qū)地下水對環(huán)境變化的響應(yīng)44-62
• 4.1 地下水埋深對環(huán)境變化的響應(yīng)分析44-51
• 4.1.1 地下水埋深趨勢性對氣候變化的響應(yīng)44-47
• 4.1.2 地下水埋深突變性對氣候變化的響應(yīng)47-50
• 4.1.3 地下水埋深對開采量的響應(yīng)分析研究50-51
• 4.2 研究區(qū)地下水動態(tài)變化的主要影響因素關(guān)聯(lián)分析51-62
• 4.2.1 研究方法與基本原理51-53
• 4.2.2 主要影響因素關(guān)聯(lián)分析53-62
• 5 變化環(huán)境下天津市地下水動態(tài)預(yù)測62-74
• 5.1 地下水動態(tài)預(yù)測CAR模型62-65
• 5.1.1 CAR模型建模方法62-63
• 5.1.2 模型因子的選擇63-64
• 5.1.3 模型建立與驗證64-65
• 5.2 不同變化情景下的地下水動態(tài)預(yù)測65-74
• 6 結(jié)論與建議74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 建議75-76
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻80-83

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本文編號：848238