發(fā)布時間：2020-08-03 11:51

【摘要】：我國作為水資源總量的大國,水資源量豐富,但水資源存在著時間和空間上的分布不均。從水資源使用情況的角度來看,農(nóng)業(yè)用水占主要地位,灌區(qū)用水又是農(nóng)業(yè)用水的主要組成部分,因此合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)灌區(qū)用水,確保灌區(qū)用水安全是實(shí)現(xiàn)水資源合理調(diào)配,促進(jìn)灌區(qū)水資源供需合理利用的重要條件。一般情況下,降水和灌溉水是灌區(qū)兩大供給項(xiàng),作物需水是灌區(qū)用水的需求項(xiàng),而水資源供需的不匹配性往往是威脅灌區(qū)用水安全的主因。受人類活動、下墊面變化等的影響,灌區(qū)水資源供需時序表現(xiàn)為具有一定相關(guān)性的不確定性和模糊性,科學(xué)辨析和量化灌區(qū)水資源供需時序宏觀態(tài)勢和微觀細(xì)部之間的這種不確定相依性,并以此為基礎(chǔ),尋求灌區(qū)水資源供需時序的非平穩(wěn)性關(guān)系,進(jìn)而科學(xué)預(yù)測灌溉水量,是灌區(qū)進(jìn)行水資源合理調(diào)配、促進(jìn)灌區(qū)用水安全的基礎(chǔ)和保障。本文以研究灌區(qū)水資源供需時序間相關(guān)關(guān)系為目的,采用多時間尺度分析方法對灌區(qū)水資源供需時序進(jìn)行細(xì)化分析,研究微觀條件下的灌區(qū)水資源供需時序間相關(guān)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合灌區(qū)水資源時序的不平穩(wěn)及非線性相關(guān)的特點(diǎn),采用經(jīng)濟(jì)學(xué)上的非線性協(xié)整方法對時序間的關(guān)系進(jìn)行量化描述,從灌區(qū)水資源的自然補(bǔ)給、人工補(bǔ)給以及自然-人工補(bǔ)給三個角度出發(fā),分別構(gòu)建灌區(qū)降雨量和作物需水量、灌溉水量和作物需水量、降雨量-灌溉水量和作物需水量三類灌區(qū)水資源供需要素的兩變量和三變量非線性協(xié)整關(guān)系進(jìn)行分析。主要研究結(jié)果如下:(1)使用離散小波變換方法對灌區(qū)水資源供需原始序列進(jìn)行多時間尺度分解,結(jié)果表明:灌區(qū)水資源供需時序在宏觀(原始序列)和微觀觀察(多時間尺度序列)變化趨勢表現(xiàn)出一致性,降雨量呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢,主要的波動周期為4~5年、6~10年;作物需水量呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢,主要的波動周期為2~4年、4~8年;灌溉水量呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢,主要的波動周期為2~6年、9~11年。(2)考慮灌區(qū)水資源供需時間序列不符合正態(tài)分布的特性,使用Spearman和Kendall作為相關(guān)性系數(shù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明:多時間尺度下的灌溉水量、降雨量和作物需水量呈現(xiàn)出的相關(guān)性關(guān)系與原始序列的相關(guān)性關(guān)系在正負(fù)性和關(guān)系強(qiáng)弱上保持一致。(3)根據(jù)多時間尺度分析結(jié)果,結(jié)合小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),分別構(gòu)建自然補(bǔ)給和人工補(bǔ)給條件下的灌區(qū)水資源供需時序兩變量多時間尺度非線性協(xié)整關(guān)系,并與相應(yīng)的多時間尺度BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和原始序列非線性協(xié)整模型進(jìn)行對比,結(jié)果表明:灌溉水量與作物需水量、降雨量和作物需水量兩種組合間確實(shí)存在非線性協(xié)整關(guān)系,并且多時間尺度的非線性協(xié)整模型預(yù)測結(jié)果優(yōu)于多時間尺度BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型和原始序列非線性協(xié)整預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果,非線性協(xié)整誤差校正方程中的趨勢項(xiàng)系數(shù)的大小和正負(fù)性與相關(guān)性分析的結(jié)果保持一致,采用多時間尺度分解和非線性協(xié)整理論在預(yù)測精度上有明顯提高;多時間尺度分解結(jié)果中,低頻項(xiàng)起主要作用。(4)根據(jù)多時間尺度分析結(jié)果,結(jié)合小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建自然-人工補(bǔ)給條件下灌區(qū)水資源供需時序三變量間的多時間尺度非線性協(xié)整關(guān)系,研究結(jié)果表明:灌溉水量、降雨量和作物需水量三者之間存在非線性協(xié)整關(guān)系,并且三變量的多時間尺度非線性協(xié)整預(yù)測模型優(yōu)于三變量多時間尺度BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型和原始序列的非線性協(xié)整預(yù)測模型,非線性協(xié)整誤差校正方程中的趨勢項(xiàng)系數(shù)的大小和正負(fù)性與相關(guān)性分析的結(jié)果保持一致,采用多時間尺度分解和非線性協(xié)整理論在預(yù)測精度上有明顯提高,且三變量預(yù)測結(jié)果優(yōu)于兩變量的預(yù)測結(jié)果,預(yù)測精度較好;多時間尺度分解結(jié)果中,低頻項(xiàng)起主要作用。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S27
【圖文】：

技術(shù)路線圖

陸渾灌區(qū)降雨量趨勢項(xiàng)a5

陸渾灌區(qū)降雨量小波變換系數(shù)變化圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭楚菁;蔣智美;羅幸樂;李景保;;長沙城市化與水資源環(huán)境交互耦合關(guān)系與時序變化研究[J];綠色科技;2016年22期

2 徐威威;蓋美;;遼寧省水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系研究[J];黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報;2016年06期

3 張小鵬;;灤河上游年降水量多時間尺度變化的EEMD分析[J];海河水利;2016年04期

4 陳紅梅;李青;李博;;和田地區(qū)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長動態(tài)關(guān)系的實(shí)證分析[J];資源開發(fā)與市場;2015年09期

5 田立法;;關(guān)于非平穩(wěn)數(shù)據(jù)“偽回歸”的解析[J];統(tǒng)計與決策;2014年03期

6 郝敬偉;李敏;;河南陸渾灌區(qū)2013年抗旱工作分析[J];中國防汛抗旱;2013年05期

7 杜軍崗;魏汝祥;季春陽;;艦船維修工時費(fèi)率與物價指數(shù)的閾值協(xié)整關(guān)系實(shí)證研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2012年11期

8 張鵬旋;趙留香;周超峰;;2011年伊河防洪中四庫聯(lián)調(diào)做法淺論[J];河南水利與南水北調(diào);2012年21期

9 孫天合;趙凱;;農(nóng)業(yè)灌溉用水效率評價國內(nèi)外研究綜述[J];節(jié)水灌溉;2012年06期

10 馮寶平;趙麗;宋茂斌;;灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險機(jī)制分析[J];人民黃河;2012年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 吳洪偉;中國重點(diǎn)型灌區(qū)節(jié)水配套改造發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2012年

2 李富強(qiáng);大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析方法研究[D];浙江大學(xué);2012年

3 桑燕芳;水文序列小波分析與預(yù)報方法的研究及應(yīng)用[D];南京大學(xué);2011年

4 趙軍凱;長江中下游江湖水交換規(guī)律研究[D];華東師范大學(xué);2011年

5 魯帆;基于協(xié)整理論的復(fù)雜動態(tài)工程系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測方法應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

6 雷波;農(nóng)業(yè)水資源效用評價研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年

7 劉力;三峽流域徑流特性分析及預(yù)測研究[D];華中科技大學(xué);2009年

8 丁志宏;南水北調(diào)西線工程水源系統(tǒng)徑流特征及供水風(fēng)險問題的研究[D];天津大學(xué);2009年

9 許啟發(fā);基于時間序列矩屬性的金融波動模型研究[D];天津大學(xué);2005年

10 劉丹紅;非線性協(xié)整與非線性波動協(xié)同持續(xù)建模研究[D];天津大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 林小敏;基于Copula函數(shù)的灌區(qū)水資源短缺風(fēng)險分析[D];鄭州大學(xué);2017年

2 吳金冉;基于協(xié)整理論的數(shù)據(jù)挖掘在降水預(yù)測中的研究[D];蘭州大學(xué);2017年

3 張志強(qiáng);涇惠渠灌區(qū)供需水平衡及供水風(fēng)險分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

4 李彥彥;灌區(qū)水資源供需時序多時間尺度關(guān)系研究[D];鄭州大學(xué);2016年

5 王景藝;非傳統(tǒng)能源開發(fā)對氣藏區(qū)周邊水系統(tǒng)的影響分析[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

6 黃智燁;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的行業(yè)配對量化投資策略研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

7 王蘊(yùn)卓;基于廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的貨幣需求函數(shù)非線性建模與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2008年

8 陳麗燕;集對分析和粗糙集理論在水文水資源中的應(yīng)用研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

9 王冬云;流溪河小流域三種森林類型對水質(zhì)的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

10 張文君;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人民幣/美元匯率預(yù)測與風(fēng)險規(guī)避[D];廈門大學(xué);2007年

本文編號：2779583