三江平原地下水数值模拟及仿真问题研究

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《三江平原地下水数值模拟及仿真问题研究》是2011年出版的图书,作者是吴昌友。
作    者
吴昌友
ISBN
9787109156296
页    数
187
定    价
22.00元
出版时间
2011-5

目录

三江平原地下水数值模拟及仿真问题研究内容介绍

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三江平原位于黑龙江省东北部,西邻小兴安岭,北靠黑龙江,东依乌苏
里江,土地总面积10.88万km2,是松花江、黑龙江和乌苏里江不断迁徙和
泛滥所形成的冲积平原,其土地平坦,面积广阔,土质肥沃,属于世界三大
黑土带之一。该区耕地集中连片,人均耕地面积达1hm2以上。三江平原气候
温和,雨量适中,适于多种农作物栽培,尤其适于水稻和大豆生产,是国家
重要商品粮生产基地。随着三江平原区域社会、经济的迅速发展,国民经济
各部门、各行业对水利保障要求越来越高,对水资源的需求量越来越大,对
水环境的保护要求越来越迫切。由于多年水利发展的滞后和水利工程建设的
薄弱,本区水利安全保障能力低,水资源利用缺乏统一规划,水资源供需矛
盾突出,导致水环境恶化,生态环境质量降低,平原区内地下水水位急剧下
降,出现地面沉降等现象,所以对三江平原地下水系统进行研究具有重要的
现实意义。由于三江平原部分地区观测井和水文地质资料缺乏,《三江平原
地下水数值模拟及仿真问题研究》(作者吴昌友)主要以三江平原挠力河流域
作为研究对象,对三江平原挠力河流域的地下水系统进行了系统分析,建立
了三江平原挠力河流域地下水分布式模型,在模型识别的基础上,设计了三
个地下水开采方案。在不同开采方案条件下,分别采用地下水分布式模型进
行模拟预报,并对这三个方案模拟预报的结果进行分析与评价。研究取得的
主要成果有:
(1)对三江平原挠力河流域的地质条件、水文地质条件、气象条件和地
下水分布特征进行了系统地分析,建立了三江平原挠力河流域水文地质概念
模型,为地下水数学模型的建立奠定了基础。
(2)建立了三江平原挠力河流域地下水三维数学模型,并采用国际通用
的地下水数值模拟软件MODFLOW,对挠力河流域地下水进行模拟仿真,通过
模型的识别和检验,证明所建立的数学模型、边界条件和水文地质参数的确
定符合实际情况。
(3)《三江平原地下水数值模拟及仿真问题研究》对标准BP神经网络的
基本原理进行系统分析,指出标准BP神经网络的不足,并对其进行改进,提
出了改进的BP神经网络模型。将改进的BP神经网络模型应用到降水量和蒸发
量和第一类边界条件的预测中,建立了降水量、蒸发量和第一类边界条件的
神经网络时间序列模型。对2008—2020年降水量、蒸发量和第一类边界条件
进行预测,预测中得到的年平均降水量为499.1mm,接近于近30年平均值
486.3mm;预测中得到的年平均蒸发量为717.9mm,接近于近20年平均值
713.8mm。
(4)利用改进BP神经网络时间序列预测模型对地下水动态变化的不确定
因素(指降水量、蒸发量和第一类边界条件)进行预测,将这些不确定的因素
作为随机时间序列耦合到挠力河流域的地下水确定性模型中,进而建立了三
江平原挠力河流域地下水确定性一随机耦合模型。
(5)本书将Elman神经网络模型和小波分析理论进行耦合,建立了Elman
小波神经网络模型,并首次将Elman小波神经网络模型应用到挠力河流与地
下水开采量的预测中,建立了地下水开采量的Elman小波神经网路模型,对
2008 2020年地下水开采量进行预报,取得了较好的效果。
(6)本书对未来地下水开采量设计了3个开采方案,其中以2005年的地下
水开采量作为第一个开采方案,以黑龙江省水利综合规划中的开采量作为第
二开采方案,以Elman小波神经网络模型预测的地下水开采量作为第三方案
。采用建立的确定性一随机耦合模型分别对不同方案条件下2007 2020年挠
力河流域地下水进行模拟,模拟结果表明,第三开采方案地下水位降深最大
,其次是第一开采方案,第二开采方案降深较小。如果按着第二开采方案对
三江平原挠力河流域地下水进行开采,有利于解决地下水水位下降、地面下
沉和水环境恶化等现象,有利于三江平原水资源可持续开发和利用。
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参考资料
词条标签:
学术研究 出版物 书籍