《三江平原地下水數值模擬及仿真問題研究》是2011年出版的圖書,作者是吳昌友。
基本介紹
- 作者:吳昌友
- ISBN:9787109156296
- 頁數:187
- 定價:22.00元
- 出版時間:2011-5
內容簡介
三江平原位於黑龍江省東北部,西鄰小興安嶺,北靠黑龍江,東依烏蘇
里江,土地總面積10.88萬km2,是松花江、黑龍江和烏蘇里江不斷遷徙和
泛濫所形成的沖積平原,其土地平坦,面積廣闊,土質肥沃,屬於世界三大
黑土帶之一。該區耕地集中連片,人均耕地面積達1hm2以上。三江平原氣候
溫和,雨量適中,適於多種農作物栽培,尤其適於水稻和大豆生產,是國家
重要商品糧生產基地。隨著三江平原區域社會、經濟的迅速發展,國民經濟
各部門、各行業對水利保障要求越來越高,對水資源的需求量越來越大,對
水環境的保護要求越來越迫切。由於多年水利發展的滯後和水利工程建設的
薄弱,本區水利安全保障能力低,水資源利用缺乏統一規劃,水資源供需矛
盾突出,導致水環境惡化,生態環境質量降低,平原區內地下水水位急劇下
降,出現地面沉降等現象,所以對三江平原地下水系統進行研究具有重要的
現實意義。由於三江平原部分地區觀測井和水文地質資料缺乏,《三江平原
地下水數值模擬及仿真問題研究》(作者吳昌友)主要以三江平原撓力河流域
作為研究對象,對三江平原撓力河流域的地下水系統進行了系統分析,建立
了三江平原撓力河流域地下水分散式模型,在模型識別的基礎上,設計了三
個地下水開採方案。在不同開採方案條件下,分別採用地下水分散式模型進
行模擬預報,並對這三個方案模擬預報的結果進行分析與評價。研究取得的
主要成果有:
(1)對三江平原撓力河流域的地質條件、水文地質條件、氣象條件和地
下水分布特徵進行了系統地分析,建立了三江平原撓力河流域水文地質概念
模型,為地下水數學模型的建立奠定了基礎。
(2)建立了三江平原撓力河流域地下水三維數學模型,並採用國際通用
的地下水數值模擬軟體MODFLOW,對撓力河流域地下水進行模擬仿真,通過
模型的識別和檢驗,證明所建立的數學模型、邊界條件和水文地質參數的確
定符合實際情況。
(3)《三江平原地下水數值模擬及仿真問題研究》對標準BP神經網路的
基本原理進行系統分析,指出標準BP神經網路的不足,並對其進行改進,提
出了改進的BP神經網路模型。將改進的BP神經網路模型套用到降水量和蒸發
量和第一類邊界條件的預測中,建立了降水量、蒸發量和第一類邊界條件的
神經網路時間序列模型。對2008—2020年降水量、蒸發量和第一類邊界條件
進行預測,預測中得到的年平均降水量為499.1mm,接近於近30年平均值
486.3mm;預測中得到的年平均蒸發量為717.9mm,接近於近20年平均值
713.8mm。
(4)利用改進BP神經網路時間序列預測模型對地下水動態變化的不確定
因素(指降水量、蒸發量和第一類邊界條件)進行預測,將這些不確定的因素
作為隨機時間序列耦合到撓力河流域的地下水確定性模型中,進而建立了三
江平原撓力河流域地下水確定性一隨機耦合模型。
(5)本書將Elman神經網路模型和小波分析理論進行耦合,建立了Elman
小波神經網路模型,並首次將Elman小波神經網路模型套用到撓力河流與地
下水開採量的預測中,建立了地下水開採量的Elman小波神經網路模型,對
2008 2020年地下水開採量進行預報,取得了較好的效果。
(6)本書對未來地下水開採量設計了3個開採方案,其中以2005年的地下
水開採量作為第一個開採方案,以黑龍江省水利綜合規劃中的開採量作為第
二開採方案,以Elman小波神經網路模型預測的地下水開採量作為第三方案
。採用建立的確定性一隨機耦合模型分別對不同方案條件下2007 2020年撓
力河流域地下水進行模擬,模擬結果表明,第三開採方案地下水位降深最大
,其次是第一開採方案,第二開採方案降深較小。如果按著第二開採方案對
三江平原撓力河流域地下水進行開採,有利於解決地下水水位下降、地面下
沉和水環境惡化等現象,有利於三江平原水資源可持續開發和利用。