人类活动对区域地下水位影响程度评价及水资源优化配置

摘要

三江平原是黑龙江省的重要商品粮基地，每年为国家生产大量的粮食作物。随着国务院下发《国家新增1000亿斤粮食生产能力规划》，批复《黑龙江省粮食生产能力建设规划》等重要文件，对三江平原的产粮能力提出了新的要求。且近年来人口增长、水资源短缺、地下水超采等问题日益严重，造成了水资源供需矛盾，严重者甚至会影响我省农耕的长期发展、制约经济增长。因此，在对水资源进行开源节流、提高水资源利用效率的基础上，明确人类活动对地下水位的影响，合理优化配置水资源是十分必要的。可以为社会经济的持续发展、地下水资源的高效利用、地下水位的稳定恢复提供科学依据，同时，这一研究也具有保障我国粮食安全的重要意义。
　　本文针对三江平原地下水资源开发遇到的诸多问题，以建三江管理局为例重点研究，为其2011年人类活动对地下水位影响做出科学评价，并在此基础上对2015年、2020年和2025年建三江管理局进行水资源优化配置研究。主要内容和结论如下:
　　(1)运用灰色关联分析以及Pearson相关性分析对人类活动对地下水位影响程度评价指标进行筛选，选定了粮食单产、农用地下水量、工业用地下水量、水田面积、第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值、人口这八个指标。
　　(2)运用投影寻踪评价模型对建三江管理局人类活动对地下水位影响程度进行评价，结果表明有五个农场的人类活动对地下水位影响处于最低阶段，分别为鸭绿河农场、浓江农场、洪河农场、前哨农场、二道河农场。青龙山、创业、红卫、胜利这四个农场人类活动对地下水的影响初步显现，勤得利、前进、前锋、大兴这四个农场处人类活动对地下水的影响变得尤为明显。人类活动对地下水影响最为严重的区域为七星、八五九两个农场。
　　(3)选定未来水平年为2015年、2020年和2025年对区域内各农场未来水平年生活、第一产业、第二产业和第三产业的需水量进行预测，结果表明除第一产业外，其他三个部门的用水量呈上升趋势。其原因在于第一产业中农业在未来年份内采取了节水灌溉措施提高了水资源的利用效率，同时规划区域内生活水平的提高，第二、三产业的快速发展也使得本部门的用水量增加。
　　(4)对建三江管理局进行水资源优化配置，通过以上条件建立水资源优化配置模型，运用猫群算法进行计算，得出各个未来水平年的最优用水配置。
　　(5)建三江管理局未来水平年整体水资源用量得到了控制，第一产业的用水量减少，生活用水量、第二产业用水量和第三产业用水量增加。虽然整体状况良好但是第一产业的供水量仍旧不能得到满足。通过水资源的合理配置，地下水资源得到了保护，地表水资源得到了充分的利用，人类活动对水资源的影响得到了控制。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 立题依据

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 人类活动对地下水位影响评价研究进展

1．3．2 水资源优化配置的研究

1．4 国内外研究中存在问题

1．5 研究内容及技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

2 人类活动对地下水位影响评价方法

2．1 评价指标选取

2．1．1 指标选取的原则

2．1．2 灰色关联分析模型筛选评价指标

2．1．3 Pearson相关分析系数筛选评价指标

2．2 地下水影响程度评价方法

2．3 本章小结

3 建三江管理局人类活动对地下水位影响程度评价

3．1 区域概况

3．1．1 地理位置

3．1．2 气候及地质特征

3．1．3 水文特征

3．1．4 社会经济状况

3．2 建三江管理局人类活动对地下水位影响评价指标体系

3．2．1 评价指标选取

3．2．2 指标筛选

3．3 建三江管理局人类活动对地下水位影响程度评价

3．3．1 投影寻踪模型评价

3．3．2 建三江管理局人类活动对地下水位影响程度评价结果

3．4 降低人类活动对地下水位影响的对策和建议

3．5 本章小结

4 水资源优化配置模型构建

4．1 水资源优化配置模型的框架

4．1．1 目标函数

4．1．2 约束条件

4．1．3 模型参数

4．2 模型求解方法

4．3 本章小结

5 建三江管理局水资源优化配置研究

5．1 建三江管理局水资源优化配置模型的建立

5．1．1 子区划分与水源、用水部门构成

5．1．2 模型参数确定

5．2 供水量、需水量预测

5．2．1 供水预测

5．2．2 需水量预测

5．3 水资源优化配置模型求解

5．4 结果分析

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文