三江平原地下水资源可持续承载能力分析
发布时间：2020-10-09 13:19
三江平原位于我国黑龙江省东部,为黑龙江、松花江、乌苏里江冲积平原,是我国重要产粮区之一。每年能够稳定地为国家提供不少于700万吨的商品粮,其中水稻占相当大的比例,水稻是三江平原的特色农业。20世纪80年代以后,水稻种植面积开始增大,对水资源的需求量也越来越大。1981水稻种植面积7万hm2,2000年已经到95.3万hm2。用水量达到为45.6亿m3,全部是用地下水进行灌溉,再加上地下水开发利用的很多不合理因素的影响,尽五十年来,三江平原地下水位普遍下降,“吊泵”和局部超采现象时有发生,三江平原地下水动态平衡受到了严重的破坏,地下水埋深越来越深,地下水水位一降再降,生态平衡遭到破坏,严重影响地下水资源开发利用可持续性。地下水资源承载能力不断减小,反过来制约着三江平原地区农业经济的发展。本文研究的重点是对三江平原地下水资源可持续承载能力进行分析。 本文在深入研究国内外有关地下水资源承载力研究的理论和方法基础上,以可持续发展理论为指导,结合三江平原的实际情况,对该区地下水资源可持续承载力进行分析,研究成果如下: (1)对三江平原地下水资源埋深时间变化规律进行了深入的研究。 研究了三江平原的水文地质状况,地下水系统特征,地下水资源开发利用现状,将其与可持续发展理论相结合。 (2)对地下水资源及其现阶段开发利用状况进行评价,分析农业用地下水资源 动态变化的影响因素、找出地下水资源的分布特点,在粮食科学、水资学源、可持续发展和系统理论的基础上,依据社会经济相关部门的统计数据,构建时间序列分析模型,应用MatLab进行数据处理,预测友谊农场地下水未来水位变化趋势,结果表明,未来三年内,如果仍按照以往的地下水开采模式,友谊农场地下水水位会持续下降而且下降幅度会越来越大,通过预测结果找出三江平原地下水开发利用普遍存在的问题。 (3)提出了三江平原地下水资源可持续承载力的新方法。 构建评价指标体系;并将熵权系数法与物元模型相结合,建立基于熵权的物元模型,进行地下水承载力评价,该模型有效的解决了确定权重系数的主观性问题,使评价结果更科学、合理、可靠。将该模型应用到红兴隆分局各农场地下水资源可持续承载力评价中,取得了良好的效果,评价结果显示,红兴隆各农场地下水资源承载力与2006年相比,均有不同程度的下降,只有很少农场地下水承载力有所好转和不变。评价结果表明,三江平原地下水资源承载力正面临严重威胁,因此,必须采取一系列方法和措施来提高三江平原地区地下水资源可持续承载力。 (4)对红兴隆分局水资源和土地资源进行优化配置。 介绍蚁群算法的原理和步骤,将蚁群算法应用到三江平原红兴隆分局中,对其水土资源进行优化配置,应用MatLab编程求解,得出在各种约束条件下水土资源优化的配置比例,从而对耕地进行优化利用,对种植结构进行优化调整,根据三江平原的实际情况,提出发展战略与对策,使粮食生产、土地利用及地下水承载能力三者之间协调发展。实现三江平原地区地下水资源有效合理利用和特色农业的可持续发展。本论文的创新点归纳如下: (1)把三江平原地下水资源开发利用现状与可持续发展战略相结合,提出地下水资源可持续发展理论。 (2)以红兴隆分局为研究区域,在前人研究的基础上,结合熵权系数法和物元模型,构建了三江平原地下水资源可持续承载力新的评价模型——基于熵权的物元模型。并应用该模型对红兴隆分局现状年地下水资源可持续承载力进行评价 (3)提出了提高三江平原地区地下水资源可持续承载力的建议和措施。 (4)应用蚁群优化算法求解红兴隆分局水土资源优化配置模型。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：P641.8
【部分图文】：
图 5-3 红兴隆农场主要作物在 2008 年与 2020 年各种条件下优化结果对比图Fig.5-3 Contrast optimization resultsunder various conditions of main crops bewteen 2008 and 2020从优化结果表 5-3 及作物在不同用水情况下的比较图 5-3 可以看出，2020 年常规用水条件下六种作物的总需水量为 14.01 亿3m ，其中地下水用水量为 8.59 亿3m ，占总需水量的 61.3%，作物的最大经济效益为 182742 万元；中等节水条件下，六种作物的总需水量为12.85 亿3m ，其中地下水用水量为 7.44 亿3m ，占总需水量的 57.9%，作物的最大经济效益为 184051 万元；高度节水条件下，六种作物的总需水量为 10.72 亿3m ，其中地下水用水量为 6.10 亿3m ，占总需水量的 56.9%，作物的最大经济效益为 180724 万元，如表 5-4所示。从结果可以看出，2020 年中等节水条件下，农业净效益最高，因此发展节水农业，可以在用水总量和地下水用量相对减少的同时产生较大的经济效益。表 5-4 2020 年各种条件下用水量与经济效益值Tab.5-4 The contrast water consumption bewteen and economic benifits用水条件 地下水用水量（亿3m ）总用水量（亿3m ）地下用水量占总用水量比例（%）最大经济净效益（万元）常规用水条件下 8.59 14.01 61.3 152742
本文编号：2833735
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：P641.8
【部分图文】：
图 5-3 红兴隆农场主要作物在 2008 年与 2020 年各种条件下优化结果对比图Fig.5-3 Contrast optimization resultsunder various conditions of main crops bewteen 2008 and 2020从优化结果表 5-3 及作物在不同用水情况下的比较图 5-3 可以看出，2020 年常规用水条件下六种作物的总需水量为 14.01 亿3m ，其中地下水用水量为 8.59 亿3m ，占总需水量的 61.3%，作物的最大经济效益为 182742 万元；中等节水条件下，六种作物的总需水量为12.85 亿3m ，其中地下水用水量为 7.44 亿3m ，占总需水量的 57.9%，作物的最大经济效益为 184051 万元；高度节水条件下，六种作物的总需水量为 10.72 亿3m ，其中地下水用水量为 6.10 亿3m ，占总需水量的 56.9%，作物的最大经济效益为 180724 万元，如表 5-4所示。从结果可以看出，2020 年中等节水条件下，农业净效益最高，因此发展节水农业，可以在用水总量和地下水用量相对减少的同时产生较大的经济效益。表 5-4 2020 年各种条件下用水量与经济效益值Tab.5-4 The contrast water consumption bewteen and economic benifits用水条件 地下水用水量（亿3m ）总用水量（亿3m ）地下用水量占总用水量比例（%）最大经济净效益（万元）常规用水条件下 8.59 14.01 61.3 152742
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 吕萍;建三江分局水资源承载力评价及优化配置研究[D];东北农业大学;2011年
本文编号：2833735
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