寧夏青銅峽灌區(qū)退水規(guī)律研究.pdf

1、寧夏青銅峽灌區(qū)是我國特大型古老灌區(qū)之一，其退水量通常占引水量的40﹪～60﹪。灌區(qū)退水量的科學(xué)預(yù)測(cè)，對(duì)確保黃河干流的科學(xué)調(diào)度和維持黃河健康生命具有重要的科學(xué)意義和生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。論文在查閱大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，主要從灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化基本模式、地下水動(dòng)態(tài)特征、退水量變化規(guī)律和影響因素等方面入手，采用調(diào)查分析、理論研究和模型預(yù)測(cè)相結(jié)合的技術(shù)路線，建立了青銅峽灌區(qū)退水量預(yù)報(bào)模型。主要研究成果為： （1）灌區(qū)地下水埋深是影響灌區(qū)退水

2、量的主要因素。地下水埋深受灌溉的影響呈季節(jié)性升降變化，最高水位和升降范圍年際間保持相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)影響灌區(qū)地下水位埋深的各個(gè)影響因素進(jìn)行了灰色關(guān)聯(lián)分析，其影響因素大小依次是退水量、引水量、蒸發(fā)量和降雨量。應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立了地下水埋深動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)模型，并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。 （2）灌區(qū)引水量、地下水埋深、降水量和蒸發(fā)量等影響因素和灌區(qū)退水量之間具有密切的關(guān)系。灌區(qū)引水量、降雨量和退水量之間具有正相關(guān)性，其關(guān)系可近似用線性關(guān)系進(jìn)行

3、描述。地下水埋深、蒸發(fā)量和退水量之間具有負(fù)相關(guān)性。退水量和地下水埋深之間近似為冪函數(shù)關(guān)系，與蒸發(fā)量之間近似服從線性關(guān)系。為了進(jìn)一步分析各個(gè)影響因素對(duì)退水量的影響大小，論文中利用灰色關(guān)聯(lián)分析的理論分析表明，引水量、地下水埋深、降雨量、蒸發(fā)量對(duì)退水量的影響大小依次為：灌區(qū)引水量＞地下水埋深＞降雨量＞蒸發(fā)量。 （3）采用逐步線性回歸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論首次建立了青銅峽河?xùn)|灌區(qū)灌溉期月退水量預(yù)報(bào)模型。通過逐步回歸分析研究表明,采用三個(gè)變量（灌

4、區(qū)引水量、地下水埋深和降雨量）的預(yù)測(cè)精度明顯高于兩個(gè)變量（引水量、地下水埋深）的模型精度，也稍高于四個(gè)變量（引水量、地下水埋深、降雨量和蒸發(fā)量）的模型精度。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析建模時(shí)，為了克服BP網(wǎng)絡(luò)模型收斂速度慢、容易陷入局部極小點(diǎn)等缺點(diǎn)，提出了原始數(shù)據(jù)非線性規(guī)格化處理、GN－BFGS學(xué)習(xí)算法等改進(jìn)方法；對(duì)對(duì)兩種模型預(yù)測(cè)精度進(jìn)行了對(duì)比分析,并用實(shí)際觀測(cè)值進(jìn)行了驗(yàn)證。通過分析認(rèn)為，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)精度最高，可以用來進(jìn)行灌區(qū)退水量實(shí)時(shí)調(diào)度預(yù)報(bào)