黑河干流中游地区地下水多层含水系统动态仿真

建立了符合水文地质条件的地下水多层含水层模型，基于多边形有限差分方法，利用现测孔水位和采流量进行了模型参数率定、识别与验证，结果说明了模型的合理性．现状水资源利用模式下地下水位及水资源量的预报分析说明水资源的持续超采最终会加快地下水位的下降及泉水衰减速度，从而恶化生态环境地质和影响到向下游的输水量，而本仿真模型可作为强有力的辅助工具为水资源管理提供科学的技术支持。     

地下水系统准三维流场数值模拟与流场宏观调控

郑州市长期过量开采地下水致使地下水位大幅度下降,由此引发了一系列水环境问题：１）区域地下水降落漏斗形成并不断扩展;２）大幅度增加供水难度和费用;３）导致水环境质量恶化;４）诱发地面塌陷和沉降．研究区内地下水系统（＜２５０米）可概化为浅层地下水系统和中深层地下水系统,两者通过弱透水层系统发生水力联系．本项研究根据抽象出的研究区地下水系统概念模型,建立了地下水流场准三维模拟模型．经模型校正和识别后对研究区地下水流场做了数值预报,并基于此提出流场宏观调控技术方案     

农业耕作土壤与人工经济林地土壤磁化率和质地特征对比

通过对关中东北部地区人工经济林地土壤（JJC2）和农耕地土壤（JJC1）磁化率与粒度分布特征的研究和对比．试图阐明土地利用方式对土壤发育过程的影响。结果表明：农业耕作土壤和人工林地土壤的磁性特征有着明显的差异;农耕地长期的耕作、污灌以及C4作物玉米的生长与秸秆焚烧等农业管理方式可以增大土壤风化成土作用强度,增加土壤的磁化率;土地利用方式对土壤粒度分布的影响显著,表层0～40cm,1年生作物农田土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量均高于人类活动干扰小的多年生园林土壤的含量;整个剖面耕地土壤和人工林地土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量变化差异均大于2μm～50μm颗粒变化。图1,表2。参14。     

基于盐碱化防治的多目标配水模型

以宁夏银北灌区为实例,把土壤临界含盐量、地下水临界埋深和临界矿化度概念引入水资源管理中,建立了防治盐碱化的多目标决策模型,并利用约束法和模拟方法对不同水平年银北灌区的引、采、排水量进行优化计算。该模型实现了水资源优化配置对三大水盐指标,即地下水埋深、土壤含盐量和地下水矿化度的全面调控,可用于干旱、半干旱地区以防治土壤盐碱化为目的的灌排管理决策。     

海伦地区黑土农田土壤水分动态平衡特征研究

通过对中国科学院海伦农业生态实验站综合观测场的大气降水量、土壤水的蒸散量和1．5m土体含水量连续观测结果，分析了黑土地区降水规律与分布状态、土壤对大气降水的接纳能力、土壤含水量的动态变化和土壤蒸散量，其结果表明：大气降水是黑土区唯一水分来源，统计观测场50年降水量平均为550．7mm；土壤水年平均蒸散量为477．8mm，与蒸散对应年份的平均降水量为491．8mm，97％的降水参加了农田生态系统内水分循环，其循环方式为土壤-作物-大气。1．5m土体内水分变化为4llmm-647mm，土壤含水量处于458mm-505mm时间为90％以上，土壤水通过气象上的旱、涝、常规水分年达到平衡，年内是通过春、夏、秋、冬四季达到土壤水分平衡。图5，表2，参5。     

黑土剖面水热异质性调查

通过野外调查的方法测定了典型黑土剖面土壤含水量和温度,并利用统计学分析了水热性状在2．2m×2．1m空间上的异质性。结果表明：尽管土壤容积含水量、密度、温度沿剖面垂直方向有规律的变化,但在水平方向存在较大的变异,容积含水量最大差异可达6．5个百分点,温度可达3．0℃;由于黑土剖面土壤密度变化较大,土壤质量含水量无论是垂直方向还是水平方向均存在较大的空间变异,容积含水量能够更好地反映土壤水分的空间变化。图7,表2,参9。     

基于GIS技术的浅层地下水硝酸盐氮浓度场数值仿真

地理信息系统(GIS)技术与数值模拟技术相结合,揭示地下水硝酸盐氮浓度场的时空变化特征。采用准三维数值仿真技术,建立地下水水流模型、溶质运移模型和地下水运动方程组成的地下水水质模型。先解地下水水流模型,得到地下水渗流场水位函数H(x,y,t);再解地下水运动方程得到各单元的地下水实际流速;最后解溶质运移模型,求出计算区内任一点的硝酸盐氮浓度。数值模拟与空间分析结果表明,研究区地下水水质系统状态比较稳定,硝酸盐氮浓度场的时空分布变化较小。     

非平稳时序模型在三江平原井灌水稻区地下水动态变化中的应用

针对三江平原广大井灌水稻区地下水严重紧缺、地下水位持续下降、漏斗与“吊泵”现象时有发生等问题 ,以建三江管局创业农场为例 ,运用随机过程建立随机模型模拟地下水动态变化 ,并预测未来变化趋势 ,渴望对该地区今后的农业及地下水资源可持续发展提供参考.     

三江平原井灌水稻区土壤渗透规律研究

以三江平原进灌水稻区富锦试区作为试验观测基点,通过实测,建立了晒水池、渠系以及本田的土壤渗漏规律数学模型。该模型不仅对于深入研究三江平原进灌水稻田间生产过程水量平衡、水分运移规律有测算水稻灌溉渗漏回补地下水量具有指导作用,而且对于发展本地区节水灌溉、促进地下水资源可持续发展与利用具有重要意义。     

基于RAGA的灰色BP神经网络预测模型及其对三江平原地下水埋深的动态预测

三江平原是我国粮食主产区之一,近年来农业水资源出现危机.预测该地区地下水动态变化趋势,对于指导该地区合理开发利用地下水有着重大的理论和现实意义.建立了基于RAGA的灰色BP神经网络预测模型.该模型克服了传统GM(1,1)模型存在明显系统误差的缺点,既具有GM(1,1)模型对数据确定性方面把握的长处,也融合了人工神经网络在不确定因素预测领域的优势.通过两种途径进行检验,结果表明该模型具有相对较高的预测精度.运用该模型对三江平原地下水埋深进行动态预测,未来五年内,如果仍按目前的发展模式,该地区地下水埋深仍将持续下降,从2007年到2012年,该地区地下水平均每年下降0.3m.预测结果对有关部门的政策决策具有一定的指导意义.     

水污染扩散模拟三维可视化研究

分析了基于二维图像的水污染模型计算结果可视化不足--脱离地形地貌环境、缺乏空间定位信息,提出基于虚拟现实的水污染扩散模拟三维可视化方法,讨论了数据组织与压缩、仿真模型与可视化一体化集成、查询统计等关键技术,对长江三峡库区万州段污染物迁移转化过程进行了动态模拟.结论表明,该方法形象直观地展现了水污染扩散推进三维效果,为检验污染模型的准确性提供了参考和依据,也为水环境综合整治与管理走向定量化、科学化提供了一种崭新的思路和可靠的技术支持.     

耦合航运要求的三峡-葛洲坝梯级水电站短期调度快速优化决策

考虑航运和短期电力调度需求, 进行三峡-葛洲坝梯级水电站短期调度快速优化决策研究. 以航运保证率、库水位符合率和平均坝前水位为决策指标, 提出航运条件的评价方法和短期调度快速优化决策策略. 结果表明: 在确定三峡电站日运行方案下, 所提策略可以快速得出可行和最优的三峡-葛洲坝梯级水电站联合运行方案. 最优方案不仅符合航运要求, 而且可以提高三峡-葛洲坝梯级水电站的日发电量, 达到同步实现改善航运和优化电力调度的双重目标.     

小波分维估计法在三峡水库汛期 洪水分期中的应用

汛限水位分期控制能在不降低水库防洪标准的条件下提高水能资源利用效率,而洪水分期是汛限水位分期控制的前提.以三峡水库洪水资源高效利用为背景,在分析三峡水库上下游水文气象特征的基础上,根据水文序列的自相似性,由统计分析法确定了宜昌站洪水分期数目,并选择Db4为小波基,以Mallat算法为基础,提出了小波分维估计法计算模式并计算了宜昌站各分期的分维数,最后确定了三峡水库的汛期洪水分期。结果表明,以小波分维估计法划分的洪水分期与传统研究分期结果一致,但小波分维估计法计算简便,所得分维数结果稳定,表明小波分维估计法应用于洪水分期是可行的和有效的.     

水库正常蓄水位选择中的多目标模糊决策方法

就三峡水利枢纽正常蓄水位的决策问题, 采用模糊决策方法对其进行了详细的分析． 通过对四个方案的对比研究, 决定了最优方案． 模糊决策在水利行业的应用, 将使工程技术指标的选择更加科学化, 更趋向于合理, 使水利工程创造出更大的经济效益．     

长三角地区城市土地市场化程度空间差异分析

土地资源作为最重要的基本生产力要素之一和有限的稀缺资源,如何高效优化配置土地资源成为影响长三角地区社会经济可持续发展的一个重要因素。在系统评价2000～2005年以及2007年长三角地区16个城市土地市场化程度基础上,利用GIS技术对16个城市的土地市场化程度进行了空间自相关分析。结果显示,16个城市的土地市场化程度在2000—2005年以及2007年均存在微弱的正空间自相关,表明长三角地区16个城市的土地市场化程度参差不齐,各城市间土地市场化程度差异还比较明显。为了更好地促进土地资源的高效配置和长三角区域各城市间经济的快速协调发展,最后提出了建立长三角地区统一的土地市场,优化配置区域内有限的土地资源来解决当前长三角地区土地资源稀缺的政策建议。图1,表3,参19。     

三峡-葛洲坝两坝联合调度数学模型及算法

三峡-葛洲坝两坝联合调度综合考虑三峡双线五级船闸(目前升船机尚未启用)和葛洲坝三个船闸,根据两坝之间距离不远的特点,实行联合调度,使这段“黄金水道”尽可能畅通.根据通航约束条件和安全性要求,以及船闸调度“先到先过与重点优先相兼顾”的调度原则,引入了联合调度的数学模型,并给出了逐步最优化算法POA.模型的合理性与算法的有效性在工程中得到验证.     

约束条件下地下水可持续开采策略研究

当前，在我国面临水危机威胁的情况下，研究地下水的可持续开采问题具有很重要的现实意义。本文首先给出地下水储量的表达式，并定义地下水可持续开采的概念，在此基础之上，探讨动态的地下水储量方程，并归纳出影响地下水储量的因素。最后，分两种情况讨论约束条件下可持续的地下水开采策略。     

基于非期望产出的机场运营效率评价

传统的机场运营效率评价模型忽视了机场运营过程中航班延误、噪音及有害排放物等非期望产出带来的负面效应. 采用非参数方向距离函数法，构建基于非期望产出的机场运营效率评价模型. 针对我国长江三角洲多机场区域10个主要机场，对引入非期望产出前后运营效率进行对比分析，验证基于非期望产出的机场运营效率评价模型的有效性. 结果显示，非期望产出是评价机场运营效率不可缺少的关键因素之一；其次，非期望产出要素对机场运营效率产生非常显著的影响. 引入非期望产出后，我国机场运营效率和运营规模之间并不存在正相关性；最后为机场及航空公司管理者在权衡机场吞吐量和服务质量方面提供了相关建议和理论依据.     

Application of Wavelet Fractal Dimension Estimation in Dividing Flood Stages for Three Gorges Reservoir

Limit water level control improves water resources utilization efficiency without reducing flood control standard, while the premise is to divide the discharge series into a number of different flood stages. Db4 is selected as wavelet base, based on Mallat algorithm, put forward the model of wavelet dimension estimation method and calculated the fractal dimension of floods at the Yichang station, got the flood periods of Three Gorges reservoir. The results indicate that the method of wavelet dimension estimation can obtain the same result as traditional methods, and it has the merit of simplicity and stability. As a feasible and effective tool, the wavelet dimension estimation method is recommended in the applications of dividing flood periods.     

浅层地下水水质系统碘浓度场数值仿真

基于地下水系统概念模型分析，采用准三维数值仿真技术，建立了由地下水水流模型、溶质运移模型和地下水运动方程组成的地下水水质模型。选解地下水水流模型，得到地下不渗流场水位函数H（x，y，t）；再解地下水运动方程得到各单元的地下水实际流速；最后解溶质运移模型，求出计算区内任一点的溶质浓度。数值计算结果表明，水质模型仿真性能良好。