白洋淀水位混沌特性分析及補(bǔ)水方案研究.pdf

1、白洋淀對維持華北平原生態(tài)平衡具有重要意義，近年由于干旱和污染的雙重威脅，白洋淀濕地一直面臨干淀危機(jī)。隨著流域上游水資源過度開發(fā)和氣候干旱，干淀頻繁出現(xiàn)，生態(tài)環(huán)境惡化，淀泊萎縮，濕地面積減少，生物多樣性遭到破壞。因此，對白洋淀蓄水量的變化規(guī)律進(jìn)行分析研究和預(yù)測，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制具有重大的理論和現(xiàn)實意義。 本文主要研究內(nèi)容有以下幾個方面:(1)通過分析從上世紀(jì)50年代以來白洋淀的入淀水量、水位過程、白洋淀流域降雨、出淀水量過

2、程及蒸發(fā)和入滲等長系列資料，降雨與蒸發(fā)總體呈減少趨勢，但白洋淀濕地的水資源退化主要是上游入淀徑流減少造成的，水位總體趨勢走低，自身抗干淀的能力大幅度下降，從水量上已經(jīng)出現(xiàn)退化趨勢。因此，為了維持白洋淀的生態(tài)平衡，緩解干淀危機(jī)，必須進(jìn)行人工調(diào)水干預(yù)。(2)水文要素的混沌分析除了水位，涉及徑流、洪水、降雨、地下水等各個方面。本文重點對水位這一水文要素進(jìn)行了混沌特性研究。以白洋淀日水位時間序列為對象，基于混沌理論，采用功率譜法、最大Lyapu

3、nov指數(shù)法、Kolmogorov熵法對白洋淀日水位序列進(jìn)行了混沌分析，并就參數(shù)延遲時間和嵌入維數(shù)展開重點討論。由于白洋淀的水位水量存在確定的關(guān)系，因此水量和水位具有同樣的混沌特性。(3)在分析白洋淀日水位序列混沌特性的基礎(chǔ)上，闡述混沌預(yù)測理論，并采用最大Lyapunov指數(shù)法和混沌RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法分別對白洋淀日水位時間序列進(jìn)行預(yù)測，并對兩種方法進(jìn)行比較，結(jié)果表明最大Lyapunov指數(shù)法的誤差最大，混沌RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法較優(yōu)。(4)對白

4、洋淀補(bǔ)水方案進(jìn)行了研究時，明確了以下幾個基本概念:生態(tài)干旱、生態(tài)適宜水位、生態(tài)干旱識別期、生態(tài)特征水位、高頻水位等；運用隨機(jī)統(tǒng)計方法結(jié)合實地調(diào)查，確定了白洋淀的汛期、非汛期及周年的生態(tài)適宜水位，指出了白洋淀的生態(tài)干旱識別期和表示不同生態(tài)水平的白洋淀生態(tài)特征水位，針對不同的特征水位提出了白洋淀生態(tài)補(bǔ)水方案，并分析了不同補(bǔ)水方案的效果，為合理確定白洋淀補(bǔ)水方案提供了理論支持。 本文對白洋淀各水文要素進(jìn)行了系統(tǒng)的、全面的深入分析，并進(jìn)