辽宁省世行项目实施对区域地下水位影响研究

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地下水是水资源系统中的重要组成部分,也是当今社会环境的重要资源之一。为精准掌握区域地下水位的主要影响因素,保证区域地下水长期可持续利用,缓解区域用水压力,本文以辽宁省世界银行贷款可持续发展农业项目为例,首先对项目区地下水位的影响因子进行分类和初选;采用基于累计信息贡献率和基于信息可替代性的双重指标筛选方法剔除不合理指标;再综合考虑主客观因素对地下水位的影响,采用变异系数法-熵权组合赋权法确定各项指标权重,进而构建地下水位影响评价指标体系;最后,利用灰关联理论建立地下水位影响评价模型,对辽宁省6个世行项目区的地下水位进行影响评价研究,并利用多元线性回归分析方法进一步量化了各项显著影响指标对地下水埋深的影响关系,为其今后的地下水开发管理提供理论支持和参考依据。本文的主要研究成果如下:(1)基于双重指标筛选方法,筛选出6项地下水位影响评价指标。从水资源高效利用措施、农业措施和林业措施三个方面,并结合人为因素、自然因素和社会因素,初步选择14项评价指标。在此基础上利用基于信息可替代性和基于累计信息贡献率的双重指标筛选方法对初选的14项指标进行筛选,最终筛选出6项地下水位评价指标。(2)确定了基于组合赋权法的地下水位评价指标组合权重。采用主客观结合的变异系数法-熵权组合赋权法对已确定的评价指标进行权重计算。通过熵权法建立原始数据矩阵并对其进行标准化处理,再计算量化后评价指标的熵值和熵权值。用变异系数法对熵权法的赋权结果进行调整,使赋权结果更符合实际情况。(3)以灰关联分析法为基础,建立了研究区域地下水位影响评价模型,明确了各项目区各项指标与地下水位的关联度顺序。(1)凌源:地下水开采量>土壤深松面积>植被覆盖面积>水土流失量>ET>蓄水方塘体积;(2)葫芦岛:降雨量>节水灌溉面积>地表水资源可利用量>土壤深松面积>作物耗水量>ET;(3)锦州:降雨量>地下水开采量>土壤深松面积>节水灌溉面积>ET>蓄水方塘体积;(4)彰武:地下水开采量>降雨量>水土流失量>植被覆盖面积>土壤深松面积>ET;(5)苏家屯:地下水开采量>降雨量>ET>土壤深松面积>作物耗水量;(6)昌图:地下水开采量>降雨量>作物耗水量>节水灌溉面积>ET>土壤深松面积>水土流失量。除葫芦岛连山项目区外,其余项目区中地下水开采量均对地下水位产生了显著影响,其中凌源项目区的地下水位对地下水开采量变化最为敏感;土壤深松面积对6个项目区的地下水位均产生了不同程度的影响,其中土壤板结现象严重的小东种畜场项目区土壤深松面积指标和地下水位的关联度最大;各项目区的ET对地下水位影响程度相差不大,表明ET对地下水位的影响具有普遍性和弱差异性,最能反映世行项目实施对项目区地下水位的综合影响;另外,植被覆盖面积、水土流失量、作物耗水量、节水灌溉管道铺设长度、地表水资源可利用量等指标均对部分项目区的地下水位产生了一定影响。(4)利用多元线性回归分析方法量化了各项显著影响指标与地下水埋深的关系,得出了各项目区地下水埋深及其显著影响因子的多元线性回归方程。通过方程中回归系数的正负号明确了各项指标对地下水埋深的正负作用:地下水开采量、水土流失量、作物耗水量3项指标均对地下水埋深的变化起正向作用;降雨量、土壤深松面积、节水灌溉面积、地表水资源可利用量4项指标均对地下水埋深的变化起负向作用。
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