基于神经网络模型的喀斯特地区水资源承载力研究 ——以贵州省为例

论文摘要

水资源作为一种重要自然资源,是维持生态系统功能完整和良性循环的关键因素,也是维持人类生存和社会经济发展的基础性资源、战略性经济资源。近年来随着人口增加和社会经济高速发展,水问题日益突现。水资源承载力研究作为可持续发展和水资源安全战略研究的重要组成部分,对实现经济——社会——环境系统的和谐发展起着至关重要的作用,也是当前水资源科学研究领域中的重点和热点问题。我国西南喀斯特地区水资源总量丰富,但是喀斯特地貌强烈发育,特殊的“三水”转化关系使得水资源开发利用难度大,易造成工程性缺水;同时喀斯特水环境又极为脆弱,易污染、难治理,因此与非喀斯特地区相比,喀斯特地区水资源承载力有其自身特征。随着喀斯特地区社会和经济的发展,局部地区的水资源出现了不可承载的状况。因此对喀斯特地区水资源承载能力进行研究,对实现喀斯特地区资源、环境和经济的协调发展有积极意义。但目前国内外对水资源承载力的研究大多是集中在非喀斯特地区,对喀斯特地区水资源承载力的研究较少,本文在前人研究的基础上,依托神经网络技术对喀斯特地区水资源承载力进行了初探研究。本文从主要基本概念和量化方法两个方面对水资源承载力理论进行探讨,通过对水资源承载力概念和内涵的深入分析,提出喀斯特地区水资源承载力的概念;遵循区域性、科学性、完备性和可操作性的原则,构建了喀斯特地区水资源承载力的指标体系,并通过主成分分析找出影响喀斯特地区水资源承载力的主要因子;针对现有计算方法的不足,以贵州省为例,建立了喀斯特地区水资源承载力的现状评价和预测模型。为了验证神经网络模型的可靠性,将神经网络模型评价的结果与主成分分析法计算的结果进行比较,两种方法的评价结果大致相同;所建预测模型经检验误差小于10%,精度较高,充分说明人工神经网络模型在喀斯特地区水资源承载力的量化研究具有较强的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 立题依据
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 水资源承载力研究方法的研究进展
• 1.2.3 神经网络模型在水文水资源领域的应用
• 1.2.4 水资源承载力研究中存在的问题
• 1.3 本论文的研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法及技术路线
• 2. 喀斯特地区水资源承载力理论探讨
• 2.1 喀斯特地区水资源承载力的概念
• 2.1.1 水资源承载力的概念
• 2.1.2 水资源承载力与水环境承载力的关系
• 2.1.3 喀斯特地区水资源承载力的概念
• 2.1.4 喀斯特地区水资源承载力的影响因素
• 2.2 喀斯特地区水资源承载力指标体系
• 2.2.1 选择指标体系的原则
• 2.2.2 构建指标体系
• 3. 喀斯特地区水资源承载力的评价与计算——以贵州省为例
• 3.1 贵州省概况
• 3.1.1 地理位置
• 3.1.2 自然概况
• 3.1.3 经济概况
• 3.1.4 水资源状况
• 3.2 神经网络模型在喀斯特地区水资源承载力现状评价中的应用
• 3.2.1 BP 神经网络模型简介
• 3.2.2 神经网络模型分析计算过程
• 3.2.3 实例研究
• 3.2.4 基于主成分分析法的对比分析
• 3.3 神经网络模型在喀斯特地区水资源承载力预测中的应用
• 3.3.1 预测指标的选取
• 3.3.2 喀斯特地区水资源承载力的BP 神经网络模型预测
• 4. 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢