张永嘉，刘 东,2,3,4

(1.东北农业大学水利与土木工程学院，哈尔滨 150030；2.农业部农业水资源提高利用重点实验室，哈尔滨 150030；3.黑龙江省粮食产能提升协同创新中心，哈尔滨 150030;4.黑龙江省普通高校节水农业重点实验室，哈尔滨 150030)

0 引 言

城市地下水水文系统复杂性作为一个较新的研究方向被人们广为关注，它直接影响着区域农业生产、旱涝灾害等相关的生产活动。在全球气候变化的今天，地下水水文系统复杂性日益显著，研究地下水水文系统的复杂性可为水资源系统的预测以及后期对水资源的优化配置奠定基础，通过预测对区域的水资源进行分配，更有效、合理、可持续的利用水资源。

在研究复杂性科学中熵理论最为常用，近似熵[1]、多尺度熵[2]、风险熵[3]、小波熵[4]、信息熵[5]、样本熵(Sample Entropy)[6]、最大熵原理[7]等都是熵理论算法。其中排列熵(PE)计算简便、抗噪声能力强[8]。近些年国内外研究以及取得的研究成果主要有：颜云华和吴志丹结合多元经验模态分解和PE进行高速列车故障工况检测[9]；从华等运用基于PE的连续隐马尔可夫模型诊断4种状态齿轮故障[10]；Hamed Azami等运用改进后的PE算法分析多时间尺度下脑电图中眨眼时颅内猝发反应的变化[11]；Sesham Srinu等人运用振幅感知PE来增强、合成信号，并对脑神经数据进行处理[12]。PE虽然在相应领域中都取得一定成果，但在水文水资源领域运用较少。

本文采用PE对哈尔滨逐日地下水埋深序列复杂性进行测度，在结果准确的基础上，选取更可靠、直观的熵理论方法分析区域地下水水文系统的复杂性，并探究当地下垫面条件与地下水水文系统复杂性的相关关系，揭示影响城市区域地下水水文系统的关键因素。……