人民胜利渠灌区作为河南省重要的粮食主产区,不但促进了我国农业的可持续发展,为我国的粮食安全提供保障,同时对促进我国区域经济的发展及灌区水土资源的保护也起到了较大的作用。近些年来,灌区地下水出现了分布不均匀、开采严重、水环境恶化等一系列的问题,并且形成了一些地下水降落漏斗,造成了地质灾害的发生。通过对人民胜利渠灌区地下水埋深历史资料和监测数据的统计分析,了解灌区地下水埋深时空演变规律,预测地下水埋深变化趋势,可以为灌区水土资源可持续利用、生态环境安全、以及区域社会经济持续健康发展提供理论基础,为各级行政部门制定灌区水土资源规划、农业发展规划、生态环境保护与治理、社会经济发展规划提供决策依据,具有重要的现实意义和实用价值。通过利用surfer软件,采用克里格插值方法对灌区1993年、1998年、2003年、2008年、2013年月均地下水埋深进行插值,绘制灌区地下水埋深等值线图,结合等值线图可以看出灌区地下水埋深具有中间大四周小,以及自西向东逐渐减小的空间变化特征;通过对灌区及各分区21年的地下水埋深年际、年内变化的统计分析,灌区地下水埋深呈现出逐年增大的趋势,灌区内地下水在一年内有周期性与季节性变化;通过对灌区地下水埋深进行趋势性、周期性、突变性分析,进一步确定灌区地下水埋深呈增加的趋势,并得到灌区38年地下水埋深序列的准周期约为3年,并且没有发生突变;采用自相关函数法、G-P算法对灌区及各分区地下水埋深时间序列进行相空间重构,确定相空间重构所需要的延迟时间和嵌入维数等参数,在此基础上,基于混沌理论,采用小数据量的方法计算出灌区及各分区地下水埋深时间序列的最大Lyapunov指数均大于零,表明灌区地下水水位时间序列具有明显的混沌性;采用非线性多尺度模型对灌区2013年地下水埋深进行预测,并与实际观测值进行对比,预测相对误差基本控制在15%之内,预测精度较高;在混沌相空间重构的基础上,建立BP网络模型,对灌区及各分区2013年地下水埋深进行预测,并与实际观测值进行对比,预测相对误差基本控制在10%之内,预测精度较高。