基于混沌时间序列的地下水动态预报

以重构相空间理论为基础,介绍了混沌时间序列的预测方法,并借助G-P算法、C-C方法和小数据量方法从武威盆地地下水位埋深一维时间序列中提取Lyapunov指数,计算结果表明此时间序列具有混沌特性,在此基础上建立了混沌时间序列的一阶加权局域预测模型,对武威盆地的地下水位埋深进行预测。结果表明,该模型预测精度较高,可有效的对地下水埋深的动态进行预报。     

银川平原地下水位对黄河流域水量统一调度的时空响应分析

引黄水量是银川平原地下水的重要补给来源,为了分析银川平原地下水位对黄河水量统一调度的响应,采用趋势分析、R/S分析及Arc GIS地理空间分析等方法,解析1995-2019年银川平原地下水埋深的时空变化特征,并以黄河水量统一调度后的引黄水量变化为主,对影响地下水位变化的主要影响因素进行了甄别。结果表明:银川平原地下水埋深在2001-2019年呈现明显的增加趋势,由2001年的1.4 m增加到2019年的2.3 m;采用R/S分析法计算地下水埋深月平均值时间序列的Hurst指数为0.78,表明地下水埋深动态序列具有持续性;空间上以银川市和石嘴山市为中心,地下水埋深不断增大,其中又以银川市地下水埋深增加幅度最大; 2001-2019年的地下水年均埋深与引黄水量间呈显著相关,引黄水量的减少是导致地下水埋深增加的主要原因。研究厘清了银川平原地下水埋深与引黄水量间的关系,为践行黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。     

RBF神经网络在地下水动态预测中的应用

为了动态预测地下水位的变化,采用神经网络模型构建地下水位埋深预测模型。充分发挥径向基函数(RBF)神经网络的逼近收敛能力,通过"径向基函数(RBF)"和"逆向传播(BP)"算法优选模型参数,以长春城区为应用实例,将2006—2012年84组数据作为训练样本,将2013—2015年36组数据作为检验样本,对其实测埋深动态过程进行模拟,对比两种模型性能优劣,并对2016—2018年地下水埋深进行预报。结果表明:RBF神经网络模型和BP神经网络模型的均方根误差分别为0.10和0.43,最大绝对误差分别为0.44 m和0.61 m,最大相对误差分别为14.60%和27.17%;2015年以后,长春城区地下水位动态周期性变化明显,埋深变幅较大,枯水期埋深最大为5.10 m,丰水期埋深最小为1.62 m,呈明显的季节性特征。RBF模型具有更高的非线性映射能力和预测精度,该模型可以用于同类的动态数据的预报。     

利用模型预测地下水埋深的动态

文中将资料记载的地下水埋深时间序列,利用双向差分和自忆性原理,建立DAMSM模型,求得预测方程,其预测结果最大相对误差仅为8.07%,平均相对误差为4.33%,拟合性优良,可用于后续的地下水埋深动态监测控制管理。该模型将数据的历史信息纳入模型计算,填补了用单因素预测的缺陷。最后,根据首山漏斗区的地质和地下水特性,提出地下水生态环境缓解和修复方案建议。     

天津市平原区地下水水位动态特征分析及预测

采用非平稳时间序列分析方法研究了天津市平原区地下水水位动态特征并进行了变化趋势预报。结果表明:天津市平原区地下水水位动态的趋势变化特征以持续下降型为主,周期变化特征以0.5、1、5和10年为主,预测2020年末第Ⅱ含水组水位最大埋深在静海、第Ⅲ和第Ⅳ含水组水位最大埋深在西青。该成果对研究天津市地下水环境控制措施和指导地下水开发利用具有实际意义。     

基于时间序列分析的地下水动态研究

根据济南市区多年地下水监测资料,采用多元回归模型研究济南岩溶水地下水位动态特征,地下水位年内动态呈明显季节性变化;随时间的推移,年际动态呈现降雨量对地下水位的影响程度逐渐减小、开采量的影响程度逐渐增加的特点。采用时间序列分析法分离了地下水位序列的趋势项、周期项和随机项,建立地下水位预测模型,计算结果与实测值相吻合。为济南岩溶水的合理利用、泉水保护、地下水的监测管理提供了科学依据。     

时间序列分析在地下水位预报中的应用

依据北京市地下水位观测井月平均水位资料,运用逐步自回归模型、指数平滑模型、季节性模型3种时间序列模型分别建立地下水位动态模拟和预测模型,并对模型的模拟和预测精度进行对比分析。通过应用实例分析反映,时间序列模型可较全面地反映地下水位动态变化规律,且计算简单,所需资料较少且易于获得,可以作为一种简易快速的地下水位模拟预测模型,能为地下水资源合理开发利用和科学管理提供参考依据。     

民勤绿洲地下水埋深变化动态及驱动因子分析

在民勤绿洲地下水埋深多年实测数据的基础上,分析了地下水埋深年际变化动态,并采用因子分析和回归分析的方法,对影响地下水位变化的主要驱动因子进行了分析。结果表明:民勤绿洲地下水埋深动态表现为人为活动强烈干扰下的区域地下水位逐年下降和区域内地下水位不均衡;实际灌溉面积、机电井数量和年蒸发量是影响地下水埋深变化的决定因素,当年造林面积对地下水埋深有重要影响,耕地面积对地下水埋深的影响较小。     

温度和水汽对土壤水动态影响的模拟研究

本文通过以Richards方程为基础的等温模型和以水汽热相互作用理论为基础的耦合模型分别对不同水位埋深条件下土水动态过程进行模拟。两种模型运行期都为一年,使用相同的大气强迫数据,计算结果进一步与蒸渗仪实测数据进行比较。结果表明等温模型存在旱季低估剖面含水量而雨季高估该值的计算偏差;而考虑了温度和水汽对土水运动影响的耦合模型,则可合理地预测出剖面含水量随降雨事件迅速增加以及雨后含水量缓慢减小的过程。耦合模型比等温模型更好地模拟出了地下水净补给量和土壤蒸发量的季节性变化过程。水位对地下水净补给量年累计值产生影响的极限深度为350cm,对土壤蒸发量年累计值产生影响的极限深度为150cm。     

基于时间序列分析的地下水动态研究

根据济南市区多年地下水监测资料,采用多元回归模型研究济南岩溶水地下水位动态特征,地下水位年内动态呈明显季节性变化;随时间的推移,年际动态呈现降雨量对地下水位的影响程度逐渐减小、开采量的影响程度逐渐增加的特点.采用时间序列分析法分离了地下水位序列的趋势项、周期项和随机项,建立地下水位预测模型,计算结果与实测值相吻合.为济...