基于遗传算法的阶梯流量抽水试验反演水文地质参数方法研究

为更好的利用抽水试验实测数据,本文使用遗传算法进行阶梯流量水文地质参数的求算。通过建立理想模型对遗传算法的选择方式、变异方式、交叉方式进行对比研究,得出在随机均匀选择、分散交叉、线性约束变异的参数设置下算法稳定、高效,结果证明遗传算法在求参的精度和稳定度方面均优于传统配线法与试算法。将其应用到北京市应急水源地水文地质参数反演中,求得导水系数T为44.64m2/d,储水系数μ*为9.30×10-4。     

河渠与地下水相互转化耦合模型研究进展

河渠与地下水存在着复杂的水量与水质上的相互转化关系,数值模拟方法是定量研究二者相互转化的常用方法之一.现对河渠与地下水的相互关系进行综述,建立了一维明渠流和三维非稳定地下水耦合控制方程.分析了国外典型数值模拟软件在模拟河渠与地下水相互转化的特点.以BRANCH与MODFLOW耦合模型为例,对建模的数学原理及模型计算等进行了阐述,并结合该模型在美国佛罗里达州南部地区的应用对模型具体的运行进行了讨论.最后指出了耦合模型存在的不足及发展趋势.     

人工神经网络方法在黄河下游平滩流量计算中的应用

利用黄河下游1960-2007年实测水沙资料,选取花园口、高村、艾山及利津4个断面作为研究对象,采用人工神经网络方法,通过输入来流量和来沙系数确定各断面的平滩流量.不同输入因子的计算结果表明:对于平滩流量的计算,不仅应考虑来水来沙条件的累积作用,同时还应考虑汛期与非汛期的全部水沙条件,则能更加准确地计算各断面汛后的平滩流量.人工神经网络方法不仅能够全面地考虑多种因素对平滩流量计算的影响,而且还能够模拟平滩流量随水沙条件变化的动态调整过程.     

黄河下游平滩流量影响因子相关分析

选取影响黄河下游平滩流量的诸多影响因子并加以分类,应用人工神经网络方法,建立了各影响因子与平滩流量的BP模型。分析结果表明:平滩流量计算时应考虑汛期及非汛期来水来沙影响因子、前期水沙条件的累计影响因子与其他因子;考虑汛期、非汛期水沙条件以及上一年汛后平滩流量等影响因子的同时,再加入洪峰流量和中值粒径影响因子,计算的平滩流量与实测值更加符合。     

地下水地理信息系统设计与实现

针对GIS在地下水资源管理中缺乏专业模型支持的缺陷，研究开发了地下水地理信息系统(Groundwater Geographical Information System，简称GGIS)。利用Delphi、MapObjects和OpenGL技术，实现了地下水模型与GIS组件的完全集成。GGIS具有集数据管理、可视化、建模、绘制钻孔柱状和水位剖面图、生成有限元网格等功能。开发的系统在建模、模型输入输出等方面变得更方便。实践证明，将GIS与地下水模型完全集成，极大地提高了地下水建模效率。     

基于DPSIR和主成分分析的阜康市水资源承载力评价

针对新疆自治区阜康市水资源日益短缺及生态环境逐渐恶化的现实情况,根据DPSIR框架展开水资源承载力因子分析,构建了水资源承载力多因素基础指标体系;应用主成分分析法筛选出主要指标,采用熵权法进行赋权;构建综合评价模型对水资源承载力进行计算。研究表明:筛选出的4个主成分累计贡献率为92.016%,能充分代表多因素基础指标体系;阜康市九年间(2006年-2014年)水资源承载力综合评分值在0.498~0.531之间波动,下降速率缓慢且波动幅度减小,整体上处于开发饱和阶段。社会和经济发展的压力带来的农业用水的增加是导致水资源承载力下降的主要指标,扩大地下水开采和推行的节水灌溉等压采措施则在很大程度上缓解了下降的趋势。     

基于GIS的地下水建模

地下水模拟模型能够模拟地下水动态特征 ,GIS具有强大的空间数据处理与分析功能 ,建立地下水模拟模型与GIS的集成系统 ,将有助于对地下水模拟模型的推广应用和决策分析。本文详细论述GIS支持下的地下水模拟模型的建立过程 ,采用交互式剖分方法不仅提高建模效率 ,而且能充分考虑计算域的水文地质条件 ,使生成的网格单元效果更为理想 ,本文将这种方法应用于北京密怀顺地下水模拟中 ,极大地提高了工作效率。     

内陆干旱半干旱盆地地下水生态环境指标研究

探讨了内陆干旱半干旱盆地地下水生态环境指标。内陆干旱地区主要生态环境问题是人工绿洲土壤次生盐渍化和天然绿洲植被衰败。不同区域地下水生态环境指标不完全相同，人工绿洲主要是土壤含盐量和地下水位临界埋深等指标，天然绿洲则主要是土壤含水量、土壤含盐量、潜水矿化度和地下水生态水位等指标。上述指标中最重要的地下水生态环境指标是地下水位埋深，其它指标如土壤含盐量、土壤含水量等指标可通过调节地下水位埋深来进行控制。人工绿洲临界埋深随气候和下垫面条件的变化而变化，年内不同时段指标阈值不同，天然绿洲的生态水位是适宜大多数植被生长的共同潜水埋深，为2.0-4.5m。表2，参9。     

矿井涌水量时间序列混沌特性的Lyapunov指数的计算与判别

矿井涌水量时间序列包含矿区地下水系统长期演化的信息。根据相空间重构技术,首先采用自相关函数法和虚假邻点法,确定最佳延迟时间和最佳嵌入维数。重构相空间后,再利用Wolf提出的从单变量时间序列中提取Lyapunov指数的方法。该文分别计算了湖南湘中涟邵煤田大水岩溶矿区4个矿井涌水量时间序列的Lyapunov指数,按照混沌特性判别准则,4个矿井涌水量时间序列均存在明显的混沌特性。这不仅为今后矿区地下水系统的非线性研究提供了理论依据,而且为矿井涌水量预测模型的选择提供了有力的依据。     

华北平原区地下水开采量估算研究

准确获取地下水开采量对于区域地下水资源评价和管理工作具有十分重要的意义。但由于地下水开采活动过于分散,目前管理和计量的手段不足,导致地下水开采量统计数据存在较大误差。通过建立华北平原地下水流区域数值模型,利用模拟水位与实际观测水位相拟合的方法,完成了华北平原开采量的反演估算,最终获得了华北平原2002年-2008年各年的地下水开采量,其平均年开采量为249.20亿m3。