Kalman滤波技术校正地下水充系统确定——随机性数值模型在大庆地区的应用（下）

(上接本刊 2 0 0 1年 2期第 2 8页 )2　应用ｋａｌｋｍａｎ滤波技术校正地下水流系统确定随机性数值模型实例2 1　地下水流系统数学模型研究区面积约 80 0 0ｋｍ2 ,主要取水层位为第三系承压含水层。历经三十多年的开采 ,已形成了 40 0 0ｋｍ2 的地下水位降落漏斗 ,并积累了大量的动态资料。研究区东部为第三系承压水缺失边界 ,南部、西部和北部为已知水头边界。研究区地下水径流方向为北北西向 ,主要补给方式为侧向径流补给 ,其次为垂向补给 ,主要排泄方式为人工开采 ,依据上述含水层系统特征 ,研究区渗流问题的数学模型可描述为 : ｘ(Ｋ…     

Kalman滤波技术校正地下水流系统确定--随机性数值模型在大庆地区的应用(下)

(上接本刊2001年2期第28页) 2应用kalkman滤波技术校正地下水流系统确定随机性数值模型实例 2.1地下水流系统数学模型 研究区面积约8 000km2,主要取水层位为第三系承压含水层.历经三十多年的开采,已形成了4 000km2的地下水位降落漏斗,并积累了大量的动态资料.研究区东部为第三系承压水缺失边界,南部、西部和北部为已知水头边界.研究区地下水径流方向为北北西向,主要补给方式为侧向径流补给,其次为垂向补给,主要排泄方式为人工开采,依据上述含水层系统特征,研究区渗流问题的数学模型可描述为:     

地下水流数值模拟中抽水井水位的校正

总结了已有的抽水井水位校正方法后,通过引入不稳定井流解析解,提出了基于矩形网格和不规则多边形网格二维有限差分模型的井中水位校正公式。采用该公式分别对小尺度模型和大尺度模型进行分析,计算结果表明,常规数值法得到的井中水位降深明显偏小,甚至只有实际井中水位降深的1／3～1／4,而经本文公式校正后得到的井中水位则与实际水位接近,相对误差较小,具有较高精度。     

在地下水流模拟中系统和边界的概念化

地下水模型是用数学方式表示的一个实际地下水系统。在地下水系统中，水源从哪里来，如何概念化，它是从哪里流出，如何流出这个系统的，这些对于一个正确的模型，都是十分关键的。在数学模型中边界的代表性是十分重要的，因为许多水文边界条件地数学上可能不是唯一的。数学边界条件代表性的确定，一般根据研究的目标作出。本文着重叙述数字模型中模拟的各种不同方法，以及在实际的地下水系统中作用于水文边界的物理特征。每个方法的优缺点和细节予以详述，且说明模型的边界代表性。并以纽约长岛、新墨西哥的中央Rio Grande流域为例说明各种方法的应用。     

大区域地下水流数值模型的多指标校正方法——以那陵格勒河冲洪积扇地下水数值模型为例

为了提高大区域地下水流数值模拟模型的可靠性,以那陵格勒河冲洪积扇地区为例,建立了水文地质概念模型和地下水三维非稳定流数学模型,采用试错法调整水文地质参数并保持其在合理范围内。然后,从地下水位、泉流量、溢出带位置以及地下水均衡状态等四项指标,对模型的识别与验证效果进行评价,仅当全部校正指标的模拟结果与实测数据均有良好拟合表现时,方能通过模型校正。模型校正结果表明:识别期观测孔水位趋势拟合表现良好,水位拟合误差符合正态分布;模型计算的泉流量为2.2×108m~3/年,处于推测合理范围内;溢出带拟合与遥感图上的天然地下水溢出带位置基本一致;计算得区域地下水补给量为7.61×108m~3/年(其中河流入渗占99.58%),排泄量为7.07×108m~3/年(泉排泄和蒸发分别占31.28%和36.51%)。研究成果对描述区域地下水资源演化特征及地下水与生态环境的相互作用关系具有参考价值。     

地下水数值模型在中国的应用现状及发展趋势

地下水数值模型在地下水资源定量评价及相关领域研究中得到了广泛的应用。本文介绍了几种流行的数值模拟模型,阐述了模型特点及其在我国的应用现状。指出模型对客观实体概化存在误差,模拟精度有待于提高;裂隙介质、岩溶介质中的地下水运移模拟技术未解决,限制了模型应用范围;强调了模型数据前后处理能力的不足;指出了模拟技术在地下水源汇项概化、地下水运动机理方面的发展前景,提出多种模型耦合以及与GIS紧密结合的重要性,并指出由于使用对象的转变给地下水模型发展带来的新机遇。     

灰色系统GM（2,1）模型的最优系数解及其在地下水系统动态预测中的初步应用

动态预测是人们对一个系统进行决策和控制的必要前提和依据。预测技术已为大家所重视,特别是回归预测技术常为工程技术人员所应用。众所周知,回归分析通常需要明确变量间的相关性,以及较大的样本容量,还要求反复抽样时试验条件不变。这些条件在工程地质系统中常难以满足。工程地质系统由于所处自然环境的复杂性及多变性(时变),其参数信息、内部结构信息、与外界环境交互作用信息往往不甚明确,或难以完全掌握,因而我们可以把它视为灰色系统。动态预测是灰色系统理论所研究的主要     

改进的WEAP模型在水资源管理中的应用

在水资源评价和规划模型(WEAP)的基础上耦合多边形网格地下水三维流有限差分模拟系统,建立了WEAP-Tsinghua模型。该模型既能反映各水文测站的径流情况和水资源供需关系与分配,也能反映地下水位动态变化。以石羊河流域为例,建立了该流域的水资源管理模型,并利用2000年用水结构、水文测站径流数据和地下水位观测数据进行参数率定和模型验证,模拟和实测地下水水头差值小于1.0m的观测孔达到总监测点数的50%,模拟和实测蔡旗同金川峡站流量年误差小于1％,模拟的用水结构符合实际,预测分析说明石羊河流域现状用水模式不合理。改进WEAP模型具有友好的用户界面和易于使用的功能,可用于区域水资源规划模拟分析。     

灰色系统GM(1,1)模型在尼尔基水库年来水量预测中的应用

文中介绍了灰色系统理论、建模原理及其检验方法,以及利用尼尔基水库20年的年来水量资料建立灰色预测GM(1,1)模型,对尼尔基水库年来水量进行预测.经残差、关联度等检验分析,并对实测资料进行检验,模型精度较高,效果较理想,可以考虑应用于尼尔基水库径流中长期预报,为水库发电、供水提供必要的预测信息.     

GM(1,1)改进模型在年径流量预测上的应用

背景值是影响灰色模型预测精度的关键性因素之一,GM(1,1)改进模型是在对背景值进行优化的基础上建立的灰色模型。通过对研究区年均径流量资料进行分析,根据径流量和时间的关系,建立了GM(1,1)改进模型,并将其应用于年径流量的预测,取得了较好的效果。     

基于优化初始值的GM(1,1)模型在大坝变形监测中的应用

传统的GM(1,1)模型通常以第1点作为初始值来确定积分常数C,缺少一定的理论依据。该文就GM(1,1)模型初始值的优化选取进行了深入的探讨,提出建模方差的概念。依据建模方差最小的原则,对传统GM(1,1)模型的初始值进行改进,提出基于优化初始值的GM(1,1)模型。在大坝变形监测数据分析中应用优化的GM(1,1)模型,采用C语言编程建立了相应的预测模型。大量的数据分析计算表明,优化的GM(1,1)模型预报精度优于传统的GM(1,1)模型和多项式拟合模型。     

敏感性规划模型(Resdm)——为确定工业和公共水管理机构在费用体系上的反应和确定地下水和地表水的有效利用率

概要 Resdm是一个线性规划模型,这种模型用以在提取相同的地下水利用量时,在工业与公共用水机构之间决定最小分摊值。两者的受益以这种方法来衡量,即公共用水供水机构的总产出价值和反应于政府措施的工业价值的总和在全荷兰减到最小。当必须减少地下水提取量时,工业可以转而使用公共