ES-MDA算法融合ERT数据联合反演 地下水污染源与含水层参数

针对未知的污染场地,为了准确估计污染物运移模型的参数,提出一种基于多重数据同化集合平滑器(ensemble smoother with multiple data assimilation,ES-MDA)算法的地下水模型参数反演方法,通过融合由高密度电阻率（electrical resistance tomography,ERT）法采集的ERT观测数据,实现对污染源源强和渗透系数场的联合反演。以此为基础设计3组数值算例,比较不同类型观测数据对反演精度的影响。研究结果表明：融合ERT数据的ES-MDA算法对模型参数的反演精度更高,并且将ERT数据和传统的质量浓度与水头观测数据相结合,能进一步优化反演结果。     

基于随机行走的海岛地下水流替代模型构建方法

地下水是海岛重要的淡水资源。为了解决海岛地下水管理实践中遇到的模型计算成本过高以及现有替代模型黑箱性问题,本文提出基于随机行走的海岛地下水流替代模型构建方法。通过GPU并行随机行走算法分别建立海岛的人工增储含水层、分层越流含水层、随机非均质含水层的替代模型,并与相应海岛含水层解析解或数值解进行对比,验证随机行走替代模型在不同海岛含水层模型中的适用性和可靠性,分析潮汐动态边界对海岛分层含水层的影响,最后评估行走元数量对替代模型误差及计算成本的影响。     

基于和声搜索算法的地下水污染源与未知含水层参数的同步反演研究

地下水污染源反演问题和含水层参数反演问题都是典型的地下水逆问题。在未知含水层参数(渗透系数、弥散度等)等先决信息的情况下进行地下水污染源反演计算时,需要根据已有的监测数据(水位和浓度等)对地下水污染源和未知含水层参数进行同步反演。在同步反演优化问题中,决策变量包括污染源位置、强度以及待求的含水层参数。论文首先介绍同步反演模型的框架组成(包括污染物迁移模型和反演优化模型),然后在对已有的各种和声搜索改进算法进行研究的基础上结合同步反演模型提出一种改进的和声搜索算法,最后将同步反演模型和改进的和声搜索算法应用于具体的算例研究。研究表明,改进的和声搜索算法具有算法稳定高效、求解精度高等特点,能够广泛应用于复杂的地下水污染源和含水层参数反演问题。     

基于和声搜索算法的地下水污染源与未知含水层参数的同步反演研究

地下水污染源反演问题和含水层参数反演问题都是典型的地下水逆问题。在未知含水层参数（渗透系数、弥散度等）等先决信息的情况下进行地下水污染源反演计算时,需要根据已有的监测数据（水位和浓度等）对地下水污染源和未知含水层参数进行同步反演。在同步反演优化问题中,决策变量包括污染源位置、强度以及待求的含水层参数。本文对同步反演模型的框架组成（包括污染物迁移模型和反演优化模型）进行分析后,在对已有的各种和声搜索改进算法进行研究的基础上结合同步反演模型提出一种改进的和声搜索算法,最后将同步反演模型和改进的和声搜索算法应用于具体的算例研究。研究表明,改进的和声搜索算法具有算法稳定高效、求解精度高等特点,能够广泛应用于复杂的地下水污染源和含水层参数反演问题。     

用改进的遗传算法反演地下水数值模型参数

在简单的遗传算法的基础上，结合优体克隆操作、子体优生操作和多代调环操作，提出了一种综合改进的遗传算法，并以非均质各向同性承压二维非稳定流动为算例，以有限元法讨论了用遗传算法反演地下水数值模型参数的过程。计算结果表明，综合改进的遗传算法进行参数识别时，具有收敛速度快、解的精度高和避免出现早熟等优点，可用于地下水渗流和水资源评价计算中。     

基于地下水对洪水响应的含水层水力参数反演

为探寻基于地下水对洪水响应的含水层水力参数反演方法,引进卷积分和优化技术计算含水层的压力传导系数和河床沉积物的阻滞系数,提出了基于Excel的反演计算流程,利用Excel实现了卷积分计算和参数求解。以陕西省榆林地区补浪河为研究区,开展了地下水对洪水响应的含水层参数反演,并与抽水试验确定的含水层水力参数进行了对比验证。结果表明,提出的方法与抽水试验方法计算的含水层的水力参数相差17%,可满足实际工作的需要。     

长江三角洲平原浅层地下水资源评价三维数值模型

针对长江三角洲平原浅层地下水开发和利用的问题，以吴江市为例，将第四纪松散岩类孔隙含水层作为主要目的层，建立地下水系统的三维数值模型。通过模型的识别、验证，并按照地下水水位不能低于微承压含水层顶板的要求，结合实际情况计算出合理的地下水开采资源量，并通过计算在开采过程中引起的地面沉降值，证明了在该开采量的作用下不会引起灾害性地面沉降的发生。     

山东省德州地区地下水流场动态分析

地下水的开采对于地面沉降影响较大,尤其是对于一些特定含水层,过量的开采会导致形成地面沉降漏斗,存在一定安全隐患。基于三维非稳定渗流模型,以试点法为计算手段对德州市德城区进行地下水不同含水层渗流流场分析。分析不同开采量条件下特定含水层渗流流场特性,揭示了地下水在特定含水层中的运动规律,可为计算地面沉降问题提供参考依据。     

地下水在粘弹性含水层系中的越流

本文研究了地下水在非均质含水层系(由两层弹性含水层中间夹有一层粘弹性弱透水层组成)中的不定常流.用加权平均和Laplace变换的方法,获得了越流量和平均水位降深在Laplace变换空间的公式.再用Stehfest数值反演的方法,计算了不同参数(如粘弹性参数)的越流量和各层平均水位降深随时间的变化.这些理论结果可以用来评价地下水资源和预测地面沉降量.     

地下水数值模拟中的参数随机模拟

从水文地质参数的随机性出发,以滦河某拟建水源地为例,采用地下水数值模拟软件GMS建立了参数随机模拟的数值模型,并求得模型的随机解,计算出模型的水位均值流场和水位标准差分布.结果表明:在模拟非均质含水层二维流动问题中,充分考虑渗透系数和给水度的随机特性的蒙特卡罗法预测结果可靠,比确定性方法更加科学、有效.     

地下水污染运移数值模拟及最优估计

本文基于剖开算子法，提出耦合求解地下水流方程和污染运移方程的数值方法，并Ｋａｌｍａｎ滤波技术在地下水污染研究中的应用。计算例表明，本文所提数值方法及Ｋａｌｍａｎ滤波理论的应用，能够避免数值模拟过程中的不良现象，大大提高计算精度，更好地应用于实际工程。     

遗传算法在潜水含水层底高分布确定及参数识别中的应用

笔者提出了给定若干个地下水位观测值,利用遗传算法反求潜水含水层底高及含水层渗透系数及饱和度的识别方法。通过二维潜水含水层地下水的流动计算验证了该方法的有效性。     

基于地下水“双控”的水资源配置模型与实例应用

根据生态文明建设的需要与地下水资源保护的特殊性,构建由水资源优化配置模块、地下水可开采量动态计算模块和地下水"取水总量与水位"双控计算模块3部分组成的模型系统,以水资源优化配置模块牵引地下水可开采量动态计算模块和地下水"双控"计算模块,利用多重循环迭代算法,通过长系列调节计算和对比分析,给出基于地下水"双控"的水资源配置推荐方案。以沈阳市为例开展应用研究,发现沈阳市局部区域到2030年需重启开采地下水市政水源0.22亿m~3,才能形成人水和谐的水资源配置总体格局。     

基于GA参数优选的ε-SVR地下水位预测方法

选择径向基核函数建立地下水位ε-SVR预测模型,基于遗传算法实现惩罚因子C、核函数参数γ和不敏感损失函数参数ε的自适应优选,并运用建立的模型对某地傍河试验井地下水位进行预测.结果表明:基于GA参数优选的ε-SVR模型对训练样本的拟合误差平方和仅为0.0022,回归系数达到0.9933,检验样本拟合结果平均相对误差仅为1...     

应用优化神经网络算法预报地下水位

根据地下水及其影响因素之间存在的映射关系，在BP网络模型的基础上，提出一种Levenberg-Marquart优化神经网络算法，并用于地下水位的预测．与传统的BP算法相比较，该算法的预测精度较高，计算结果稳定性好，收敛速度快．     

推进地下水超采区治理的对策与思考

水是生命之源,生产之基,生态之要。地下水作为水资源的重要组成部分,因其分布广泛、水质相对较好而备受青睐。笔者针对近年来国内地下水超采问题,结合江苏、河北等省份的经验,提出了地下水超采区治理的对策措施,包括节水、替代水源、封井、地下水涵养修复等一系列工程措施,以及法律、行政、经济、科技、监督、宣传等一系列管理及保障措施,为类似地区开展超采区治理提供参考和借鉴。     

基于遗传算法的门限自回归模型在浅层地下水位预测中的应用

提出了建立门限自回归模型的一种简便通用的方法，用遗传算法可同时优化门限值和自回归系数．实例计算的结果说明了其可行性和有效性．该方法在各种工程时序预测中具有广泛的应用价值     

地下水污染物迁移可靠性分析的小生境混合遗传算法

在地下水污染物迁移问题中,考虑水动力弥散系数及测量误差的不确定性因素对浓度估计可靠性的影响,采用小生境混合遗传算法,对地下水污染物迁移的可靠性进行探讨,并在可靠性条件下进行污染浓度正反问题分析,为地下水环境保护和调控提供更多的决策依据。分析结果表明,小生境混合遗传算法在地下水污染物迁移问题的可靠性分析中具有可行性和有效性。     

具有周期变化和下降趋势的地下水位的预测

应用门限自回归 (TRA)模型解决具有周期性变化和下降趋势的地下水位的预测问题 ,可以有效地利用地下水位资料所隐含的时序分段相关性 ,起到限制模型误差 ,保证模型预测性能的稳定性 ,提高预测精度的作用     

地下水系统数值模拟的研究现状和发展趋势

综述近几年国内外地下水系统数值模拟领域在思维方法、数学工具和计算机软件技术等方面的研究现状,分析了国内外在确定地下水系统数值模拟模型的不确定因素、应用3S技术和数值模拟软件的情况,提出了存在的问题,强调多学科模型的耦合及对水文地质参数研究和基础资料获取的重要性,指出计算机技术的深入应用、三维数值模型的建立和多种模型的耦合是未来发展方向。