基于数字高程模型推定区域地下水流场的方法

利用实测数据推定区域地下水流场是水文地质研究中非常重要的一项内容,传统的方法通常是利用已有水位数据进行插值计算,这样获得的地下水流场的准确性受钻孔的数量及分布的合理性影响太大,在某些无资料地区是不适用的。从区域尺度上来说,大多数平原地区的地下水运动受地形影响最大,地形和地下水运移的路径呈一定的相关性,据此,本文提出了一种基于数字高程模型计算区域地下水流场的方法,其中,趋势面方程参量的确定和系数率定是关键点和难点。在利用地表高程数据进行地下水位计算时,当选择低次多项式时,容易造成趋势面方程不能很好地拟合实测数据,而当选择高次多项式时,会造成方程求解的不稳定,因此,本文首先建立高次多项式作为初始趋势面方程,分别对趋势面方程中趋势项的各个参量与实测地下水位标高进行相关性分析,选取与地下水位标高具有明显相关性的参量组成趋势项方程,然后利用实测数据,对地下水面趋势平均水平实现了最优化的估计,求得和实测数据吻合最佳的趋势项方程,最后根据Lanczos奇异值分解理论,求得趋势项方程的解,并对残差部分使用泛克里金插值方法进行了无偏最优的估计。该方法在西北某区进行了应用,计算结果的误差远小于克里金插值法,与实测值吻合得更好,而且还可以进行外推计算,该技术方法在西北无资料地区地下水流场的推定中有较好的应用前景。