矿区岩溶地表塌陷神经网络预测研究

针对近年来某矿岩溶地表塌陷频繁发生的现象,分析确定了影响地表塌陷的主要因素,构建了矿区岩溶地表塌陷预测BP神经网络模型,以训练后的BP网络模型对矿山帷幕注浆三期工程完成后可能形成的地表塌陷区的空间分布进行预测。并针对矿山现实塌陷情况,结合各区预测塌陷危险分级结果,提出了相应的岩溶地表塌陷灾害防治措施。实践表明,所建模型的预测结果与矿区地表塌陷实际情况相符,可为矿山后续帷幕注浆工程的设计与施工提供有益借鉴,为岩溶矿区地表塌陷灾害提供预警支持。     

岩溶地面塌陷神经网络预测

应用神经网络理论的原理 ,通过对收集到的岩溶地面塌陷实例进行学习 ,建立了岩溶地面塌陷评价及预测模型 ,对某市岩溶地面塌陷进行预测。结果表明 ,神经网络方法具有精度高、收敛速度快、容错能力强等特点 ,在岩溶地面塌陷研究中具有广阔的应用前景     

BP神经网络在岩溶水库渗漏评价中的应用

岩溶水库渗漏受众多因素影响,对其渗漏量预测一直是水利工作者的研究热点。本文根据非线性理论,综合考虑各种地质因素并由此建立了一个神经网络系统。研究结果表明,该神经网络模型具有较高的预测精度,是可行和实用的。在此基础上,利用此网络模型对水布垭水利枢纽渗漏进行了定量预测。      

岩溶隧道涌水量综合预测——以朱家岩岩溶隧道为例

长期以来岩溶隧道涌水问题是国内外隧道施工中的重大难题,往往对工程造成极大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合多年的经验,提出"岩溶隧道涌水量综合预测四步建模法"。运用地球系统科学的理论与方法,辅之系统论原理和类比方法,从多种地质调查与监测手段入手,在分析确定岩溶地下水系统结构特征(特别是地下岩溶含水介质类型)与其内水流运动关系的基础上,采用流量衰减分析法、物理模拟和BP神经网络模型三者相结合的方法,对岩溶隧道涌水量进行综合预测研究。     

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

应用地下水模拟软件GMS建立山东济南明水泉域的三维地下水流数值模拟模型,对泉域内岩溶地下水进行数值模拟和水平衡分析,评价了泉域岩溶地下水资源总量和在保持泉水常年喷涌条件下的岩溶地下水可采资源量。在此基础上,应用时间序列分析法对泉水水位动态进行了预测。结果表明:明水泉域多年（2003-2014年）地下水补给量为1.23×108 m3·a-1,排泄量为1.36×108 m3·a-1,均衡差为-1.30×108 m3·a-1;模型预测未来20年泉水最低水位为55.65 m,最高水位为68.72 m,平均泉流量为34.6×104 m3·d-1。     

邢台市岩溶水污染现状与演化趋势预测

由于地表水的污染和固体废物的乱堆放,导致邢台市岩溶水多处出现污染现象,且污染范围不断扩大,严重威胁下游水源地的供水安全。本文依据大量水质监测数据,评价了岩溶水的污染现状,采用数值方法预测了污染源继续存在和污染源得到治理两种情况下地下水污染的演化趋势,并分析了其对水源地的影响。预测结果表明:污染源存在时,地下水污染物Cr6+超标浓度等值线将以0.769m/d的速度扩散;在污染源得到有效治理和控制后,地下水污染物超标浓度等值线扩散速度将减少至0.402m/d,可见污染源治理对减缓地下水污染的扩散有重要作用。预测结果可作为选择地下水保护方案和污染治理措施的依据。      

典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015 年6 期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov 模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明：1990−2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数（NP）从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020−2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。     

济南市区泉水与东、西郊岩溶水水力联系研究

为查明济南市区泉水与西郊、东郊岩溶水的水力联系,从地层结构、水动力场角度,结合抽水试验、示踪试验和水化学分析等方法研究泉水与岩溶水之间的关系。结果表明,济南市区和西郊之间的刘长山—郎茂山—万灵山一带存在地下水径流通道。刘长山北侧槐苑广场—九中—十四中一带,在埋深350 m处揭露连续的岩溶含水地层,并存在垂向径流通道,市区泉水和西郊岩溶水通过刘长山北侧侵入岩体接触带以下的三山子组含水层连通。市区与东郊之间的燕翅山—七里河一带受舌状侵入岩体的影响,两侧地下水流场存在差异,但山东大学洪楼校区以北埋深485 m处揭露连续的岩溶含水地层,市区泉水和东郊岩溶水可通过侵入岩体接触带以下的三山子组含水层连通。水化学分析结果表明市区泉水与西郊、东郊岩溶水水化学类型一致,具有相同的演化环境。     

呼和浩特市地下水水位动态变化及趋势预测研究

利用多年地下水水位资料,较系统地分析了地下水水位动态变化规律,建立了基于BP网络的地下水水位预测模型,预测结果表明地下水水位将持续下降,承压水下降速率远大于潜水的下降速率。     

Study on the characteristics and causes of carbon tetrachloride pollution of karst water in eastern suburbs of Jinan

By comparing the testing data of the hydrochemistry components and organic pollution of karst water sample in Jinan with large amount of historical data, the author finds the long-existing problem of carbon tetrachloride pollution and the great change of hydrochemical characteristics of karst water in eastern suburbs of Jinan. Since karst water is the main water-supply source in eastern suburbs of Jinan, these problems have greatly affected the safety of water supply. Based on the analysis of hydrogeological condition in eastern suburbs of Jinan, this thesis discusses the causes of carbon tetrachloride pollution and hydrochemical variation with hydrogeochemical theories so as to protect the precious karst groundwater and Jinan spring water. It is found that through research and analysis that there are mainly two causes of carbon tetrachloride pollution and hydrochemical variation: the vulnerability of karst water in this area; the other being the serious pollution in this area caused by remaining pollution sources of the last century.     

指示娘子关泉群水动力环境的水化学—同位素信息分析

本文依据宏量组分、微量元素和氢氧同位氧组成监测资料，分析了娘子关泉群水动力环境及其水文地质演化趋势。除国家和城西泉主要排泄局部流动系统的地下水外，其它各泉均为不同空间尺度流动系统地下水混合、排泄之产物。在人类活动影响下，娘子关泉群水质恶化，流量衰减，水帘洞、程家泉断流，城西、坡底泉也面临断流之危险。目前抽取的水帘洞泉的水资源量组成已与五龙泉和苇泽关泉相似，以区域和中间流动系统地下水为主。     

BP神经网络在地质样品测定中的应用

反向传播人工网络（Ｂ ａｃｋ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）是一种动态信息处理系统,它具有联想记忆、自组织、自适应、自学习和容错性等特征。该模型可应用于地质样品测定,以及从地质样品数据中提取信息,实现对地质样品的分类识别及对矿产资源预测评价。ＢＰ神经网络在地质样品测定中将会有很好的应用前景。     

基于时间序列分形的济南岩溶大泉动态研究

为研究岩溶大泉动态变化的影响机制,以济南泉域为例,根据2003年关闭地下水供水水源地以来趵突泉及黑虎泉的泉水位、泉域内降水量、地下水开采及人工补源资料,采用分形理论中时间序列分形维数法,计算各要素数据序列分维值及稳定性指数,结果表明:旬尺度下泉水位分维值大于月尺度下泉水位分维值;奥陶系灰岩分布区雨量站降水量分维值较小,但奥陶系灰岩降水入渗补给条件好,因此与泉群的水位波动关系更为密切。各泉水位影响因素中,人工补源因素的稳定性最差,极易受外界因素干扰发生改变。利用灰色关联度验证分析表明降水量、人工开采量、人工补源量与趵突泉泉水位的关联度分别为0. 858、0. 647、0. 667,与黑虎泉泉水位的关联度分别为0. 859、0. 646、0. 668;关联度总体排序为:降水量>人工补源量>人工开采量,说明2003年以来影响泉水位动态的首要因素是大气降水并非人工开采,即泉水动态主控因素发生转变。在分析了泉域资源量的演化基础上,对各影响因素的分维值与泉水位动态分维值进行回归分析认为,为保持泉水持续喷涌奥陶系灰岩分布区更适宜作为泉水人工补源地带。研究结果为济南岩溶大泉的保护提供科学依据。     

贵州岩溶水充水矿井涌水量预测探讨

贵州绝大多数煤矿井是以岩溶水充水为主，矿井排水量与大气降水密切，地面塌陷与淹井事故也屡见不鲜，因此矿井涌水量预测是个非常复杂的问题，作者根据在本地工作的多年工作经验，介绍了一种适用的简易的矿井涌水量与突水量计算方法。     

Study on Jinan urban construction planning based on the protection of karst landscape

Study on urban construction planning based on karst landscape protection contributes to sustainable development of urban construction in karst area. Jinan is a city famous for karst spring water. Karst landscape plays a decisive role in urban construction. Through hydrogeological analysis, the distribution characteristics of karst mountain, cave, gully and flat dam in Jinan are analyzed. It is revealed that various karst landforms are involved in the spring circulation process to varying degrees. Some karst landforms have been destroyed in the process of urban construction and the karst landscape has been overexploited resulting in the direct or indirect weakening of spring water recharge and infiltration capacity and the decrease of spring water flow. Through the study of the principle of organic combination of karst landscape and urban construction planning, on the basis of protecting the ecological environment of the south, paying attention to the overall protection of the karst geomorphology system and the principle of accessibility of the karst landscape, the development countermeasures guided by urban planning are put forward based on karst landforms protection. On the basis of fully considering the special karst landform conditions in Jinan, the countermeasures are that the ecological control red line of urban construction planning should be set up based on karst mountains and valleys in southern of Jinan City. It is suggested that the bare carbonate rock continuous mountain foot line in the direct recharge area should be taken as the south control red line of urban development and included in the overall planning. The urban landscape is mainly displayed in the main axis based on karst mountains and springs, constructing East-West Axis-characteristic Landscape Belt along the Wufeng Mountain-Langmao Mountain-Hero Mountain-Qianfo Mountain-Long cave-Panlong cave-Jinping Mountain line and North-South Axis Landscape Belt along the Baotu Spring- Qianfo Mountain line, Baiquan-Panlong cave line, Baimai spring-Dajian Mountain line. Based on the karst river valleys and the river system, the urban spatial pattern is constructed, forming ecological corridor, restoring infiltration function of river. The form of urban construction should be shaped based on karst landform and the river system. The main form is semi-star like radiation type and the combination of central intensive type and zonal type. Based on the whole protection of karst geomorphology system and the scientific molding of karst landscape, the ecological landscape city with the symbiosis of spring and urban can be built.     

融合生态学和提升岩溶水数值模拟技术的国际前沿研究

岩溶水由于其脆弱性和非均质性被认为是水文地质领域的重点研究方向。2015年6月在英国伯明翰大学举办的岩溶水国际会议吸引了世界上100多位长期从事岩溶水研究的学者参加,会议从岩溶地质、岩溶水模拟、特殊生态系统、岩溶环境以及水文地质技术方法五个方面进行研讨,提出了很多新认识。例如利用岩溶水模拟进行管道位置的预测;发展分布式混合水流模型已经成为岩溶水模拟的主流;开展岩溶含水层地下生物多样性的调查;注重岩溶环境的评价、科普和保护的衔接等。未来岩溶水研究的动向具有以下特征：（1）岩溶水的研究范畴将扩大到生态学领域;（2）岩溶水模拟的精度将得到显著提高;（3）与人类健康有关的岩溶环境得到更多的关注。为此建议中国地质调查项目跟上国际岩溶水研究的形势,提高地质调查成果的科技含量,尽快实现模型化,增强服务社会的功能。     

基于RBF神经网络的地下水动态模拟与预测

RBF网络具有结构自适应确定、输出与初始权值无关的优良特性.以matlab为平台将该网络应用于某地的地下水动态模拟与预测,较为系统地研究了训练样本集与检测样本集的构建、原始数据的预处理、神经网络的构建、训练、检测及结果评价整个过程,取得了良好效果.同时,还与BP网进行了对比,认为,RBF网络是一种值得推广的地下水动态模拟与预测神经网络模型.     

特长岩溶隧道涌水预测的系统辨识方法

本文首先对隧道标高附近及其以上庞大空间范围内的岩溶水进行系统识别与划分,同时完成对每个系统结构与功能的不同精度的描述.根据各个系统与隧道的空间关系及其它相关信息,确定系统向隧道供水的可能性,并进行分级;根据可能成为隧道充水水源的系统的径流量及导水通道的水力学特征,对隧道涌水量作出预测.本文通过地球化学、深部物探及常规勘探等手段,利用上述方法对正在建设的渝怀铁路圆梁山特长隧道的涌水量及隧道疏干影响范围进行了评估.     

非饱和残坡积土强度随含水量变化的改进BP神经网络预测研究

水是导致残坡积土边坡滑坡的最主要原因,因此研究水对残坡积土力学性质的影响具有重要的理论和工程实际意义。本文在普通三轴仪上进行非饱和残坡积土的强度试验,并基于试验结果建立了非饱和残坡积土强度随含水量变化的改进BP神经网络预测模型。模型计算结果与试验结果对比分析表明,该神经网络预测模型具有较高的拟和精度和良好的泛化能力,能较好地预测试验含水量范围内任意含水量下对应的非饱和残坡积土应力-应变关系,从而能够弥补室内试验由于设计方案等自身缺陷引起的不足。研究结果可为工程应用提供参考。