浅议从拟合到预测的必要条件

二十多年来随着电子计算机的发展,特别是近些年来微型电子计算机的普及,各种数学模型在水环境动态研究中的应用有如雨后春笋纷纷破土而出,它虽然为地下水科学步入现代科学范畴奠定了定量研究的必要基础,但是,在模型使用中也出现不少问题。现就当前经常使用的几个数学模型,从模拟、拟合到预测,谈些初浅的看法想,与同行商讨。 一般来讲,水环境动态在没有受到人为活动影响     

GIS技术在水资源和水环境领域中的应用

介绍了地理信息系统(GIS)技术在国内外水资源和水环境领域中的应用情况及研究的最新动态,并对GIS技术在水资源和水环境领域中的应用情况进行了总结与归纳.此外,还对水资源和水环境领域中应用GIS所面临的一些问题进行了探讨.     

煤矿突水水源判别与水量预测方法综述

突水严重制约着煤矿安全生产。突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。矿井突水水源快速判别和矿井涌水量准确预测是突水灾害防控的重要环节。从矿区地质环境精细探测、地下水循环交替特征和数学模型研究及应用等方面,总结了国内外煤矿突水预测的主要进展。对判别突水水源和预测涌水量的各种方法进行探讨,概述了各种方法的原理、应用现状及其适用条件。      

基于未确知信息的河流水质模拟预测研究

基于河水流速、污染物综合衰减系数等参量信息不确定性的特点,提出了运用未确知数学理论进行河流水质模拟预测的未确知数学模型。该模型不仅能得到以区间形式表示的河流污染物预测浓度,也能获得各浓度可能值区间对应的主观可信度,这为水污染控制系统规划和水环境管理决策提供了更为丰富、科学的浓度信息。实例研究表明,运用未确知数学理论进行河流水质模拟预测,理论上是可行的,预测结果是可靠的。     

融水对流域水环境系统影响研究进展

开发融水资源是解决水资源危机的一个重要途径，研究融水对流域水环境系统的影响是实施这一开发工程的基础，国内外对融水径流产生的影响条件、表征等方面采用野外实验的方法作了较为深入的研究，且已经将非线性系统理论应用到融水径流的表征的分析上来。采用实验的方法对融水水质的演化进行了较为深入的研究。地理信息技术已逐步应用到这个研究领域中来，但对融水侵蚀、融水水质在流域上的表征的研究较少。最后给出了今后融水对流域水环境系统影响的研究方向和重点。     

河流水沙运动对污染物迁移转化效应研究进展

河道内水流和泥沙是污染物迁移转化的主要载体,研究河道内污染物迁移转化过程以及水沙运动对其影响对于治理日益恶化的河流水环境非常重要。结合国内外研究最新动态,对水沙运动作用下污染物迁移转化的试验研究、作用机理、理论模式和数学模型等进行了总结和概述,重点对几种典型的理论模式和数学模型进行了比较分析。目前河流水沙运动对污染物迁移转化效应相关研究存在试验方法比较局限、作用机理存在分歧、理论模式和数学模型不完备等问题,需要进一步进行室内和野外试验技术创新、颗粒界面动力学的微观探索以及污染物在上下覆水和界面上迁移转化理论研究。对河流水沙运动对污染物迁移转化效应研究的研究方向提出了展望。     

河流水沙运动对污染物迁移转化效应研究进展

河道内水流和泥沙是污染物迁移转化的主要载体,研究河道内污染物迁移转化过程以及水沙运动对其影响对于治理日益恶化的河流水环境非常重要。结合国内外研究最新动态,对水沙运动作用下污染物迁移转化的试验研究、作用机理、理论模式和数学模型等进行了总结和概述,重点对几种典型的理论模式和数学模型进行了比较分析。目前河流水沙运动对污染物迁移转化效应相关研究存在试验方法比较局限、作用机理存在分歧、理论模式和数学模型不完备等问题,需要进一步进行室内和野外试验技术创新、颗粒界面动力学的微观探索以及污染物在上下覆水和界面上迁移转化理论研究。对河流水沙运动对污染物迁移转化效应研究的研究方向提出了展望。     

水环境优先控制污染物筛选方法研究进展

近年来中国经济发展迅速,环境污染日益突出,尤其水污染问题日趋严重,确定环境优先污染物,是开展水环境监测、水污染环境健康风险管理等的一项基础工作,对降低水环境监测成本、改善水环境质量具有重要的理论和现实意义。通过国内外相关研究成果针对潜在危害指数法、综合评分法等优先污染物筛选方法进行分析研究。提出污染物筛选方法研究应沿多指标、定量化方向发展,在今后环境优先污染物筛选方法研究中更多关注有机污染物对环境的影响。     

基于hydrus和modflow在化工园区地下水污染预测

以山西省孝义市某化工园区为研究区域,建立水文地质概念模型和数学模型。应用HYDRUS-1D软件,模拟源强连续注入状态下污染物穿透包气带所用的时间。利用Visal Modflow,建立地下水流模型和溶质运移模型,模拟预测污染物进入地下水后对地下水环境的影响,通过模拟实现了土壤包气带—地下水系统运移模拟与污染评价的耦合,是对传统污染物迁移预测分析方法的改良和完善。研究结果表明,污染物大约590 d左右穿透包气带进入地下水,10 a后影响面积达到80~90 hm~2,园区建设将对地下水环境造成较大污染,应做好防治措施。     

水环境中三氮转化的化学动力学规律及其在环境评价中的应用

在对“三氮”转化动力学规律进行总结分析、论证的基础上,建立了地表水和地下潜水环境中的“三氮”转化运移数学模型、通过理论—实验—应用三个环节,提出了一套水环境中氮污染的评价与研究的工作方法和程序。     

导水裂缝带部分波及顶板含水层条件下涌水量预测

针对煤层顶板导水裂缝带部分波及含水层时涌水量预测不准确问题,通过对煤层回采后顶板水文地质条件变化、顶板含水层地下水渗流场变化进行分析,建立工作面水文地质概念模型,得出了基于达西定律和承压水Dupuit理论的顶部进水型涌水量预测模型。通过对数学模型的分析论证,并将此涌水量数学模型应用于实际生产,得出涌水量预测模型概化合理,符合煤层开采实际情况下水文地质条件,对于顶板导水裂缝带部分波及含水层情况下工作面涌水量预测有借鉴意义。      

基于数值模拟的三峡库区典型堆积层滑坡变形预测方法

目前对堆积层滑坡的变形预测大多基于数学模型或方法,忽略了引起滑坡位移显著变化的动力外因及滑坡自身的地质特征,因此,预报准确度和可信度较低。以三峡库区典型堆积层滑坡--鹤峰场镇滑坡为例,通过4组主要控制因素科学组合构建了滑坡的基本地质模型;以此为基础,重点考虑引起滑坡发生变形的库水作用动力因素,建立滑坡的数值-力学模型。通过实际监测点的变形监测结果与数值-力学模型中模型监测点的变形进行拟合分析,获取了实际时间与数值-力学模型中时步的等效关系;基于时间-时步等效关系及三峡水库设计水位调度曲线,得到了不同时步水位的波动特征;通过时步的外延,并在相应的时步段对数值-力学模型施加等效时间的库水作用,预测了滑坡在未来库水位变动条件下的变形。该预测方法既考虑了滑坡的工程地质模型又考虑了地下水作用效应,克服了纯数学方法预测的不足。     

水环境非线性时序预测的高精度RBF网络模型

为提高水环境非线性时序预测模型的精度,用自相关技术分析水环境时间序列的延迟特性,确定径向基函数(RBF)网络的输入、输出向量,建立了水环境时间序列预测的高精度RBF网络模型.用32年海洋水温时间序列实测资料来训练和检验网络并用于预测.用该模型对长江流域望江楼站8年总硬度、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧、挥发酚、镉、氯化物、硫酸盐等9种水环境要素时间序列进行预测.实例分析表明,所建模型预测误差均较小,好于门限自回归模型,BP神经网络模型和ELMAN神经网络模型.所建模型不仅精度高,而且收敛速度快.     

地下水资源数值法计算技术要求：行业标准介绍

地下水资源数值法计算技术要求作为一部行业标准,提出了应用数值法进行地下水资源计算中的资料、水文地质条件的概化、数值模型的建立、地下水预报、地下水均衡计算和应提交的成果等技术要求,满足了地下水勘查和地下水资源评价的需要。     

基于非线性理论的大气环境质量预测与评价

大气环境质量的预测和评价是一个典型的多变量和非线性问题。根据大气环境系统的性质，运用灰色系统理论和模糊数学理论建立大气环境质量预测和评价 的数学模型，通过对江西省抚州市环保局提供的实测数据进行科学计算，得到令人满意的结果，有较好的实用价值。     

玛纳斯河流域水环境承载力计算系统的构建

在对玛纳斯河水环境承载力评价指标体系详细分析的基础上,建立玛纳斯河水环境承载力综合评价指标体系及模型。根据建立水环境承载力评价指标体系的指导思想、特征及内涵建立生态、人口及经济三个方面的水环境承载力子系统,运用层次分析法（AHP）计算出各指标的权重值,得出各指标的重要性排序;应用承载度的模型,得出玛纳斯河水环境承载度;结合模糊综合评判分析法计算出玛纳斯河水环境承载力;分析玛纳斯河水环境承载力的变化规律,找出影响玛纳斯河水环境承载力的因素。构建玛纳斯河流域水环境承载力计算系统的数学模型。     

多目标多层次流域需水预测系统开发与应用

利用交互式递阶层次分解法构建流域需水预测系统,并在系统中纳入宏观经济水资源模型建立社会、经济、生态和水资源之间的相互作用关系,实现了需水预测的多目标、多层次的结构体系。系统已在2000年进行的海河流域水资源规划工作中应用。     

Research Status and Development Trends of Mine Floor Water Inrush Grade Prediction

According to the characteristics of mine floor water inrush, its influence factors can be summarized as the geological structure and mining pressure, the aquifer water properties, and the water resistance ability of floor strata; the mechanism of each influence factor is described herein. The research history and status of mine floor water inrush are introduced, and the commonly used prediction methods of mine floor water inrush grade are summarized and categorized as empirical formula methods and GIS technology, mathematical analysis methods, nonlinear mathematical analysis methods and simulation experiment methods; a detailed analysis of each method is presented. With the development of big data, cloud computing and nonlinear algorithm research, the existing deficiencies of floor water inrush prediction methods will likely be addressed by the future research and development trends of mine floor water inrush grade prediction.     

某拟建铁矿裂隙-岩溶矿区开采涌水量数值模拟研究

矿坑涌水是矿产安全开发的主要威胁,如何精确地预测开采涌水量直接关系到矿山开发远景和生产安全。以某拟建铁矿为例,建立地下水系统水文地质概念模型和数学模型,并对地下水流模型的参数进行识别校正和敏感性分析,采用有限差分数值模拟方法,评价矿体-400、-500、-600m共3个开采水平的矿坑开采涌水量。计算结果表明,数值模拟技术可以系统地描述矿区地下水系统,评价涌水量的主要来源,并对后期矿产开采和水量的优化配置具有指导意义。