地下水水质系统的灰色预测

当代控制系统理论常用颜色的深浅来形容系统中信息量的多少。如白色表示该系统已知信息量充足,黑色则表示已知信息量缺乏。而介于黑与白之间,也就是部分信息已知、部分信息未知的系统,即为灰色系统。灰色系统建立的数学模型为连续的灰色微分方程模型;而对系统参数部分确知系统的现有其他建模方法,是用离散的数据列,建立按时间作逐段分析的差分递推模型。由于灰色微分方程所揭示的是系统发展变化的连续的长过程,所以它更加真实合理地描述了系统未来行为,并可以对系统发展变化趋势进行量化预测。灰色预测是基于灰色动态模型 GM(1,1)上的预测。     

用灰色关联度法判断滕南矿区地下水系统水力联系

判断各地水下系统的水力联系是供水水文地质勘察中十分翻天覆地的工作，它是正确建立水文地质概念模型，评价地下水资源的前提，本文引进灰色系统理论，借助于水化学资料，应用灰色联联度法，对滕南矿区侏罗系地下水各系统水力联系进行判断，取得了理论效果。     

地下水动态预测的灰色双控模型

地下水动态预测的灰色双控模型徐霞晴（江苏省连云港水文水资源勘测处）在地下水资源评价和预测中，由于地下水动态的变化受水文、气象、水文地质和人类活动等因素的影响，从而导致用于地下水动态预测的方法较多。在现有的众多预测方法中，对预测值及其变幅和预测方法大多...     

应用灰色系统模型预报水质变化

本文应用地下水的污染质单离子浓度实际资料，介绍灰色理论GM（1，1）模型在地下水水质变化预报中的可能性，并给出两种参数白化微分方程的求解方法，克服了逆矩阵计算上的困难。     

基于灰色马尔柯夫预报模型地下水动态预报研究

随着社会经济发展,地下水超采日益严重,为了科学地保护和合理利用地下水,本研究讨论了地下水动态预报方法.针对 GM (1,1) 灰色预报和马尔柯夫预报的优缺点,提出了灰色与马尔柯夫相耦合的灰色马尔柯夫预报模型,最后以河南某地区地下水埋深为例,验证了该方法的可行性.     

灰色预测模型与地下水管理模型的耦合技术

本文以甘肃省民勤盆地为例.根据灰色预测理论推导出了地下水矿化度和开采量之间的线性关系,并将其直接耦合于地下水管理模型中,同时对该区地下水开采量进行了优化分析。     

灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用

灰色GM(1,1)模型与人工BP神经网络对于预测非线性数列变化趋势都具有很好的适用性,但同其他预测方法一样也存在各自的局限性。本文采用灰色GM(1,1)模型与人工神经网络相结合的方法,对GM(1,1)模型预测结果进行了修正。以收集到的某地区1996～2006年的地下水水位埋深数据为算例,计算结果表明,经人工神经网络修正后的灰色系统的预测值比原预测值的预测精度有了很大提高。     

基于灰色关联度的地下水化学成分分析

依据新疆某水库周边耕地地下水水样化验数据,应用灰色关联分析与相关分析相结合的方法,分析了地下水主要成分与总硬度、总碱度、电导率及矿化度4个指标之间的关系.结果表明,总硬度变化主要受Ca2+影响,水中HCO3-含量与总碱度关系密切,电导率主要受Mg2+影响,Na+、K+和与Mg2+对矿化度有较大影响.通过相关分析,发现它们之间相关性极为显著.     

解非均质各向异性地下水渗流模型的改进型有限差分法

常用的求解地下水渗流模型有限差分法,三角形单元Δikj内水文地质参数相同,以相同参数的三角形单元进行参数分区,这种方法,对某些情形可以达到解决地下水渗流场模拟和预报问题,但对非均质各向异性有一定的局限性。本文阐述了以三角形单元的棱边控制面积作为参数分区的最小单元的参数分区方法,建立了单元非等参有限差分方程,给出了实际应用例子。该方法可更准确刻画非均质各向异性问题,同时兼容以往的差分方程,可退化成一般有限差分格式。     

基于迟滞排泄水箱模型模拟岩溶断流泉水文过程

传统的连续排泄水箱难以模拟岩溶泉断流现象,通过将表层岩溶带调蓄水箱对管道水箱的补给设置为迟滞排泄模式,模拟岩溶断流泉水文过程,并应用于丽江市黑龙潭岩溶泉域。研究结果表明,该模型较好地模拟了泉群流量动态及断流现象;当降雨量明显增大时,通过表层岩溶带调蓄水箱进入裂隙水箱的水量变幅不明显,而管道水箱的分配水量迅速增加,反映了集中补给的大气降水在岩溶系统中形成快速流的过程;黑龙潭泉群水量的绝大部分（82%~95%）来自于管道水箱,岩溶水流在时间和空间上分配的不均匀性易导致泉群断流。该研究提供了将水箱模型应用于岩溶断流泉模拟的参考,有助于理解该类型岩溶水系统的水文过程。     

Numerical simulation of karst groundwater system for discharge prediction and protection design of spring in Fangshan District,Beijing

As the rapid growth of population and social economy, the situation of water resources shortage in Beijing city becomes more and more serious. Karst groundwater in Beijing has great potential for development. The reasonable exploitation of karst groundwater can enhance the water-supply stability of Beijing city. Firstly, the distribution of springs has been investigated in Fangshan, Beijing, and the characteristics of these springs have also been analyzed. Secondly, the hydrogeological conceptual model has been built, based on this, the groundwater flow numerical simulation model was established, and the parameter identification and validation of the model were performed under groundwater level and spring discharge. The results shows that the simulated values of groundwater level and spring discharge are very close to measured values, and the model can be used for groundwater resources evaluation and spring discharge prediction. Finally, a reasonable exploitation design has been developed with three exploitation scenarios considering the spring discharge protection; meanwhile, the quantity of groundwater resources was evaluated in the karst aquifer. The simulation results indicate that different exploitation yields have a significant impact on spring discharge; and the effective measures should be taken to protect the spring discharge     

岩溶地下水灰色系统分析软件开发

结合灰色系统在岩溶地下水方面的研究进展,从实际应用的角度出发,通过逐步求精的方法,使用VisualC++6.0编程,开发出一套能够满足水文地质工作者使用且操作方便的岩溶地下水灰色系统分析软件。该软件分别由灰色关联分析、数据预处理、GM(1,1)模型、等维递补预测、残差周期模型和GM(1,N)预测模型6个模块组成,具有操作简单便捷、计算结果精确、出错信息处理完善、预测结果直观、数据输入输出方式灵活、残差结果曲线输出及可推广性强等优点。利用该软件对山西柳林泉2008和2009年的泉水流量进行预测检验,GM(1,1)模型的残差周期修正预测精度明显提高,2008年的预测误差由0.32m3/s下降到0.17m3/s,2009年的预测误差由0.29m3/s下降低到0.19m3/s。      

基于数值模型的地下水污染预警方法研究

地下水是中国许多城市主要的供水水源,目前中国部分城市地下水已受到不同程度的污染,导致地下水资源供需矛盾日益突出。进行地下水污染预警是保护地下水资源的一个有效措施,当前国内外相关研究刚刚起步,有关预警理论、方法和技术框架仍未形成一套完善的体系。本文简述了地下水污染预警的研究现状及存在的不足,并以中国北方某铬渣场地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水污染预警模型,给出了不同等级的地下水污染预警分区,研究结果可为当地地下水污染防治和地下水污染控制规划提供科学依据。     

鄂尔多斯盆地东北部天桥岩溶地下水区域模型与嵌套模型

如何评价陕北能源化工基地黄河西岸非完整岩溶水系统的地下水资源是一个难点。通过建立区域模型（1km×km）和嵌套水源地模型（100m×100m）,利用大尺度的区域模型为小尺度的精细水源地模型提供边界水头。通过6种不同的开采方案模拟的结果,分析了黄河西岸水源地开采对周边水源地和区域地下水系统的影响,确定了天桥岩溶系统中各子泉域之间的相互关系和万家寨水库蓄水对地下水循环补给的影响,评价黄河西岸水源地可开采资源量为60×104m3/d。     

基于数值模型的地下水水位预警体系研究——以临汾盆地为例

地下水是中国许多城市主要的供水水源,对地下水的过量开采将导致地下水降落漏斗、地面沉降和地裂缝等环境地质问题.进行地下水水位预警体系的研究对于合理开发和有效利用地下水资源具有重要的现实意义,笔者以临汾盆地为例,根据当地的水文地质条件,利用数学模型建立了地下水水位预警体系,研究结果可为当地水资源的可持续利用提供科学依据.     

土体流变破坏时间的灰色预测模型

根据不同载荷条件下土体蠕变破坏的时间数据列,建立了土体流变破坏时间的灰色预测模型。该模型能根据土体在较高应力条件下的蠕变破坏时间预测其在较低应力水平条件下的蠕变破坏时间,可用于边坡破坏预测、岩土工程、岩土力学试验等领域。     

Uncertainty analysis of groundwater model based on data assimilation北大核心CSCD

黑河流域中下游地下水系统受上游冰冻圈融水和降雨的补给,由气候变暖导致的冰冻圈萎缩致使中下游地下水系统的稳定性面临更多的风险。地下水模型是地下水系统稳定性评估的有效手段,但是地下水模型参数往往存在较大的不确定性。为此,本文提出了基于数据同化算法的不确定性分析方法,通过包含观测资料信息减小模型不确定性。采用所提方法分析了(基于MODFLOW构建)黑河流域中游地下水模型中13个参数的不确定性,讨论了算法超参数的影响及其最优取值,分析了地下水模型参数的不确定性。实验结果证明数据同化算法可有效减小地下水模型参数的不确定性,观测资料的种类与数量对参数不确定性的减小起到重要作用;不同地下水模型参数的不确定性不同,地表水与地下水相互作用频繁的区域参数不确定性较大;含水层渗透系数、含水层给水度以及灌溉回流系数对模型输出的地下水位输出影响显著,河床水力传导系数对模型输出的河流流量影响较大。本研究将为地下水研究提供更加可靠的模型方法,为西北内流区地下水哺育的绿洲生态系统稳定可持续研究提供重要支撑。     

Analysis of groundwater discharge with a lumped-parameter model, using a case study from Tajikistan

 A lumped-parameter model of groundwater balance is proposed that permits an estimate of discharge variability in comparison with the variability of recharge, by taking into account the influence of aquifer parameters. Recharge–discharge relationships are analysed with the model for cases of deterministic and stochastic recharge time-series variations. The model is applied to study the temporal variability of groundwater discharge in a river valley in the territory of Tajikistan, an independent republic in Central Asia. Received, April 1996 Revised, August 1997 Accepted, March 1998     

Considerations of the discontinuous deformation analysis on wave propagation problems

In rock engineering, the damage criteria of the rock mass under dynamic loads are generally governed by the threshold values of wave amplitudes, such as the peak particle velocity and the peak particle acceleration. Therefore, the prediction of wave attenuation across fractured rock mass is important on assessing the stability and damage of rock mass under dynamic loads. This paper aims to investigate the applications of the discontinuous deformation analysis (DDA) for modeling wave propagation problems in rock mass. Parametric studies are carried out to obtain an insight into the influencing factors on the accuracy of wave propagations, in terms of the block size, the boundary condition and the incident wave frequency. The reflected and transmitted waves from the interface between two materials are also numerically simulated. To study the tensile failure induced by the reflected wave, the spalling phenomena are modeled under various loading frequencies. The numerical results show that the DDA is capable of modeling the wave propagation in jointed rock mass with a good accuracy. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.