地下水位动态的灰色预测

将地下水已知信息和未知信息,看作为灰色系统,然后利用灰色系统预测理论,分述了预测水位中所涉及的数列处理、求参、建模、精度检验、模型修正、水位预报等各工序的具体细节,最后进行了实例说明。结果证明,用该法预测的结果与实际值较为接近。     

含煤地层各向异性介质有限差分数值模拟

煤储层是一种双重孔隙介质,其孔隙由基质孔隙和裂隙组成,并具有自身独特的割理系统。传统的煤田地震勘探将煤层假设为单一的各向同性介质,没有考虑其中裂隙对煤层的影响。利用交错网格高阶有限差分算法,分别对不同厚度VTI和HTI型煤层的弹性波传播特征进行数值模拟,获得波场快照和含煤层状介质的地震模拟记录。从波场快照中可以看出,弹性波在VTI和HTI型煤层中传播存在明显差异;煤层厚度变化对波场的敏感性要强于煤层类型的变化。     

灰色双向差分模型在地下水动态预测中的应用

应用双向差分方法建立GM(1,1)灰色预测模型,并用于地下水动态预测中。实例应用结果表明,该方法对具有波动性和周期性的地下水动态预测时,比传统的灰色模型更有效。     

灰色GM（1,1）模型在地下水位动态预测中的应用

运用灰色系统理论建立GM（1,1）预测模型,以1990-2007年民勤盆地地下水位下降最为严重的下游湖区站点资料,预测了2007-2012年湖区地下水水位动态。结果表明：预测数据和实测数据达到了较好的拟合,其中逐年相对误差最大的年份（1993年）不超过15%,精度为90%,后验比为0.246。若不采取有效措施而任其发展,至2012年该湖区地下水位埋深将达到50 m,严重威胁到下游人畜的饮水问题。     

地下水污染调查中探地雷达有限差分数值模拟

基于探地雷达正演模拟软件GprMax,针对地下水不同污染途径和不同污染介质,建立了地下水污染的5种模型,采用有限差分法进行了数值模拟计算。模拟结果表明探地雷达在探测地下水污染中有较好的应用效果。     

地震波的有限差分法正演模拟

基于波动方程的地震波正演模拟能够准确揭示波在介质中传播的振幅、频率与相位变化,真实地反映出波的动力学特征。有限差分法因其精度高、计算效率高而成为波场数值模拟的一个重要方法。根据地震波的近似方程———声波方程,采用二阶有限差分网格数值算法,利用透明边界条件,设计典型地质模型,进行地面波场的地震记录模拟。通过稳定性条件分析、震源子波优选以及频散抑制,成功合成了倾斜地层模型与正断层模型的地面共炮点波场记录,直观地显示出直达波、反射波、绕射波等丰富的波场信息,获取各模型的波场快照。结果表明,有限差分法结合透明边界条件对于获取介质丰富的波场信息具有很大的优势。     

非均匀介质中交错网格高阶有限差分数值模拟

地震波场的数值模拟一直是地球物理学的一个重要的研究领域,而在数值正演模拟方法的研究中,计算精度和计算效率是评价该方法有效性及优越性的二个关键问题。这里从一阶速度—应力弹性波动方程出发,着重介绍如何构造离散化模型的网格,如何求解空间导数,如何选取边界条件等内容,从而更有效地提高数值计算的精度与计算效率。文中构造了不同类型的介质模型,并在交错网格中,利用高阶有限差分模拟非均匀介质的波场传播。模拟结果表明,该方法实现简单,具有很好地稳定性和较高的精度,能够直观、高效地反映出介质中波场的传播规律。     

灰色预测在地下水位预测中的应用

针对小南海泉域地下水位的预测影响因素多,数据量少,不确定性较大的特点,本文由实测的数据按照井号,每月为一组,由方差的已定范围来选择置信度,并求出灰度值,从而得出,灰色理论适用于地下水位的预测。然后,用GM(1,1)为预测模型对小南海泉域的地下水位进行了预测,每四个数据一组得到预测数据,对比原始数据与预测数据,其变化趋势基本一致,误差在允许范围内,用GM(1,1)模型进行地下水位的预测,能够得到较为准确的预测结果,可以应用于实际的预测工作。     

基于BISQ模型的各向同性孔隙介质弹性波三维交错网格高阶有限差分数值模拟

从BISQ模型弹性波的本构方程和运动方程出发，推导出了基于BISQ模型的各向同性孔隙介质弹性波三维高阶交错网格有限差分算法，进行了数值模拟，在低频下能看到明显的快纵波、快横波和微弱慢纵波，在高频情况下可以看到明显的快纵波、快横波、慢纵波和慢横波。在三维情况下对比了xoz、xoy、yoz平面内的波场切片，并对平行xoz平面，不同y值处的波场切片进行了对比，结果证明三维数值模拟可以从不同角度更好地反映波场的传播特性。     

自流井有限差分模拟的校正模型

自流井是井孔-含水层系统的一种典型水文地质现象, 但在地下水资源评价和管理模型中研究较少.目前地下水数值模拟对自流井的3种处理方法均不合理, 也缺乏验证.常规地下水流有限差分法既不能准确地求出抽水井的井中水位, 也不能准确地求出自流井的流量, 必须进行校正.考虑自流井周围的径向流, 通过与井点附近地下水流的解析解相结合, 提出了矩形网格有限差分模拟的自流井校正模型, 其中考虑了自流井周围含水层存贮量的释放.算例表明, 即使用千米级大尺度网格, 本校正模型也能够获得相当精确的自流井流量, 绝大多数情况下相对误差小于5%.      

用改进的时间差分有限分析法模拟地下水非稳定井流方程

提出了一种改进的时间差分有限分析算法,它能够避免在求解水头剧烈变化时用一般有限分析法计算精度较差的缺陷.算法的稳定性好.     

基于有限差分法的露采高边坡稳定性研究

以某露天采场高边坡为例,根据边坡岩组的划分建立准三维计算模型,在MohrCoulomb本构模型上,采用有限差分法,应用FLAC^3D程序,模拟了该边坡在天然工程概况下的局部稳定性及其变形特征,以及考虑了优势节理J3、J5后的整体稳定性及其变形特征,获得了边坡变形机制,验证了边坡破坏模式和主要影响因素。     

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。     

基于灰色理论的地下水埋深预测分析

根据灰色理论预测的基本原理,建立GM（1,1）预测模型,对河北省沧州市东辛店乡地下水位埋深进行实例预测,并对预测结果进行精度检验,分析灰色理论模型在地下水位埋深预测的可行性,结果表明：灰色GM（1,1）可以在数据较少的情况下进行短期预测,且预测精度高,计算简单;另外,通过预测结果和采取措施后的实际水位埋深的比较,可以清晰的看到所采取措施的效果。     

基于灰色关联熵的地下水环境演化模式判别模型研究

在耗散结构理论中,系统的信息熵越大,其有序度越低。地下水环境是符合耗散结构系统特征的动态有序系统,其演化进程中信息熵减少的特征可用来判别系统的演化方向。将地下水资源量作为决定其有序程度的序参量,按照地下水系统的实际开采量与可开采量之间的协同程度来指示系统的有序程度。将该两个序列之间关联系数的量化结果用信息熵来表述,构建基于灰色关联熵的地下水环境演化模式判别模型,通过不同时段系统的信息熵变化特征判别其演化方向。该模型在衡水市的应用研究表明,20世纪70年代以来深层地下水系统演化的信息熵变趋于减小,地下水系统功能逐渐退化,处于重建新的稳定态的演化过程中,地下水系统的状态和功能与原始的稳定态相比将存在极大的差异。该评价结果与地质环境监测反映的地下水环境的演化趋势一致。     

基于区域分解法的地下水有限元与边界元耦合模型—淄博市王旺庄水源地地下水数值模拟

区域分解法（DDM）是20世纪90年代兴起的一种求解偏微分方程的新方法，方法本身独到的耦合思想和高效的并行计算机理，对于求解复杂的、大型的地下水问题具有相当的优势和广阔的应用前景。本文以淄博市王旺庄水源地地下水流模型为例，应用重叠型区域分解法（DDM）构造了边界单元法（BEM）与有限单元法（FEM）耦合模型，在两种数值方法各自优点的基础上，更形象地再现了实际水文地质原型，有效地消除了人为边界造成的流场失真。     

基于指标规范值的灰色聚类法的地下水质评价

为了克服传统灰色聚类法用于地下水水质评价时需要设计众多白化函数的不足,提出在设定地下水各指标"参照值"和"规范变换式"基础上,将地下水指标按同级标准的规范值的接近程度进行归类。属于同一类的指标可设计相同的白化函数,从而大大简化了函数的设计工作量。指标规范化的灰色聚类方法应用于黑龙洞泉域的地下水水质评价,得出的评价结果与识别理论方法和加权优序法的评价结果基本一致,表明该方法应用于地下水质评价中具有简单实用的特点。     

淄博市大武水源地地下水流场数值模型研究

以Visual一Modflow为工具，建立了淄博市大武水源地地下水流场三维模型。模型综合考虑了水源地复杂的水文地质条件，计算结果与观测资料拟合检验效果良好。在模型基础上对未来水位变化趋势进行了预报，并提出了水源地的合理开采量。     

纳林河矿区某大型矿井地下水环境影响数值模拟研究

矿井采煤对地下水环境的影响主要为对具有供水意义的含水层水位及水量产生影响,确定采煤引起地下水水位降及漏失量是煤矿地下水环境影响评价的关键。以纳林河矿区某大型矿井为例,运用Visual MODFLOW建立模拟区地下水流数值模型,利用实测流场和长观孔的动态观测资料识别和验证数值模型,利用模型来预测采煤对第四系-白垩系含水层水位及水量的影响。模拟结果显示:前25年采煤引起地下水最大水位降为3.6 m,引起地下水的漏失量最大为141.87万m^3/a,占矿井涌水量的29.88%;利用矿化度法确定的越流量占矿井涌水量的6.39%~34.89%,模拟结果基本合理,可作为矿井采煤对地下水环境影响的研究依据。