割离井公式反求水文地质参数的试算法研究

分析了无上、下补给,井内定水位且初始水位呈水平时,均质含水层中割离井渗流模型的出水量公式,引进了仅与相对井径有关的井流函数,通过井流函数性质的研究,将试算法引入割离井法反求水文地质参数,其步骤与常用泰斯试算法的步骤相似。最后用实例进行验证,其结果与目前已有的方法相近。     

割离井公式反求水文地质参数的流量-时间配线法

通过分析初始水位呈水平及抽水过程中井内定水位且上部和下部无流量补给时,均质含水层中割离井渗流模型的井的出水量公式,引进仅与相对井径有关的井流函数,对出水量公式两边取对数,将流量—时间配线法引入割离井法中反求水文地质参数;其步骤与常用泰斯流量—时间配线法的步骤相似;最后用实例验证了该方法的可行性。     

裂隙含水层中地下水非线性井流问题研究

【目的】探讨裂隙含水层中地下水井流问题的精确计算方法,为裂隙含水层中地下水渗流的精确计算提供理论支持。【方法】建立了裂隙含水层中的地下水井流模型,就具有普遍性的Forchheimer非线性渗流规律,通过Boltzmann变换,对非线性渗流模型进行了求解。【结果】从理论上求解出了裂隙含水层中非线性渗流区域内渗流速度和水头降深的解析表达式,并通过引入无量纲时间、紊流因子和井流函数,对所求解析解进行了化简。【结论】揭示了裂隙含水层中非线性流的客观存在,建立了非线性渗流模型并进行了求解。     

基于改进的粒子群优化算法确定河流水质参数

【目的】将改进的粒子群优化算法应用于河流水质模型参数求解,为预估河流水质参数提供一种有效的方法。【方法】以粒子群算法为基础,用混沌序列的产生过程模拟粒子初始化提高算法的全局搜索能力,加入单纯形算法提高计算精度,建立改进的粒子群优化算法。用改进的粒子群优化算法对一维及二维河流水质模型参数进行求解,并进行实例验证。【结果】改进的粒子群优化算法可以有效地应用于一维及二维河流水质模型参数的求解;随着参数取值区间的不断扩大,算法的运算时间增加;改进的粒子群优化算法比粒子群优化算法具有更好的收敛性且计算精度更高。【结论】改进的粒子群优化算法能改善原算法易陷入局部最优解的不足,是分析河流水团示踪试验数据、预估一维及二维河流水质模型参数的一种有效方法。     

基于去趋势波动分析法的土壤含水量变化特性研究

为探讨栾城站农田土壤含水量的长期演变规律和机理。运用去趋势波动分析法,对栾城站2002—2008年土壤含水量时间序列进行了分析,得到了土壤含水量长期演变规律的参数标度指数,探讨了不同层次含水量序列的长程相关性及其内在的演变规律,并用分形维数定量描述了土壤含水量动态变化过程的分形特征。结果表明:不同层次序列的标度指数均大于0.5,即序列具有长程相关性,含水量变化存在着趋势性成分。随着深度的增加,标度指数逐渐增大,揭示了含水量变化的长程相关性越来越强;另一方面,随着深度的增加,分形维数逐渐减小,表征了含水量的波动幅度越来越稳定,这也与实际相符。     

土壤水分特征曲线模型参数识别的多邻域粒子群算法

Van Genuchten模型（简称VG模型）是目前运用最为广泛的土壤水分特征曲线模型,提出适宜的优化算法进行模型参数识别也是一个非常重要的研究方向。针对标准的粒子群算法易陷入局部最优的缺点,给出了一种多邻域粒子群算法,可以有效地克服粒子群算法易陷入局部最优的缺点,并利用该算法对VG模型参数进行识别,最后用所求解的参数对不同类型土壤持水性能进行了试验。数值实验结果表明,多邻域粒子群算法能够有效地应用于VG模型的参数识别,与其它算法相比在性能和精度上都有所提高,而且对参数的取值范围也可以较大地放宽。因此,多邻域粒子群算法可以作为VG模型参数识别的一种新方法。     

基于混合策略粒子群算法的含水层参数确定

将混合策略粒子群优化算法用于分析无限延伸含水层和直线隔水边界含水层条件下的抽水试验数据,求解含水层参数,为预估含水层参数提供一种新的方法。这种混合算法是将紧凑度的思想融入到粒子群优化算法中,加强算法的局部搜索能力,结合调度系数的控制,提高算法寻优精度及收敛速度,再通过一定小概率的约束,提高全局搜索能力,构造混合策略粒子群优化算法。这种混合算法能够有效解决原算法收敛速度慢,精度差和易陷入局部极值的问题。实验结果表明,混合策略粒子群优化算法是可行的含水层参数估计方法,并且具有精度高,收敛性好,稳定性好等优点。     

割离井渗流模型的数值解及参数优化研究

以无上、下补给、井内定水位时,均质含水层中的割离井渗流模型为例,求出了割离井渗流模型的有限差分解,并对差分格式中的参数进行了优化;把数值解与解析解进行比较,分析了误差及其产生的原因。     

用抽水资料推求取水半径的试算法

分析了无上、下补给,井内定水位且初始水位呈水平时,均质含水层中的割离井渗流模型的出水量公式,引进了仅与相对井径(抽水井半径与取水半径之比)有关的函数,称其为割离井法的井流函数;对出水量公式进行数学变换,找到一条不含水文地质参数、仅与相对井径有关的理论曲线,该理论曲线也可由抽水资料获得。在该曲线上取2点,得到含有相对井径和另一参数的2个方程组,分析方程组的性质,采用试算法求解得到取水半径的值,最后用实例进行验证。     

线性非线性流并存区域井流问题的水头降深研究

为了精确求解线性、非线性流并存区域井流问题的水头降深,基于非线性指数n是径向距离r的线性连续减函数,对建立起来的水均衡方程用Boltzmann变换进行求解,推导出了线性、非线性渗流区域内水头降深的解析表达式。