基于加权组合模型的地下水水位拟合
2021-11-18水青娜王俊智田光辉王心义
陈 晶,水青娜,王俊智,田光辉,王心义
(1.河南理工大学 资源环境学院,河南 焦作 454000;2.上海亚新建设工程有限公司,上海 201900;3.天津地热勘查开发设计院,天津 300250)
0 引言
地下水水位作为指示地下水资源时空变化的关键要素,其依据监测资料进行的精准拟合一直是水文地质领域关注的热点[1]。但受气象、水文、地貌、地质和人为活动的影响,精确模拟地下水位是比较困难的[2]。
目前,模拟地下水水位变化的常用方法有数值模 拟 法[3-5]、时 间 序 列 分 析 法[6]、神 经 网 络 模 型[7-11]、灰色系统GM(2,1)模型[12]、泊松曲线模型[13]、指数曲线模型[14]等。数值模拟法具有精细化仿真和快速自动计算的优点,但由于拟合时需要的参数多,在资料欠缺的情况下,难以精确刻画地下水位;时间序列分析法需要较多的数据,且操作难度高、计算量大;神经网络模型模拟法需要的拟合周期比较长,计算时收敛速度慢,工作效率低,且存在局限性[15]。灰色理论模型模拟法对数据长度要求相对不高,因此当地下水位年际变化较大时,该模型的准确度也不太高[16]。灰色系统GM(2,1)模型模拟法的初期拟合结果具有较高的拟合度,但中后期拟合结果精确度显著降低;指数曲线模型模拟法拟合结果与灰色系统GM(2,1)模型相反。
Bates针对各种地下水水位模拟方法的局限性,以航空客运数据为例,构建了客运预测的组合模型,经计算,组合模型的均方误差远小于单一模型的[17]。笔者综合灰色GM(2,1)模型和指数曲线模型的优点,基于最优赋权法,构建了地下水水位拟合的加权组合模型,并以巩义市某煤矿长观孔地下水水位监测资料为样本,应用3种模型进行了水位拟合,以期为地下水水位的精准拟合提供技术支持。……
