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基于相关性局域化迭代集合平滑反演渗透系数场 被引量：2
1
作者 夏传安 王浩 简文彬 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2024年第1期12-21,共10页
在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子... 在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子,构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较,将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合,便于分析其对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示:(1)在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差范围为[0.8307,0.9590],都小于基于物理距离方法的均方根误差,范围为[0.8394,1.0000];(2)基于物理距离方法得到的渗透系数场空间上存在不连续性,而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法,该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法,可作为参数反演的科学工具。 展开更多
关键词 数据同化 相关性局域化 迭代集合平滑 物理距离局域化 渗透系数场
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耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟
2
作者 夏传安 樊秀峰 +1 位作者 王浩 简文彬 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-13,共13页
变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度... 变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。 展开更多
关键词 地下水 变密度地下水流 降阶模型 高斯过程 蒙特卡罗模拟
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微生物固土胶结液的尿素和氯化钙优化配比试验
3
作者 王浩 赖国正 +2 位作者 夏传安 蔡晖 吴志刚 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期748-754,共7页
采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,开展不同胶结液配比方案的粘性土固化试验.测试MICP固化土样的物理性质、力学强度和矿化反应后的碳酸钙含量,研究胶结液中不同尿素和氯化钙体积配比对土体试样加固效果的影响.结果表明,MICP加固后... 采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,开展不同胶结液配比方案的粘性土固化试验.测试MICP固化土样的物理性质、力学强度和矿化反应后的碳酸钙含量,研究胶结液中不同尿素和氯化钙体积配比对土体试样加固效果的影响.结果表明,MICP加固后的各试样与天然含水率重塑土样相比,其含水率和孔隙率均减小,干密度与碳酸钙含量增加,颗粒表面积聚大量CaCO_(3)晶体,抗剪强度与抗压强度均有不同程度的提高.当尿素和氯化钙的体积配比为1∶1时,微生物矿化形成的碳酸钙含量最高;当尿素和氯化钙的体积配比为2∶1时,微生物矿化试样的强度更高.分析认为微生物固土的效果不仅与矿化后的碳酸钙含量有关,也与矿化结晶体的微观结构及其在土体孔隙中的充填特性密切相关. 展开更多
关键词 粘性土 微生物诱导碳酸钙沉淀技术 胶结液配比 固化试验 力学强度
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农田地表径流总磷流失特性 被引量：5
4
作者 朱昊 童菊秀 +3 位作者 夏传安 李佳韵 胡晓农 袁永坤 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期709-714,736,共7页
为了阐明农田地表径流引起的磷流失的过程和特征,在上海市青浦区一试验田采用不同的施肥方式,通过模拟降雨试验研究地表径流不同阶段中总磷流失状况.结果表明,在降雨-径流-土壤系统中,随着稳定强降雨的持续,总磷在径流前期阶段迅速流失... 为了阐明农田地表径流引起的磷流失的过程和特征,在上海市青浦区一试验田采用不同的施肥方式,通过模拟降雨试验研究地表径流不同阶段中总磷流失状况.结果表明,在降雨-径流-土壤系统中,随着稳定强降雨的持续,总磷在径流前期阶段迅速流失而后期阶段流失较慢,前者的流失强度约为后者的3倍;虽然径流前期总磷流失强度大,但由于其持续时间远小于后期阶段,故后期反而有更大的总磷流失量,约为前期的1.5倍.经计算总磷流失量与径流量相关性系数接近于1,可见二者相关性显著,总磷流失量受径流量影响较大.不同施肥方式下总磷流失状况不同,顺着径流方向施肥会使土壤中的磷素更易于流失,其径流中总磷的峰值浓度约为垂直径流方向施肥时的2.5倍.研究结果对有效控制农田磷流失及相应的水体面源污染具有重要的参考意义. 展开更多
关键词 磷 模拟降雨 施肥 流失量 流失强度
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考虑水迁移率动态变化改进土壤溶质地表流失模型 被引量：1
5
作者 夏传安 童菊秀 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期135-141,共7页
农田土壤溶质的地表径流流失是农业面源污染的重要组成部分,为了更加有效预测和控制农田土壤溶质的流失,该文将水迁移率考虑为随土壤侵蚀变化而变化的函数,并修改Hydrus-1D代码数值求解土壤溶质的地表径流浓度值。利用两组已经发表的试... 农田土壤溶质的地表径流流失是农业面源污染的重要组成部分,为了更加有效预测和控制农田土壤溶质的流失,该文将水迁移率考虑为随土壤侵蚀变化而变化的函数,并修改Hydrus-1D代码数值求解土壤溶质的地表径流浓度值。利用两组已经发表的试验数据对改进的模型进行校验,研究结果表明该文模拟值与观测数据的相关系数r≥0.81,残差绝对均值和均方根差与原模型的模拟值相比,分别平均减少了35.42和60.77 mg/L,该文改进的模型能更好地模拟土壤溶质的地表径流流失规律。该文的研究成果将为实际预防和控制农业面源污染提供参考。 展开更多
关键词 模型 土壤 径流 土壤溶质 地表径流 HYDRUS-1D 农业面源污染
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