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耦合地下水模拟的渠井灌区水资源时空优化配置 被引量:19
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作者 粟晓玲 宋悦 +2 位作者 刘俊民 党永仁 田智 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期43-51,共9页
为控制渠井灌区地下水位,合理确定地表水和地下水的分配方案,构建水资源时空优化与地下水数值模拟耦合的模型体系。以灌区缺水量最小、时段缺水率均衡和渠系单元缺水均衡为原则建立灌区地表水地下水联合利用的时间和空间优化模型,分别... 为控制渠井灌区地下水位,合理确定地表水和地下水的分配方案,构建水资源时空优化与地下水数值模拟耦合的模型体系。以灌区缺水量最小、时段缺水率均衡和渠系单元缺水均衡为原则建立灌区地表水地下水联合利用的时间和空间优化模型,分别采用人工鱼群算法和粒子群算法求解,以优化的地表水供水量和地下水开采量为耦合变量,作为地下水模拟模型的输入,以丰、平、枯水年地下水位变幅之和最小为模拟目标,获得不同水文年地表水地下水的时空优化配置方案。泾惠渠灌区优化结果表明,丰水年和平水年不缺水,枯水年在2020年和2030年灌溉缺水分别为4 489万m3和3 941万m3,主要分布在12月、3月、6月、7月、8月。2020年丰、平、枯水年灌区平均地下水位变幅分别为0.49、0.06、-0.42 m,2030年丰、平、枯水年灌区平均地下水位变幅分别为0.21、-0.08、-0.26 m,基本上实现多年采补平衡。耦合地下水模拟的水资源时空优化配置方法,是渠井灌区实现水资源合理利用和生态健康的有效途径。 展开更多
关键词 灌溉 水资源 模型 渠井灌区 优化 地下水模拟
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面临21世纪的中国地下水模拟问题 被引量:69
2
作者 薛禹群 吴吉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 1999年第5期1-3,共3页
本文在扼要介绍了我国地下水模拟的发展历程和现状后,着重探讨了面临21世纪中国地下水模拟发展中存在的几个带全局性的关键问题及其对策:与先进国家差距问题;基础理论的实验研究重视不够以及轻视具体地质条件研究,过多依赖模拟技... 本文在扼要介绍了我国地下水模拟的发展历程和现状后,着重探讨了面临21世纪中国地下水模拟发展中存在的几个带全局性的关键问题及其对策:与先进国家差距问题;基础理论的实验研究重视不够以及轻视具体地质条件研究,过多依赖模拟技术的苗头;模型建了很多,但效果如何很少有人问津问题。最后探讨了今后地下水模拟的发展趋向。 展开更多
关键词 地下水模拟 随机理论 地质条件 预报模型 21世纪
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基于GIS的地下水模拟可视化系统开发的初步探讨 被引量:10
3
作者 周德亮 丁继红 马生忠 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期158-161,165,共5页
系统开发的目的是克服GIS时空分析能力的不足 ,实现地下水模型与MAPGIS的耦合集成 ,在集成的基础上构建系统的可视化功能 ,在GIS平台上为地下水模拟的全过程提供一个统一高效的计算机环境。系统开发采用面向对象的软件开发方法 ,对各种... 系统开发的目的是克服GIS时空分析能力的不足 ,实现地下水模型与MAPGIS的耦合集成 ,在集成的基础上构建系统的可视化功能 ,在GIS平台上为地下水模拟的全过程提供一个统一高效的计算机环境。系统开发采用面向对象的软件开发方法 ,对各种地下水模型进行分解、抽象 ,建立基本的C ++类类型 ,每个模型都是基本类及其派生类对象的聚集类。系统实现的技术途径是以MAPGIS的二次开发函数作为“后台”支持 ,以VC ++作为编程工具 ,在充分利用MAPGIS的可视化功能的基础上 ,借助于OpenGL并应用科学可视化技术开发更能满足地下水模拟需要的可视化功能。 展开更多
关键词 地下水模拟 数学模型 地理信息系统 可视化系统 开发
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地下水模拟不确定性分析 被引量:60
4
作者 吴吉春 陆乐 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期227-234,共8页
地下水模拟受到众多不确定性因素的限制,直接影响了模拟结果的可靠性.因此,科学地定量分析地下水模拟的不确定性十分必要.本文根据地下水模拟不确定性的来源,将其分为参数不确定性、模型不确定性和资料不确定性三类,分别进行了阐述和分... 地下水模拟受到众多不确定性因素的限制,直接影响了模拟结果的可靠性.因此,科学地定量分析地下水模拟的不确定性十分必要.本文根据地下水模拟不确定性的来源,将其分为参数不确定性、模型不确定性和资料不确定性三类,分别进行了阐述和分析,并且总结了地下水模拟不确定性分析的常用方法和近年来国内在这方面的研究进展.同时,针对地下水概念模型的不确定性进行了定量研究,揭示了模型结构的偏差是造成模拟结果不确定性增加的重要因素. 展开更多
关键词 地下水模拟 不确定性 贝叶斯法 马尔可夫链蒙特卡罗法
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大区域地下水模拟的预优并行GMRES(m)算法研究 被引量:3
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作者 黄林显 邵景力 +2 位作者 崔亚莉 程汤培 李玲 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期614-619,共6页
大区域研究区由于涉及范围大、水文地质参数复杂多变,一直是进行地下水数值模拟的热点和难点。针对大区域地下水模拟的特点,在MPI环境中对Krylov子空间GMRES(m)算法的并行性进行分析,提出基于区域分解法的并行实现策略,并对不同的预条... 大区域研究区由于涉及范围大、水文地质参数复杂多变,一直是进行地下水数值模拟的热点和难点。针对大区域地下水模拟的特点,在MPI环境中对Krylov子空间GMRES(m)算法的并行性进行分析,提出基于区域分解法的并行实现策略,并对不同的预条件子的加速效果进行比较。数值实验结果表明:并行GMRES(m)算法在求解大区域三维地下水模型时可以显著的加快求解速度,且具有较好的可扩展性。另外,Jacobi预条件子与GMRES算法的组合具有更优的加速比和执行效率,是一种求解大型化、复杂化地下水水流问题的可行方案。 展开更多
关键词 大区域地下水模拟 区域分解法 并行GMRES(m)算法 预条件技术
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银川平原地下水模拟中山前侧向补给量的确定 被引量:1
6
作者 李洁 李英 +3 位作者 胡伏生 段扬 马小波 童彦钊 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第1期50-55,共6页
地下水数值模型中边界侧向补给量的精确性是决定模型可靠性的重要因素,进而也影响地下水数值模拟结果和预报结果的可靠性。为提高银川平原地下水数值模拟的精度,采用水文分析法提取贺兰山东麓子流域面积,由前人不完整统计的雨洪量与子... 地下水数值模型中边界侧向补给量的精确性是决定模型可靠性的重要因素,进而也影响地下水数值模拟结果和预报结果的可靠性。为提高银川平原地下水数值模拟的精度,采用水文分析法提取贺兰山东麓子流域面积,由前人不完整统计的雨洪量与子流域面积资料,类比推算贺兰山东麓雨洪水入渗量,并与遥感计算结果进行对比验证,结果表明:基于流域水文分析的计算结果为4 828.3万m^3/a,基于遥感的计算结果为6 208.6万m^3/a,取二者平均值5 518.5万m^3/a作为地下水模型中山前侧向补给量。 展开更多
关键词 山前侧向补给量 水文分析法 地下水模拟 银川平原
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Pareto强度指标遗传算法求解地下水模拟-优化模型 被引量:1
7
作者 江思珉 朱国荣 +1 位作者 孙振波 徐强 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期11-15,29,共6页
针对地下水模拟-优化模型约束优化的特点,本文结合最小代数代沟模型和Pareto强度指标概念,引入一种求解地下水模拟-优化模型的新型实数编码遗传算法,该算法将罚函数法求解约束优化问题的目标函数和违反约束条件的程度函数的权组合方式... 针对地下水模拟-优化模型约束优化的特点,本文结合最小代数代沟模型和Pareto强度指标概念,引入一种求解地下水模拟-优化模型的新型实数编码遗传算法,该算法将罚函数法求解约束优化问题的目标函数和违反约束条件的程度函数的权组合方式改为向量组合形式,从而将约束优化问题转化为两目标优化问题进行求解。通过经典地下水算例与其他优化方法的比较分析表明了新算法的可靠性、通用性和稳健性。 展开更多
关键词 约束优化问题 地下水模拟-优化模型 Pareto强度指标 遗传算法
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区域分解预处理器研究及其在地下水模拟中的应用
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作者 王佩 朱国荣 +1 位作者 江思珉 孙斌堂 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期753-760,共8页
地下水数值计算中,如何提高大型稀疏线性代数方程组的求解效率一直备受关注.条件预处理共轭梯度方法是求解大型稀疏线性代数方程组的有效方法,而如何构造高效的预处理器至关重要.本文基于有限元理论介绍了区域分解预处理器(domain decom... 地下水数值计算中,如何提高大型稀疏线性代数方程组的求解效率一直备受关注.条件预处理共轭梯度方法是求解大型稀疏线性代数方程组的有效方法,而如何构造高效的预处理器至关重要.本文基于有限元理论介绍了区域分解预处理器(domain decomposition preprocessor,DDP)的设计原理及实现过程,将其与预处理共轭梯度法结合为区域分解预处理共轭梯度法(DDP-PCG)并应用于地下水模拟中.文中首先采用具有解析解的均质稳定流模型验证了DDP-PCG的可靠性;接着对该模型研究区进行不同规模网格剖分,均采用CG,Jacobi-PCG,SSOR-PCG,DDP-PCG求解,结果表明DDP-PCG迭代收敛次数几乎不随网格规模发生变化,具有很强的鲁棒性;随着网格规模的增加,DDP-PCG求解效率优势更加显著.最后针对承压含水层介质参数连续变化和突变两种非均质问题,对研究区进行大规模网格剖分,进一步证明在相同误差限下,DDP-PCG的求解效率高于其它三种方法. 展开更多
关键词 区域分解预处理器 预处理共轭梯度法 有限元方法 地下水模拟
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Visual MODFLOW在地下水模拟中的应用——以河北省栾城县为例 被引量:55
9
作者 贾金生 田冰 刘昌明 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期71-78,共8页
数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一。VisualMODFLOW是目前国际上最盛行、且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件包,它具有强大的可视化... 数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一。VisualMODFLOW是目前国际上最盛行、且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件包,它具有强大的可视化与模拟功能。水质点的向前、向后示踪流线模拟研究,任意水均衡域的水均衡研究,以及与其他常用软件(如GIS、Excel、Surfer)的兼容,是它的主要特色。应用VisualMODFLOW软件,模拟了河北省栾城县的地下水流情况。通过对模型的校正与识别,得出了比较满意的结果,所建数学模型能够较好地反映当地的实际水文地质条件,可以用来进行预测和对地下水资源的管理。 展开更多
关键词 Visual-MODFLOW 地下水模拟 应用 河北 栾城县 地下水资源量 数值模拟方法
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多尺度有限元法在地下水模拟中的应用 被引量:66
10
作者 薛禹群 叶淑君 +1 位作者 谢春红 张云 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期7-13,共7页
本文详细介绍了多尺度有限元法的基本原理,并将其应用于非均质多孔介质中的流动问题,对水文地质参数按函数连续变化、渐变和突变3种非均质多孔介质中的二维地下水稳定流、非稳定流分别用多尺度有限元法和传统有限元法进行了计算。计算... 本文详细介绍了多尺度有限元法的基本原理,并将其应用于非均质多孔介质中的流动问题,对水文地质参数按函数连续变化、渐变和突变3种非均质多孔介质中的二维地下水稳定流、非稳定流分别用多尺度有限元法和传统有限元法进行了计算。计算结果的对比表明,多尺度有限元法比传统有限元法有效,既节省计算量又有较高的精度。 展开更多
关键词 多尺度有限元法 非均质 多孔介质 地下水数值模拟
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基于FloPy和NSGA-Ⅲ的地下水模拟优化模型 被引量:3
11
作者 金江跃 降亚楠 《水电能源科学》 北大核心 2021年第2期43-46,68,共5页
地下水模拟优化模型是实现地下水资源可持续利用的重要工具,当前采用紧密耦合的方式构建地下水.模拟优化模型的研究较少。为此,采用Python语言开发的Modflow工具FloPy构建了一个地下水多目标管理的数值模拟模型,即基于Python语言的多目... 地下水模拟优化模型是实现地下水资源可持续利用的重要工具,当前采用紧密耦合的方式构建地下水.模拟优化模型的研究较少。为此,采用Python语言开发的Modflow工具FloPy构建了一个地下水多目标管理的数值模拟模型,即基于Python语言的多目标优化框架Pymoo建立一个紧密耦合的多目标地下水模拟优化模型,并采用多目标遗传算法NSGA-Ⅲ进行求解。结果表明,使用FloPy可通过编写代码的方式快速构建、运行和修改地下水数值模拟模型,且便于与优化算法耦合;Pymoo框架下的NSGA-Ⅲ算法可快速求解多目标地下水模拟优化模型。算例表明,采用基于Python语言的FloPy和Pymoo构建的多目标地下水模拟优化模型在数据处理、模型构建、结果分析及绘图方面有突出的优势。 展开更多
关键词 地下水模拟优化模型 FloPy MODFLOW Pymoo NSGA-Ⅲ
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径向基函数法在地下水模拟中的应用 被引量:4
12
作者 周德亮 王焕丽 《辽宁师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2008年第4期390-392,共3页
一种真正的无网格法—径向基函数法应用于非均质多孔介质中的二维地下水流模型.介绍了基于经向基函数的配点法的基本原理.对水文地质参数按函数连续变化、渐变和突变3种非均质多孔介质中的二维地下水稳定流分别用径向基函数法和传统有... 一种真正的无网格法—径向基函数法应用于非均质多孔介质中的二维地下水流模型.介绍了基于经向基函数的配点法的基本原理.对水文地质参数按函数连续变化、渐变和突变3种非均质多孔介质中的二维地下水稳定流分别用径向基函数法和传统有限元法进行了计算.结果表明,该方法不需要背景网络,较有限元法计算简单,且计算效率高,节点配置较有限元法灵活,又有较高的精度. 展开更多
关键词 径向基函数法 非均质 多孔介质 地下水数值模拟
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地下水模拟不确定性问题的多模型分析 被引量:2
13
作者 宋凯 刘丹 刘建 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期574-581,共8页
为研究地下水概念模型的构建偏差及水文地质参数非均质性引起的地下水渗流场模拟不确定性问题,首先根据自然条件的差异构建2组概念模型;以大量原位水文地质试验获取的待估参数数据为先验信息,应用接受条件进行调整的马尔科夫链蒙特卡罗... 为研究地下水概念模型的构建偏差及水文地质参数非均质性引起的地下水渗流场模拟不确定性问题,首先根据自然条件的差异构建2组概念模型;以大量原位水文地质试验获取的待估参数数据为先验信息,应用接受条件进行调整的马尔科夫链蒙特卡罗方法(MCMC)中的自适应采样算法(A-M)进行参数样本采集,并基于2组概念模型分别构建多组渗流场计算模型;将输出结果基于AICc准则进行相关多模型定量分析.研究结果表明:调整的A-M采样算法,参数样本的遍历性及收敛性未受影响;计算模型中除存在"异参同效",亦存在"异构同效";异构同效虽存在,但更接近客观条件的概念模型结构获取高精度模型的概率较大,1#、2#概念模型中方差值介于1~2的模型比例分别为65%、46%;各概念模型的100组计算模型中,剔除Delta值大于10的计算模型后,1#模型中仅保留排名前10个模型,累计后验概率0.996,2#模型则保留排名前21个模型,而其排名前10的模型累计后验概率仅为0.884. 展开更多
关键词 地下水模拟 不确定性 多模型分析 AM-MCMC
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Visual MODFLOW在地下水模拟中的应用 被引量:2
14
作者 贾春玲 张哲 《河北水利》 2015年第4期32-32,35,共2页
Visual MODFLOW是目前国际上最流行且被各国一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件系统,该软件由Modflow(水流评价)、Modpath(平面和剖面流线示踪分析)和MT 3D(溶质运移评价)3大部分组成,并且具有强大的... Visual MODFLOW是目前国际上最流行且被各国一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件系统,该软件由Modflow(水流评价)、Modpath(平面和剖面流线示踪分析)和MT 3D(溶质运移评价)3大部分组成,并且具有强大的图形可视界面功能。近年来,超采地下水和水质污染逐渐引起人们的重视,如何应用科学有效的方法处理地下水污染,对于地下水的污染防治有着极其重要的作用,本文即运用Visual MODFLOW软件模拟广平县某污水处理厂项目对地下水污染问题。 展开更多
关键词 地下水污染 地下水 溶质运移 超采地下水 界面功能 污水处理厂 软件系统 Visual MODFLOW 地下水模拟 污染防治
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为三维地下水模拟中的参数鉴定提出的一种地质参数化方法
15
作者 韩如 《地质科技动态》 1997年第6期6-7,共2页
关键词 地下水模拟 参数鉴定 地质参数化法 地质勘探
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基于BP算法的地下水模拟中加速因子的确定
16
作者 马荣 刘继朝 +1 位作者 石建省 王虎 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期51-56,共6页
在大型线性方程组的超松弛迭代法求解中,加速因子经常难以确定.应用BP神经网络对其进行训练学习,经过对比分析,得到最佳模型,应用该模型可快速确定加速因子.将该方法应用于石家庄市栾城水文试验基地,计算结果表明,BP人工神经网络有效地... 在大型线性方程组的超松弛迭代法求解中,加速因子经常难以确定.应用BP神经网络对其进行训练学习,经过对比分析,得到最佳模型,应用该模型可快速确定加速因子.将该方法应用于石家庄市栾城水文试验基地,计算结果表明,BP人工神经网络有效地解决了地下水数值模拟中加速因子难以确定的问题. 展开更多
关键词 地下水数值模拟 加速因子 超松弛迭代法 神经网络
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地下水模拟软件GMS在场地环境调查中的应用 被引量:3
17
作者 宋亚丹 吴丛杨慧 +2 位作者 林雪峰 刘仁华 方成 《河南科技》 2021年第7期18-21,共4页
三维地质模型和地下水数值模型可以直观地模拟区域或小范围场地的水文地质情况,在场地环境调查中可以使地下水动态尤其是地下水流向得到更为准确的展示,可以为场地环境调查中地下水采样点位布设提供参考。本文介绍了地下水模拟软件GMS(G... 三维地质模型和地下水数值模型可以直观地模拟区域或小范围场地的水文地质情况,在场地环境调查中可以使地下水动态尤其是地下水流向得到更为准确的展示,可以为场地环境调查中地下水采样点位布设提供参考。本文介绍了地下水模拟软件GMS(Groundwater Modeling System)的相关功能以及进行地下水数值模拟的基本步骤,并以某场地为例,根据场地环境调查获取的地层数据、钻孔数据、水文数据,通过使用GMS软件中的工具模块和计算模块对数据进行处理,构建三维地质构造模型和地下水数值模型。 展开更多
关键词 三维地质模型 地下水数值模拟 GMS软件
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凹山矿坑地下水动态特征与数值模拟研究
18
作者 王美悦 李旭 +1 位作者 杨克娟 杨秉阳 《地下水》 2025年第1期80-83,共4页
为了分析废弃凹山铁矿矿坑地表水对地下水流场分布的影响,本研究通过监测并分析凹山矿坑周边地下水位动态变化特征,并利用GMS软件中的MODFLOW模块建立地下水数值模型,模拟分析研究区地下水流场的变化特征。结果表明:将凹山矿坑区域等效... 为了分析废弃凹山铁矿矿坑地表水对地下水流场分布的影响,本研究通过监测并分析凹山矿坑周边地下水位动态变化特征,并利用GMS软件中的MODFLOW模块建立地下水数值模型,模拟分析研究区地下水流场的变化特征。结果表明:将凹山矿坑区域等效为高渗透系数的单元体,能够有效地模拟矿坑地表水与地下水的补给过程;凹山矿坑地表水与地下水的水位动态变化基本一致,以矿坑地表水补给地下水为主。研究结果对分析废弃矿坑周边地下水流场演化规律以及评估地下水污染具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 GMS 地下水数值模拟 水流模型 废弃矿坑
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基于非对称径向基函数配点法的地下水数值模拟分析
19
作者 葛秋 《地下水》 2025年第1期47-49,共3页
地下水数值模拟在地下水资源管理和环境保护中扮演着重要的角色。本文介绍了一种高效而可靠的数值模拟方法,即非对称径向基函数配点法。文章首先描述了研究区域的地质和水文地质特征,包括地势变化、地质构造、气候条件等。进一步,文章... 地下水数值模拟在地下水资源管理和环境保护中扮演着重要的角色。本文介绍了一种高效而可靠的数值模拟方法,即非对称径向基函数配点法。文章首先描述了研究区域的地质和水文地质特征,包括地势变化、地质构造、气候条件等。进一步,文章着重介绍了地下水系统的边界条件,包括定流量边界和通用水头边界,以及地下水的补给和排泄机制。为了构建准确的地下水数值模型,采用MATLAB编程程序和非对称径向基函数配点法,综合考虑了地下水的水头梯度、土壤渗透率等关键参数,以推断出每个节点的水头值,通过模拟地下水流动,得出了地下水系统中各节点的水头分布,证明了该方法的可行性和有效性。旨在助力相关人员了解地下水系统的复杂性,为决策制定提供有力支持,以确保可持续的水资源利用和环境可持续性。 展开更多
关键词 地下水数值模拟 非对称 径向基函数 配点法 无网格法
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基于地下水数值模拟代理模型的水资源优化配置研究
20
作者 张元春 《水利科技与经济》 2025年第3期132-136,141,共6页
为了研究水资源优化配置问题,基于地下水数值模拟代理模型,构建改进的BP神经网络作为代理模型,并将其与地下水数值模拟及多目标优化模型相结合。通过拉丁超立方抽样获取训练数据,利用遗传算法求解优化模型,实现了水资源的优化配置。结... 为了研究水资源优化配置问题,基于地下水数值模拟代理模型,构建改进的BP神经网络作为代理模型,并将其与地下水数值模拟及多目标优化模型相结合。通过拉丁超立方抽样获取训练数据,利用遗传算法求解优化模型,实现了水资源的优化配置。结果表明:①构建的地下水流数值模拟模型拟合误差低,能够准确模拟当地地下水系统状态;②改进后的BP神经网络模型对地下水位预测精度高,能够满足实际应用误差要求,可作为模拟模型的有效代理;③优化模型有效降低了区域缺水量和缺水率,提高了水资源的综合效益。 展开更多
关键词 水资源优化配置 BP神经网络 地下水数值模拟 多目标优化模型
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