地下水系統(tǒng)隨機模擬與管理

前言

第1章 隨機問題的基本理論

1.1 水文地質中常見的不確定性問題

1.2 概率與數理統(tǒng)計理論的基本概念

1.3 隨機過程的基本概念

1.4 隨機場的基本概念

第2章 隨機分析與隨機模擬方法

2.1 蒙特卡羅方法

2.2 隨機模擬方法

第3章 隨機規(guī)劃的基本理論

3.1 均值模型

3.2 分布規(guī)劃模型

3.3 概率約束規(guī)劃模型

第4章 地下水流系統(tǒng)確定性模擬與管理

4.1 地下水流胡定性數值模擬

4.2 地下水流確定性管理

第5章 地下水流系統(tǒng)隨機模擬與管理

5.1 地下水流模型的隨機性分析

5.2 地下不流模型的隨機數值模擬

5.3 地下水系統(tǒng)的隨機管理

第6章 隨機地下水管理模型求解技術

6.1 隨機地下水管理模型的Taylor展開解法

6.2 隨機地下水管理模型的隨機人工遺傳解法

第7章 模型應用技術

7.1 模型應用一

7.2 模型應用二

7.3 模型應用三

主要參考文獻

書名:地下水系統(tǒng)隨機模擬與管理

作者:虎維岳 李竟生(中煤科工集團西安研究院副院長)

出版:地質出版社

書號:ISBN7-116-03879-5

定價:20元

出版日期:2003-9

國外的一些水文地質學家提出了一些概念,突破了根據含水層巖性、結構和水力學特性作為資源評價依據的局限性。如美國提出區(qū)域含水層系統(tǒng)的術語,認為在特定地理區(qū)域內的一整套含水層,由許多具有相互水力聯系的含水層組成,它們在補給、徑流和排泄等方面,有許多共同的特點,相與關聯,因此,可作為一個整體進行研究。

我國著名水文地質學家陳夢熊院士對地下水系統(tǒng)的理解是:地下水系統(tǒng)是一個錯綜復雜,包括各種天然因素、人為因素所控制的,具有不同等級的互有聯系又互相影響,在時空分布上具有四維性質和各自特征,不斷運動演化的若干獨立單元統(tǒng)一。

將地下水系統(tǒng)的基本概念歸納為:(1)地下水系統(tǒng)是由若干個具有一定獨立性、而又互有聯系、互相影響的不同等級的亞系統(tǒng)或次亞系統(tǒng)所組成的;(2)地下水系統(tǒng)與降水、地表水系統(tǒng)存在密切聯系,互相轉化;(3)地下水系統(tǒng)的演變,很大程度上受輸入與輸出系統(tǒng)控制;(4)每個地下水系統(tǒng)都具有各自的特征與演變規(guī)律,包括含水層系統(tǒng)、水文系統(tǒng)(補排系統(tǒng))、水動力系統(tǒng)、水化學系統(tǒng)等;(5)含水層系統(tǒng)與地下水系統(tǒng)代表2個不同的概念,前者具有固定邊界,而后者的邊界是自由可變的;(6)地下水系統(tǒng)的時空分布與演變規(guī)律, 既受天然條件的控制,又受社會環(huán)境,特別是人類活動影響而發(fā)生變化;(7)地下水系統(tǒng)研究包括3個步驟,即系統(tǒng)分析、系統(tǒng)模型化與系統(tǒng)最優(yōu)化。

地下水系統(tǒng)的研究角度可以歸納為如下幾類。

(1)在實際工作中,有人將它視為水文科學的一個內容。認為地下水系統(tǒng)是水文循環(huán)的一個子系統(tǒng)。也有人將它看成是地質營力作用的結果(地質建造與水的改造作用的產物),還可以看成是直接獲取經濟利益的礦產(水源、地熱能的載體、礦水),或當作自然環(huán)境的一個組成部分等等。有人將其作為概念術語,將地下水系統(tǒng)分為巖溶水系統(tǒng)、裂隙水系統(tǒng)、孔隙水系統(tǒng)等。

(2)在地下水理論研究方面,更注意地下水的信息傳輸過程,輸入輸出的內在聯系,以及這些聯系的物理化學機理和過程,并力圖建立描述地下水系統(tǒng)運動的定量表達式,所以偏重于概念系統(tǒng)的研究。

(3)從地下水勘查和工程的觀點看,往往更注重地下水實體系統(tǒng)的分析,將含水層系統(tǒng)和地下水流動系統(tǒng)作為研究對象,較側重于地下水的形成、分布、埋藏的特點以及與地質構造等方面的聯系。以便對地下水資源做出準確的評價,采取相應的取水、排水措施。

(4)從地下水規(guī)劃和管理的觀點看,往往更多的考慮系統(tǒng)的等級、層次,以及它們之間或與環(huán)境的聯系,以便選取最優(yōu)決策,實現對整個系統(tǒng)的管理控制。此時,地下水系統(tǒng)是針對某一共同的計劃,為某一目標服務的若干要素的整體而言的 。