《地下水數值模擬不確定性定量分析研究》是依託南京大學，由吳吉春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：地下水數值模擬不確定性定量分析研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳吉春
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地下水數值模擬技術已抹灑拳疊得到了廣泛套用。但客群多不確定性因素限制，地下水數值模型和實際地下水系統之間始終存在著差異（一般可歸結為地下水數值模擬的不確定性），導致長期的模擬預報結果與實際潤海謎情況的偏差，嚴重影響了地下水數值模擬的可靠性。本項目擬分別從模型結構不確定性、模型參數不確定性和資料不確定性三類主要的地下水數值模擬不確定性因素入手，通過室內外試驗和數值模擬手段，研究能有效定量表達不同類型不確定性因素對地下水數值模擬結果影響程度的方法，探求能同時考慮模型結構不確定性、模型參數不確定性和資料不確定性三類不確定性因素的方便有效的地下水數值模擬不確定性定量分析方法，並進一步研究地下水模型預報結果的風險分析方法。成果可直接套用於各種地下水數樂嬸值模擬結果的不確定性定量分析與風險分析，為提高地下水數值模型的可靠度和預報精度提供技術支撐，並可豐富地墊烏戰拳下水科學的理論和方法。同類研究目前未見報導。
結題摘要
地下水數值模擬技術已得到了廣泛套用。但客群多不確定性因素限制，地下水數值模型和實際地下水系統之間雅棵灑始終存在著差異（一般可歸結為地下水數值模擬的不確定性），導致長期的模擬預報結果與實際情況的偏差，嚴重影響了地下水數值模擬的可靠性。本項目察棄格分別從模型結構不確定性、模型參數不確定性和資料不確定性三類主要的地下水數值模擬不確定性因素入手，通過室內外試驗和數值模擬手段，研究能有效定量表達不同類型不確定性因素對地下水數值模擬結果影響程度的方法，探求能同時考慮模型結構不確定性、模型參數不確定性和資料不確定性三類不確定性因素的方便有效的地下水數值模擬不確定性定量分析方法。本項目取得主要研究進展有：（1）將貝葉斯理論套用於地下水數值模擬不確定性研究，結合了自適應Metropolis採樣的馬爾可夫鏈蒙特卡羅法（AM-MCMC）被用來獲取模型預報的貝葉斯後驗分布；通過算例分別分析了模型參數敏感性、模型對非均質參數的簡化以及觀測誤差這三種主要不確定性因素對模擬結果的影響；藉助貝葉斯後驗分布對模型預報量進行了風險分析。（2）通過算例考察了觀測數據空間/時間密度對傳統EnKF和局域化EnKF的影響，認識到局域化改進EnKF能有效同化更多的觀測井數據，給出更精確的結果。（3）採用基於DREAM(ZS)抽樣算法的MCMC估計方法提高了模型結構綜合似然值估計的效率，並進一步採用更加先進合理的MCMC估計方法—Nested sampling estimator (NSE)和Thermodynamic integration estimator (TIE)，有效避免了綜合似然值高估或低估問題。（4）提出了改進的自適應標準稀疏格線方法，大大提高了稀疏格線替代模型的效率。（5）通過多方案對比直接傅立葉變換方法(direct Fourier transform method)和序貫高斯模擬想甩仔方法(sequential Gaussian simulation)，結果表明序貫高斯模擬方法更加穩定可靠，能夠生成穩定的隨機滲透係數場。研究成果可套用於各種地下水數值模擬結果的不確定性定量分析與風險分析，為提高地下水數值模型的可靠度和預報精度提供技術支撐，並可豐富地下水科學的理論和方法。
