考虑参数不确定性的地下水数值模型误差补偿校正方法

摘要

模型结构和参数取值的不确定性是制约地下水模型仿真精度和实现高精度管理应用的关键因素。针对这一问题，本文提出了一种基于观测井观测数据的地下水水头模拟误差补偿校正方法。该方法首先对观测井的模拟水位进行误差校正，再利用反距离插值技术估计误差的空间分布，最后将误差补偿应用于模型中其他网格点，实现整体模拟精度的提升。研究基于自主研发的地下水流数值模拟软件，设计了三种真实非均质介质、定流量和变流量抽注水、不同开采井和观测井数量组合的多种模拟情景，系统评估了均质水文地质模型误差补偿校正方法对水头模拟的效果。结果表明，误差补偿校正后的观测井水头模拟精度显著提高，且精度提升程度与渗透系数的平均值成反比、与其方差成正比。在多井抽水注水及强非均质变流量条件下，均方根误差由1.5 m降至0.25 m。通过对多种校正点数量情景的比较分析发现，所提出的方法在校正点位置的模拟效果显著提升，但对空间范围内地下水水头的整体模拟效果提升较为有限。研究方法可提升已识别地下水数值模型的模拟精度，具有较好的推广应用价值。

关键词

地下水数值模型 / 非均质 / 误差校正补偿 / 参数不确定性 / 模型仿真性