地下水系统随机模拟与管理

前言

第1章 随机问题的基本理论

1.1 水文地质中常见的不确定性问题

1.2 概率与数理统计理论的基本概念

1.3 随机过程的基本概念

1.4 随机场的基本概念

第2章 随机分析与随机模拟方法

2.1 蒙特卡罗方法

2.2 随机模拟方法

第3章 随机规划的基本理论

3.1 均值模型

3.2 分布规划模型

3.3 概率约束规划模型

第4章 地下水流系统确定性模拟与管理

4.1 地下水流胡定性数值模拟

4.2 地下水流确定性管理

第5章 地下水流系统随机模拟与管理

5.1 地下水流模型的随机性分析

5.2 地下不流模型的随机数值模拟

5.3 地下水系统的随机管理

第6章 随机地下水管理模型求解技术

6.1 随机地下水管理模型的Taylor展开解法

6.2 随机地下水管理模型的随机人工遗传解法

第7章 模型应用技术

7.1 模型应用一

7.2 模型应用二

7.3 模型应用三

主要参考文献

书名:地下水系统随机模拟与管理

作者:虎维岳 李竟生(中煤科工集团西安研究院副院长)

出版:地质出版社

书号:ISBN7-116-03879-5

定价:20元

出版日期:2003-9

国外的一些水文地质学家提出了一些概念,突破了根据含水层岩性、结构和水力学特性作为资源评价依据的局限性。如美国提出区域含水层系统的术语,认为在特定地理区域内的一整套含水层,由许多具有相互水力联系的含水层组成,它们在补给、径流和排泄等方面,有许多共同的特点,相与关联,因此,可作为一个整体进行研究。

我国著名水文地质学家陈梦熊院士对地下水系统的理解是:地下水系统是一个错综复杂,包括各种天然因素、人为因素所控制的,具有不同等级的互有联系又互相影响,在时空分布上具有四维性质和各自特征,不断运动演化的若干独立单元统一。

将地下水系统的基本概念归纳为:(1)地下水系统是由若干个具有一定独立性、而又互有联系、互相影响的不同等级的亚系统或次亚系统所组成的;(2)地下水系统与降水、地表水系统存在密切联系,互相转化;(3)地下水系统的演变,很大程度上受输入与输出系统控制;(4)每个地下水系统都具有各自的特征与演变规律,包括含水层系统、水文系统(补排系统)、水动力系统、水化学系统等;(5)含水层系统与地下水系统代表2个不同的概念,前者具有固定边界,而后者的边界是自由可变的;(6)地下水系统的时空分布与演变规律, 既受天然条件的控制,又受社会环境,特别是人类活动影响而发生变化;(7)地下水系统研究包括3个步骤,即系统分析、系统模型化与系统最优化。

地下水系统的研究角度可以归纳为如下几类。

(1)在实际工作中,有人将它视为水文科学的一个内容。认为地下水系统是水文循环的一个子系统。也有人将它看成是地质营力作用的结果(地质建造与水的改造作用的产物),还可以看成是直接获取经济利益的矿产(水源、地热能的载体、矿水),或当作自然环境的一个组成部分等等。有人将其作为概念术语,将地下水系统分为岩溶水系统、裂隙水系统、孔隙水系统等。

(2)在地下水理论研究方面,更注意地下水的信息传输过程,输入输出的内在联系,以及这些联系的物理化学机理和过程,并力图建立描述地下水系统运动的定量表达式,所以偏重于概念系统的研究。

(3)从地下水勘查和工程的观点看,往往更注重地下水实体系统的分析,将含水层系统和地下水流动系统作为研究对象,较侧重于地下水的形成、分布、埋藏的特点以及与地质构造等方面的联系。以便对地下水资源做出准确的评价,采取相应的取水、排水措施。

(4)从地下水规划和管理的观点看,往往更多的考虑系统的等级、层次,以及它们之间或与环境的联系,以便选取最优决策,实现对整个系统的管理控制。此时,地下水系统是针对某一共同的计划,为某一目标服务的若干要素的整体而言的 。