一种不确定性条件下预测咸水入侵动态的替代建模方法

    公开(公告)号:CN118114592B

    公开(公告)日:2024-09-06

    申请号:CN202410259227.1

    申请日:2024-03-07

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了不确定性条件下预测咸水入侵动态的替代建模方法,包括以下步骤:建立基于物理过程的咸水入侵模型,确定输入参数取值范围;获取输入样本,导入咸水入侵模拟模型获取输出数据集,构建输入‑输出数据集;根据输入‑输出数据集对三种机器学习替代模型进行训练,将输入样本导入替代模型中获取预测数据;结合氯离子浓度观测数据与三种替代模型预测数据,利用贝叶斯模型平均算法获得模型的权重和方差,构建数值模型的集成机器学习替代模型。本发明将贝叶斯平均算法和机器学习有机结合,量化了模型不确定性,构建了集成机器学习替代模型以提升预测性能,证实了不确定性条件下集成机器学习替代建模在预测地下水污染物迁移动态方面的可行性。

    一种用于海滨地下水环境治理的组合式截渗反应墙

    公开(公告)号:CN115611350B

    公开(公告)日:2024-08-16

    申请号:CN202210972717.7

    申请日:2022-08-15

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于海滨地下水环境治理的组合式截渗反应墙,包括嵌入黏土层或隔水层中的不透水截渗墙、设置于不透水截渗墙上方的渗透反应墙,所述不透水截渗墙设置于入侵咸水体上游,且不透水截渗墙高度大于下游入侵咸水体厚度,所述渗透反应墙高度大于上游地下水中的污染羽,所述渗透反应墙包括若干反应单元和吸附单元,所述反应单元和吸附单元在渗透反应墙内沿污染羽运移方向依次交错布置。通过下层不透水截渗墙结构阻滞海水入侵,同时改变上游地下水流场分布,迫使污染羽流经上层渗透反应墙结构,实现地下水硝酸盐污染修复,通过组合式设计,实现地下水硝酸盐污染修复与海水入侵防治并举。

    一种模拟岩性分界线达西流速的跳跃多尺度有限元法

    公开(公告)号:CN118332871A

    公开(公告)日:2024-07-12

    申请号:CN202410571989.5

    申请日:2024-05-10

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种模拟岩性分界线达西流速的跳跃多尺度有限元法,包括:根据所需求解的地下水问题将研究区剖分为粗、细单元,构造粗尺度基函数,将地下水流问题进行变分,离散后求解,将地下水达西速度问题进行变分,结合粗尺度基函数和伽辽金有限元法进行达西速度的第一次计算;根据研究区岩性分界线的分布和粗、细单元的剖分构建扩大基函数,改进原粗网格基函数;构造分界线函数,修正岩性分界线弱侧节点的右端项,迭代获得强侧达西流速,通过折射定律获得弱侧达西流速。本发明在模拟含岩性分界线的地下水问题时具有极高的计算精度和计算效率,并且在岩性分界线处模拟的解能够符合折射定律。

    一种同时模拟地下水流和达西速度的新型多尺度有限元法

    公开(公告)号:CN112347678B

    公开(公告)日:2023-03-24

    申请号:CN202011260884.6

    申请日:2020-11-12

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种同时模拟地下水流和达西速度的新型多尺度有限元法,包括步骤:设定粗、细网格单元的尺度,将研究区剖分为粗网格单元,将粗单元剖分为细网格单元,获得多尺度网格;在粗网格单元上求解退化的椭圆方程,构造基函数;在粗网格单元上求解达西方程,速度矩阵;运用伽辽金法和格林公式得到问题的变分形式,并离散到粗网格上;将达西定律代入各粗网格上变分形式的分量,将水头偏导项转换为速度项,应用速度矩阵将达西速度项应用水头的粗尺度解线性表示,获得该粗网格的单元刚度矩阵,相加得水头的总方程;用有效的矩阵解法求解总方程,同时通过速度矩阵获得达西速度值。与多种经典方法相比,本发明的新型多尺度有限元法具有更高的效率。

    一种基于多数据同化集合平滑刻画地下水简单面源信息的方法

    公开(公告)号:CN114088908B

    公开(公告)日:2022-12-13

    申请号:CN202111367926.0

    申请日:2021-11-18

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于多数据同化集合平滑刻画地下水简单面源信息的方法,包括以下步骤:确定可疑污染区范围、设置初始椭圆面源各信息参数初始值及观测数据同化次数;同化观测数据,结合污染物溶质运移模型并利用多数据同化集合平滑方法对各面源参数进行更新;循环上一过程直到设定的同化次数为止。本发明能够通过旋转椭圆近似刻画简单面源的位置、形状、污染物释放时间、释放时长以及释放浓度;仅需已知面源各参数的大致取值范围,就可通过同化状态变量的观测数据来识别污染源各信息参数;验证了多数据同化集合平滑在识别面源方面的可行性。

    一种流域面源污染物输移模拟试验装置及方法

    公开(公告)号:CN114814139A

    公开(公告)日:2022-07-29

    申请号:CN202210425936.3

    申请日:2022-04-22

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种流域面源污染物输移模拟试验装置及方法,喷淋装置进口设有电磁流量计,砂箱下方设有压力传感器,出水口通过管路连接翻斗式雨量计,管路上设有电导率探头,砂箱中设有水位记录仪,砂箱中还设有张力计和土壤湿度传感器;试验时,通过脉冲法模拟降雨,通过传感器监测降水量、地下水蓄变量、排泄流量、示踪剂排泄浓度、地下水位及土壤含水率,生成监测变量随时间的变化曲线,并基于变化曲线研究示踪剂排泄浓度与其他监测变量之间的相关性;通过瞬态输移时长分布理论,计算出示踪剂在地下的输移时长。本发明能够揭示面源污染物排泄浓度及输移时长的影响机理,计算出示踪剂从降雨到排泄的输移时长,为面源污染防控提供指导。

    基于混合先验策略与深度学习的含水层刻画方法及系统

    公开(公告)号:CN119903347A

    公开(公告)日:2025-04-29

    申请号:CN202510388145.1

    申请日:2025-03-31

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于混合先验策略与深度学习的含水层刻画方法及系统,方法包括:构造混合先验集合;获得混合先验集合中每个参数样本对应的模型输出;对混合先验集合中所有参数样本以及对应的模型输出进行两两相减,得到多个模型输出差及对应的参数差;对深度学习模型进行训练;生成新息向量,并将其代入深度学习模型以获得各样本参数的更新向量;将更新向量与原始参数先验样本相加,得到更新后的参数样本集合;根据更新后的参数样本集合分析含水层参数刻画效果及其不确定性分布。本发明通过混合先验策略与深度学习相结合,有效提高了在先验信息不足条件下的含水层刻画效果,提高了数据同化方法对有偏先验和非高斯分布挑战共存问题的解决效果。

    一种潮汐和地下坝耦合影响陆源溶质运移的实验装置及模拟方法

    公开(公告)号:CN119724012A

    公开(公告)日:2025-03-28

    申请号:CN202510092056.2

    申请日:2025-01-21

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种潮汐和地下坝耦合影响陆源溶质运移的实验装置,包括:盐水槽、砂槽及淡水槽;盐水槽内设有可变高度溢流装置;砂槽与盐水槽通过盐水滤网连通,连通间隔处设有可抽取的隔水板,砂槽内填充有多孔介质,并在槽内设置狭槽,狭槽内设有地下坝,位于地下坝和盐水槽之间的多孔介质形成向盐水槽的下斜坡,下斜坡上方设有蠕动泵,地下坝与淡水槽之间设有陆源溶质注射装置,将陆源溶质溶液引入多孔介质内;淡水槽与砂槽通过淡水滤网连通,淡水槽连接淡水供给装置,淡水槽内设有用于调节槽内水位的溢流管。本发明可综合考虑潮汐与地下坝的单独及耦合作用,实现对陆源溶质的时空分布、滞留与扩散效应的观测。

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