[發明專利]一種基于優化控制點確定水文地質參數的自動配線方法

有效

• 申請號: 201310048344.5
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103149600A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 趙燕容;朱旭芬;張靜;李志利;李偉;武立軍;王璐佳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種確定承壓含水層水文地質參數的方法，尤其是涉及一種基于優化控制點實現自動配線確定承壓含水層導水系數、貯水系數等水文地質參數的方法。

背景技術

近年來，隨著我國人口的迅速增長和經濟的快速發展，城市建設規模和速度前所未有，城市建設用地日益緊張，地下空間的開發和利用也日益緊迫，北京和沿海一些大城市地下軌道交通和車站、大型地下商場、地下停車場等大型深基坑工程層出不窮，這些深基坑的施工成敗與能否較好的控制地下水關系密切，為降低深基坑工程的設計與施工風險，有必要通過抽水試驗確定各含水層，特別是承壓含水層的水文地質參數。此外，抽水試驗也是煤炭資源等地質勘探的重要手段，其目的是研究含水層重要水文地質特征，取得含水層水文地質參數，評價含水層的富水性，并為預計礦井涌水量與對地下水綜合利用的評價提供資料。因此，承壓含水層水文地質參數的確定對揭示抽取地下水引起地下水變化和運動的基本規律有著重要的意義，而且為開采地下水和石油以及地下工程建設等生產活動提供理論依據和技術保障。

非穩定流承壓完整井求取水文地質參數的方法主要有Jacob直線法、配線法和水位恢復法，其中配線法是最為常用的方法。傳統方法采用人工配線，步驟相對繁瑣，工作量較大，而且利用配線觀察者的目測進行配線，存在較大的隨意性，從而引入不必要的誤差。隨著計算機技術的發展，計算機配線早年主要停留在手動配線的階段，通過程序實現了數據的自動錄入，但曲線的擬合仍然依據主觀的判斷；近年來興起了智能算法，如基于配線法的BP神經網絡求解Theis模型（2010）等，但是這些智能算法已失去了配線法實現過程的直觀性。

發明內容

發明目的：本發明基于配線法標準曲線與實測曲線基本重合，采用控制點帶動所有實測點沿標準曲線移動，尋找離差平方和最小值的原理，提出一種實現自動配線確定承壓含水層水文地質參數的方法，并結合抽水試驗進行了驗證。這一方法不僅精度高、易操作，而且具有計算快速，配線過程直觀可見等優點。

技術方案：為了解決上述技術問題，采用如下技術方案：

一種基于優化控制點確定水文地質參數的自動配線方法，包括如下步驟：

A、進行承壓含水層非穩定流抽水試驗，得試驗資料；

B、基于非穩定流承壓含水層抽水試驗資料，繪制實測數據曲線與配線法標準曲線，給出通過基于優化控制點的自動配線法實現實測曲線與標準曲線的擬合；

C、選取匹配點計算水文地質參數。

為了提高配線的精度和易操作性，所述步驟B為：采用控制點和輔助控制點帶動所有實測數據點沿標準曲線移動，尋找離差平方和最小值，實現自動配線；所述步驟C為：根據配線結果計算水文地質參數。

為了進一步提高配線的精度、易操作性及直觀性，所述步驟B包括如下步驟：

B1、繪制配線法標準曲線，所述標準曲線由m個理論點連線而成；

B2、錄入實測數據，所述實測數據為n個，由程序直接讀取Excel表格錄入；

B3、確定控制點坐標A(x_A,y_A)，所述控制點A取n個實測數據的均值作為橫坐標x_A，然后在x_A左右各取0.25，計算該范圍內實測點縱坐標的均值y_A，得到控制點A(x_A,y_A)；由控制點A帶動實測數據平移，每個理論點與控制點A在橫、縱坐標方向有絕對距離和所述絕對距離即控制點至理論點的實際距離，與坐標無關，將控制點和所有實測數據點按平移量移動至標準曲線附近，計算每次的離差平方和f_A(k)（k=1、2…m），確定f_A的最小值，所述k表示第k次平移，同時也表示第k個理論點，k的取值范圍為[1，m]；

B4、取輔助控制點B(x_B,y_B)，x_B=2/3×（實測數據最大值-實測數據最小值）+實測數據最小值，然后在x_B左右各取0.25，計算該范圍內實測點縱坐標的均值y_B，得到控制點B(x_B,y_B)，用與步驟B3同樣的方法尋找離差平方和f_B的最小值，取f_A、f_B中較小值，按對應的平移量移動實測數據，即可完成配線。

上述步驟B3中，標準曲線（理論點組成）和實測曲線（實測數據點組成）的雙對數坐標值可能不同。