[發(fā)明專利]一種基于多數據同化集合平滑刻畫地下水簡單面源信息的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111367926.0
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114088908B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 徐騰;張文俊;張石強;王宏玉;魯春輝;謝一凡;楊杰;葉逾
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 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

1.一種基于多數據同化集合平滑刻畫地下水簡單面源信息的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據水文地質統計信息，利用序貫高斯模擬生成初始對數滲透系數場；

根據前期野外調查確定污染源可疑區(qū)域并確定用來近似刻畫污染物簡單面源的信息參數取值范圍，包括：橢圓中心點位置、長短半軸長、旋轉角度、污染物初始釋放時間、釋放持續(xù)時長以及釋放量，并在此范圍內隨機采樣生成各參數的初始值；

設定多數據同化的次數；

S2、對于第j次數據同化，基于更新的面源信息，通過溶質運移方程進行全局污染物濃度場的預測；

S3、基于觀測井處，同化的所有時間段內的污染物濃度觀測數據與預測濃度數據之間的差異，利用多數據同化集合平滑技術中的更新過程更新面源的各信息參數；

S4、重復S2-S3的同化過程，直至達到設定的同化次數；

S1具體為：

生成初始對數滲透系數場lnK、旋轉橢圓近似刻畫的初始污染源中心點坐標位置Xs，Ys、長短半軸長Ra以及Rb、橢圓繞中心點逆時針旋轉角度B、初始釋放時間Ti、釋放時長ΔT以及釋放質量負載率M，并構建參數向量S：

S2具體為：

基于初始污染物濃度場C₀和j-1次數據同化迭代更新的面源各信息參數向量使用溶質運移的狀態(tài)轉換方程預測第j次迭代全局的污染物濃度分布場

S3具體為：

基于第j-1次數據同化迭代更新的模型參數增廣向量卡爾曼增益K_j、觀測井處的濃度觀測值C^o與預測濃度之間的差值以及觀測誤差ε_j更新第j次數據同化后的面源參數向量

更新過程中的卡爾曼增益K_j是所有時間的面源相關參數和觀測點的預測濃度之間的交叉協方差D_SC,j，以及所有時間中獲得的觀測點的預測濃度之間的自協方差D_CC,j和觀測誤差協方差R_j的函數，

其中：

K_j＝D_SC,j(D_CC,j+a_jR_j)^-1

觀測誤差協方差R_j和觀測誤差ε_j分別由a_j和放大。