《地下水动态观测网的优化设计》

上篇地下水观测网优化设计的基本理论1

第一章引论1

1.1地下水观测网及其优化设计的基本概念1

一、地下水观测网的定义1

二、地下水观测网分类1

三、地下水观测网优化设计的定义3

1.2 地下水观测网优化设计的内容与方法3

1.3 地下水观测网优化设计与其它学科间关系4

1.4 地下水观测网优化设计研究现状与趋向5

第二章地下水动态分析7

2.1地下水动态与地下水观测7

一、人类活动对地下水位和水质的影响7

二、地下水位与水质监测8

2.2地下水动态分类8

一、地下水动态分类8

二、地下水动态定量化分类9

三、地下水动态分类实例10

2.3地下水动态预测13

一、概述13

二、地下水动态预测的多变量自回归模型13

三、地下水位动态预测实例16

第三章地下水观测网优化设计原理20

3.1 地下水观测网优化设计的准则20

3.2地下水观测网优化设计的目标21

一、地水观测网的目标21

二、地下水观测网优化设计的目标函数21

3.3地下水观测网优化设计的原理22

一、地下水观测网最优化设计问题22

二、地下水观测网优化设计分析23

三、地下水观测网优化设计的思路25

中篇地下水观测网优化设计方法与应用28

第四章水文地质学方法28

4.1 概述28

4.2地下水观测网设计的水文地质学方法28

一、区域地下水观测网设计28

二、专门性地下水观测网的设计30

4.3应用水文地质学方法设计地下水观测网实例33

一、区域地下水观测网设计33

二、专门性地下水观测网设计35

4.4 水文地质学方法的适用范围36

第五章地质统计学方法37

5.1 概述37

5.2地质统计学基础37

一、区域化变量37

二、变差函数38

5.3克立金方法及其应用43

一、概述43

二、普通克立金方法44

三、正克立金方法48

四、非平稳问题的克立金方法50

五、地下水观测网优化设计的应用62

5.4组合克立金方法及其应用70

一、概述70

二、组合克立金的基本概念70

三、二变量组合克立金方法72

四、二变量泛组合克立金方法75

五、地下水观测网优化设计实例78

5.5时—空克立金方法83

一、概述83

二、平稳问题的时-空克立金方法83

三、非平稳问题的时-空克立金方法85

5.6地质统计学方法适用范围89

第六章地下水系统确定—随机性数学模型方法90

6.1 概述90

6.2地下水系统理论90

一、地下水系统的概念与组成90

二、地下水系统的研究方法92

6.3地下水系统确定性数学模型92

一、地下水流系统确定性数学模型93

二、地下水溶质运移系统确定性数学模型102

6.4地下水系统确定—随机性数学模型107

一、概述107

二、地下水系统确定-随机性数学模型107

三、地下水系统确定-随机性数学模型的数值解108

四、地下水系统确定性参数和随机性参数估计111

6.5地下水观测网优化设计方法114

一、观测网优化设计方法114

二、适用范围116

6.6地下水位观测网优化设计实例117

一、研究区水文地质条件概述117

二、地下水流系统确定-随机性数学模型118

三、模型校正119

四、现有地下水位观测网质量评价120

五、地下水位观测网优化设计121

六、灵敏度分析123

第七章最优化模型方法125

7.1 概述125

7.2以克立金模型为基础的最优化问题125

一、未考虑地下水系统参数的最优化模型125

二、考虑地下水系统参数的最优化模型128

7.3 以地下水系统数学模型为基础的最优化问题131

7.4观测网优化的多目标规划问题131

一、地下水观测网优化设计的多目标规划131

二、地下水观测网优化设计中的多目标分解132

7.5 最优化模型方法的适用范围134

下篇地下水观测网优化设计的特殊问题135

第八章地下水观测频率优化设计135

8.1 概述135

8.2 时间克立金方法135

8.3 谱分析方法137

8.4统计学方法141

一、观测数相互独立时的最优观测频率设计141

二、观测数相关时的最优观测频率设计143

三、观测序列含有趋势和周期项时的最优观测频率设计145

第九章抽水试验网优化设计146

9.1 概述146

9.2 抽水试验网优化设计的基本概念147

9.3抽水试验网优化设计方法149

一、以δ能识性准则为基础的抽水试验网优化设计方法149

二、以响应矩阵和灵敏度矩阵为基础的抽水试验网优化设计方法154

三、以D最优性准则为基础的抽水试验网优化设计方法159

附录1．正交投影定理161

附录2．地下水流系统确定—随机性数值模型程序软件包简介162

附录3．英汉关键词索引165

附录4．符号与量纲170

参考文献180

英文摘要185