基于貝葉斯理論的地下水溶質(zhì)運(yùn)移的不確定性研究.pdf

1、地下水溶質(zhì)運(yùn)移模擬中的不確定性研究一直是地下水系統(tǒng)模擬的研究熱點(diǎn)。論文結(jié)合了貝葉斯推斷理論和隨機(jī)模擬技術(shù)，從兩個(gè)方面分別研究它們對(duì)地下水水流和溶質(zhì)運(yùn)移模擬不確定性的影響。這兩個(gè)方面分別是：縱向彌散度的變化對(duì)地下水水頭和溶質(zhì)運(yùn)移的影響及貝葉斯推斷方法中先驗(yàn)分布的不同對(duì)地下水水頭和溶質(zhì)運(yùn)移的影響。馬爾科夫蒙特卡洛方法(MCMC)通常被用來解決貝葉斯推斷方法積分困難的問題，本文選取了MCMC方法中的Metropolis-Hasting(MH-

2、MCMC)采樣算法對(duì)地下水模擬中的參數(shù)不確定性進(jìn)行識(shí)別，隨機(jī)模擬技術(shù)用來生成滲透系數(shù)的空間分布場(chǎng)。主要研究結(jié)果如下：
　　滲透系數(shù)的不確定性能引起其他輸入?yún)?shù)的不確定性?？v向彌散度作為地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型中的一個(gè)重要參數(shù)，能夠反應(yīng)滲透系數(shù)的空間變異性。分析滲透系數(shù)的空間異質(zhì)性和縱向彌散度對(duì)地下水水流和溶質(zhì)運(yùn)移模擬影響的研究結(jié)果表明：貝葉斯方法中參數(shù)的后驗(yàn)分布均得到了更新，后驗(yàn)分布不再遵循均勻分布，參數(shù)在迭代初期的震蕩并沒有影響到縱向

3、彌散度后驗(yàn)分布的收斂性；在地下水水頭的不確定性預(yù)測(cè)中，參數(shù)的不確定性比隨機(jī)模擬帶來的不確定更加重要，而當(dāng)水頭的不確定性及縱向彌散度的不確定性傳遞給地下水溶質(zhì)運(yùn)移模擬時(shí)，隨機(jī)模擬的不確定性比參數(shù)的不確定性大。因此，很難斷定隨機(jī)模擬的不確定性和參數(shù)的不確定性哪種更重要，因?yàn)檫@與所選觀測(cè)數(shù)據(jù)的位置和數(shù)量及參數(shù)的先驗(yàn)分布的選擇等很多因素有關(guān)。
　　分析貝葉斯推斷方法中兩種先驗(yàn)分布(均勻分布和高斯分布)對(duì)地下水水流模擬中參數(shù)不確定性及水頭、

4、溶質(zhì)運(yùn)移模擬影響的研究結(jié)果表明：①參數(shù)的先驗(yàn)分布知識(shí)會(huì)影響參數(shù)的后驗(yàn)分布，兩種先驗(yàn)分布情況下的參數(shù)后驗(yàn)分布均得到了更新，先驗(yàn)分布為高斯分布時(shí)的參數(shù)后驗(yàn)分布的收斂性比先驗(yàn)分布為均勻分布時(shí)的參數(shù)后驗(yàn)分布的收斂性要好；②先驗(yàn)分布的選擇可以影響到地下水水頭和溶質(zhì)運(yùn)移的模擬，先驗(yàn)分布為高斯分布時(shí)給地下水水頭和溶質(zhì)運(yùn)移帶來的不確定性比先驗(yàn)分布為均勻分布時(shí)給地下水水頭和溶質(zhì)運(yùn)移帶來的不確定性小。以上兩個(gè)分析結(jié)果可能會(huì)給出這樣一個(gè)結(jié)論，高斯先驗(yàn)分布比均