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传递函数一自回归模型在地下水埋深估计中的应用-大气科学和地球
维普资讯
第26卷第4期 水 文 V01.26 No.4
2006年8月 JOURNALOFCHINA HYDROLOGY Aug.,2006
传递函数一自回归模型在地下水埋深估计中的应用
向 阳 ,袁 星 ,谢正辉2,刘志雨
(1.广东机电职业技术学院 基础部,广东 广州 510515;
2.中国科学院大气物理研究所,北京 100029;3.水利部水文局,北京 100053)
摘 要:本文利用回归分析方法标定传递函数模型的参数,并利用 自回归模型将残差转化为 白噪声,
建立降水估计地下水埋深的传递函数一自回归模型,将其应用于资料缺乏地 区浅层地下水埋深的估
计。结果表明利用上述方法进行参数标定所得模拟具有较高的精度 ,对于改进资料缺乏地区地下水埋
深的估计具有重要意义。该模型为利用降水估计地下水埋深提供 了一种简洁实用的方法。
关键词 :地下水埋深 ;传递函数模 型;自回归模型 ;相关系数
中图分类号:P641.74 文献标识码:A 文章编号:1000—0852(2006)04-0055—05
fSupportVectorMachine)t31、小波变换法分析宏观周期
1 引言
性[41、灰色模型5[-61、叠加模型7[-81、回归分析法[9-01、关联分
在全球总水量 中,海洋 占97%以上 ,偏远而难 以 析法等方法 。
利用的两极冰帽及冰川约 占2%,其余不到 l%才是 上述地下水埋深估计的随机性方法大致可分为两
人类可取用的水资源 ,而其 中地下水的储存总量居 类 :一类是基于地下水埋深序列本身的特性进行拟合
冠。由于地表水资源有限,且地区、年际间分布不均, 和预报 ,如文献f4~8】,这类方法具有易于获取建模资
在许多干旱地 区,地下水是主要或甚至是唯一 的水 料且有较高的短期预报精度等特点,但在模拟长时间
资源。随着经济增长和人 口增加 ,农业 、工业及生活 地下水埋深时,精度偏低且计算量大:另一类通过分析
用水 的需求量 日益增加 ,部分地 区已出现 了地下水 地下水埋深和预测因子f如降水量、蒸发量、人类活动
的过量开采 .造成地下水位的大幅下降,引起地面沉 等)的相关性来建立预报模型,如文献[3,9~l01,这类模
降和其他生态环境问题。因此,研究地下水位的动态 型能够体现一定的物理意义且能较好地模拟长时间地
变化具有重要现实意义。 下水埋深序列.但是预测因子资料难 以收集,而且所建
目前应用的地下水埋深估计模型可分为确定性模 模型的参数个数过多导致预测模型的不确定性较大 ,
型和随机性模型。确定性模型主要建立在大量的动力 往往表现为模型拟合精度高而预测精度低 ,从而降低
方程 的基础上 .通过求解合适的控制方程来预测未知 了它的使用范围和价值。
的系统状态。这些模型具有物理意义明显,对长时间序 本文通过分析降水和地下水埋深之间的关系,利
列模拟较稳定等特点。它们的建立需要导出控制方程 , 用传递函数理论和回归分析方法建立了降水估计地下
而且必须知道相关的水文地质参数和其他的条件 f例 水埋深的统计模型,并对模型残差部分利用 自回归模
如边界条件和初始条件)。随机性模型是利用概率统计 型进行处理,从而使模型误差满足白噪声条件.提高了
分析方法和已有观测资料来推测总体的规律性。常见 模拟精度。该模型既体现了地下水埋深与降水的相关
的随机性方法主要有:成因模糊综合分析法 】【
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