基于貝葉斯理論的地下水溶質運移的不確定性研究.pdf

1、地下水溶質運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。論文結合了貝葉斯推斷理論和隨機模擬技術，從兩個方面分別研究它們對地下水水流和溶質運移模擬不確定性的影響。這兩個方面分別是：縱向彌散度的變化對地下水水頭和溶質運移的影響及貝葉斯推斷方法中先驗分布的不同對地下水水頭和溶質運移的影響。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)采樣算法對地下水模擬中的參數(shù)不確定性進行識別，隨機模擬技術用來生成滲透系數(shù)的空間分布場。主要研究結果如下：
　　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運移模型中的一個重要參數(shù)，能夠反應滲透系數(shù)的空間變異性。分析滲透系數(shù)的空間異質性和縱向彌散度對地下水水流和溶質運移模擬影響的研究結果表明：貝葉斯方法中參數(shù)的后驗分布均得到了更新，后驗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、彌散度后驗分布的收斂性；在地下水水頭的不確定性預測中，參數(shù)的不確定性比隨機模擬帶來的不確定更加重要，而當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運移模擬時，隨機模擬的不確定性比參數(shù)的不確定性大。因此，很難斷定隨機模擬的不確定性和參數(shù)的不確定性哪種更重要，因為這與所選觀測數(shù)據(jù)的位置和數(shù)量及參數(shù)的先驗分布的選擇等很多因素有關。
　　分析貝葉斯推斷方法中兩種先驗分布(均勻分布和高斯分布)對地下水水流模擬中參數(shù)不確定性及水頭、

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