[发明专利]一种地下水数值模拟的多模型构建方法

权利要求书

1.一种地下水数值模拟的多模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据原始地形资料及现实测地形数据，构建模型1#和模型2#，模型1#为考虑堆填体对原始地形的改变，模型2#为原始地形；

(2)根据收集及原位水文地质试验获取的渗透系数数据，生成渗透系数对数的初始平均值及初始方差，并按AM-MCMC算法生成每组样本，每组样本中包含对应网格数的渗透系数对数值，将每组对数值进行转化并输入模型1#进行模拟计算，根据模拟计算的接受条件筛选含一定数据的100组参数并获取相应输出数据；再将筛选好的100组参数输入模型2#获取相应输出数据；

(3)依据AICc准则进行分析，基于AICc准则的参数识别是利用步骤(2)得到的模型1#和模型2#的输出数据来计算平均模型预测值及模型残差，并通过排列模型，计算模型概率或权重来分析模型的最优取值区间。

2.如权利要求1所述的一种地下水数值模拟的多模型构建方法，其特征在于，所述AM-MCMC算法是将参数组看成多维的向量抽取新的参数向量样本时，第i步参数的分布为均值θi、协方差为C_i的多元正态分布，其中,协方差公式为式1，在i₀初始迭代中，协方差矩阵C_i取固定值C₀，之后自适应更新：

式中：i₀—初始化阶段的样本数；C₀—初始协方差；C_i—第i步参数分布的协方差；其中，ε—较小的数，确保C_i不成为奇异矩阵；s_d—比例因子，依赖于参数空间维度d，以确保接受率在一个合适的范围内；I_d—d维的单位矩阵，本次研究中ε＝10^-5，s_d＝2.4²/d，d为参数个数；

第i+1次迭代，由公式1推出协方差公式2：

式中：C_i+1—i+1步参数分布的协方差；和—前i-1和i次参数的均值；A-M算法采样具体过程如下：

①按先验分布随机产生初始样本θ₀；

②利用公式计算C_i；

③产生参数值θ*～N(θ_i，C_i)；

④计算接受样本条件如式3：

式中：n—观测数据个数；F(θ_i+1)—模型参数取值为θ_i+1得到的模拟值；Y为观测值向量；K—样本输出数据残差平方均值接受范围，取水位年纪动态变化值；

⑤重复步骤②～④，直到取得足够多的样本为止。

3.如权利要求1所述的一种地下水数值模拟的多模型构建方法，其特征在于，所述AICc信息量的计算式如式4-6：

式中：S_i及—残差平方和及最优目标函数值的残差平方和；σ_i²及—残差平方均值及最优目标函数值的残差平方均值；k—待估参数个数；

得到AICc之后，用模型的AICc值减去所有备选模型中的AICc_min，计算每个模型的Delta值△_i，如式7：

△i＝AICc_i-AICc_min (式7)

最后根据Delta值计算模型的后验概率ω_i，R是参加多模型分析得备选模型总数，如式8：