基于EnKF融合地球物理数据刻画含水层非均质性

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作   者：

康学远;  施小清;  邓亚平;  廖凯华;  吴吉春; 

作者机构：

中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室;  南京大学地球科学与工程学院表生地球化学教育部重点实验室; 

关键词：

集合卡尔曼滤波;  水文地球物理;  参数估计;  地下水-水文地球物理模型耦合;  渗透系数; 

期刊名称：

水科学进展

基金项目：

基于四维时移电阻率成像监测和数据同化的重非水相污染物源区识别研究

i s s n：

1001-6791

年卷期：

2018 年 01 期

页   码：

40-49

摘   要：

含水层非均质性的刻画是模拟地下水中污染物运移的关键。以渗透系数为研究对象,构建了综合集合卡尔曼滤波方法、有效电阻率模型与地下水运移模型的同化框架,通过融合地球物理观测数据与污染物浓度观测数据来推估渗透系数的空间分布。基于理想算例,验证了该同化框架刻画含水层非均质渗透系数场的有效性,并针对不同初始参数信息与观测类型对比了耦合与非耦合水文地球物理方法的适用性。研究结果表明:基于集合卡尔曼滤波方法同化多种类型的观测数据,可有效地推估非均质参数空间分布。当初始信息较准确时,耦合方法的参数推估精度更高;初始信息存在偏差时,非耦合方法有更好的同化效果。由于非耦合方法计算成本较低且对初始信息缺失时适用性更强,在实际应用中可先基于非耦合方法初步估计参数,再利用耦合方法进一步提高参数推估精度。融合多种类型观测数据可有效提高参数推估效果。