本站原创【摘 要 】分析了目前水文地质参数研究中存在的一些问题,尝试以抽水试验资料和一般勘探资料为基础,根据含水层岩性、含水层组的厚度及地层结构等因素对点参数确定的影响,探讨采用数量化理论Ⅰ对区域水文地质参数进行研究.
【关 键 词 】地下水流模拟；参数不确定性；点参数；数量化理论
1. 引言
（1）水文地质参数在地下水数值模拟中是非常重要的,饱和带地下水流模拟的主要问题仍然是非均质性的区域概化,模型参数的不确定性会导致计算的水头、流速的不确定,并影响到地下水资源评价结果的可靠性.基于“定性分析指导建模”指导思想下的地下水模型,为了追求“拟合”,往往过多依赖于调参,而忽视参数初值的获取及参数优化.对区域含水介质参数的处理没有统一的标准,导致了对于参数“随意化”的选取.
（2）实际上很多参数并不能依靠定性来确定,必须根据其影响因素建立相关的分析模型,做到科学评估各因素的影响大小.王文科认为在地下水系统模型研究中,必须使用新的观测手段和新的数学方法,研究和模拟相匹配的输入数据和高精度的参数,提高模型的精度.
（3）研究和模型相匹配高精度参数获取方法是地下水流数值法研究的重要方向.目前对于点参数的研究备受关注,因为其在数学模型中所起的作用往往比面参更直接,灵敏度更高.渗透系数和给水度是最为关键的模型参数,可靠的获取方法是通过抽水试验,但相对昂贵.Roberte在岩溶地区试验确定导水系数；陈喜利用抽水试验资料,采用单纯形法在计算机上优选水文地质参数；戴凤君根据大型抽水试验水位和流量资料通过线性规划求逆推算镇江东门一带的水文地质参数.许多学者探讨了利用间接方法确定水文地质参数,如投影内点法、人工神经网络方法、基因算法、单纯形搜索法、遗传算法、经验公式分析法等.
2. 数量化理论的引入
（1）综上所述,现在对点参研究多是针对确定性的抽水试验资料、地下水位资料及定量数据的数学处理开展的.对于大区域研究区来说,这些参数的获取和优化有一定的局限性.一是因为勘探孔和试验孔的数量有限,这样得到的含水层参数是局部的,不足以概化整个含水层参数分布；二是在有的地区只有较少的抽水试验资料,而大量是只有含水介质定性数据一般的勘探孔.怎样结合抽水试验和一般勘探资料,将定型数据应用到含水层点参的确定中去,就成为地下水模拟研究中的一个难题.
（2）目前,国内外比较盛行定性数据量化和分析研究.主要包括日本学者建立的数量化理论、模糊数学和数量化理论相结合的模糊数量理论；西方研究的多维标度法（计量性、准计量性和非计量性多维标度法）、列联表分析法；前苏联学者创建的逻辑信息法等.其中,以日本的林知己夫提出的数量化理论应用最为广泛.数量化理论是多元统计学的一个分支,严格的说它是准计量性的多维标度法,已在矿藏地质、气象、林业、交通、环境保护、医学等领域获得了良好应用,主要用于分类、评价、预报、预测和系统优化.根据该理论研究问题的目的不同,可分为Ⅰ～Ⅴ型数量化理论.该理论Ⅰ相当于多元统计的回归分析,Ⅱ相当于多元统计的判别分析,Ⅲ相当于多元统计的对应因子分析,Ⅳ、Ⅴ相当于聚类分析,实际工作中Ⅰ、Ⅱ应用较多.
3. 数量化理论Ⅰ原理
数量化理论Ⅰ原理的核心是把没有用数值表示出来的、用于判断和评价的数据资料,从数量上探索和处理,以解决定性变量如何量化和建立数学模型的问题.理论Ⅰ研究的主要目的是寻找说明变量（自变量）分别对基准变量（因变量）的影响程度并可进行预测,要求基准变量是定量变量,说明变量可以全部是定量的,也可以都是定性的,或两者兼而有之.从而可充分利用可能收集到的定性量信息,使那些难以作详细定量研究的问题定量,更全面的研究并发现事物间的联系和规律.
4. 应用与总结
（1）应用数量化理论Ⅰ对某灌区水文地质进行研究,得到的渗透系数曲线较好的反映了区域含水层参数的整体趋势及细部特征.
（2）将数量化理论方法引入区域水文地质参数确定中,充分利用水文地质调查和试验取得的各种定性、定量数据,得到的结果更符合实际.在数量化理论模型中各影响因子的权重可以结合专家经验,这在一定程度上有助于解决含水层参数由场地尺度向区域尺度延伸中的尺度效应问题,提高地下水模型研究的精度.