基于随机森林及SHAP的地下水硬度影响因子分析方法

    公开(公告)号:CN119202951A

    公开(公告)日:2024-12-27

    申请号:CN202411690730.9

    申请日:2024-11-25

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于随机森林及SHAP的地下水硬度影响因子分析方法,收集研究区域与研究时段内地下水总硬度的相关数据,构建地下水总硬度数据集;同时构建预测变量数据集;将预测变量作为模型输入,训练并优化随机森林模型,从而通过该模型构造预测变量与地下水总硬度之间的映射关系;基于优化后的随机森林模型,对研究区域内所有点位的地下水总硬度进行预测,得到地下水总硬度在时间上的变化趋势以及在空间上的分布与变化特征;对训练好的随机森林模型实施SHAP分析,确定每个预测变量的重要性占比。本发明可实现对整个研究区域与研究时段地下水总硬度的预测,并能得到各影响因子对地下水总硬度的影响特征。

    一种基于热力学积分高效计算地下水污染失效概率的方法

    公开(公告)号:CN114781172B

    公开(公告)日:2024-12-24

    申请号:CN202210496296.5

    申请日:2022-05-09

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于热力学积分高效计算地下水污染失效概率的方法,包括以下步骤:通过蒙特卡罗方法计算失效概率公式系数,选择不同的决定指示函数光滑度的参数作为并行退火算法中的温度梯度;通过序贯高斯生成相关的服从高斯分布参数初始场;根据预条件克兰克尼科尔森建议分布生成当前渗透系数场的建议样本;计算马尔科夫链内接受概率,判断链内是否接受采样;计算马尔科夫链间接受概率,判断链间是否接受采样;重复以上过程进行下一个含水层高斯渗透系数场样本采样,直至判断为终止采样,根据热力学积分公式计算失效概率。本方法是一种高效的地下水污染失效概率计算方法,在处理地下水污染失效概率问题中,比蒙特卡罗和子集模拟法效率更高。

    一种基于深度学习单步映射的土壤参数估计方法

    公开(公告)号:CN119004975A

    公开(公告)日:2024-11-22

    申请号:CN202411081760.X

    申请日:2024-08-08

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于深度学习单步映射的土壤参数估计方法,包括:将土壤水力/热参数构成的土壤参数先验集合输入土壤数值模型得到其对应的土壤模型状态输出集合;将土壤模型扰动状态集合与土壤参数先验集合进行组合,构成深度学习模型的训练数据集合;将土壤模型扰动状态集合作为输入、对应的土壤参数先验作为输出,输入深度学习模型进行训练,得到训练后的深度学习模型;将监测到土壤状态实际观测数据中加入随机观测扰动,形成土壤观测扰动集合,输入训练后的深度学习模型得到估计的土壤水力/热参数值。本发明利用多源观测数据通过深度学习直接更新模型参数,在非均质非饱和土壤的非线性、非高斯等复杂条件下也可实现土壤参数的有效估计。

    一种基于气囊的全注半抽式淡水地下储采井

    公开(公告)号:CN117145007A

    公开(公告)日:2023-12-01

    申请号:CN202311047822.0

    申请日:2023-08-18

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于气囊的全注半抽式淡水地下储采井,包括钻设至承压含水层隔水底板的井孔,置于井孔内的抽注水两用泵,埋置于两用泵下部的气囊,隔水底板和隔水顶板及两者包围形成的储水区,位于隔水顶板上部的天然土壤层,以及设置于井孔顶部且与隔水顶板对应的封隔器。注入阶段气囊排气开启,使注水效率最大化;抽出阶段气囊充气闭合,将井孔的进出水断面限制在储水区的浅部,更多地采收浅部的淡水,推迟采收到原位地下咸水的时间节点。此设计有助于减弱或抵消注入水和原位地下水之间密度差异对淡水地下储采的负面影响,从而提高淡水在地下含水层中的储采效果,同时建造成本低廉、易于维护,且气囊可重复利用。

    一种地下水污染源信息和水力渗透系数场联合反演的方法

    公开(公告)号:CN112307602B

    公开(公告)日:2023-03-24

    申请号:CN202011088725.2

    申请日:2020-10-13

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种地下水污染源信息和水力渗透系数场联合反演的方法,该方法主要基于多次同化在时间和空间尺度上全局分布的动态变量观测数据,并利用集合平滑来联合刻画地下水污染源的信息和水力渗透系数场。根据统计信息生成初始水力渗透系数场、各污染源信息参数初始值和多次数据同化的次数;基于初始或上一阶段数据同化后更新的污染源各参数和渗透系数,通过地下水流动模型和溶质运移模型预测各时间段的状态变量;基于预测值和观测值的差异,利用集合平滑技术更新污染源信息和渗透系数场,循环这一过程,直至达到设定的同化次数。本发明能够同时刻画水文渗透系数场和污染源的位置、污染物释放时间、释放时长和污染物释放浓度。

    一种流域面源污染物输移模拟试验装置及方法

    公开(公告)号:CN114814139B

    公开(公告)日:2023-01-03

    申请号:CN202210425936.3

    申请日:2022-04-22

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种流域面源污染物输移模拟试验装置及方法,喷淋装置进口设有电磁流量计,砂箱下方设有压力传感器,出水口通过管路连接翻斗式雨量计,管路上设有电导率探头,砂箱中设有水位记录仪,砂箱中还设有张力计和土壤湿度传感器;试验时,通过脉冲法模拟降雨,通过传感器监测降水量、地下水蓄变量、排泄流量、示踪剂排泄浓度、地下水位及土壤含水率,生成监测变量随时间的变化曲线,并基于变化曲线研究示踪剂排泄浓度与其他监测变量之间的相关性;通过瞬态输移时长分布理论,计算出示踪剂在地下的输移时长。本发明能够揭示面源污染物排泄浓度及输移时长的影响机理,计算出示踪剂从降雨到排泄的输移时长,为面源污染防控提供指导。

    一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构

    公开(公告)号:CN113718855B

    公开(公告)日:2022-11-11

    申请号:CN202111060171.X

    申请日:2021-09-10

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构,包括设置在待修复含水层中的多筛孔井,多筛孔井的井壁间隔设置有多个不透水区与筛孔区,多筛孔井的井壁外侧设有非均质多孔介质区域,非均质多孔介质区域包括间隔设置的第一介质区域和第二介质区域,其中,第一介质区域正对不透水区,其渗透性高于第二介质,其余区域填充第二介质,第二介质选用含水层多孔介质。本发明能够在原位多筛孔井修复方法的基础上进一步提高地下水污染的修复效率,通过在原位多筛孔井井壁外侧人为制造非均质地质条件,使通过多筛孔井输送向待修复区域的修复液发生聚集与绕流,从而增加修复液的横向弥散,提高修复液和地下水污染物之间的质量交换通量和反应混合效率。

    一种基于热力学积分高效计算地下水污染失效概率的方法

    公开(公告)号:CN114781172A

    公开(公告)日:2022-07-22

    申请号:CN202210496296.5

    申请日:2022-05-09

    Applicant: 河海大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于热力学积分高效计算地下水污染失效概率的方法,包括以下步骤:通过蒙特卡罗方法计算失效概率公式系数,选择不同的决定指示函数光滑度的参数作为并行退火算法中的温度梯度;通过序贯高斯生成相关的服从高斯分布参数初始场;根据预条件克兰克尼科尔森建议分布生成当前渗透系数场的建议样本;计算马尔科夫链内接受概率,判断链内是否接受采样;计算马尔科夫链间接受概率,判断链间是否接受采样;重复以上过程进行下一个含水层高斯渗透系数场样本采样,直至判断为终止采样,根据热力学积分公式计算失效概率。本方法是一种高效的地下水污染失效概率计算方法,在处理地下水污染失效概率问题中,比蒙特卡罗和子集模拟法效率更高。

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