【摘要】分析了目前水文地質(zhì)參數(shù)研究中存在的一些問題，嘗試以抽水試驗(yàn)資料和一般勘探資料為基礎(chǔ)，根據(jù)含水層巖性、含水層組的厚度及地層結(jié)構(gòu)等因素對點(diǎn)參數(shù)確定的影響，探討采用數(shù)量化理論Ⅰ對區(qū)域水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】地下水流模擬；參數(shù)不確定性；點(diǎn)參數(shù)；數(shù)量化理論

1. 引言

（1）水文地質(zhì)參數(shù)在地下水?dāng)?shù)值模擬中是非常重要的，飽和帶地下水流模擬的主要問題仍然是非均質(zhì)性的區(qū)域概化，模型參數(shù)的不確定性會導(dǎo)致計算的水頭、流速的不確定，并影響到地下水資源評價結(jié)果的可靠性。基于“定性分析指導(dǎo)建?！敝笇?dǎo)思想下的地下水模型，為了追求“擬合”，往往過多依賴于調(diào)參，而忽視參數(shù)初值的獲取及參數(shù)優(yōu)化。對區(qū)域含水介質(zhì)參數(shù)的處理沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了對于參數(shù)“隨意化”的選取。

（2）實(shí)際上很多參數(shù)并不能依靠定性來確定，必須根據(jù)其影響因素建立相關(guān)的分析模型，做到科學(xué)評估各因素的影響大小。王文科認(rèn)為在地下水系統(tǒng)模型研究中，必須使用新的觀測手段和新的數(shù)學(xué)方法，研究和模擬相匹配的輸入數(shù)據(jù)和高精度的參數(shù)，提高模型的精度。

（3）研究和模型相匹配高精度參數(shù)獲取方法是地下水流數(shù)值法研究的重要方向。目前對于點(diǎn)參數(shù)的研究備受關(guān)注，因?yàn)槠湓跀?shù)學(xué)模型中所起的作用往往比面參更直接，靈敏度更高。滲透系數(shù)和給水度是最為關(guān)鍵的模型參數(shù)，可靠的獲取方法是通過抽水試驗(yàn)，但相對昂貴。Roberte在巖溶地區(qū)試驗(yàn)確定導(dǎo)水系數(shù)；陳喜利用抽水試驗(yàn)資料，采用單純形法在計算機(jī)上優(yōu)選水文地質(zhì)參數(shù)；戴鳳君根據(jù)大型抽水試驗(yàn)水位和流量資料通過線性規(guī)劃求逆推算鎮(zhèn)江東門一帶的水文地質(zhì)參數(shù)。許多學(xué)者探討了利用間接方法確定水文地質(zhì)參數(shù)，如投影內(nèi)點(diǎn)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、基因算法、單純形搜索法、遺傳算法、經(jīng)驗(yàn)公式分析法等。

2. 數(shù)量化理論的引入

（1）綜上所述，現(xiàn)在對點(diǎn)參研究多是針對確定性的抽水試驗(yàn)資料、地下水位資料及定量數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)處理開展的。對于大區(qū)域研究區(qū)來說，這些參數(shù)的獲取和優(yōu)化有一定的局限性。一是因?yàn)榭碧娇缀驮囼?yàn)孔的數(shù)量有限，這樣得到的含水層參數(shù)是局部的，不足以概化整個含水層參數(shù)分布；二是在有的地區(qū)只有較少的抽水試驗(yàn)資料，而大量是只有含水介質(zhì)定性數(shù)據(jù)一般的勘探孔。怎樣結(jié)合抽水試驗(yàn)和一般勘探資料，將定型數(shù)據(jù)應(yīng)用到含水層點(diǎn)參的確定中去，就成為地下水模擬研究中的一個難題。

（2）目前，國內(nèi)外比較盛行定性數(shù)據(jù)量化和分析研究。主要包括日本學(xué)者建立的數(shù)量化理論、模糊數(shù)學(xué)和數(shù)量化理論相結(jié)合的模糊數(shù)量理論；西方研究的多維標(biāo)度法（計量性、準(zhǔn)計量性和非計量性多維標(biāo)度法）、列聯(lián)表分析法；前蘇聯(lián)學(xué)者創(chuàng)建的邏輯信息法等。其中，以日本的林知己夫提出的數(shù)量化理論應(yīng)用最為廣泛。數(shù)量化理論是多元統(tǒng)計學(xué)的一個分支，嚴(yán)格的說它是準(zhǔn)計量性的多維標(biāo)度法，已在礦藏地質(zhì)、氣象、林業(yè)、交通、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得了良好應(yīng)用，主要用于分類、評價、預(yù)報、預(yù)測和系統(tǒng)優(yōu)化。根據(jù)該理論研究問題的目的不同，可分為Ⅰ～Ⅴ型數(shù)量化理論。該理論Ⅰ相當(dāng)于多元統(tǒng)計的回歸分析，Ⅱ相當(dāng)于多元統(tǒng)計的判別分析，Ⅲ相當(dāng)于多元統(tǒng)計的對應(yīng)因子分析，Ⅳ、Ⅴ相當(dāng)于聚類分析，實(shí)際工作中Ⅰ、Ⅱ應(yīng)用較多。

3. 數(shù)量化理論Ⅰ原理

數(shù)量化理論Ⅰ原理的核心是把沒有用數(shù)值表示出來的、用于判斷和評價的數(shù)據(jù)資料，從數(shù)量上探索和處理，以解決定性變量如何量化和建立數(shù)學(xué)模型的問題。理論Ⅰ研究的主要目的是尋找說明變量（自變量）分別對基準(zhǔn)變量（因變量）的影響程度并可進(jìn)行預(yù)測，要求基準(zhǔn)變量是定量變量，說明變量可以全部是定量的，也可以都是定性的，或兩者兼而有之。從而可充分利用可能收集到的定性量信息，使那些難以作詳細(xì)定量研究的問題定量，更全面的研究并發(fā)現(xiàn)事物間的聯(lián)系和規(guī)律。

4. 應(yīng)用與總結(jié)

（1）應(yīng)用數(shù)量化理論Ⅰ對某灌區(qū)水文地質(zhì)進(jìn)行研究，得到的滲透系數(shù)曲線較好的反映了區(qū)域含水層參數(shù)的整體趨勢及細(xì)部特征。

（2）將數(shù)量化理論方法引入?yún)^(qū)域水文地質(zhì)參數(shù)確定中，充分利用水文地質(zhì)調(diào)查和試驗(yàn)取得的各種定性、定量數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果更符合實(shí)際。在數(shù)量化理論模型中各影響因子的權(quán)重可以結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，這在一定程度上有助于解決含水層參數(shù)由場地尺度向區(qū)域尺度延伸中的尺度效應(yīng)問題，提高地下水模型研究的精度。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡介] 楚賢峰，男，職稱：高級工程師，從事工程地質(zhì)與水文地質(zhì)工作。