基于加權組合模型的地下水水位擬合

陳 晶，水青娜，王俊智，田光輝，王心義

（1.河南理工大學 資源環境學院，河南 焦作 454000；2.上海亞新建設工程有限公司，上海 201900；3.天津地熱勘查開發設計院，天津 300250）

0 引言

地下水水位作為指示地下水資源時空變化的關鍵要素，其依據監測資料進行的精準擬合一直是水文地質領域關注的熱點［1］。但受氣象、水文、地貌、地質和人為活動的影響，精確模擬地下水位是比較困難的［2］。

目前，模擬地下水水位變化的常用方法有數值模 擬 法［3-5］、時 間 序 列 分 析 法［6］、神 經 網 絡 模 型［7-11］、灰色系統GM（2，1）模型［12］、泊松曲線模型［13］、指數曲線模型［14］等。數值模擬法具有精細化仿真和快速自動計算的優點，但由于擬合時需要的參數多，在資料欠缺的情況下，難以精確刻畫地下水位；時間序列分析法需要較多的數據，且操作難度高、計算量大；神經網絡模型模擬法需要的擬合周期比較長，計算時收斂速度慢，工作效率低，且存在局限性［15］。灰色理論模型模擬法對數據長度要求相對不高，因此當地下水位年際變化較大時，該模型的準確度也不太高［16］。灰色系統GM（2，1）模型模擬法的初期擬合結果具有較高的擬合度，但中后期擬合結果精確度顯著降低；指數曲線模型模擬法擬合結果與灰色系統GM（2，1）模型相反。

Bates針對各種地下水水位模擬方法的局限性，以航空客運數據為例，構建了客運預測的組合模型，經計算，組合模型的均方誤差遠小于單一模型的［17］。筆者綜合灰色GM（2，1）模型和指數曲線模型的優點，基于最優賦權法，構建了地下水水位擬合的加權組合模型，并以鞏義市某煤礦長觀孔地下水水位監測資料為樣本，應用3種模型進行了水位擬合，以期為地下水水位的精準擬合提供技術支持。……