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Reducing Uncertainty in Calibrating Aquifer Flow Model with Multiple Scales of Heterogeneity

机译：降低多尺度非均质性校准含水层模型的不确定性

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摘要

Modeling and calibration of natural aquifers with multiple scales of heterogeneity is a challenging task due to limited subsurface access. While computer modeling plays an essential role in aquifer studies, large uncertainty exists in developing a conceptual model of an aquifer and in calibrating the model for decision making. Due to uncertainties such as a lack of understanding of subsurface processes and a lack of techniques to parameterize the subsurface environment (including hydraulic conductivity, source/sink rate, and aquifer boundary conditions), existing aquifer models often suffer nonuniqueness in calibration, leading to poor predictive capability. A robust calibration methodology is needed that can address the simultaneous estimations of aquifer parameters, source/sink, and boundary conditions. In this paper, we propose a multistage and multiscale approach that addresses subsurface heterogeneity at multiple scales, while reducing uncertainty in estimating the model parameters and model boundary conditions. The key to this approach lies in the appropriate development, verification, and synthesis of existing and new techniques of static and dynamic data integration. In particular, based on a given set of observation data, new inversion techniques can be first used to estimate aquifer large-scale effective parameters and smoothed boundary conditions, based on which parameter and boundary condition estimation can be refined at increasing detail using standard or highly parameterized estimation techniques.
机译：由于地下访问受限，具有多种异质性的天然含水层的建模和校准是一项艰巨的任务。尽管计算机建模在含水层研究中起着至关重要的作用，但在开发含水层的概念模型和为决策制定模型时存在很大的不确定性。由于不确定性，例如缺乏对地下过程的了解以及缺乏参数化地下环境的技术（包括水力传导率，源/汇速率和含水层边界条件），现有的含水层模型经常会在校准中受到非唯一性的影响，从而导致质量不佳。预测能力。需要一种可靠的校准方法，该方法可以解决含水层参数，源/汇和边界条件的同时估计。在本文中，我们提出了一种多阶段，多尺度的方法，该方法可解决多个尺度下的地下异质性，同时减少估计模型参数和模型边界条件时的不确定性。这种方法的关键在于对静态和动态数据集成的现有和新技术进行适当的开发，验证和综合。特别是，基于给定的一组观测数据，可以首先使用新的反演技术来估算含水层的大规模有效参数和平滑的边界条件，基于这些条件，可以使用标准或高度详细的方法来细化参数和边界条件的估计参数化估计技术。

著录项

  • 来源
    《Ground water》 |2014年第3期|343-351|共9页
  • 作者

    Ye Zhang;

  • 作者单位

    Department of Geology & Geophysics, University of Wyoming, Laramie, WY 82071;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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