Résumé: L’inversion des paramètres hydrogéologiques est une étape essentielle de la simulation numérique des eaux souterraines. Une méthode de simulation-optimisation est une méthode efficace pour résoudre le problème d’inversion des paramètres hydrogéologiques. Cependant, dans le processus de simulation-optimisation, le modèle de simulation numérique des eaux souterraines sera utilisé des milliers de fois, ce qui entraîne une charge de calcul importante. Pour surmonter cet inconvénient, un modèle de substitution dynamique adaptatif est proposé et appliqué à l’inversion des paramètres hydrogéologiques dans une zone de sources d’eau en Chine. Tout d’abord, la méthode de Morris modifiée est introduite pour sélectionner les paramètres sensibles du modèle de simulation des eaux souterraines, ce qui permet de réduire les dimensions de l’inversion des paramètres. Ensuite, un modèle de substitution statique initial et le modèle d’optimisation sont construits. Enfin, la méthode d’échantillonnage adaptatif est utilisée pour mettre à jour de manière itérative les modèles de substitution et d’optimisation jusqu’à ce que les paramètres d’inversion optimaux soient obtenus. Les résultats montrent que le modèle de substitution dynamique adaptatif améliore efficacement la précision du modèle de substitution avec seulement 11 échantillons nouvellement ajoutés par rapport au modèle de substitution statique. Les résultats de validation démontrent que le cadre de simulation-optimisation basé sur le modèle de substitution adaptatif réduit efficacement l’erreur entre les charges hydrauliques simulées et mesurées, améliorant ainsi la précision et la faisabilité de l’inversion des paramètres hydrogéologiques.
Resumen: La inversión de los parámetros hidrogeológicos es un paso esencial de la simulación numérica de las aguas subterráneas. Un método de optimización de la simulación es un método eficaz para resolver el problema de inversión de los parámetros hidrogeológicos. Sin embargo, en el proceso de simulación-optimización, el modelo de simulación numérica de aguas subterráneas se utilizará miles de veces, lo que supone una elevada carga computacional. Para superar esta desventaja, se propone un modelo dinámico adaptativo de sustitución y se aplica a la inversión de los parámetros hidrogeológicos en un área de suministro de agua en China. En primer lugar, se introduce el método de Morris modificado para filtrar los parámetros sensibles del modelo de simulación de aguas subterráneas, lo que puede reducir las dimensiones de la inversión de los parámetros. A continuación, se construye un modelo sustitutivo estático inicial y el modelo de optimización. Finalmente, se utiliza el método de muestreo adaptativo para actualizar iterativamente los modelos sustituto y de optimización hasta obtener los parámetros óptimos de inversión. Los resultados muestran que el modelo de sustitución dinámico y adaptativo mejora eficazmente la precisión del modelo de sustitución con sólo 11 nuevas muestras añadidas en comparación con el modelo de sustitución estático. Los resultados de la validación demuestran que el marco de simulación-optimización basado en el modelo de sustitución adaptativo reduce eficazmente el error entre las cargas hidráulicas simuladas y las medidas, mejorando así la precisión y la viabilidad de la inversión de los parámetros hidrogeológicos.
摘要: 水文地质参数反演是地下水数值模拟的重要步骤。模拟优化方法是解决水文地质参数反演问题的一种有效方法。然而, 在模拟-优化的过程中, 地下水数值模拟模型会被调用数千次, 导致了庞大的计算负担。为了克服这一缺点, 本文提出了一种自适应动态替代模型,并将其应用于中国某水源地的水文地质参数反演问题中。首先, 引入改进的Morris方法筛选地下水模拟模型中的敏感参数, 以降低参数反演的维度。然后, 构建了初始静态替代模型和优化模型。最后, 采用自适应抽样方法对替代模型和优化模型进行迭代更新, 直到得到最优的参数反演结果。结果表明, 与静态替代模型相比, 自适应动态替代模型仅增加了11个样本, 即有效地提高了替代模型的精度。验证结果表明, 基于自适应替代模型的模拟优化框架有效地减小了模拟水头与实测水头之间的误差, 从而提高了水文地质参数反演的精确性和可行性。
Resumo: A inversão de parâmetros hidrogeológicos é uma etapa essencial da simulação numérica de águas subterrâneas. Um modelo de otimização- simulação é um método eficaz para resolver o problema de inversão de parâmetros hidrogeológicos. No entanto, no processo de otimização-simulação, o modelo numérico de simulação de águas subterrâneas será utilizado milhares de vezes, o que resulta em uma grande carga computacional. Para superar essa desvantagem, um modelo substituto dinâmico adaptativo é proposto e aplicado à inversão de parâmetros hidrogeológicos em uma área de fonte de água na China. Em primeiro lugar, o método de Morris modificado é introduzido para filtrar os parâmetros sensíveis do modelo de simulação de águas subterrâneas, o que pode reduzir as dimensões da inversão dos parâmetros. Em seguida, um modelo substituto estático inicial e o modelo de otimização são construídos. Finalmente, o método de amostragem adaptativa é usado para atualizar interativamente os modelos substitutos e de otimização até que os parâmetros de inversão ótimos sejam obtidos. Os resultados mostram que o modelo substituto dinâmico adaptativo melhora efetivamente a precisão do modelo substituto com apenas 11 amostras recém adicionadas em comparação com o modelo substituto estático. Os resultados da validação demonstram que a estrutura de otimização-simulação baseada em modelo substituto adaptativo reduz efetivamente o erro entre as cargas hidráulicas simuladas e medidas, melhorando assim a precisão e viabilidade da inversão de parâmetros hidrogeológicos.