(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210836061.6 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 南方科技大 学 地址 518000 广东省深圳市南 山区桃源街 道学苑大道1088号 (72)发明人 梁修雨　孟祥帅　马恩泽　张将伟　 周韵秋　 (74)专利代理 机构 深圳市科 冠知识产权代理有 限公司 4 4355 专利代理师 王丽坤 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01D 21/02(2006.01) G06F 17/14(2006.01) (54)发明名称 一种水文地质参数估计方法、 装置、 设备和 存储介质 (57)摘要 本发明适用水文地质参数计算技术领域， 提 供了一种水文地质参数估计方法、 装置、 设备和 存储介质， 通过对已有的地下水位观测资料进行 频谱分析， 并结合水文地质参数建立近河含水层 水位对补给源响应的传递函数 理论模型， 由含水 层水位响应的传递函数理论模型对监测到的实 测水位响应频谱特征拟合配线获得含水层水文 地质参数， 本发 明方法解决了 现场试验方法存在 人为干扰和成本较高无法实现连续监测的问题， 同时避免了观测场地环境因素的限制， 充分利用 已有资料即可实现对近河含水层水文地质参数 的估算， 且本发明操作简单， 易于实际应用， 为近 河含水层水文地质参数的确定提供了一种新的 方法和思路。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115203945 A 2022.10.18 CN 115203945 A 1.一种水文地质参数估计方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 收集待求解水文参数的河岸带近河含水层的水文地质资料， 包括地质信息、 观测井的 施工信息及其水位观测信息； 对所述水文地质资料进行预处理， 所述预处理包括无量纲化和去趋势化， 求解不同的 所述观测井的水位波动的功率谱密度； 根据两口距河流不同位置的所述观测井的水位波动功率谱密度的比值确定传递函数 之比； 根据基于实际地质情况预设的理论模型推导水位振幅在频域的解析解， 并确定传递函 数解析解， 进 而确定对应两口所述观测井的井位的不同目标参数对应的传递 函数之比； 将对应两口所述观测井的井位的不同目标参数对应的传递函数之比与两口所述观测 井的实测数据的功 率谱密度函数比值曲线进 行配线， 选取最接近的理论曲线对应的参数作 为估算结果， 进 而确定含水层的响应时间及河 床渗透性指数。 2.根据权利要求1所述的水文地质参数估计方法， 其特征在于， 所述地质信 息包括分水 岭距河流的距离， 所述观测井的施工信息包括观测井距离河岸的距离 。 3.根据权利要求2所述的水文地质参数估计方法， 其特征在于， 所述去趋势化处理包括 使用原始数据减去其线性趋势。 4.根据权利要求3所述的水文地质参数估计方法， 其特征在于， 所述水位波动的功率谱 密度为单位频率的水位波动的功率谱， 采用傅里叶变换 的方法计算水位波动的功率谱， 即 水位波动的功率谱为 其傅里叶变换的模的平方。 5.根据权利要求1所述的水文地质参数估计方法， 其特征在于， 所述理论模型为一维空 间模型， 所述一 维空间模型包括一个边界为低渗透性河床， 其补给源随时间变化， 左边界河 水位为固定水头， 且需满足以下假设条件： 取水平右方向为 正方向， 且零 点位于河岸带向下延伸与隔水界面的交点； 河岸带是均质各向同性的， 且河 床渗透系数 K’、 不随时间变化； 初始时刻饱和与非饱和带中的水位均为0； 非承压含水层中的水流 运动为一维水平流； 非承压含水层为均值各向同性， 渗透系数 K不随时间变化； 河水位的波动不予考虑， 视河水位始终为0 。 6.根据权利要求5所述的水文地质参数估计方法， 其特征在于， 所述对应两口所述观测 井的井位的不同目标参数对应的传递 函数之比为： 式(18)中， TF1h1R和TF2h2R分别为两口所述观测井处地下水位的传递函数， Sh1h1和Sh2h2分 别为两口所述观测井处地下 水位的功率谱。 7.根据权利要求6所述的水文地质参数估计方法， 其特征在于， 所述与实测数据的功率 谱密度函数比值曲线进行配线， 选取最接近的理论曲线对应的参数作为估算结果的具体实 现方式如下： 在ωD＝2 π ft0的设定条件下， 将公式(18)转换为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115203945 A 2传递函数TF(t0， f， α )中的频率f即为实测数据的时间频率f。 8.一种水文地质参数估计装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 实测数据获取模块， 用于收集待求解水文参数的河岸带近河含水层的水文地质资料， 包括地质信息、 观测井的施工信息及其水位观测信息； 实测数据处理模块， 用于对所述水文地质资料进行预处理， 求解不同的所述观测井的 水位波动的功率谱密度； 实测数据计算模块， 用于根据两口距河流不同位置的所述观测井的水位波动功率谱密 度的比值确定传递 函数之比； 理论模型计算模块， 用于根据基于实 际地质情况预设的理论模型， 推导水位振幅在频 域的解析解， 并确定转化函数解析解， 进而确定对应两口所述观测井的井位的不同目标参 数对应的传递 函数之比； 配线及估算模块， 用于通过做出两个观测井井位对应的不同目标参数传递函数之比， 与实测数据的功 率谱密度函数比值曲线进 行配线， 选取最接近的理论曲线对应的参数作为 估算结果， 确定含水层的响应时间及河 床渗透性指数。 9.一种水文地质参数估计设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在 所述处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如 权利要求1至7任一项所述方法的步骤。 10.一种可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在于， 所 述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115203945 A 3