基于随机森林的地下水溶质运移替代模型研究

作     者：柏晓鹏 南瑞川 杜甫 闫晓惠 张婷婷 

作者机构：大连理工大学建设工程学院 中国环境科学研究院国家环境保护河口与海岸带环境重点实验室 

出 版 物：《水电能源科学》 (Water Resources and Power)

年 卷 期：2024年

页      面：60-63页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC3702300) 国家自然科学基金项目(52309079) 中国环境科学研究院国家环境保护河口与海岸带环境重点实验室开放基金项目(HKHA2022012) 

主　　题：地下水污染 SA-LHS 随机森林 替代模型 数值模拟 

摘      要：地下水污染溯源和含水层参数反演等逆问题通常受到大量计算负荷量的限制。为解决这一问题,考虑采用替代模型,以降低地下水逆问题的计算成本。首先采用模拟退火拉丁超立方采样(SA-LHS)抽取200组工况;运用Visual Modflow的MODFLOW模块、MT3DMS模型进行地下水溶质运移模拟;最后利用随机森林(RF)模型建立地下水溶质运移模型的替代模型。结果表明,替代模型精度较高,值得强调的是,Visual Modflow模拟200组工况需要120 min,随机森林模型仅需0.92 s,运行速度提升7 800倍,在保持较高精度的同时大幅减少反复运行地下水污染溶质运移模型的计算负荷。