非线性动力学特征下的地面沉降灰色模糊尖点突变预测

"地面沉降灰色模糊尖点突变的预测" 本文主要探讨了由地下水开采导致的地面沉降现象，并提出了一种新的预测模型——灰色模糊尖点突变预测模型。作者马丹、邓春涛和刘玉景来自中国矿业大学，他们首先分析了地面沉降的非线性动力学特性，这是由于采水活动打破了地下岩土体的力学平衡，进而导致地表的沉降。 在模型构建部分，研究者系统地介绍了灰色预测理论，这是一种处理不完全信息系统中的数据预测方法。他们将灰色预测与模糊理论相结合，引入尖点突变的概念，以适应地面沉降过程中可能出现的突然变化。模型的参数确定是通过特定的算法进行的，同时，他们还提出了模型精度的检验方法，确保模型的可靠性。 实际应用中，该模型被应用于徐州市微山湖畔地面沉降的预测。经过模型运算，得出的最大滤波误差相对误差为0.110824，平均模拟相对误差为0.056918，这表明模型的预测精度较高，预测序列与实际测量数据吻合度良好。 关键词：地面沉降、灰色预测、模糊尖点、突变模型。 在引言中，作者强调了地面沉降问题的严重性，特别是在社会经济发展和水资源需求增加的背景下，过度开采地下水引发的地面沉降已成为一个亟待解决的问题。当前，预测方法主要包括经典分层总和法、数值计算方法和基于实测资料的预测方法。然而，前两种方法依赖于实验室参数，可能无法准确反映实际状况，而第三种方法则更注重实际数据，能提供更可靠的结果。 沉降分析基础部分，作者概述了三种沉降预测方法的类别和优缺点。其中，第三类方法，即基于现场实测资料的预测方法，因其理论基础扎实且操作简便，通常能提供更为满意的预测结果。在地面沉降发生的原因上，研究者指出液态动力场变化和地层结构（如粘土层和砂层）是关键因素。 地面沉降灰色模糊尖点突变预测模型为解决因地下水过度开采导致的地面沉降问题提供了新的科学工具，它能够更准确地预测沉降发展趋势，有助于预防和减轻地面沉降灾害的影响。