矿井涌水量中的混沌及其最大预报时间尺度

韩非¹

(1.南京大学,地球科学系,江苏,南京,210093)

摘要:矿井涌水量的长期预报是矿山安全、供水工程和环境保护决策者一直关心的问题,而各种长期预报的方法因矿井涌水量易受混沌因素影响其预报精度会随着预报时间的延长而降低,最终变得不可用.长期预报的有效期有多长,目前尚没有相关文献提及.以山东黑旺铁矿矿井涌水量观测序列作为研究实例,对其267个时间序列的观测值按照导致最小相关系数的迟滞时间进行相空间重构,求算出该空间饱和嵌入维数为10,观测序列的最大Lyapunov指数为0.026.证实该观测序列含有混沌因素的设想,并在此基础上求算出该矿井涌水量的最大预报时间尺度为38个月.由于北方多数矿区具有与研究区类似的地质条件,因此,提出的计算方法对今后矿井涌水量时间序列的长期预报工作具有一定的指导意义.

关键词:矿井涌水量; 长期预报; 混沌; Lyapunov指数;

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