基于时间序列模型的济南趵突泉地下水位预测

摘要

本文对2012年5月至2017年12月济南泉域趵突泉的地下水位波动规律进行了分析,并采用3种灰色时间序列模型,评价了保泉形势,通过模型的拟合效果检验可知:对于存在周期性波动趋势的地下水位观测值,GM(1,1)模型优势未能得到充分体现,ARIMA与Holt-Winters模型的预测结果较为接近,整体精度较高,表现出明显的预测优势。深入比选ARIMA与Holt-Winters模型的8项拟合优度指标,最终确定利用预测效果最优的Holt-Winters模型,从时间序列的角度对趵突泉地下水位进行分析,并预测2018—2019年趵突泉的年平均水位分别为27.734m和27.605m,泉水位波动的峰值为28.215 m,谷值将出现于2019年的6月份,数值仅为27.124m,逼近27.01m的泉水停喷线,为近7年来的最低水位。预测结果表明:现状降雨与开采条件下,2019年6月趵突泉将面临潜在的停喷的危机,保泉形势不容乐观。