基于集对分析联系数的合肥市水资源承载力评价

为科学指导合肥市水资源综合规划与管理,在综合分析水资源承载力与水资源-社会经济-生态环境系统相互关系的基础上,从支撑力、压力、调控力子系统选取13项指标,建立合肥市水资源承载力评价指标体系,运用集对分析联系数评价模型对合肥市2011-2016年水资源承载力进行综合评价。结果表明:合肥市2011-2015年水资源承载力评价等级为3级,2016年为2级,整体形势严峻,承载能力较差,但已有所改善,发展趋势良好;运用减法集对势理论,确定指标人均水资源量、产水模数、植被覆盖率、人口密度、水资源开发利用率、生态用水率是导致合肥市水资源承载力不足的主要因素。     

基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型

针对现有集对势方法难以进一步挖掘联系数中不确定性变化信息问题,提出将三元联系数减法集对势看作一个服从正态分布的随机变量,采用95%置信水平下置信区间的长度来反映不确定性大小,建立了基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型。以宿州市为例对构建的模型进行了验证,评价结果与现有的减法集对势、半偏减法集对势方法相一致,说明基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型合理有效;该模型得到的评价结果不是一个数值,而是一置信概率区间,提供了关于评价结果可靠性方面的信息,能够反映在多种不确定因素综合影响下的旱灾风险实际情况,在水资源保护系统不确定性分析评价中具有应用前景。     

基于减法集对势的大兴区地下水开采强度评价与诊断

为定量评价大兴区地下水开采强度,识别引起地下水开采强度增加的主要因素,基于集对分析构建了地下水开采强度评价模型,对研究区2006—2016年地下水开采强度进行了动态评价,并利用减法集对势识别了影响地下水开采强度的主要因子。结果表明:研究区2006—2016年地下水平均开采强度为中等强度,且有逐步恶化的趋势;2010年、2013年地下水开采强度平均联系数的减法集对势分别处于偏反势、反势,是地下水开采强度重点调控的年份;2010年有3个指标联系数的减法集对势处于偏反势或反势,分别为工业产值、第三产业产值和水浇地面积,涉及乡镇分别为3个、3个、5个,2013年有5个指标联系数的减法集对势处于偏反势或反势,分别为水浇地面积、菜田面积、设施农业面积、果园面积、机井数,涉及乡镇分别为5个、3个、7个、1个、4个。     

基于集对分析和可变模糊集的区域抗旱能力评价模型

建立区域抗旱能力评价指标体系和评价标准,用基于加速遗传算法的模糊层次分析法筛选指标、确定各指标和子系统的权重,将集对分析(SPA)与可变模糊集(VFS)的相对隶属度函数结合构建了基于集对分析-可变模糊集耦合评价法的区域抗旱能力评价(SPA-VFS)模型,并将SPA-VFS模型应用于合肥市抗旱能力评价。结果表明,合肥市抗旱能力的评价等级为3级,抗旱能力一般;SPA-VFS与属性数学的置信度准则评判方法具有一致性和互补性,两者联合应用可保障评价结果的可靠性。指出应进一步提高合肥市的抗旱组织管理水平,推广节水技术,控制人口增长,增强市民抗旱意识,以进一步提高合肥市抗旱能力。     

基于集对分析的生态系统健康评价

以广州市大金钟水库2008年11月至2009年3月间的实测数据为基础,选取了16个评价指标,采用层次分析法和熵权法结合的组合赋权法确定各指标权重,通过建立五元联系数集对分析模型,计算出大金钟水库各月的样本联系数,分析其生态系统健康状况变化。结果表明:水库各理化指标评价结果与地表水环境质量标准评定结果一致;水库生物结构指标评价结果与实际情况相符;水库整体上状况良好,健康状态由"亚健康"向"健康"逐步改善。与模糊综合评价法、欧式距离法评价结果相比较,集对分析模型评价结果更准确、合理,更适合水库生态系统等复杂系统的健康评价。     

五元联系数在黄河健康评价中的应用

河流健康系统是由众多不确定性和复杂性因素组成的,五元联系数是集对分析中同异反联系数的推广,它可更深入地分析系统中的各种不确定性。用层次分析法确定指标权重,从主客观两方面定量计算河流健康程度,将五元联系数应用于黄河健康系统的评价,用联系度可描述评价对象与评价标准之间的关系,其结果简便直观,能清晰地反映评价对象和评价标准间的联系。得到河流健康评价等级为"亚健康",其结果与有序度熵的河流健康评价方法所得结果一致。     

半偏减法集对势在区域旱灾风险评估中的应用

为深入挖掘旱灾风险动态评估中评价样本与评价标准之间存在的不确定性问题,提出用半偏减法集对势这一新的联系数伴随函数,建立区域旱灾风险动态评估的半偏减法集对势方法（SSSPP）,并应用于宿州市2007—2017年旱灾风险动态评估和风险脆弱性因子识别研究。结果表明:宿州市旱灾风险综合等级基本在2级以上,处于偏危险状态,通过半偏减法集对势值可判别2009、2010及2011年处于偏反势,为高危险年份。通过半偏减法集对势方法识别出了宿州市旱灾风险脆弱性指标有:相对湿润度指数、土壤相对湿度、土壤类型、单位面积水资源量、耕地率、农业人口比例、水库调蓄率、单位面积现状供水能力、单位面积应急浇水能力、灌溉指数、节水灌溉率,这11个指标是宿州市降低旱灾风险等级进一步需要调控的对象。     

基于联系数的安徽省抗旱能力综合评价模型

为合理确定区域抗旱能力评价指标体系及其评价等级标准,在随机、模糊等不确定性影响因素下建立了有效的抗旱能力定量评价模型,利用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和变异系数法分别计算了指标的主客观权重,建立了基于联系数的抗旱能力综合评价模型。该模型从样本、子系统、指标3个层次表达评价样本的抗旱能力,并采用置信度准则对评价结果进行了补充验证。运用该模型综合评价了安徽省17个地级市2007年的抗旱能力,提出了提高抗旱能力的建议。结果表明:①提高农业用水效率、改善种植结构是增强安徽省抗旱能力的有效途径之一;②抗旱能力建设必须在科学的指导下分阶段、有的放矢地进行,短期内应加强工程与非工程抗旱能力建设,长期抗旱能力建设主要是提高科技抗旱水平以及生态抗旱能力,实现人与自然的和谐共处。     

基于集对分析的径流丰枯分类探讨

年径流丰枯不仅与年径流大小有关,而且与径流的时程分配有关。传统径流分类方法仅考虑到年径流大小,而未考虑时程分配信息。以长江寸滩水文站55 a逐月流量资料为依据,选用集对分析法,以分类集合与分类标准集合构造集对,用联系度描述集对的关系并进行年径流丰枯分类。提出了联系度、联系度元数K及联系数的确定方法。研究表明,集对分析法较常规方法更能反映年径流丰枯实际,在水文水资源分析计算中具有一定的推广应用价值。     

基于组合权重-集对分析理论的城市湖泊水质评价模型——以玄武湖为例

全面准确地进行水质评价是城市湖泊有效治理的前提。研究基于组合权重-集对分析理论，以溶解氧(DO)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)、总氮(TN)为评价指标，利用综合层次分析法和熵权法确定指标权重，选择六元联系数，建立了适用于玄武湖的水质评价模型。结果表明，玄武湖的水质尚未完全达到Ⅳ类水标准，与传统评价方法(单因子评价法、主成分分析法)相比，采用基于组合权重-集对分析理论的城市湖泊水质模型开展评价工作时，可通过主客观相结合的方法综合考虑多种指标，且能对同一片湖区不同区域的同一等级水质的进一步发展趋势进行分析，从而完成更为全面细致的水质评价工作，为后续城市湖泊分区治理提供更为可靠的依据。     

水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法

为动态分析水资源承载力变化状况、准确识别脆弱性指标,采用万有引力和阻尼系数的思想,构造了用以反映集对事件的联系程度及态势的引力减法集对势。将引力减法集对势应用于水资源承载力动态分析评价中,并与现有的减法集对势进行对比分析。结果表明:引力减法集对势对安徽省水资源承载力的动态分析及态势分析的结果与现有的减法集对势结果相一致,这两种集对势之间的相关系数接近1.0;引力减法集对势诊断出以下指标—植被覆盖率、人口密度、入河污水排放达标率、水功能区水质达标率和生态用水率是安徽省2005—2015年水资源承载力评价的脆弱性指标,需重点调控,其他指标需注意做好改善工作。因此,引力减法集对势方法运用于安徽省水资源承载力动态评价与诊断是可行的;该方法解释性强、计算简便、结果符合实际、适用性强,为判断集对事件的当前状态及发展趋势提供了新途径,在系统动态分析评价中具有应用前景。     

施工企业视角下水电项目群资源冲突风险评价及预测

水电工程项目群建设过程中风险管理是一个多方合作联合供应的复杂系统,其中资源冲突是施工企业风险管理过程中最为关键的风险。针对资源冲突风险的复杂性和不确定性,引入集对分析理论,提出基于五元联系数的水电工程项目群资源冲突风险评价及预测模型。根据水电工程项目群资源冲突特征建立资源冲突风险评价体系,通过熵权法估计各评价指标权重,运用五元联系数建立同异反风险评价预测模型进行静态风险评价,用偏联系数动态预测风险发展趋势。以某河流流域干流上游河段的水电站为例,运用模型进行分析。结果表明,该水电站资源冲突风险等级较低,整体上呈现风险逐渐降低的趋势,但其中各子风险呈现波浪式的发展趋势,与实际情况相符,验证了该模型的可行性。     

基于集对分析的水资源承载力动态评价——以四川省为例

针对传统评价方法只能得到宏观评价结果的不足,研究构建了五元联系数模型,用于四川省水资源承载力动态评价与分析。分析结果表明:①五元联系数与偏联系数既能宏观评价区域水资源承载力,又能发掘其微观变化趋势,评价结果准确合理。②从宏观上来说,四川省水资源承载力在评价时间段均处于基本平衡状态,能够支撑四川省目前的社会经济规模。③从微观上来说,四川省水资源承载力联系度在整体上呈上升的趋势,在2009,2011年和2015年3个时间点出现了小幅波动。④各子系统的承载能力排序为水资源社会经济生态环境。根据评价与分析结果,确定了四川省今后改善水资源承载能力的措施和方向,亦即将以控制污染物排放和提高用水效率两个方面为主,以满足新时代下可持续发展和生态文明建设的要求。     

基于近邻估计的年径流预测动态 联系数回归模型

集对分析理论为处理确定、不确定系统提供了新的途径,根据集对分析理论建立起来的预测联系数回归模型可以明显改善回归模型的预测精度。对于预测因子结构具有的动态性,文中将利用近邻估计,通过计算各个预测因子的变异系数,来判断预测因子在某次预测中处于强势或者弱势,进而动态地选择预报功能大的强势因子,消除对预报起负面作用的弱势因子的作用,这样很好地体现了预测因子结构中具有的动态性。基于此建立了基于近邻估计的年径流预测动态联系数回归模型（NNE-DCNR）。结果说明：用NNE-DCNR去预测年径流量,预测精度比常用预测方法有显著提高,在水文水资源的预测中具有推广应用价值     

基于联系数的城市水生态文明建设评价方法

为对不同不确定性条件下城市水生态文明建设进行定量评价,识别城市水生态文明建设中的薄弱指标并判断建设状态的发展趋势,提出了采用遗传模糊层次分析法筛选评价指标,采用联系数方法进行定量评价,并综合运用级别特征值法、属性识别法、减法集对势法和加权综合得分法来评价城市水生态文明建设状态的城市水生态文明建设评价方法。以安徽省马鞍山、淮北、六安、池州城市水生态文明建设评价为例对所提出的方法进行了验证,评价结果与实际情况契合度较高,表明该方法合理可靠;该方法充分利用了相关评价信息,分析和判断结果合理,应用简便,可用于不同城市水生态文明建设动态评价。     

基于多元联系数的水闸运行安全态势综合评判

针对现有的水闸安全评判方法易受主观性影响,且多难以充分考虑被评判对象确定性与不确定性因素相互作用等问题,在对水闸安全多层次评判指标体系研究构建的基础上,将集对分析理论中的联系数和集对势引入水闸安全态势评判中,并通过对指标权重的主客观组合赋权,以实现水闸运行安全状态的综合评估和发展状况的趋势预测。通过对某实际水闸工程的分析计算,该方法在水闸运行安全态势综合评判中的可行性和有效性得到了验证,较好地实现了案例工程安全态势的定性与定量评判。     

基于联系数的安徽省水资源承载力动态诊断评价研究

为定量评价安徽省水资源承载力的整体状况和发展趋势、识别引起水资源承载力不安全的主要因素,采用"评价-诊断-调控-再评价"的研究思路,构建了基于联系数的区域水资源承载力诊断评价模型,对安徽省水资源承载力进行了动态诊断评价研究,并利用减法集对势识别水资源承载力的脆弱性指标。结果表明:安徽省2005-2015年的水资源承载力综合评价等级值均处于2级临界超载附近,虽存在缓慢改善的趋势、但承载状况不理想;将诊断识别出引起水资源承载状况不安全的主要指标进行调控后,再次对水资源承载力的总体安全状况进行综合评价,调控后再评价的承载状况结果得到明显改善;上述所采用的诊断评价方法及研究思路可为安徽省水资源合理配置与调控提供技术支持。     

面向关系结构的水资源集对分析研究进展

水资源-经济社会-生态环境复杂系统的智能分析是水利科学发展和经济社会发展的重要研究,面向关系结构的集对分析从确定性不确定性的联系和转换的角度提供了一种全面、细致、动态分析该复杂系统的基本途径,对定量处理水资源复杂系统确定性不确定性问题具有重要意义。基于文献计量方法分析指出水资源集对分析研究正发展为一个新兴领域,主要研究成果集中于水利工程、土木工程和资源科学领域,研究热点主要有集对分析中的联系度和联系数方法、水资源分析预测与评价方法及其在水资源承载力、水资源可持续利用、水安全、水资源-经济社会协调发展中的应用。基于上述研究热点,在阐述水资源集对分析的关系结构特征基础上,重点综述了水资源集对关系结构分析、水资源集对预测、水资源集对评价、水资源集对决策调控4个方向的研究进展,并展望了水资源集对分析研究的未来发展趋势,以期进一步推动水资源集对分析的发展,为水资源复杂系统分析管控提供重要理论支撑。     

基于集对分析的大坝风险后果综合评价

针对大坝风险的自身不确定性、相互间关联性及量纲不统一而造成的大坝风险后果综合评价困难的问题,结合现有法律法规对溃坝后果事故等级分类的相关规定,建立基于集对分析的大坝风险后果综合评价模型,从同、异、反三方面刻画风险后果与各事故等级的趋同程度,并根据最大集对势原理确定大坝风险后果综合评价等级及其排序。将该评价模型应用于江西省5座水库大坝溃坝后果综合评价中,并将该评价结果与基于属性区间计算模型的评价结果进行对比。结果表明:集对分析评价模型过程简明、运算量少,且评价结果合理、客观、全面、清晰,为大坝风险后果综合评价提供了一种新思路。     

基于率定量化标准系数的SPA年径流预测

针对集对分析(set pair analysis,SPA)在径流预测中径流集合量化标准仅根据主观经验确定的问题,提出了率定量化标准系数的SPA年径流预测模型,即首先对量化标准系数进行率定,再用SPA模型对径流进行预测。将该模型应用于长江宜昌站,并与经验标准预测结果进行对比。结果表明,率定量化标准后的预测结果能更好、更准确地反映原序列的变化,精度更高。