基于熵权的五元联系数在地下水水质评价中的应用

针对地下水水质评价中存在的模糊、不确定性问题,结合熵权法和集对分析理论,建立了基于熵权的五元联系数集对模型.根据水质样本各指标与各等级标准的联系程度,构造联系度公式,结合信息熵计算各评价指标的权重,对地下水水质进行综合评价.通过对咸阳市泾阳县4个观测井水质的综合评价,说明了五元联系数集对模型在地下水水质评价中的可行性和有效性.     

基于熵权的属性识别水质评价模型

为了克服在一般水质综合评价过程中确定评价指标的权重系数带有主观性的弱点，通过综合分析评价指标自身信息，利用Shannon熵理论，客观地确定出水质评价指标的熵权系数，并将其与属性识别理论进行结合，提出一种基于熵权的属性识别水质评价模型。同时，以渭河干流水质评价为实例，证实了该方法在水质评价应用中的可行性和有效性。     

模糊物元模型在地下水水质评价中的应用

 在模糊物元分析的基础之上,与熵权法相结合,构建了用于评价地下水水质的模糊物元分析模型。在进行水质评价时,把水质的分类等级作为物元的事物 , 以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过计算与理想模糊物元之间的海明贴近度,实现对水样水质的等级评价。采用熵权法确定权重,避免了人为因素的影响。应用此模型,对焦作市主城区中深层地下水进行了评价,结果表明：该模型应用于地下水水质评价,是合理可行的,且方法简单,便于操作。为水质综合评价提供了新的有效方法。     

基于熵权的模糊物元模型在水质综合评价中的应用

鉴于水质评价中各指标的不确定性和模糊性，将熵值理论与模糊物元建模相结合，应用于水质综合评价中，建立了基于熵权的模糊物元模型。引用信息熵所反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数，有效地避免了权重分配困难的问题。该模型以一种新的方法进行水质综合评价，并结合实例进行应用，通过与综合评判法及属性识别法的比较，进一步验证了该模型的合理、简便和实用。     

多水源供水原水水质综合评价的熵权集对分析模型

为了对多水源供水的原水水质进行合理有效的评价,尝试应用熵权集对分析模型对沈阳市新城子区的地下水水质进行综合评价.熵权集对分析法是利用熵原理确定评价指标的权重,然后与集对分析结合利用联系数对原水水质进行评价.相对于其他评价方法来说:熵权集对分析模型考虑了不同水源同一指标的差异性,评价结果更符合实际要求.研究结果表明:熵权集对分析法评价信息全面,计算结果更贴近实际情况,在多水源水质评价中具有一定的实用价值.     

熵权法在农村安全饮水水质评价中的应用

应用熵权法赋权对水质进行评价，考虑了多个样本间的联系，根据各项指标值的差异程度，确定各指标的权重，可削弱异常值的影响，使评价结果更准确、合理。熵权法应用于巩义市农村安全饮水水质评价的实例表明，该法是一种有效的赋权方法，在水质综合评价中有重要的应用价值。     

多种密切值法在水质评价应用中的对比研究

为了分析各种密切值法的特点,选择最佳的地下水水质评价方法,叙述了传统密切值法、改进的密切值法、基于熵权改进的密切值法、基于熵权的密切值法的方法原理,并以内蒙古东胜煤田阿不亥普查区的地下水水质综合评价为例,用上述各种密切值法进行地下水水质评价,将评价结果与模糊数学法的评价结果进行对比,分析各种评价结果的合理性。结果发现:当各水样的检测值差别相对较大时,采用目标差值率法对初始环境矩阵规范化处理,会过分夸大该指标在水质评价中的作用,所以改进的密切值法和基于熵权改进的密切值法在这种情况下评价结果很不理想。运用信息熵原理确定各指标的权重,综合考虑了各种信息,弥补了传统的密切值法的缺点,基于熵权的密切值法是各种密切值法中最合理的评价方法。     

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。     

基于综合权重的灌溉水质评价物元模型

针对灌溉水质单指标评价的缺点和现有综合评价方法存在的问题,将分辨能力强、不易丢失信息的物元模型引入到灌溉水质的评价中,并采用主观权重(AHP法)和客观权重(熵权法)综合的方法解决关联度计算时权重不易确定的问题。将基于综合权重的灌溉水质评价物元模型应用于实例分析,5个水样的灌溉水质分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅴ级、Ⅴ级和Ⅲ级,与属性综合评价法的评价结果基本一致,说明物元模型用于灌溉水质综合评价方法可行、结果可信。     

基于熵权云模型评价法的省级考核断面水质评价与对比

水环境系统拥有随机性和模糊性,20世纪90年代提出的云模型可以灵活地实现数据和概念的转换,因此逐渐应用在水质评价;水质评价问题本质是一个多属性分类问题,欧式距离可以很好地表征多属性问题,其在水质评价中也开始应用。为比较变权欧式距离法及熵权云模型评价法在水质评价中的优劣性,依托陕西省渭河、汉江、丹江3条主要河流2020年水质监测数据,采用变权欧式距离法和熵权云模型评价法综合评价3条河流40个断面的地表水环境质量。结果表明：研究区域内水质状况良好,70%以上的站点水质达到Ⅲ类水。污染较为严重的断面主要分布在渭河支流,主要污染物控制指标为化学需氧量和氨氮。     

基于水量水质双控的缺水地区水资源优化配置

开展水量水质双控约束下水资源优化配置研究是落实新时期"节水优先"方针、保障区域水安全和促进水资源可持续利用的基础支撑。针对我国北方地区资源型缺水、工程型缺水并存的问题,以山东省昌乐县为例,结合WEAP模型与传统水资源配置理论方法,根据区域用水需求与总量控制及水功能区限制纳污管控要求,统筹协调生活、生产、生态用水,建立基于水量水质双控的区域水资源优化配置模型,采用AHP法、熵权法、AHP-熵权耦合法计算不同情景方案的配置效益并优选配置方案。结果表明:规划水平年农业、城市供水保证率分别为50%、95%时,基于用水总量控制的跨流域调水、强化行业节水和水污染治理以及加大再生水回用相结合的配置方案(B4方案)综合效益最大,各行业用水需求均能得到满足,GDP较现状水平年增加709.01亿元,再生水利用率提高至25%。     

南水北调中线输水水质标准研究

《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)是当前南水北调中线水质监测评价的主要依据,但是该标准中部分指标与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)和《城市供水水质标准》(CJ/T 206-2005)不衔接,导致供水和用水双方的水质信息无法充分共享。通过对比3部标准中水质指标和浓度限值的异同,结合南水北调中线水质特征,从水质标准衔接和水质从严管控的角度,初步拟定了南水北调中线输水水质标准,即以《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)为基础,提出将氨氮和粪大肠菌群等21项指标浓度限值调低,继续保留pH等87项指标的浓度限值,明确基本项目中总氮指标的浓度限值为2mg/L,增加浑浊度、叶绿素a和藻密度3项指标。     

水功能区水质响应系数计算研究

水质响应系数是计算水环境容量,进而明确排污责任主体的重要基础。以一维对流扩散方程为基础,基于线性叠加原理,推导了水质响应系数矩阵,探讨了基于综合水动力水质模型的水功能区水质响应系数矩阵高效计算方法。基于HEC-RAS模型建立了辽河干流水动力水质模型,据此计算了辽河干流水功能区水质响应系数矩阵。结果表明:基于综合水动力水质模型的水功能区水质响应系数矩阵高效计算方法可显著提高计算效率,而且HECRAS模型不仅在水动力模拟方面优势显著,在水质模拟方面亦表现出良好特性。较之公式法,基于综合水动力水质模型计算水功能区水质响应系数可以显著提高计算精度。     

洪水事件对碧流河水库水质影响

受全球气候变化的影响,暴雨洪水事件发生频率呈增加趋势,水库作为流域内重要的控制性水利工程,洪水过程中水质安全面临严重威胁。以碧流河水库为例,对建库以来7场典型洪水前后水质状况进行分析,结果表明,洪水过程能够减弱碧流河水库水体的热分层结构,影响溶解氧垂向分布;洪水过程影响较大的水质指标为六价铬、大肠菌群、高锰酸盐指数、氨氮和总磷,洪水过后上升趋势较为明显;空间上来说,洪水对入库口断面的影响大于对坝前断面的影响,碧流河水库地形特征能够减弱洪水异重流对坝前水质的影响;评价结果显示洪水过后碧流河水库水质变差,但整体上能够满足地表水环境质量标准中水源地要求;洪水期间入库污染物主要来自流域非点源污染。分析认为,通过源头治理、入库口拦截、合理调度等措施可以减轻洪水事件对水库水质的影响。     

基于Condor 的模型参数自动识别实例研究

基于物理机理的分布参数模型广泛用于评价和模拟地下水流和水力响应。传统的确定数值模型参数的试错法(人工方法),过多地依赖于建模者的经验和主观判断,并且是一个非常耗时的过程。引进一种带约束、非线性、全局收敛且无需求导的Condor优化算法,以理想的地下水模型为例,实现了模型参数自动识别的完整过程,并与广泛采用的遗传算法收敛效果进行对比。结果表明,相比于遗传算法,Condor算法受参数初值影响小,寻优效率提升显著。     

地下水水源地污染预警应用研究——以浑河冲洪积扇为例

地下水水源地污染预警是集中城镇供水的地下水资源保护和管理的重要依据。为了控制地下水污染,使地下水保护更具预见性和主动性,提出了基于水质现状和污染风险的地下水水源地污染预警思路。水质现状是预警基础,决定预警的起始状态;污染风险考虑了污染源载荷风险和污染危害性,反映人类活动对地下水的影响,决定区域污染状况的发展变化。以浑河冲洪积扇饮用水水源地为例,通过各因子的评价和叠加分析得到地下水水源地污染预警值,结果显示浑河冲洪积扇地区大部分水源地存在不同程度的污染警情。研究结果可为当地地下水水源地保护提供依据。     

再生水补给条件下河流水质及河岸渗滤水质演变试验

由于人类活动影响加剧,永定河呈现水量锐减以及水环境持续恶化的趋势,生态环境遭到严重破坏。在此背景下,永定河生态重建工程亟待开展,生态补水方式急需确定。为探究多水源生态补水方式对河流水质及河岸渗滤水质演变的影响,开展模拟试验,探究流速、温度和土壤渗滤对再生水补水水质的影响。研究结果表明:流速增加有利于污染物降解;与高温相比,低温条件下的污染物降解能力明显优于高温,表明低温在一定程度上有利于再生水补水水质的改善;河岸渗滤水某些水质指标有一定程度的好转,但由于河底沉积物的聚集吸附作用使得通过土壤的水体轻微富营养化。最终结果表明,流速对于再生水补水水质指标影响最大。     

基于模糊相似的长距离输水管线系统 风险评价指标体系确立

长距离输水管道工程因其复杂性而存在诸多风险,由于失事后果的严重性,通过实践获取各风险事件的发生概率及事故造成的损失很不现实。鉴于评价指标的模糊性和关联性对评价结果的客观性影响很大,通过引入模糊相似理论和三角模糊数,提出了模糊相似评价方法。以东北某长距离埋地输水管道供水工程为例,对初步识别的风险事件进行筛选,并完成了对风险评价指标集的模糊相似评价。评价表明,暴雪和山体滑坡、工程总体布局不尽合理和流量调整频繁、设备失灵和监控系统失效、管理设施不完善和资金保障不到位、人为破坏和通信故障等五组指标具有较高的相似度,结果比较符合实际,可剔除权重较小的相似指标,新确立的风险指标体系能在一定程度上简化风险综合评价的复杂度,方法简便可行。     

1980 年以来黄河内蒙古段十大孔兑流域 土地利用变化时空特征

研究黄河内蒙古段十大孔兑(以下简称十大孔兑)流域土地利用变化,对于区域生态环境建设和水土保持效果评价有重要意义。根据1980年、1998年、2010年3期遥感影像解译的土地利用数据,采用土地利用动态变化和土地利用转移矩阵,系统分析了十大孔兑流域1980年以来的土地利用变化时空特征。结果表明:研究区以耕地、草地和未利用地为主要土地利用类型,1980年以来草地面积逐渐增加,未利用地面积逐渐减少,1998年-2010年较1980年-1998年的土地利用变化幅度和变化速度提高。1980年-1998年和1998年-2010年,土地利用转移方向主要是未利用地向低、中覆盖草地转化,低覆盖草地向中、高覆盖草地转化,中覆盖草地向高覆盖草地转化,该转化主要分布在流域的上中游,以流域东部和西部最明显。1980年-1998年间低覆盖草地向中、高覆盖草地转化比例较高,1998年-2010年间未利用地向低、中覆盖草地转化比例较高。分析认为,1980年以来十大孔兑流域城镇化水平提高,林草水保措施力度增强、成效显著,区域生态环境改善,特别是国家实施"退耕还林(草)"生态修复政策后,生态环境改善效果更为突出。     

不同灌水处理对多砾石砂土膜下滴灌玉米 水分分布特征的影响

为探究不同灌水定额对多砾石砂土膜下滴灌玉米土壤水分分布的影响,采用大田小区对比的试验方法,分析30.0mm、37.5mm、45.0mm、52.5mm、60.0mm五种灌水定额对土壤水分分布的影响。结果表明:同一灌水处理条件下,土壤剖面含水率等值线分布形式的变化过程是"长轴在垂向的椭圆形-长轴在横向的椭圆形-单峰曲线"。灌水24h后土壤含水率达到一个相对的稳定状态,且土壤表面25cm内的含水率明显小于灌后0h土壤含水率;40cm深度处土壤含水率达到最大。不同灌水定额土壤含水率变化趋势一致,随灌水定额的增加含水率等值线图越接近于椭圆形;在垂直方向与水平方向土壤含水率增加幅度分别表现为:中部下部上部、左部中部右部;52.5mm灌水定额处理下不同深度的土壤含水率最接近田间持水率。试验分析认为在多砾石砂土地区52.5mm灌水定额处理是水分分布最优的灌水处理。