基于PP-云模型的河道治理工程效益评价研究

针对目前河道治理工程效益评价方法的不足,通过对效益评价涉及的因素进行分析,建立基于投影寻踪(PP)-云模型理论的综合评价方法。从社会效益、经济效益、生态效益三方面,选择13个评价指标建立评价体系。采用云模型计算主观权重,投影寻踪法计算客观权重,最后通过条件云发生器计算指标隶属度,确定治理工程的效益评价等级。将上述评价模型应用于南京市农花河河道治理工程,计算结果表明,农花河治理工程整体效益较好,其中居民满意度、景观效益等显著提升,今后治理主要方向为污染源控制及水土保持。计算结果与实际调查结果符合,验证了模型计算的准确性与可靠性,可为指导决策者进行河道治理提供参考。     

基于需求层次论的幸福河评价

基于幸福河的概念,构建包含流域自然属性、社会经济属性、人水和谐关系等3个方面26项指标的幸福河评价指标体系,以幸福河指数来表示幸福河的评价结果,并根据需求层次论将幸福河指数划分为基本需求层次、发展需求层次、和谐需求层次。以黄河流域为例,采用模糊综合评价法,建立黄河幸福河评价模型,得出黄河的幸福河指数需求层次。结果显示,黄河上游和中游的幸福河指数达到发展需求层次,下游的幸福河指数为基本需求层次,全河尚未达到和谐发展需求层次。幸福河评价指标体系的构建为科学评价幸福河提供了参考,丰富了幸福河的理论研究。     

基于投影寻踪的湖泊生态健康评价

提出基于投影寻踪的模糊模式识别模型进行湖泊生态健康评价,介绍其主要的4个步骤:1筛选能够反映湖泊健康状况的指标体系;2建立评价标准;3用投影寻踪法确定各指标权重;4采用模糊模式识别模型评价湖泊健康等级,将此模型应用于洪泽湖生态健康评价。结果表明:洪泽湖健康状态处于微病态状态,TN、TP含量过高是影响洪泽湖健康的主要原因;基于投影寻踪的模糊模式识别模型的评价结果符合湖泊实际生态健康状况;模型可推广应用于其他生态系统评价。     

K-L PPC模型在水资源可持续利用评价中的应用

基于水资源可持续利用的内涵和意义,从水资源、社会经济和生态环境3个子系统建立水资源可持续利用指标体系;针对水资源可持续利用评价中各指标的不确定性和模糊性,为提高评价模型的分辨率,引入基于实数编码的加速遗传算法的投影寻踪分类（K－L PPC）模型。以塔里木河源流区为例,通过优选指标、确立等级和构建模型,寻找最优的投影方向。评价结果基本符合当地实际情况,验证了K－L PPC模型在区域水资源可持续利用评价的实用性。     

基于Free Search的投影寻踪模型的全国主要流域重点断面水质评价

为更好评价全国主要流域重点断面的水质等级,文章构建了基于自由搜索(Free Search,FS)的投影寻踪(Projection Pursuit,PP)模型PPFS。根据《地表水环境质量标准GB3838-2002》,在等级区间内随机产生水质指标的样本值,并对样本值进行标准化处理;依据投影寻踪原理,构建了能够携带原评估指标系统变异信息的投影指标函数;引入FS算法,对投影指标函数进行优化并得到最佳投影方向;根据投影值与水质等级的关系建立水质评价模型。并利用中国环境监测总站2018年第52周的水质监测数据对PPFS模型的水质评价结果进行了验证。结果表明,在143个断面中,有63个断面的水质等级的计算值与单因子评价值相同,80个断面的水质等级的计算值与单因子评价值不同。与单因子评价结果相比,PPFS模型对水质的评价结果更客观。     

基于投影寻踪的湖泊富营养化程度评价模型

针对湖泊富营养化评价指标的不相容性以及现有方法对等级的分辨率较粗略等问题,基于我国湖泊富营养化评价标准构建了投影指标函数,引入粒子群算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,应用最佳投影方向计算投影值,从而建立了评价湖泊富营养化等级的投影寻踪模型。同时引入混沌变量解决了采用随机生成样本系列的方法确定分段函数端点值存在的困难。实例应用结果表明,基于混沌映射的投影寻踪评价模型以投影值为单指标,采用分段函数的模型形式解决了湖泊富营养化的多指标综合评价问题,且该模型对湖泊富营养化等级的分辨率较高。     

基于投影寻踪的滨海盐碱地改良综合效应评价

为综合评价滨海盐碱地改良综合效应,从经济效益、土壤质量、生态环境3个方面建立滨海盐碱地暗管改碱效应评价指标体系。应用基于粒子群算法的投影寻踪方法,建立滨海盐碱地暗管改碱效应等级评价模型,详细介绍了该模型的构建过程。利用该模型将暗管改碱效应等级的多维分级指标综合成一维投影值,根据投影值与评价等级经验值的函数关系可对暗管改碱样本集进行合理分级,采用粒子群算法直接优化投影寻踪的投影函数和投影方向,由最佳投影方向计算评价样本所属等级。在江苏滨海盐碱地暗管改碱效应评价中的应用表明,直接由样本数据驱动的投影寻踪等级评价模型对样本的综合效应等级评价合理,模型精度较高,平均相对误差为6.3%。     

遗传投影寻踪回归模型在地下水环境脆弱性评价中的应用

利用大样本数据、投影寻踪、遗传算法、逻辑斯蒂曲线,建立了遗传投影寻踪等级评价模型(RAGA-PPGE).以宁陵县地下水脆弱性评价为例,选取该区域14个监测点的14项监测指标作为评价因子,对宁陵县地下水脆弱性进行评价.通过与模糊综合评价法计算结果进行比较,遗传投影寻踪等级评价模型能够更真实客观地反映地下水脆弱性,具有很好的应用价值.     

云南省水资源-经济-社会-水生态协调度评价

为科学评价云南省2006～2016年水资源-经济-社会-水生态系统协调度水平,引入阴-阳对优化（YYPO）算法、投影寻踪（PP）和正态云模型（CM）,构建了YYPO-PP-CM水资源-经济-社会-水生态协调度评价模型。从水资源、经济、社会、水生态系统中遴选出20个指标来构建水资源-经济-社会-水生态系统协调度评价指标体系和等级标准,采用云模型正向发生器来计算各分级评价指标隶属度;选取了8个标准测试函数对YYPO算法的优化性能进行仿真验证,并与粒子群优化（PSO）算法、布谷鸟搜索（CS）算法等4种传统优化算法的性能进行对比。基于PP基本原理,利用云南省2006～2016年水资源-经济-社会-水生态指标数据构造投影寻踪优化目标函数,通过YYPO-PP给出各评价指标权重,同时,根据隶属度矩阵和权重矩阵来计算水资源-经济-社会-水生态协调度评价的分级确定度,并进行评价分析,最后将评价结果与投影寻踪法、模糊评价法的结果进行比较。结果表明：① YYPO算法的寻优精度优于PSO、CS等传统优化算法,具有较好的开发、探索平衡能力和全局极值寻优能力。② YYPO-PP-CM模型将云南省2006～2007年水资源-经济-社会-水生态协调度评价为“极不协调”,2008～2009年为“不协调”,2010年为“基本协调”,2011～2014年为“较协调”,2015～2016年为“协调”,表明近10 a来云南省水资源-经济-社会-水生态系统协调度水平持续提升。③ 评价结果与投影寻踪法、模糊评价法的评价结果基本一致。④ YYPO-PP-CM模型兼具客观性、模糊性和随机性,既能客观确定评价指标权重,反映水资源-经济-社会-水生态协调度评价分级的定性概念,又能反映隶属程度的不确定性,具有良好的应用价值。     

基于投影寻踪的模糊模式识别模型在水质评价中的应用

基于投影寻踪方法,结合陈守煜教授提出的多目标模糊模式识别模型,构造了基于投影寻踪的模糊模式识别模型.该方法利用投影寻踪法确定样本指标的权重,有效克服了评价指标权重因人而异的随机性,使评价指标权重保持相对稳定.最后应用此模型结合济南市某水库水质分析实例,为水质评价的智能化、实时化提供了可能性.     

基于组合赋权模糊物元可拓模型的渭河流域甘肃段河流健康评价

从水文完整性、化学完整性、形态结构完整性、生物完整性及社会服务功能5个准则层出发,构建了渭河流域甘肃段河流健康评价指标体系;采用基于改进层次分析法和Critic法的组合赋权法和模糊物元可拓模型计算河流健康状况评价等级,对渭河流域甘肃段河流健康状况进行了评价,并结合障碍诊断模型,分析了该研究区域河流健康突出问题。结果表明：2017—2019年渭河流域甘肃段干流河流健康等级均为亚健康状态,且呈现小幅好转趋势;5个准则层中化学完整性表现最差,流域治理应重点关注河流水质治理;评价河段的敏感度指标与水文、化学、生物完整性相关,是提高河流健康水平最有效的敏感因子。     

基于和谐论的黄河兰州段河道采砂影响评价

针对黄河兰州段河道采砂带来的安全问题,从河势稳定、防洪安全、水环境安全三方面建立河道采砂影响综合评价指标体系,采用改进的G2法和CRITIC法对评价指标进行主客观组合赋权,基于和谐论建立评价模型对2013—2018年黄河兰州段河道采砂影响进行了综合评价。结果表明,黄河兰州段河道采砂对河道安全及水环境安全带来不利的影响,在一定时期内需要对黄河兰州段河砂开采进行控制和预防,以避免对河道安全及水环境安全造成进一步的破坏。     

基于健康与宜居协调发展的飞云江“幸福河”建设评价

从河流健康与宜居两方面,选取11个指标,构建了基于主客观赋权法的隶属度加权评价模型和协调发展度模型,采用该模型评估了2016—2019 年飞云江干流“幸福河”建设状况。结果表明:飞云江干流“幸福河”建设水平总体偏向于Ⅱ级(幸福) 水平,处于中等协调发展阶段,存在向良好型协调发展状态转变的趋势;水资源开发利用效率、流域城乡居民经济水平、生态用水满足程度、流量过程变异程度与河流连通性等指标,限制了飞云江干流幸福等级的提升。提出减少河道整治人为干扰、修复水生态保障需水量、合理规划水资源配置和深化河流社会服务功能等改进措施。     

论黄河小北干流揭河底的危害

黄河小产干流揭河底是游荡性河道剧烈造床的过程，易引起河道主槽迁徒，易引起河床比降变化，同时使削峰率降低，还在揭河底的同时，把粗泥沙搬到下游，造成本河段和下游同时受害，因此在治河、引水以及工农业生产中应考虑本河段的揭河底特性。     

黄河上游河道一维河道水温模型和经验公式法对比

为对比不同方法在黄河上游水温模拟中的适用性,分别用一维河道水温模型和经验公式法(四次多项式、三次多项式和幂函数)对兰州以上的黄河上游干支流共8个主要水文站日平均水温和月平均水温进行模拟,并采用平均绝对误差、均方根误差和纳什系数对模拟的精度进行检验。结果表明:四次多项式在黄河干流(除黄河沿站)日平均水温模拟中精度最高,幂函数在支流湟水的日平均水温模拟中精度最高;四次多项式适合黄河干流水文站的月平均水温模拟,幂函数更适合于支流湟水的月平均水温模拟;经验公式法在黄河干流日平均水温模拟中精度高于一维河道水温模型,更适合黄河上游干流段的日平均水温模拟。     

地下水库综合效益评价研究

地下水库综合效益评价对地下水库的规划、建设和管理具有重要的科学意义和应用价值。为研究地下水库在修建和运行过程中对水资源、生态环境、社会经济的影响,在对地下水库综合效益内涵探讨的基础上,从整体角度构建地下水库综合效益评价指标体系,以拟修建的陕西省石川河富平地下水库为例,选取适宜的指标,采用实数编码的加速遗传算法优化投影寻踪分类模型,对基准年2018年和规划年2030年石川河富平地下水库综合效益进行评价。结果表明：石川河富平地下水库效益良好,地下水库修建后运行至2030年时,具有较好的生态维护价值和水资源恢复效果,间接论证了修建该地下水库的必要性,为其后续规划设计和管理运行提供了重要的决策支持。该评价指标体系切实可行,可广泛应用于地下水库综合效益评价。     

伊洛河洪水对黄河防洪的影响

介绍了伊洛河洪水的特性及危害,指出了存在的伊洛河上中游控制性工程能力不足、对黄河下游造成的防洪压力大等问题,分析了伊洛河各级洪水对黄河干流的顶托情况、对黄河干流入汇口河势的影响以及对黄河干流河道的影响,提出了相关对策及建议:①尽快编制并提请审批《伊洛河中下游防洪规划》,对伊洛河中下游进行全面治理;②在伊洛河上中游干流或支流上修建水库拦蓄洪水;③尽快明确伊洛河堤防优先加固的堤段及标准;④进一步建立和完善伊洛河流域洪水预警预报系统,完善防洪非工程措施;⑤对入黄口利用透水桩坝进行整治,在入黄口设置观测断面;⑥明确伊洛河干流发生大洪水时橡胶坝的塌坝运用原则;⑦由流域机构统一管理伊洛河防洪建设与治理工作;⑧继续开展相关专题研究。     

浊漳河水质污染分析与治理保护建议

在浊漳河上选取6处水质监测断面,以2010年、2011年的监测数据为依据,阐述浊漳河支流和干流连续2年的水质变化情况,分析污染原因,分段查找,分段治理,保证浊漳河干流水质质量达到《地表水环境质量标准GB3838-2002》中的Ⅲ类标准。浊漳河水质污染主要是支流污染以及沿途污水处理排放标准远远高于地表水Ⅲ类标准,在此基础上,提出浊漳河水质污染治理保护建议。     

维持黄河生命低限流量研究

在给出黄河生命低限流量和河流生命定义的前提下，以水流连续方程和动力方程为理论基础，得到黄河干流主要节点生命低限流量数值。通过估算入黄一级支流最低入黄流量及黄河干流自然损耗量，如河道水面蒸发、水库水面蒸发、水库渗漏量、河道侧渗量等，逐步得到了黄河干流主要断面生命低限流量数值。该数值是维持黄河健康生命的关键指标之一。     

贾鲁河郑州段水质评价和污染源解析

2016年7月(有引水)和9月(无引水)分别对郑州贾鲁河水系9个断面进行了采样分析,采用综合水质标识指数法和因子分析法分别进行水质评价和污染来源分析。结果表明,贾鲁河郑州段上游水库综合水质为Ⅱ类或Ⅲ类,中游湖泊水质为Ⅳ类,下游为Ⅳ～劣Ⅴ类;索须河和七里河水质分别为劣Ⅴ类和劣Ⅴ类并黑臭;通过杨桥干渠向贾鲁河引黄补水只能暂时改变最近受水区的水质,对出郑州断面水质无明显影响。2个因子可解释5个水质指标的信息;在干流下游和支流,第一污染因子代表性指标TN、TP、NH■-N主要与市政污水处理厂排水相关,第二污染因子代表性指标COD_(Cr)和COD_(Mn)主要与未处理污水相关;贾鲁河上、中游主要为面源性和内源性污染。