基于正态隶属度的集对分析模型在河流健康评价中的应用

针对河流健康评价过程中存在的不确定性因素,综合考虑河流物理特征、化学特征、生态特征和服务功能建立了河流健康评价指标体系,并在传统集对分析模型的基础上改进了联系度计算公式,用指标的隶属度代表对应的联系度分量,使用正态隶属度函数处理指标的随机性,提出了基于正态隶属度的集对分析模型,并将其应用于中运河河流健康评价中。结果表明,中运河2012年健康等级为良,为进一步改善中运河的健康状况,应加强防洪工程建设。     

基于一致性分析的主客观组合赋权法在河流健康评价中的应用

河流健康评价是保护河流的有效措施,通过合理的评价体系可清楚地认识到河流当前的健康状态。针对评价过程中指标权重分配问题,综合考虑主、客观权重计算,利用层次分析法、熵权法、超标倍数法与主成分分析法四种方法得到初步权重,在检验一致性后,基于一致性分析进行组合赋权,将四种赋权方法优化集合获得最终权重,并结合正态型隶属度函数得到隶属度矩阵,进行模糊综合评价,确定江苏省某河流评价结果为良,河流健康状态良好,表明基于一致性的组合赋权合理可行。     

河流健康评价中赋权方法的研究

河流健康评价体系中指标众多,指标权重的确定是关键步骤之一。针对指标权重计算的问题,首先介绍了层次分析法、熵值法、超标倍数法及主成分分析法四种指标权重赋权方法,再基于离差平方和准则构造最优化组合赋权法,将四种赋权方法结合,并采用指数型隶属函数得到模糊关系矩阵。对比各种方法的评价结果,并应用到某市河流健康评价中,不同赋权方法的计算结果均表明该河流健康状况为良,符合实际情况,表明不同赋权方法均有其合理性,为河流健康评价研究奠定了基础。     

河流健康评价中赋权方法的研究

河流健康评价体系中指标众多,指标权重的确定是关键步骤之一。针对指标权重计算的问题,首先介绍了层次分析法、熵值法、超标倍数法及主成分分析法四种指标权重赋权方法,再基于离差平方和准则构造最优化组合赋权法,将四种赋权方法结合,并采用指数型隶属函数得到模糊关系矩阵。对比各种方法的评价结果,并应用到某市河流健康评价中,不同赋权方法的计算结果均表明该河流健康状况为良,符合实际情况,表明不同赋权方法均有其合理性,为河流健康评价研究奠定了基础。     

基于猴群算法的投影寻踪模型在河流健康评价中的应用

针对现有河流健康评价方法中出现的人为因素影响大、评价结果客观性差等问题,提出了基于猴群算法的投影寻踪河流健康评价模型。该方法可有效避免指标赋权的主观性,克服了一般投影寻踪模型求解方法的缺点。以滦河为例,构建河流健康评价指标体系,进而采用此模型进行评价分析。结果表明,该模型评价结果与实际情况相符,用于河流生态健康评价切实可行;滦河目前处于亚健康状态,在未来几年仍需要加强生态保护,以期达到健康状态。     

贝叶斯公式与模糊识别耦合方法在河流健康评价中的应用

为准确评价河流的健康程度,提出了基于贝叶斯公式与模糊识别耦合方法,分析了单个河流健康评价指标属某个等级的概率,用最大似然分类准则判定单个河流健康评价指标的评价等级,引入组合赋权法与相对隶属度综合确定各指标的权重,并将其应用于某市周边6条河流健康评价中。结果表明,除河流Ⅰ的健康评价结果为0.734之外,其他五条河流的评价结果在[0.586,0.628]之间。这表明仅有河流Ⅰ的评价等级为良,河流Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的评价等级均为中等,河流Ⅵ的的综合评价结果为0.586,评价等级为差,评价结果与实际情况相符。可见基于贝叶斯公式与模糊识别耦合方法合理、可行,不仅提高了河流样本集的权重精确度,且更好地处理了不确定信息。     

基于主成分分析的Mamdani模糊推理在河流健康评价中的应用

为了准确评价河流健康程度,提出一种利用主成分分析改进的Mamdani模糊推理系统评价方法,该方法分别选取高斯型和三角型隶属度函数构建输入和输出变量模型,并利用主成分分析法对评价指标进行降维,降维后的3个主成分由专家经验机制和根据贡献率均匀分配的权重组成12个"if-then"规则。评价模型选用截断法和重心法进行去模糊化操作。对太湖周边的6条有代表性的河流的健康评价结果表明,改进评价方法的评价结果与传统综合赋权评价结果的相对误差在可接受范围内,而改进方法操作简单且大幅提高了评价的效率,有较强的实用价值。     

模糊数学在水电能源科学应用中的问题分析

分析了Zadeh隶属度公式的缺陷、最大隶属度原则的不适用性、距离参数对评判结果的影响和模糊综合评判线性加权平均模型的不足。结合实例，提出了改进措施。     

层次分析法在跨境河流管理中的应用

针对复杂的跨境河流管理问题,利用国际关系学科中的层次分析法,从主权、权利、需求与利益4个层面分析了此问题,进而对中印之间的跨境河流管理进行了层次分析,指出利益层次的解决方式最优,既可满足双方的各种资源需求,又能在很大程度上推动两国的全面合作。并结合中印两国的关系现状,提出了应对跨境河流管理问题的若干建议。     

灰色三角白化权集对分析模型在河流健康评价中的应用

鉴于河流健康状况评估中存在评价等级标准不确定性的问题,多方面考虑河流自然环境特征及社会服务功能等因素,构建河流健康评价指标体系,并基于传统SPA模型,以灰色聚类法中不同灰类的聚类系数代替对应的联系度分量,引入灰色三角白化权函数处理等级标准的不确定性信息,同时采用主客观相结合的组合赋权法确定指标权重,提出灰色三角白化权集对分析模型,将其应用于某河的健康状况评价中。结果表明,某河2014年健康等级为中等,与实际情况一致,可见改进后的模型能够更好地处理等级标准的不确定性信息;同时根据评价结果,该河流应加大水污染治理力度,加强河岸防洪工程建设,以改善河流水质状况和提高防洪能力。     

基于突变级数法的中干河河流健康评价模型及应用

针对传统的河流健康评价方法在权重分配方面存在很大的主观性问题,将突变级数法引入河流健康评价中,构建了基于突变级数法的中干河河流健康评价模型。实例应用结果表明,中干河河流的最终评价综合指数为0.96,级别水平属于"中"水平,健康水平程度属于"亚健康"级别,这与中干河河流实际调研结果一致,可见该模型合理、可行。     

基于模糊物元模型的滦河河流健康评价

为了评价河流的健康状况,在深入理解河流健康内涵的基础上,从河流形态特征、河流水量特征、河流水质特征、河流生境特征、水生生物特征、河岸带特征、防洪安全和河流供水水平8个方面构建了河流健康评价指标体系,基于可拓物元法的递阶层次架构和改进模糊优选理论中的隶属度建立了模糊物元河流健康评价模型,并将其应用于滦河河流健康评价中。结果表明,滦河河流健康等级为亚健康,与实际情况相符,可见基于模糊物元的河流健康评价模型可行、有效。     

东江河流系统健康诊断及分析

为维护东江河流系统的健康、促进人水和谐发展,在确定东江河流系统涵义的基础上,结合东江河流系统的实际情况和面临的问题,构建了东江河流系统健康诊断指标体系和层级结构,利用模糊数学理论和层次分析法建立了多层次模糊综合健康诊断模型,对东江河流系统2008~2012年的健康状况进行诊断。结果表明,2008、2009和2012年东江河流系统均处于亚健康状态,2010年东江河流系统处于理想状态,2011年东江河流系统处于健康状态。历年来东江河流系统中健康成分一直少于非健康成分,且健康成分逐渐减少、非健康成分逐渐增多,有向病态方向发展的趋势,模型诊断结果与东江河流系统实际情况相符,可见所建模型可行、有效。     

南四湖支流东鱼河水质现状及健康风险评价

为了解南四湖集流面积最大的入湖河流——东鱼河水质及其健康风险水平,自上游至入湖口采集表层水样,测定了盐度(SAL)、溶解氧(DO)、溶解性有机碳(DOC)、N、P、Hg和As的含量,并采用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型,评价了其通过饮水途径产生的健康风险。结果表明,东鱼河水体中DO、As、NH_3、TP、Hg的平均含量分别为9.39、0.002 6、0.61、0.27、0.000 25mg/L;各点位DO和As含量均达到Ⅲ类水标准,Hg、TP、NH_3的超标率依次为90.9%、45.5%、18.2%,Hg的平均含量为标准值的2.5倍;各指标具有显著的沿程变化,主要表现为中下游N、P和有机污染较为严重,DOC与各形态N、P间存在显著的相关性,As分别与DOC和NO-2呈显著正相关和负相关关系;东鱼河水体中致癌物As的健康风险值为0.31×10~(-5)~5.04×10~(-5)/a,占总健康风险值的99.95%以上,介于US EPA和部分机构推荐的最大可接受风险水平1.0×10~(-6)~1.0×10~(-4)/a之间。     

河流健康的内涵及表征

分析了河流健康与河流生态系统健康的异同,提出了河流健康应包括三方面的内涵,即河流自身结构完整,功能完备;具有满足自身维持与更新的能力,能发挥正常的生态环境效益;满足人类社会发展的合理需求。并从河流自身健康、河流生态系统健康和社会经济价值三方面对河流健康表征进行了探讨,指出只有自然和社会两方面属性都健康的河流才是健康的河流。     

基于和谐论的黄河下游河段健康评价

为更深入地认识黄河下游河段的健康状态,从河流健康和河流生命的本质出发,根据黄河自身的径流特点和水沙情况,选取低限流量、河道最大排洪能力、平滩流量、水质类别、供水能力5个定量指标和生态状况1个定性指标作为评价指标,采用和谐论的定量计算方法评价河流健康,利用和谐度方程计算各指标的子和谐度,采用层次分析法得出各指标的权重,利用加权平均法计算多指标的和谐度,并选取花园口、高村、利津三个水文站作为控制站点,完成了黄河下游河段的健康评价,其评价结果符合所选评价年份的实际情况。