基于云理论的区域水资源承载力评价模型研究

针对水资源承载力评价中存在不确定性的特征,将云模型引入到区域水资源承载力综合评价研究领域中,利用云理论实现评价等级的定性与定量转换。将云综合评判模型应用于海河流域的水资源承载力研究,结果表明:海河流域水资源承载力为"较弱"等级;南水北调中线调水100亿m~3后,海河流域水资源承载力介于"中等"和"较弱"等级之间,改善不明显。该模型可以将不确定性概念的模糊性和随机性有机地结合在一起,既用隶属函数描述了评价等级的模糊性,又利用超熵概念充分考虑了隶属度本身存在的随机性,是一种有效可行的水资源承载力评价模型。     

基于云模型的流域防洪工程体系风险评价研究

为了合理有效地开展流域防洪工程体系综合风险评价,以云模型理论为基础,综合考虑风险评价过程中的模糊性和随机性,建立了流域防洪体系风险评价的云综合评价模型。该模型优点在于利用云模型理论中的隶属函数和超熵概念分别描述了评价等级的模糊性和隶属程度的随机性,并通过可变模糊集理论中的变换组合参数进行综合评价,使得评价结果可信度高。将云综合评价模型应用到某流域防洪工程体系风险综合评价中,并与物元模型、模糊可变模型、集对分析-可变模糊模型进行了对比分析。结果表明,云模型方法有效可行,体现了评估过程中的模糊性和随机性,为流域防洪安全风险评价提供了新思路。     

基于最优觅食算法-投影寻踪-云模型的最严格水资源管理评价

为全面衡量最严格水资源管理评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入最严格水资源管理评价,建立最优觅食算法-投影寻踪-正态云评价模型,以云南省16个州市最严格水资源管理评价为例进行研究。选取当前最严格水资源管理考核中万元GDP用水量等6大指标构建评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算最严格水资源管理分级评价指标的隶属度,利用最优觅食算法-投影寻踪方法给出各指标权重,并与传统粒子群算法、人工蜂群算法和差分进化算法优化结果进行比较。根据隶属度矩阵和权重矩阵给出最严格水资源管理评价分级的确定度并进行评价。结果表明:最优觅食算法寻优精度高于传统粒子群等3种算法。昆明市、曲靖市最严格水资源管理评价为优秀,保山市、红河州、德宏州评价为合格,其余11个州市评价为良好。最优觅食算法-投影寻踪-正态云评价模型兼具模糊性和随机性,既能反映最严格水资源管理评价分级的定性概念,又可反映隶属程度的不确定性,具有较好的应用推广价值。     

基于熵权法-正态云模型的辽宁省水生态承载力评价

将正态云模型引入水生态承载力评价中能够科学衡量其随机性和模糊性特征,对辽宁省2025年、2008—2018年水生态承载力运用熵权法-正态云模型进行评价。从社会、经济、水环境和水资源子系统中选择19项指标,结合相关资料构建分级标准和指标体系,然后运用云模型正向发生器、熵权法计算分级评价指标的隶属度及其权重,其中水生态承载力分级确定度依据权重矩阵与隶属度矩阵计算。为进一步验证模型的可靠性,对比分析了投影寻踪法、模糊综合法和熵权法-正态云模型评价结果。研究表明:辽宁省2008—2011年、2012—2018年、2025年分别处于基本可承载、可承载和绝对可承载状态;投影寻踪法、模糊综合法和该评价结果保持较好的一致性;该模型具有随机性和模糊性,可为水生态承载力评价提供一种新的思路。     

熵权法-正态云模型在云南省水生态承载力评价中的应用

为科学衡量水生态承载力评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水生态承载力评价,建立熵权法-正态云模型对云南省2006-2016年和2020年水生态承载力进行评价。从水资源系统、水环境系统、经济系统和社会系统遴选19个指标构建水生态承载力评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水生态承载力分级评价指标的隶属度,利用熵权法求出各指标权重,再根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水生态承载力分级确定度并进行评价,将评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果进行比较。结果表明:2006-2009年云南省水生态承载力评价为基本可承载,2010-2016年评价为可承载,2020年评价为绝对可承载;评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果基本一致;该模型兼具模糊性和随机性,用于水生态承载力评价是可行的,可作为一种新的水生态承载力评价模型。     

贵州典型喀斯特流域水资源可持续利用对策研究

本文基于喀斯特水资源与生态环境之间的耦合关系,建立了典型喀斯特流域水资源可持续利用评价模型,即采用模糊综合评判作为主要评价方法,确立了评价体系,通过改进层次分析法确定了指标权重,划定了评价指标等级,并根据相对隶属度原理,建立相对隶属度公式确定了评价矩阵.应用该评价模型对选取的典型喀斯特流域进行评价,通过评价发现问题并提出了相应的对策措施.     

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。     

基于单位约束组合赋权的混凝土坝性态安全评价云模型

针对大坝性态安全评价中梯阶逐层指标权重的不确定性、主客观组合赋权中合理配权及隶属区间模糊性等问题,提出基于单位约束组合赋权的混凝土坝性态安全评价云模型。以运行期混凝土坝为对象,在其已建性态评价体系的基础上,综合运用基于G1法和熵权法的组合赋权理论,构建了单位约束条件下性态指标组合权重寻优新方法;引入云模型概念,量化了大坝性态安全评价中评价指标的随机性与隶属区间的模糊性。将该模型应用到某实际混凝土坝工程中,其安全评价结果与其他评价模型的结果基本一致,且与大坝实际情况相符,从而验证了该模型的有效性与可行性。     

辽宁省水资源短缺风险评价

通过分析投影寻踪模型、足球联赛竞争算法以及云模型基本原理建立了综合评判模型,进而深入探讨辽宁省各区域水资源短缺风险水平。研究表明:相对于差分进化、布谷鸟搜索以及粒子群算法足球联赛竞争算法具有更好的寻优精度,评价模型具有随机性与模糊性特征,能够较好的反映短缺风险各指标的不确定性隶属程度。     

基于正态云-模糊可变耦合模型的水环境质量评价

水环境质量评价作为了解和分析水环境现状及问题的基本内容,是河流规划、治理和管理的重要依据。针对水环境质量评价存在的模糊性、随机性和最大隶属度不严谨等问题,提出正态云-模糊可变评价耦合模型。模型对模糊边界问题进行定量化处理,确定隶属函数和识别水质级别,并采用最小相对熵原理计算组合权重。运用该模型评价秦淮河流域2016年的水环境,评价结果同单因子指数评价法、模糊综合评价法和云模型评价法进行对比。结果表明:正态云-模糊可变耦合模型更加合理、有效可靠;模型级别特征值H分析表明秦淮河上游和秦淮新河段汛期水环境大部分优于非汛期,但同时也表现出城镇工业、生活等污染特征;内、外秦淮河段,汛期河岸的污染物排入河流中,故汛期水环境劣于非汛期,表现出典型的城市生活及餐饮等"三产"污水污染特征。研究方法和结果对地区和流域的水环境质量评价和研究具有一定的借鉴和指导意义。     

基于可变模糊识别模型的边坡稳定性评价研究

针对边坡稳定性影响因素的复杂性、随机性和模糊性的特点,建立了基于可变模糊识别边坡稳定性评价模型。首先应用主观权重对客观权重进行修正得到模型的动态权重,然后确定评价单元指标的级别特征值及指标最优隶属度,最终得到各评价样本的边坡稳定性等级。通过工程实例验证了该评价方法的可行性。     

基于改进层次分析法的大坝性态安全诊断云模型

针对大坝性态安全诊断中准则层与指标层的不确定性、主观赋权的影响性以及隶属区间的模糊性等问题,提出一种基于模糊云理论的大坝性态安全综合诊断模型。以现役大坝为诊断对象,在已构建大坝性态安全判诊指标体系的基础上,运用改进层次分析法的赋权理论确定权重矩阵,并通过云模型可量化大坝性态诊断中的随机性与模糊性的原理求解隶属度矩阵;再将上述矩阵进行模糊数学运算的结果依据最大隶属度原则综合评判。最后把该模型应用到某实际大坝工程中,得其安全诊断结果与国内学者分析成果基本一致,且与大坝实际的服役情况相吻合,从而验证了该模型的有效性与可行性。     

基于太子河流域水资源可持续利用评价

文章以辽宁省太子河流域为例,从水资源、社会经济和生态环境三个角度建立了评价指标体系。为提高评价模型的分辨率和适用性,针对各评价指标的模糊性和不确定性问题,考虑采用K-L PPC模型进行研究,然后结合研究流域实际状况建立了评价等级,并根据模型的最优投影方向科学评价了水资源可持续利用现状。结果显示:评价结果基本能够反映研究流域水资源利用现状,所构建的评价模型具有较强的实用性与可靠性。     

基于FAHP的南水北调中线工程征迁安置风险评估

针对南水北调中线工程线路长、影响范围广、征迁安置工作中存在的风险因素具有随机性和模糊性而导致风险评估难度较大等问题,在分析影响征迁安置工作风险因素的基础上,运用层次分析法建立征迁安置风险评价指标体系,应用模糊层次分析(FAHP)综合评价模型计算各层风险指标权重和隶属度,并以南水北调中线工程潮河段征迁安置为例进行风险评估,结果与工程实际较为一致。采用的方法和模型具有较好的合理性与可靠性,可为同类工程征迁安置风险评估提供借鉴。     

淮河流域水资源承载能力综合评价

针对模糊综合评判法存在的缺陷,提出采用模糊模式识别方法进行流域水资源承载能力综合评价。该方法能够科学、合理地确定样本对各个级别的相对隶属度与相对隶属度函数,并且能够充分运用人的基本经验与知识,对大量复杂的定性指标,反复就关于模糊概念—重要性进行二元相对比较与量化,最终合理地确定出各个指标的权重。该方法应用于淮河流域水资源承载能力的综合评价,并将评价结果与模糊综合评判法的结果进行对比分析,进一步证实模糊模式识别法的科学性。     

基于MCW-正态云模型的黑河流域突发水污染安全评价

突发水污染事件已成为水安全管理的一个重要问题,鉴于传统评价方法无法兼顾评价体系中模糊性和随机性问题,将正态云模型运用于突发水污染安全评价中,建立MCW-正态云评价模型对张掖祁连山黑河流域2012-2017年突发水污染安全情况进行评价。遴选15个指标利用PSR模型构建指标体系及分级标准,利用混合交叉赋权法(MCW)和正向云发生器分别求出权重和隶属度,将两者结合对突发水污染安全程度进行评价,最终与改进密切值法和模糊综合评价法的评价结果进行对比分析。结果表明:2012年张掖祁连山黑河流域突发水污染安全处于Ⅱ级重大危险,2013-2017年处于Ⅲ级较大危险,结果与改进密切值法、模糊综合评价法基本一致。该方法能有效实现定性定量的转化,对突发水污染安全评价具有可行性,可作为一种新的突发水污染安全评价模型。     

基于可变模糊集理论的地质灾害危险性评价研究

针对地质灾害影响因素的不确定性、随机性和模糊性的特点,建立了基于可变模糊集理论的地质灾害危险性评价模型。通过确定评价单元指标对各级指标标准区间的相对差异函数和相对隶属度,得到各评价单元的地质灾害危险性等级。最后,通过工程实例验证该评价方法的可行性。     

模糊集合理论在水库建设规模优化设计中的应用

采用模糊集合理论对水库控制流域降雨资料进行模糊分析,计算水库汛期经验隶属度,并对汛期经验隶属度进行汛期理论隶属度函数拟合,将计算水库理论汛期隶属度结果与水库兴利调节和调洪演算相结合,将水库调节计算完全与流域水资源变化规律联系起来,根据水资源的变化规律确定水库汛期汛限水位和结合库容,对水库建设优化有重要意义。     

基于云模型的尾矿库溃坝风险模糊评价模型

针对尾矿库溃坝风险评价过程中存在模糊性及不确定性等问题,将尾矿库溃坝作为一个整体并选取合适评价因子,结合改进的层次分析法及云模型理论,建立了适用于尾矿库的溃坝风险模糊评价模型。算例表明,依据各评价因子的赋值标准生成相应的云模型,能够充分的表征评价过程中模糊性、随机性与离散性的特点,经改进的层次分析法计算得到各评价因子的权重后,按照最大隶属度识别准则进行综合评判。最终结果与实际情况相符,进一步佐证该评价模型的正确性和有效性,为尾矿库溃坝风险评价提供了一条新途径。     

流域水资源配置后效评价研究

从流域的角度对水资源配置后效进行评价，根据评价指标的筛选原则，设计了流域水资源配置后效评价的指标体系，运用层次分析法（AHP）和改进的BP神经网络相结合的方法构建了流域水资源配置后效评价模型。最后以淮河流域为例，采用此模型进行了评价，评价结果与实际相符。