基于可变模糊集理论的生态脆弱地区水资源承载力时空变化研究

科学地评价水资源承载力对区域可持续发展具有重要意义。以玛纳斯河、塔里木河流域为例,根据生态脆弱的西北内陆干旱区水资源的开发利用特点,从社会、经济、环境等不同方面选取主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,运用可变模糊集理论,对玛纳斯河流域2000、2010、2020年水资源承载力进行评价,并分析了随时间变化趋势,水资源承载力水平随年限的增长逐渐上升;对塔里木河流域内5个不同区域的水资源承载力进行评价,并分析了空间变化趋势,水资源承载力从大到小依次为克州、巴州、和田、喀什、阿克苏;将结果与其他方法所得结果进行对比分析,验证了可变模糊集理论的合理性和优越性,解决了水资源承载力评价中各评价指标的不确定性、模糊性问题。     

基于可变模糊评价法的大连市水资源承载力分析

以大连市水资源总量、供水量、需水量、土地面积及人口数普查数据等为基础数据,参照我国水资源分析中的多种指标择取方式,从水资源利用、社会经济以及生态环境3方面,构建大连市水资源承载力评价指标体系。运用因子分析方法确定各评价指标的权重,结合可变模糊评价模型对大连市2000—2013年水资源承载力进行计算和评价,并通过基础数据的搜集和处理,对2020年大连市水资源承载力进行预测评价。结果显示:生态用水率和工业用水重复利用率两个因子的累计方差贡献率达到85%,能够反映大连市水资源承载力的大部分信息,因此作为主因子来进行权重的计算。通过可变模糊评价模型计算,2000—2013年大连市水资源承载力的评价等级为1~2级,说明大连市在这14年来水资源开发利用程度达较高水平,水资源的供给量基本上满足该市社会经济、生态环境等发展需求。为保证水资源的持续供给,须优化水资源配置,提高水资源利用率,以提高水资源承载力;2020年水资源承载力的预测评价结果为2级,表示在未来几年内,大连市已经逐渐实现维持水资源稳定开发的战略目标,大连市水资源的可持续开发利用得到了基本保障。     

基于可变模糊集理论的区域水资源承载力评价

本文在水资源承载力概念的基础上,基于"压力-状态-响应"模型,构建了包含目标层、准则层和指标层的区域水资源承载力评价指标体系,将评价等级划分为很强、强、中等、弱、很弱5个级别,确定了各评价指标的计算方法及其分级阈值。采用熵权法确定各评价指标权重,建立了基于可变模糊集理论的水资源承载力评价模型。以山东省济宁市为研究对象,对其2010—2018年的水资源承载力进行评价,结果表明:济宁市水资源承载力有逐年转优的变化趋势,评价等级由弱变为中等。由水资源承载力的贡献程度分析可知,为了提高其水资源承载力,应继续加大城市污水处理率和回用率,强化生态补水,积极推进海绵城市建设,普及节水措施和提高节水水平等。     

基于可变集的区域水资源全要素配置方案评价

传统的区域水资源配置以水量配置为主,存在的指标单一、评价重量轻质、忽视水质潜在效应及缺乏水质调控方案等问题;以统筹水资源、社会经济、生态环境三大系统的水资源全要素配置为指导,通过水量水质联合配置得出配置方案集;将可变模糊清晰集应用于方案集评价,构建了基于指标区间优选法的评价模型,该模型包括水资源配置中指标级别区间的构建及评价。经山东省邹城市2030年水资源配置方案实证分析表明:山东省邹城市2030年水资源配置方案集级别特征值区间为[2.5,3.5],水资源可持续利用程度处于良好与及格之间,评价模型实用性成果显著。     

模糊可变评价模型在水资源价值评价中的应用

以工程可变模糊集理论为基础,利用模糊可变评价模型,选取有代表性、可定量性、独立性和简易性的评价指标,建立了评价标准,选取两组权重,对济南市水资源价值进行了综合评价.结果表明:济南市水资源价值属中等偏高,尚有很大提升空间;模糊可变评价模型克服了通常的水资源价值评价标准硬性分级的缺点,评价结果符合实际.     

水资源系统可变集评价原理与方法

根据笔者建立的可变集及其辨证法基本规律数学定理,提出事物相对差异度演变定理和可变集模式识别矩阵,在此基础上提出水资源系统可变集评价原理与方法。列举了广东省东莞市4个水平年水资源可持续利用协调程度评价实例,并与模糊集对评价法进行了比较与分析,指出该法存在的问题与错误。实例与比较表明,以可变集理论为基础的水资源系统评价原理与方法,具有理论严谨、概念清晰、计算简便的优点,可以推广应用于环境工程、水利水电工程、土木建筑工程、管理工程等众多学科的多指标（目标）评价领域。     

基于模糊集对法的山西省水资源脆弱性评价

依据山西省自然地理及经济发展状况,从自然、人为、承载力等三方面影响水资源脆弱性的因素中选取8个指标构建水资源脆弱性评价体系,运用基于熵权的模糊集对法对山西省11个地级市2012—2018年水资源脆弱性进行评价,并比较了模糊综合法、灰关联分析法和基于熵权的模糊集对法3种方法2018年的评价结果。结果表明,山西省存在用水效率较低、地下水超采、水污染、水土流失等主要问题,整体水资源脆弱性属于比较脆弱和严重脆弱等级;提出通过调整产业结构、优化配置水资源、提高污废水回收利用率、恢复植被等对策改善山西省水资源脆弱性状况。     

基于集对分析与可变模糊集理论的区域水资源承载力评价

在建立由水资源承载支撑力、水资源承载压力和水资源承载调控力3个子系统共15个指标组成的水资源承载力评价指标体系及其评价标准的基础上,提出用集对分析方法构造可变模糊集的相对差异度函数,建立集对分析-可变模糊综合评价模型。应用所建模型对2017年亳州市水资源承载力进行评价,得出综合评价等级为3级,属于超载,水资源开发利用已达到一定规模。研究结论与实际情况相符,验证了模型的适用性。     

南川河河流健康评价

河流健康评价研究对河流环境的治理与保护具有重要的指导作用。运用模糊层次评价法确定了河流健康系统中各级指标的权重,然后通过引入可变模糊集理论建立了河流健康评价的模糊层次与可变模糊集(FAHP-VFS)耦合模型。进而以西宁市南川河为例,利用20个定量、定性指标组成的河流健康评价体系,从地貌、生态、水文特征3个方面进行了健康评价。结果表明,南川河总体上处于健康状态,但有部分河段处于亚健康状态,因此应进行分段整治。     

南川河河流健康评价

河流健康评价研究对河流环境的治理与保护具有重要的指导作用。运用模糊层次评价法确定了河流健康系统中各级指标的权重,然后通过引入可变模糊集理论建立了河流健康评价的模糊层次与可变模糊集(FAHP-VFS)耦合模型。进而以西宁市南川河为例,利用20个定量、定性指标组成的河流健康评价体系,从地貌、生态、水文特征3个方面进行了健康评价。结果表明,南川河总体上处于健康状态,但有部分河段处于亚健康状态,因此应进行分段整治。     

可变模糊评价法及在水资源承载能力评价中的应用

本文在笔者建立的可变模糊集理论基础上，提出可变模糊评价模型与方法，该方法能够科学、合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度、相对隶属函数，并且能够通过变化模型及其参数，合理地确定出样本的评价等级，提高对样本等级评价的可信度。最后将该方法应用于淮河流域水资源承载能力的综合评价。应用实例表明，该模型计算简便，评价结果可信度高。     

基于集对分析与可变模糊集的河流生态健康评价模型

在分析河流生态健康概念的基础上，综合考虑水量、水质、生物状况、水体连通性以及防洪标准等因素，构建河流生态健康评价指标体系和评价等级标准，建立起基于集对分析与可变模糊集的河流生态健康评价新方法。利用该方法对北运河进行实证研究，结果表明，北运河生态处于亚健康状态，需要通过加大治污力度、合理开发利用水量等相关河流生态修复措施使其逐步恢复到健康状态。基于集对分析与可变模糊集的综合评价模型评价结果合理，方法直观简便。     

基于改进优劣解距离法的辽宁省水资源配置方案评价

以辽宁省为例构建了包含指标层、准则层和目标层的水资源配置方案评价指标体系,然后在详细介绍了改进的TOPSIS模型和指标权重计算方法的基础上评价了辽宁省各分区配置方案。研究表明:在决策方案中最优方案为保障生态用水和加强水资源及高节水的开发利用方案,研究成果可为辽宁省环境、资源以及社会经济的发展提供一定决策依据和参考。     

"模糊、层次、综合评价"优化配置水资源

配置水资源是社会、政治、经济、环境、生态等多元、庞大完整、错综复杂的系统工程，进行配置时，应使其所涉及问题的综合目标最大化，据此，用“模糊、层次、综合评价”方法配置水资源是合适有效的。     

水资源承载力的灰色模糊可变决策模型及应用

针对受多种不确定性、模糊性因素影响的水资源承载力评价问题,首先提出以模糊集理论为基础的模糊可变决策模型,其突出特点是模型及模型中的参数权向量可以调整与变化,有效地降低了评价结果的误差。其次,根据不同影响因素对目标重要性的不同,运用博弈论法将指标熵权与最大离差法权值进行集成,以确定水资源承载力指标的综合权重。最后,将可变模糊决策模型与方法用于甘肃省2006-2015年水资源承载力综合评价,并与已有文献结果进行对比。结果表明:2006-2015年甘肃省水资源承载力整体呈现下降趋势,灰色模糊可变决策模型的这一评价结果不仅准确性高,而且区分效果明显;同时也可为其他局域水资源承载力的分析提供参考。     

基于模糊集对评价法的环北部湾经济区水资源可持续利用评价

模糊集对法基于对立统一和事物普遍联系观点,且考虑到评价等级边界的模糊性,通过联系度对事物进行评价。选取经济社会发展、水资源利用、水资源保护等评价指标,采用该方法对环北部湾经济区水资源可持续利用程度进行评价,分析该经济区水资源与经济社会发展的匹配程度。评价结果表明:模糊集对法考虑各项指标的权重,科学评判处理各种指标的信息,采用该方法评价水资源可持续利用程度是合适的。     

可变模糊集模型在辽宁西部地下水安全定量综合评价中的应用

本文选用可变模糊集模型对辽宁西部地区地下水安全进行定量综合评价。结果表明:可变模糊集模型可综合多元指标对区域地下水进行综合安全评价,并考虑不同指标权重值,相比于传统地下水安全评价指标单一且方式较为主观的局限性,可变模糊集理论在地下水安全评价结果更为合理和客观。研究成果可对区域地下水安全综合评价提供参考。     

可变集及水资源系统优选决策可变集原理与方法

将可变模糊集发展到可变模糊清晰集,简称可变集,研究建立清晰性与模糊性两者动态变化统一的可变集理论,并将其应用于水资源系统优选决策实践。提出动态与模糊对立公理和基于可变集的水资源系统优选决策原理与方法。给出两个应用实例,并与可拓学、模糊集对分析优选方法进行了详细的比较分析。结果表明可变集不仅对水资源系统优选决策,而且可推广用于其他系统,如水利水电、土木建筑工程系统等众多领域的优选决策,具有广宽的应用前景。     

大凌河流域地下水安全定量综合评价

选取大凌河流域为例,对其地下水安全状态利用可变模糊集模型定量评价。研究表明:综合多元指标的可变模糊集模型能够更加客观、合理的反映区域地下水安全状态,有效避免传统方法存在的主观局限性和指标单一的问题,在流域地下水安全评价中可变模糊集模型具有较高的准确性和有效性。研究成果可为大凌河水环境保护和地下水资源合理开采提供科学的依据。     

现代水网建设的区域生态效应可变模糊评价

现代水网建设旨在解决区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题,为了评估现代水网建设的生态功能,对现代水网建设产生的生态效应进行评价。以青州市为研究区域,以2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%和95%保证率下,通过青州市现代水网进行水资源优化配置和调度,根据配置和调度结果,选取5个生态效应评价指标,构建生态效应评价指标体系,采用可变模糊评价法,对青州市现代水网建设产生的生态效应进行评价。结果表明,青州市现代水网建设后,生态状况等级比建设前提升了1~3级,生态环境明显改善。因此,区域现代水网建设和生态调度对生态环境改善有重要作用。