基于可变模糊集理论的山东省旱灾风险动态评价与区划

旱灾是山东省最为严重的自然灾害之一,开展旱灾风险评价对区域旱灾风险管理具有重要意义。从致灾因子危险性、承灾体暴露性、孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力四个方面,选取15个指标建立旱灾风险评价指标体系,建立基于可变模糊集理论的旱灾风险评价模型,分析了山东省2010～2018年旱灾风险动态变化特征。结果表明,2010～2018年间,山东省旱灾危险性风险波动较大,暴露性风险逐年上升,防灾减灾能力风险逐年递减。通过对16地市旱灾影响因素特征进行系统聚类分析,山东省旱灾风险主要划为4种区域类型,其中聊城、菏泽、德州、滨州等市旱灾风险较高,需全面加强旱灾风险管理。     

基于综合权重法的河北省水资源脆弱性评价及影响因素分析

基于水资源数量、水资源质量和水资源时空不均衡性(洪灾和旱灾)三个维度,从水量、水质、旱灾、洪灾四个方面构建河北省水资源脆弱性评价指标体系,采用层次分析法(AHP)-熵权法确定评价指标综合权重,并运用综合指数评估法评价河北省2001~2016年水资源脆弱性。同时,运用相关分析、因子分析和回归分析法探究水资源脆弱性变化的主要影响因素。结果表明,2001~2016年间,河北省水资源脆弱性主要集中于中强等级,随时间变化水资源脆弱性呈减缓趋势;旱灾脆弱性为河北省水资源脆弱性主导因素,水资源脆弱性与人口密度、国民生产总值、人均用水量、灌溉用水量呈高度正相关。     

基于集对分析的安徽省农业旱灾风险评估

基于区域灾害系统论的风险评估方法,将区域农业旱灾风险系统分为危险性、暴露性、灾损敏感性和抗旱能力4个子系统,提取了21个干旱指标,建立了农业旱灾风险评估指标体系,并基于集对分析评估了安徽省16个市2006～2016年的农业旱灾风险等级。评估结果表明,安徽省农业旱灾风险具有明显的时空差异性,旱灾风险等级具有从北向南递减的空间分布,即淮北(中险)江淮(轻险)江南(微险);2006～2016年间,安徽省处于微险的地区基本保持不变,处于轻险的地区有增加趋势,处于中险的地区有下降趋势。评估结果与安徽省实际旱情基本符合,表明集对分析用于农业旱灾风险评估有较好的应用价值。     

基于VSD的湖北省人水耦合系统脆弱性评价

针对全球变化和城市化背景下区域人水耦合系统脆弱性问题,在简单动态模型(VSD)框架内构建脆弱性评价指标体系,运用熵权模糊物元模型评价湖北省人水耦合系统暴露度、敏感度、适应度及综合脆弱度的时空演变。按脆弱度分级将各市(州)人水耦合系统分为Ⅰ级不脆弱区、Ⅱ级轻度脆弱区及Ⅲ级中等脆弱区三类。研究结果表明,2001～2010年湖北省人水耦合系统脆弱性从Ⅴ级降至Ⅲ级,脆弱度较高,并存在下降的空间。     

济南市大明湖水质的集对分析评价

介绍了集对分析模型原理,对联系度计算进行改进,结合熵权模型评价了大明湖2001～2005年水质情况,获得了较好的评价结果.     

基于组合赋权—集对分析的城市供水安全评价

为更精准地评价城市供水安全,将集对分析法与主客观组合赋权法相结合,建立区域城市供水安全评价模型,即用最小相对信息熵原理确定指标综合权重并耦合到指标联系度中,构建出城市供水安全的组合赋权-集对分析的评价体系,通过五元减法集对势确定城市供水安全等级,并对昆明市2011～2020年的供水安全评价划分安全等级。结果表明,2011～2013年昆明市供水处于安全等级,其中2011、2012年更倾向于基本安全等级;2014～2020年昆明市供水处于非常安全等级但更倾向于安全等级,供水状态相对安全和稳定。所提方法一定程度上解决了城市供水安全评价等级中的不确定性和多指标性问题,为城市供水安全评价提供了一种新思路。     

基于三角模糊数的联系数模型的水资源承载力评价

针对水资源系统的模糊性和不确定性,基于集对分析理论,构建水资源承载力评价指标体系,采用主成分分析法确定权重,建立联系数模型评价水资源承载力等级。同时,用三角模糊数表示联系数中的差异度系数,表现其在区间[-1,1]上的随机性和不确定性,运用期望-方差排序法对模型评价结果排序,再进行综合分析。对山东省2006～2015年数据进行实例分析结果表明,山东省水资源承载力水平呈波动状态,但总体呈逐步提升趋势;通过权重分析提取影响山东省水资源承载力的主要因素为农业用水效率、水资源量和水生态环境,在天然水资源量基本稳定的情况下,提高农业用水效率、改善水生态环境可有效提升水资源承载力水平。     

灰色三角白化权SPA模型在水资源脆弱性评价中的应用

鉴于水资源脆弱性评价等级标准中存在很多不确定性因素,从内部自然承载和外部压力驱动两个角度出发,构建水资源脆弱性综合评价指标体系,同时结合SPA和灰色聚类法理论,以灰色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中的不确定性信息,并综合考虑主客观因素,计算指标权重,提出灰色三角白化权SPA模型,将其运用到某市的脆弱性综合评估中。评价结果显示,某市2014年评价等级为较不脆弱,与实际情况一致,可见优化后的模型能更好地处理等级标准中的不确定性信息;该市应在积极制定水资源管理条例,避免水资源量过度开采的同时,加大对河流水污染的治理强度,以改善水质,恢复良好的水生生态系统。     

基于集对分析模型的巢湖流域水资源系统脆弱性评价

鉴于水资源系统脆弱性是一个复杂的系统工程,从水资源脆弱性、生态环境脆弱性和承载能力脆弱性三方面构建了流域水资源系统脆弱性指标体系,利用同异反层次法联系数建立了流域水资源系统脆弱性评价的集对分析模型,并对巢湖流域水资源系统脆弱性进行了综合评价。结果表明,巢湖流域水资源系统脆弱性为中度脆弱,各区域承载能力脆弱性均较高,但水资源脆弱性和生态环境脆弱性也不容忽视,应加强流域水资源综合治理,提高综合治理成效。     

基于土壤含水率距平百分率指数的东北地区农业干旱评估研究

鉴于土壤含水率距平百分率能有效解决不同气候区农业旱灾识别标准不一致的问题,选取土壤含水率距平百分率指数,利用VIC模型模拟了东北地区1951～2010年逐日30 km分辨率网格逐日平均土壤含水率资料,计算逐日土壤含水率距平百分率,结合东北地区历史实际干旱发生情况,采用频率分析方法制定农业干旱定量评价标准,对典型历史干旱...     

北京市南部平原区地下水位及开采强度时空演变趋势分析

为了解南水北调水入京后对北京市南部平原区地下水位埋深的影响，以北京市大兴区为例，通过收集该区域2010～2020年的地下水位埋深监测数据及用水量数据，采用地统计方法对2010～2020年的地下水位埋深进行了时空变异性分析，并进一步采用主成分分析法评价了该时段的地下水开采强度。结果表明，南水北调入京后，区域地下水位埋深呈减小趋势，2015～2020年相比2010～2014年，地下水位平均埋深由19.13 m减至17.67 m,说明南水北调入京后，对区域地下水位的恢复具有明显的正向效应；基于地统计半变异函数模型计算南水北调入京前后地下水位埋深的块金效应值，发现2015～2020年与2010～2014年相比，地下水位埋深的块金效应值由55.92%减至39.05%,说明人为因素对地下水位埋深的影响处于减弱的状态；基于主成分分析法计算了2010～2020年对地下水开采强度的影响变化，表明区域用水对地下水开采强度的影响总体呈减小趋势，其中工业用水量、第三产业用水量及农业用水量对地下水开采强度的影响处于减小趋势，生活用水量对地下水开采强度的影响处于增大趋势。研究结果可为南水北调沿线区域的地下水资源管...     

基于DPSIRM模型和改进TOPSIS法的河北省水环境安全评价

为了有效评价河北省水环境安全状况,立足于河北省水环境和水资源现状,基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)模型构建水环境安全评价体系,引入加权马氏距离和灰色关联分析改进TOPSIS,采取熵值法计算指标权重,运用改进TOPSIS法评估河北省2010～2019年水环境安全状况。结果表明,2010～2019年河北省水环境安全相对贴进度呈波动上升趋势,由0.405增至0.561,整体由基本安全向安全状态发展,表明水环境安全状况逐渐好转,其中,2014年相对贴进度最低(为Ⅳ级),2019年最高(为Ⅱ级);河北省应从产业结构调整、环保投入、农业节水等方面做出积极响应,从而降低水环境风险。     

基于集对分析动态加权法的XLPE绝缘老化状态评估

针对现有XLPE电缆绝缘老化状态评估方法缺乏综合性评估和可靠性差的问题,通过综合试验数据分析,提出一种基于集对分析动态加权法的电缆绝缘老化状态评估方法。首先为统一计算评估体系中各指标参量的相对观测值,提出了"等价失效值"的概念,然后利用集对分析法求解各参量与状态等级之间的联系度,最后引入动态加权函数求解各性能指标与状态等级的总体联系度以获取评估结果。实例分析表明,所提方法在电缆绝缘老化状态评估上综合性强、可靠性高且简洁有效;所构造的绝缘老化规律曲线能够较好地反映该区域电缆绝缘老化情况,可为该区域现役电缆运维及电网改造提供指导。     

基于突变级数法的山西省水资源脆弱性评价

水资源脆弱性评价是水资源安全研究的重要内容,突变级数法为水资源脆弱性评价方法研究提供了新的视角。通过构建突变级数模型,并利用突变级数原理重新划定分级标准,有效弥补了突变级数法缺陷,对山西省2004～2016年水资源脆弱性从自然脆弱、人为脆弱和承载脆弱三个方面进行评价。结果表明,2004～2016年山西省水资源脆弱度呈波动式变化降低,其中自然脆弱度呈波浪式变化,人为脆弱度呈波动式下降趋势,承载脆弱度呈减少趋势;按照水资源综合脆弱性,山西省可划分为重度脆弱区、中度脆弱区和轻度脆弱区三个区,其中重度脆弱区1个市,中度脆弱区3个市,轻度脆弱区7个市。     

湖北省城市内涝灾害脆弱性研究

为研究湖北省城市内涝灾害的脆弱性,基于灾害形成理论,从城市内涝致灾因子、孕灾环境、承灾体、城市抗灾救灾能力四个方面选取14个输入输出指标,建立城市内涝灾害脆弱性评价指标体系,融合数据包络分析模型、交叉评价模型和熵权法,提出湖北省城市内涝灾害脆弱性评价方法,计算湖北省17个市级行政区的内涝脆弱性评价值,区划湖北省各城市内涝脆弱性等级。结果显示,湖北省整体内涝脆弱性水平较高,孝感市和武汉市尤为突出。     

区域水资源短缺风险的SPA—VFS评价模型

基于集对分析原理,选取区域水资源短缺风险程度的风险率、脆弱性、可恢复性、重现期和风险度为评价指标,建立了基于集对分析-可变模糊集的区域水资源短缺风险评价模型.湖北漳河灌区实例结果表明,灌区水资源短缺风险均处于较低风险水平,预测结果与灌区现状的开发利用程度、缺水量相符,该模型具有一定的可操作性和实用性,并为区域水资源规划和管理提供决策依据.     

改进模糊综合评价模型在长江三角洲地区农业用水效率评价中的应用

鉴于近年来国家对农业用水发展高度重视,选取农业用水效率来科学地评价农业发展态势。即参考相关文献建立合适的农业用水效率评价指标体系,选用层次分析法与贡献率法结合的博弈论组合赋权法确定指标体系的权重,并采用改进的模糊综合评判法对区域的农业用水效率进行等级划分,改进传统模糊综合评判的最大隶属度原则,以更大程度上利用数据信息得出结果,更具科学性。通过安徽省的农业用水效率验证了模型的有效性,并将该模型应用于长江三角洲地区,结果表明长江三角洲地区的农业用水效率评价结果由2010年的中等水平到2016年的较高水平保持到2017年,整体呈逐年改善趋势。     

基于熵权法的河北省水资源脆弱性评价

鉴于研究水资源脆弱性对河北省水资源可持续利用具有重要意义,特利用熵权法评价了河北省水资源脆弱性。发现河北省2005～2016年水资源脆弱性以中等脆弱性为主,水资源脆弱性呈现下降趋势;2005～2016年河北省平原区浅层地下水位不断下降;2005～2016年河北省总体上水资源利用效率得到明显提高,农业依然是用水大户。     

不确定性情形下水资源脆弱性评价

在考虑水资源脆弱性影响因素随机性基础上,结合地区风险暴露水平,采用广义最小二乘法建立灾害损失模型,以期望灾害损失占GDP比重作为衡量水资源脆弱性的重要指标,依据我国31个省市自治区的多年平均降水量,采用Z指数法评价其旱涝风险等级,估计了短期内期望灾害损失占GDP比重,并对此进行核密度估计以确定水资源脆弱性等级划分阈值,据此对各地区水资源脆弱性进行等级划分,结合旱涝灾害风险等级划分和水资源脆弱性等级划分,对各地区的脆弱性与旱涝风险进行配对研究。结果表明,我国区域间降水量分布与水资源脆弱性分布并不完全相同,水资源脆弱性更多地与经济发展水平相关,经济发达并不意味着水资源高度脆弱。     

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。