基于模糊集对分析-五元减法集对势的新疆水资源承载力评价

为定量评价新疆各地州水资源承载力状况、识别需要进行水资源承载力调控的地区,建立了新疆水资源承载力指标体系与评价等级标准,构建了模糊集对评价模型,结合五元减法集对势对新疆15个地州水资源承载力进行评价并诊断其发展态势。结果表明:新疆水资源承载力呈现出北疆较好、南疆其次、东疆稍弱的情况,评级为Ⅰ级的地区占13.4%,Ⅱ级占20%,Ⅲ级占20%,Ⅳ级占33.3%,Ⅴ级占13.3%,其中伊犁州水资源承载力最强,和田地区承载状况最差;吐鲁番地区的五元减法集对势值为-0.233 02、哈密地区为-0.303 1、阿克苏地区为-0.240 5、和田地区为-0.215 4,属于偏反势发展,需进行承载力调控;模糊集对分析评价结果与模糊聚类、物元分析法评价结果大体一致,具有可靠性。研究结果可为新疆水资源合理配置与调控提供可靠的科学依据。     

基于联系数的安徽省水资源承载力动态诊断评价研究

为定量评价安徽省水资源承载力的整体状况和发展趋势、识别引起水资源承载力不安全的主要因素,采用"评价-诊断-调控-再评价"的研究思路,构建了基于联系数的区域水资源承载力诊断评价模型,对安徽省水资源承载力进行了动态诊断评价研究,并利用减法集对势识别水资源承载力的脆弱性指标。结果表明:安徽省2005-2015年的水资源承载力综合评价等级值均处于2级临界超载附近,虽存在缓慢改善的趋势、但承载状况不理想;将诊断识别出引起水资源承载状况不安全的主要指标进行调控后,再次对水资源承载力的总体安全状况进行综合评价,调控后再评价的承载状况结果得到明显改善;上述所采用的诊断评价方法及研究思路可为安徽省水资源合理配置与调控提供技术支持。     

基于熵权法的流域水资源脆弱性评价——以淮河流域为例

流域水资源脆弱性评价可以量化表现出水资源的脆弱性程度,客观地反映研究区的水安全状况。根据水资源脆弱性的表现形式及成因,设置了水量、水质、洪涝灾害、旱灾4个一级指标,自然因素、人为因素、承载因素3个二级指标,分级构建了水资源脆弱性评价指标体系,在线性加权法的基础上采用熵权法构建了水资源脆弱性评价模型。以淮河流域为例进行实证分析,从时间、空间2个维度上对2003—2012年淮河流域整体及流域内的4个省份进行水资源脆弱性评价。结果表明时间上,10 a间淮河流域整体水资源脆弱度数值逐年减小,水资源脆弱性呈现好转趋势,流域内河南、安徽、江苏、山东4省的水资源脆弱性在10 a间均有所缓解;空间上,淮河流域水资源自西向东越来越脆弱。研究结果表明目前淮河流域水资源脆弱性状况呈现好转趋势,但仍然存在一些问题,有待进一步管理和调控。     

基于压力-状态-响应模型的新疆水资源脆弱性评价

鉴于脆弱性要素（暴露度、敏感性和适应性）与压力-状态-响应（pressure-state-response,?PSR）模型结构有很好 的对应关系,基于 PSR 模型开展新疆维吾尔自治区 2010—2019 年的水资源脆弱性评价。筛选人均用水量等 25 个评价指标,构建目标层-准则层-指标层评价体系并利用熵权法计算指标权重;将水资源脆弱性划分为不脆弱、 轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极脆弱 5 级,利用集对分析法和置信度准则计算得到 2010—2019 年的水资源 脆弱性水平;将指标层和准则层脆弱性与系统综合脆弱性进行对比,分析各指标与准则层脆弱性水平和变化趋势 与系统脆弱性的关系,探究影响水资源系统脆弱性的主要原因,成果可为新疆水资源管理提供参考。     

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。     

水资源承载力动态评价的引力减法集对势方法

为动态分析水资源承载力变化状况、准确识别脆弱性指标,采用万有引力和阻尼系数的思想,构造了用以反映集对事件的联系程度及态势的引力减法集对势。将引力减法集对势应用于水资源承载力动态分析评价中,并与现有的减法集对势进行对比分析。结果表明:引力减法集对势对安徽省水资源承载力的动态分析及态势分析的结果与现有的减法集对势结果相一致,这两种集对势之间的相关系数接近1.0;引力减法集对势诊断出以下指标—植被覆盖率、人口密度、入河污水排放达标率、水功能区水质达标率和生态用水率是安徽省2005—2015年水资源承载力评价的脆弱性指标,需重点调控,其他指标需注意做好改善工作。因此,引力减法集对势方法运用于安徽省水资源承载力动态评价与诊断是可行的;该方法解释性强、计算简便、结果符合实际、适用性强,为判断集对事件的当前状态及发展趋势提供了新途径,在系统动态分析评价中具有应用前景。     

基于模糊集对分析法的新疆水资源安全评价

根据区域水资源现状,选取18个评价指标,建立了包括水资源、经济社会、生态环境、供需4个准则层的区域水安全评价指标体系;通过熵权法确定指标权重,采用基于模糊集对分析的水资源安全评价方法,对2016年新疆水资源安全状况进行了评价。结果表明:新疆水资源整体的安全状况属于基本安全等级,空间分布上北疆优于南疆和东疆;评价结果与物元分析法和综合指数法评价结果总体上一致,评价结果具有合理性。     

新疆水资源分布及脆弱性评价

新疆地区降水资源稀少,是我国冰川水资源密集利用的典型区域。为了解掌握水资源基础特征及水资源承载能力,应用回归分析和地统计学研究其时间变化规律和空间分布特点,并通过熵权综合指数模型量化水资源承载力。结果表明,2000～2015年间新疆水资源总量呈减少趋势,年变化率为-7.69亿m3,空间上水资源分布不均,北疆地区降水和地表径流相对丰富,而南疆地区稀缺;横向评价表明,乌鲁木齐、喀什和石河子等核心城市水资源总量较少、用水需求量大,水资源极脆弱,而北疆地区水资源脆弱性较低;纵向评价显示,近16年间,新疆地区水资源脆弱性指数呈起伏升高,有较安全演变至临界和较不安全水平,区域水环境承载力逐渐退化。     

基于改进BP神经网络模型的云南文山州水资源脆弱性综合评价

利用层次分析法构建符合丰水地区水资源脆弱性评价的指标体系和等级标准,分别构建基于单、双隐层BP神经网络技术的区域水资源脆弱性综合评价模型,并采用内插法构造网络训练样本,将水资源脆弱性分级评价标准值作为“评价”样本,对云南文山州区域水资源脆弱性进行评价分析。结果表明：①单、双隐层BP神经网络模型对区域水资源脆弱性综合评价结果基本相同,说明研究建立的区域水资源脆弱性评价模型和评价方法均是合理可行的,与单隐层网络相比,双隐层网络泛化能力强,预测精度高,但训练时间较长;②文山州各评价区域不同规划水平年水资源脆弱性评价等级为Ⅲ-Ⅴ级,即处于中度脆弱与不脆弱之间,客观反映了该州水资源脆弱性状况,符合区域实际情况。评价结果可以作为研究和评价区域水资源脆弱性的参考依据。     

基于模糊综合指数法的陕西省水资源脆弱性评价

根据水资源系统的结构和功能,构建了水量、水质、灾害3个准则层,自然因素、人为因素、承载因素3个约束层,27个指标层的水资源脆弱性评价体系。基于层次分析法与熵值法组合定权,运用模糊综合评价法,从时间和空间两个维度对2007-2017年陕西省10个地级市水资源脆弱性进行评价和区划,采用障碍度模型探究水资源脆弱性的障碍因子。结果表明：咸阳市和渭南市的水资源脆弱性为Ⅴ级;西安市、宝鸡市、铜川市、榆林市为Ⅱ级;延安市、汉中市、安康市、商洛市为Ⅰ级。研究期内咸阳市、渭南市、安康市、商洛市的水资源脆弱性呈下降趋势,西安市、铜川市、延安市、汉中市呈增高趋势,宝鸡市和榆林市两市脆弱性不变。在空间上表现出“南北低,中部高”的分布特征。影响水资源脆弱性的主要障碍因子为年降水量变化率、万元GDP用水量、旱涝面积受灾比、万元GDP废水排放量、地下水资源开发利用率。研究表明陕西省各地水资源脆弱状况差异较大,增强和降低趋势并存,有待于进一步开展因地适宜的管理和调控。     

Matching of agricultural water and soil resources in Jianghuai Hilly Area based on set pair analysisEI北大核心CSCD

将水土资源自然本底量与农业用水用地量相结合,采用集对分析重建农业水土资源匹配指标,并构建七元半偏减法集对势,对江淮丘陵区2005—2019年农业水土资源匹配进行分析。结果表明:2005—2019年江淮丘陵区广义农业水土资源配比度基本呈现下降态势,但高于水土资源自然配比度;单位耕地用水量有减少趋势,但超出区域本底自然供水量,处于相对缺水状态;狭义农业水土资源配比度与水土资源自然配比度呈现交叉波动,并存在一定程度反相关,降水量的增加会相对减少农业灌溉用水量;2005—2010年和2011—2019年两时段江淮丘陵区广义农业水土资源均处于高度不匹配状态,合肥、滁州不匹配程度最高,安庆最低;两时段农业水土资源匹配集对势均为反势,匹配状态较差,但后期均有所提升,有向好发展趋势,安庆和六安变化程度最为明显;江淮丘陵区降水量年际变化较大,水资源总量变幅明显高于农业用水用地量波动,导致农业用水用地量与水资源总量变化不同步,这是水土资源匹配波动的主要原因。     

基于集对分析联系数的合肥市水资源承载力评价

为科学指导合肥市水资源综合规划与管理,在综合分析水资源承载力与水资源-社会经济-生态环境系统相互关系的基础上,从支撑力、压力、调控力子系统选取13项指标,建立合肥市水资源承载力评价指标体系,运用集对分析联系数评价模型对合肥市2011-2016年水资源承载力进行综合评价。结果表明:合肥市2011-2015年水资源承载力评价等级为3级,2016年为2级,整体形势严峻,承载能力较差,但已有所改善,发展趋势良好;运用减法集对势理论,确定指标人均水资源量、产水模数、植被覆盖率、人口密度、水资源开发利用率、生态用水率是导致合肥市水资源承载力不足的主要因素。     

基于集对分析法的渭河中下游径流变化特征研究

对渭河流域中下游径流的时空变化进行分析,为流域地表径流的深入研究和合理开发利用提供基础数据。利用渭河流域中下游典型水文站的实测数据,采用线性倾向法分析年径流量变化趋势,采用集对法分析径流量的空间变化特性。结果表明:20世纪70年代以来,渭河流域径流量呈现减少趋势,各站年径流量的变化趋势相似;渭河中下游各水文站年径流量空间变化上存在一定的同步性。基于集对原理的水文分析方法简单方便、结果合理,在水文水资源领域的径流空间变化特性分析研究中具有推广和应用价值。     

减法集对势法在河流生态健康评价与诊断中的应用

为合理精准判别河流生态健康评价等级,应用集对分析原理和五元减法集对势进行河流生态健康评价,并用五元减法集对势判断北运河生态健康发展趋势,识别、诊断影响北运河生态健康的脆弱性指标.结果表明:北运河生态整体处于亚健康状态,为改善北运河生态健康,应优先关注水质指数,在上游河段及时采取措施改善水质,并重视提升和增强全河段的河流...     

集对分析在岩溶区流域水资源预测中的应用

根据中国西南典型岩溶区澄碧河流域内平塘站1963年～2007年的水文气象资料,利用集对分析方法(SPA)的相似预测模型,分析和预测该流域水资源情况,评价集对分析方法在岩溶区流域的适用性.结果表明,1993年?2007年径流预测的NSE为0.687,RSR为0.559,整体达到"良"等级,平均误差11.4％,预测精度符合...     

基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型

针对现有集对势方法难以进一步挖掘联系数中不确定性变化信息问题,提出将三元联系数减法集对势看作一个服从正态分布的随机变量,采用95%置信水平下置信区间的长度来反映不确定性大小,建立了基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型。以宿州市为例对构建的模型进行了验证,评价结果与现有的减法集对势、半偏减法集对势方法相一致,说明基于联系数集对势置信区间估计的旱灾风险分析模型合理有效;该模型得到的评价结果不是一个数值,而是一置信概率区间,提供了关于评价结果可靠性方面的信息,能够反映在多种不确定因素综合影响下的旱灾风险实际情况,在水资源保护系统不确定性分析评价中具有应用前景。     

基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法

实现水资源空间均衡目标是当前我国水资源集成化管理实践的重要思路。为有效描述水资源空间均衡不同子系统及均衡指标之间的关系结构特征及整体均衡态势,提出从水资源承载压力、支撑力及调控力三大子系统之间的作用关系角度出发,采用集对分析三元联系数刻画不同均衡指标与相应承载等级之间的单指标联系属性,利用有序度熵与三元联系数耦合模型表征水资源空间均衡系统整体均衡态势及其变化趋势,并依据减法集对势诊断识别制约水资源空间均衡态势变化的关键影响因素,最终提出了基于有序联系度熵的水资源空间均衡综合评价方法（OCDE）。上述方法在安徽省不同地市2009-2018年水资源空间均衡综合评价的应用结果表明：皖南地区水资源空间均衡程度最高,皖中次之,皖北最差,全省2009-2018年水资源空间均衡系统整体均衡态势呈现逐渐改善的趋势,且人均水资源量和产水模数是制约全省及不同地市水资源空间均衡系统均衡态势变化最主要的负向驱动因素。上述计算结果与安徽省历史年份经济社会发展统计数据基本一致,表明构建的水资源空间均衡综合评价模型计算结果合理有效,可为制定和实施区域水资源空间均衡措施及方案提供科学有效的决策依据。     

基于减法集对势的漳河上游水资源冲突风险评价与态势分析研究

为有效预防漳河上游水资源冲突,积极维护地区水安全,科学合理地评价水资源冲突风险和预测风险态势演化尤为重要。基于水量、用水效率、水质、生态环境和社会经济等5个维度构建了水资源冲突风险评价及态势分析框架,运用熵权法和集对分析理论构建了基于减法集对势的水资源冲突风险评价及态势分析模型,对漳河上游2011-2020年的水资源冲突风险进行评价,通过五元减法集对势动态分析风险发展态势。结果表明：漳河上游水资源冲突风险水平较低且呈现下降的态势;3个省份水资源冲突风险等级由高到低依次为山西省、河北省、河南省。从水资源冲突的5个维度来看,河北省需重点关注水量和用水效率引起的冲突风险,河南省整体情况较好,山西省则需重点关注水量、水质和社会经济引起的冲突风险。研究结果对识别漳河上游水资源冲突风险、缓解水事纠纷和维护地区稳定具有重要的现实意义。