NBA-MEPP模型在區(qū)域水資源安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

水土資源生態(tài)安全與人們的生活質(zhì)量息息相關(guān)。該研究從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)安全3個(gè)方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)水土資源生態(tài)安全的貢獻(xiàn)率來確定指標(biāo)的權(quán)重,引入物元可拓理論,將水土資源綜合效益特征及對(duì)應(yīng)的特征量值作為物元,對(duì)黑龍江、吉林、遼寧地區(qū)水土資源生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:2005、2010、2015年生態(tài)安全等級(jí)先上升后下降,經(jīng)濟(jì)安全等級(jí)低于生態(tài)安全等級(jí),自然、社會(huì)安全等級(jí)高于生態(tài)安全等級(jí)。其遼寧生態(tài)安全最好,黑龍江生態(tài)安全狀況最差。森林覆蓋率、工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量、自來水普及率等指標(biāo)對(duì)生態(tài)安全貢獻(xiàn)最大。農(nóng)業(yè)用水比例、工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量、環(huán)保投資比例等指標(biāo)安全等級(jí)低下,阻礙該地區(qū)的水土資源生態(tài)安全發(fā)展。該評(píng)價(jià)結(jié)果可為當(dāng)?shù)卣碍h(huán)保部門政策制定提供理論依據(jù)。

以云南省16個(gè)州市為例進(jìn)行實(shí)例研究,提出風(fēng)力驅(qū)動(dòng)優(yōu)化(wdo)算法-投影尋蹤(pp)水資源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型,構(gòu)建布谷鳥搜索(cs)算法、差分進(jìn)化(de)算法和粒子群優(yōu)化(pso)算法優(yōu)化的pp模型作對(duì)比,進(jìn)行水資源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)。從水資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)遴選20個(gè)指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域水資源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并基于指標(biāo)系列均值及標(biāo)準(zhǔn)差構(gòu)造\"絕對(duì)協(xié)調(diào)\"~\"極不協(xié)調(diào)\"6個(gè)等級(jí)的水資源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用wdo-pp、cs-pp、de-pp和pso-pp模型對(duì)實(shí)例協(xié)調(diào)度進(jìn)行評(píng)價(jià)及分析。結(jié)果表明:dwo算法優(yōu)化pp模型獲得的適應(yīng)度值和最佳投影方向均優(yōu)于cs、de和pso算法,具有較好的求解精度和全局極值能力。wdo-pp模型對(duì)昆明、玉溪兩市以及怒江、德宏、西雙版納、迪慶4州的水資源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)為\"協(xié)調(diào)\

從生命安全、經(jīng)濟(jì)安全、社會(huì)安全和生態(tài)安全4個(gè)方面選取20個(gè)指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域水安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).利用自治粒子群優(yōu)化(agpso)算法尋優(yōu)最大熵投影尋蹤(mepp)技術(shù)最佳投影方向,提出agpso-mepp水安全評(píng)價(jià)模型,并分別構(gòu)建加速粒子群優(yōu)化(apso)算法、慣性權(quán)重線性遞減粒子群優(yōu)化(ldwpso)算法和基本粒子群優(yōu)化(pso)算法-mepp模型作對(duì)比模型對(duì)云南省2006-2015年及2020年水安全進(jìn)行評(píng)價(jià).結(jié)果表明:agpso尋優(yōu)mepp目標(biāo)函數(shù)獲得的最優(yōu)值、最差值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差均優(yōu)于apso、ldwpso和pso算法,具有較好的全局極值尋優(yōu)能力;agpso-mepp模型對(duì)云南省2006-2013年水安全評(píng)價(jià)為\"不安全\

在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)區(qū)域水資源承載能力內(nèi)涵的理解，建立了基于四元聯(lián)系數(shù)的區(qū)域水資源承載能力評(píng)價(jià)模型。四元聯(lián)系數(shù)是集對(duì)分析中三元聯(lián)系數(shù)基礎(chǔ)上的深化，將三元聯(lián)系數(shù)中不同的部分分為偏同異和偏反異。將四元聯(lián)系數(shù)應(yīng)用于區(qū)域水資源承載能力評(píng)價(jià)，用聯(lián)系度描述評(píng)價(jià)對(duì)象與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，其結(jié)果簡(jiǎn)便直觀，能清晰地反應(yīng)評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)間的聯(lián)系。對(duì)日照水資源與承載能力狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)等級(jí)為“中等”，與模糊分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果一致。

介紹了模糊聚類分析的基本原理和計(jì)算步驟,并利用該分析方法對(duì)山東省17地市的水資源承載能力進(jìn)行評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)結(jié)果表明:淄博市、威海市、青島市、濰坊市、濟(jì)寧市、日照市、棗莊市、萊蕪市、煙臺(tái)市和臨沂市等10個(gè)地市的水資源承載能力較高,而其它7地市的水資源承載能力相對(duì)較低.

水資源安全是中國(guó)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要保障.基于dpsir理論框架構(gòu)建了新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.利用熵權(quán)法對(duì)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中我國(guó)2010—2015年30個(gè)省的水資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià),討論了東部、中部和西部水資源安全形勢(shì)的差異.結(jié)果表明,東部水資源安全程度最高,中部水資源安全程度最低.最后,基于評(píng)價(jià)結(jié)果提出了水資源管理的建議,認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)推進(jìn)人口城鎮(zhèn)化建設(shè)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與升級(jí)、提高用水效率、提升廢水處理技術(shù)水平.

水資源安全是中國(guó)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要保障?；赿psir理論框架構(gòu)建了新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。利用熵權(quán)法對(duì)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中我國(guó)2010—2015年30個(gè)省的水資源安全進(jìn)行評(píng)價(jià),討論了東部、中部和西部水資源安全形勢(shì)的差異。結(jié)果表明,東部水資源安全程度最高,中部水資源安全程度最低。最后,基于評(píng)價(jià)結(jié)果提出了水資源管理的建議,認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)推進(jìn)人口城鎮(zhèn)化建設(shè)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與升級(jí)、提高用水效率、提升廢水處理技術(shù)水平。

水資源是一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。水資源利用評(píng)價(jià)研究對(duì)分析區(qū)域水資源問題、制定合理的水資源戰(zhàn)略具有重要意義。論文引入水足跡理論,構(gòu)建區(qū)域水足跡結(jié)構(gòu)、效益、生態(tài)安全以及可持續(xù)性指標(biāo)體系,對(duì)區(qū)域水資源的利用現(xiàn)狀和可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,并以大連市為案例對(duì)其水資源利用情況進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明該評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)便直觀、合理可行。

對(duì)聯(lián)合站原油罐區(qū)存在的火災(zāi)、爆炸原因進(jìn)行了分析,建立了池火災(zāi)計(jì)算模型。以某聯(lián)合站內(nèi)原油罐區(qū)為主要研究對(duì)象,運(yùn)用南京安元軟件中的池火災(zāi)計(jì)算模型,模擬發(fā)生池火災(zāi)事故時(shí)可能造成的危害,得出了輻射熱通量隨距離的變化關(guān)系,以及死亡、重傷、輕傷、財(cái)產(chǎn)損失和人員安全半徑,可為聯(lián)合站的安全管理和應(yīng)急救援機(jī)制的建立提供理論依據(jù)。

以屬性識(shí)別理論為基礎(chǔ),建立了水資源承載能力綜合評(píng)價(jià)屬性識(shí)別模型。結(jié)合淮河流域水資源承載能力的綜合評(píng)價(jià),并與其他評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:①屬性識(shí)別模型可以有效地解決水資源承載能力綜合評(píng)價(jià)問題,且設(shè)計(jì)合理、計(jì)算簡(jiǎn)單;②淮河流域水資源開發(fā)已接近區(qū)域水資源承載力,因此開發(fā)潛力不大。

通過對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)的研究及其在安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用,總結(jié)并建立了廣義模糊綜合安全評(píng)價(jià)模型。該模型通過對(duì)影響評(píng)價(jià)系統(tǒng)的因素進(jìn)行分類、整理,并分配其權(quán)重,對(duì)每個(gè)因素進(jìn)行打分,將模糊的安全信息定量化,然后通過模糊數(shù)學(xué)的方法計(jì)算出系統(tǒng)的得分,從而對(duì)系統(tǒng)的安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià),并應(yīng)用該模型對(duì)某鐵路橋梁進(jìn)行了安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。

一、飲水安全的概念和內(nèi)涵(一)絕對(duì)飲水安全飲水安全指居民能及時(shí)、方便地獲得足量、清潔的生活飲用水,還必須是老百姓能夠承受的(在群眾支付能力內(nèi))生活用水。飲水安全是人類安全

構(gòu)建水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,是對(duì)水資源安全評(píng)價(jià)的前提條件。從水資源安全概念內(nèi)涵入手,概況了水資源安全的影響因素,結(jié)合指標(biāo)體系的構(gòu)建原則,并歸納水資源安全評(píng)價(jià)中常用的指標(biāo)體系,建立水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。對(duì)正效益指標(biāo)數(shù)據(jù)和負(fù)效益指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理,利用雷達(dá)圖法獲得指標(biāo)數(shù)據(jù)所圍成雷達(dá)圖的面積,與臨界安全和安全所圍成雷達(dá)圖的面積相比較,最終確定水資源安全狀況。以六盤水為例,進(jìn)行實(shí)例研究,指標(biāo)含義明確客觀,評(píng)價(jià)結(jié)果符合客觀實(shí)際,為水資源安全評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。

鑒于建筑施工安全評(píng)價(jià)的復(fù)雜性和不確定性,將集對(duì)分析理論引入物元模型中,構(gòu)建了五元聯(lián)系數(shù)物元模型與偏聯(lián)系數(shù)物元模型,使物元模型中對(duì)事物特征不確定性的分析得以實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用該模型對(duì)某建筑施工項(xiàng)目進(jìn)行了綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),使建筑安全評(píng)價(jià)中的確定性分析與不確定性分析相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑施工項(xiàng)目的安全評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,基于集對(duì)分析的聯(lián)系數(shù)物元模型與偏聯(lián)系數(shù)物元模型計(jì)算方法簡(jiǎn)便,評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)結(jié)果科學(xué)合理。

指出了巖溶地區(qū)水資源短缺主要是由于巖溶地貌發(fā)育，水資源可獲取性差，利用難度大造成的。為合理評(píng)價(jià)巖溶地區(qū)水資源安全，在模糊集理論基本原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合西南巖溶地區(qū)水資源的特點(diǎn)，選取了體現(xiàn)巖溶地區(qū)水資源特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了水資源安全評(píng)價(jià)模型。，井對(duì)2004-2013年貴州省水資源安全狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：貴州省水資源安全整體水平達(dá)到臨界安全，歷年評(píng)價(jià)平均值為0.606，但區(qū)域差異性明顯，呈東南向西北遞減趨勢(shì)；其中，黔南、遵義水資源安全水平較高，評(píng)價(jià)均值分別為0．919（ⅰ級(jí)）、0．839（ⅱ級(jí)）。六盤水和畢節(jié)水資源安全水平較低，分別為0．1（v級(jí)）和0．4（v級(jí)），其余地區(qū)介于兩者之間；各地州水資源安全水平年際變異性大，平均變異系數(shù)為0．477。分析認(rèn)為，加大水利設(shè)施建設(shè)投資力度，保護(hù)現(xiàn)有水資源，提高水資源開發(fā)利用率才是解決貴州巖溶地區(qū)水資源安全問題的關(guān)鍵。

區(qū)域水安全評(píng)價(jià)可為區(qū)域安全管理提供重要的決策依據(jù),其重要問題有如何建立合適的區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和合理確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)中國(guó)水安全研究的特點(diǎn)和水安全問題的主要類型特征,提出了由水資源安全、水環(huán)境安全和水旱災(zāi)害防治安全三個(gè)子系統(tǒng)及其指標(biāo)集組成的區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。為有效挖掘區(qū)域水安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中主、客觀評(píng)價(jià)信息,克服已被廣泛應(yīng)用的常規(guī)信息熵權(quán)法的不足,提出了用基于加速遺傳算法的改進(jìn)模糊層次分析法(aga-fahp)與熵權(quán)法相結(jié)合的方法確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重,用最小相對(duì)熵原理綜合各指標(biāo)的客觀權(quán)重和主觀權(quán)重,用aga-fahp確定各子系統(tǒng)的權(quán)重,進(jìn)而建立了區(qū)域水安全評(píng)價(jià)的新模型(ew-aga-fahp)。用ew-aga-fahp評(píng)價(jià)中國(guó)7個(gè)省級(jí)區(qū)域的水安全形勢(shì)的結(jié)果表明:ew-aga-fahp的評(píng)價(jià)結(jié)果合理,方法可行、通用,在區(qū)域水安全管理中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

針對(duì)目前水資源系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析方法中存在的評(píng)價(jià)結(jié)果分辨率不高等問題,基于信息論中的jaynes最大信息熵原理,選取區(qū)域水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)程度的風(fēng)險(xiǎn)率、脆弱性、可恢復(fù)性、重現(xiàn)期和風(fēng)險(xiǎn)度作為評(píng)價(jià)指標(biāo),建立了基于最大熵原理的區(qū)域水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。最后對(duì)包括北京和天津在內(nèi)的首都圈水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,如果沒有南水北調(diào)工程,2010年整個(gè)首都圈的水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)處于高風(fēng)險(xiǎn)水平,亟待對(duì)水資源采取有效的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。

針對(duì)水資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中存在的不相容性和模糊性問題,將物元分析理論與模糊集理論相結(jié)合,構(gòu)建復(fù)合模糊物元,并應(yīng)用加權(quán)歐式距離作綜合評(píng)價(jià),對(duì)各樣本做優(yōu)劣排序,并劃分類別。在計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重時(shí),引入熵值理論,運(yùn)用信息熵反映的樣本數(shù)據(jù)的效用值確定權(quán)重,避免了權(quán)重分配中的人為干擾。結(jié)合實(shí)例應(yīng)用,并與其他方法的評(píng)價(jià)結(jié)果作比較,驗(yàn)證了該模型的可靠性。分析表明,物元分析與模糊集理論的有效結(jié)合,能將多指標(biāo)評(píng)價(jià)中的不相容矛盾轉(zhuǎn)換成相容關(guān)系,且有效地避免了由于模糊性導(dǎo)致的信息丟失;熵值法確定的權(quán)重較好地反映了樣本信息的有序度,充分利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)客觀地對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)。結(jié)果表明,基于熵權(quán)的模糊物元模型應(yīng)用于水資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)是合理、客觀、可行的。

以未確知理論為基礎(chǔ),詳細(xì)闡述未確知測(cè)度模型的建模過程。結(jié)合未確知測(cè)度模型,對(duì)影響城市燃?xì)夤艿腊踩囊蛩剡M(jìn)行系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià)。針對(duì)邯鄲市城市燃?xì)夤艿赖墓こ虒?shí)際,收集實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),確定安全評(píng)價(jià)指標(biāo),運(yùn)用模型對(duì)實(shí)例進(jìn)行計(jì)算求解,對(duì)邯鄲市3區(qū)10個(gè)測(cè)點(diǎn)的管道安全級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。經(jīng)調(diào)查檢驗(yàn),評(píng)價(jià)結(jié)果符合實(shí)際。該方法的提出旨在更有效地對(duì)燃?xì)夤艿赖陌踩M(jìn)行評(píng)價(jià),為有關(guān)部門提供采取安全措施的依據(jù)。

文中介紹了改進(jìn)topsis模型，并應(yīng)用于不同路段高速公路安全評(píng)價(jià)。改進(jìn)topsis模型是尋找一個(gè)虛擬最優(yōu)解，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)與虛擬最優(yōu)解之間的距離，通過計(jì)算相對(duì)接近程度為不同評(píng)價(jià)指標(biāo)排序，得到評(píng)價(jià)結(jié)果。高速公路安全問題日益突出，高速公路不同路段的安全性不同。對(duì)不同路段安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)得到不同路段安全性排序，可確定路段安全情況，為路段安全檢測(cè)及路段安全行駛提供依據(jù)。

指出了水資源嚴(yán)重缺乏和嚴(yán)重污染構(gòu)成的水危機(jī)已制約著各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面的發(fā)展。水資源屬不可再生資源,如何對(duì)其管理和優(yōu)化利用就顯得龍為重要。對(duì)完善水資源管理機(jī)策、加強(qiáng)水資源管理系統(tǒng)建設(shè)、完善管理行為等問題進(jìn)行了論述分析,以供參考。

論述了復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)分析的主要理論與方法,以系統(tǒng)科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理論為基礎(chǔ),以生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)原理為指導(dǎo),分析了西北地區(qū)水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)、特征、組成、結(jié)構(gòu)、功能和作用機(jī)制及水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的相互作用模式。在此基礎(chǔ)上又對(duì)系統(tǒng)之間的沖突與協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行了深入分析,總結(jié)了水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)主要沖突與協(xié)調(diào),并從水資源利用與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的相互作用關(guān)系角度探討了實(shí)現(xiàn)水資源持續(xù)利用的協(xié)調(diào)和控制。