改進(jìn)可變模糊算法在水資源承載力評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

針對(duì)傳統(tǒng)水資源承載力評(píng)價(jià)方法在計(jì)算指標(biāo)貢獻(xiàn)程度時(shí)存在主觀局限性,以及評(píng)價(jià)結(jié)果穩(wěn)定性差等問題,基于流域復(fù)合系統(tǒng)特性,建立并完善了水資源承載力量化指標(biāo)體系,引入綜合賦權(quán)思想,進(jìn)一步改進(jìn)可變模糊評(píng)價(jià)方法,并構(gòu)建系統(tǒng)承載力評(píng)價(jià)模型應(yīng)用于干旱區(qū)葉爾羌河流域.對(duì)比不同方法評(píng)分情況,分析得出該流域目前水資源復(fù)合系統(tǒng)承載力為2~3級(jí),臨近飽和值,供需矛盾顯著;規(guī)劃年水資源利用率提高,第一產(chǎn)業(yè)比例下降,評(píng)價(jià)為2級(jí),流域水資源供需矛盾得到緩解.評(píng)價(jià)結(jié)果穩(wěn)定,相對(duì)客觀,避免了級(jí)別跳躍現(xiàn)象,對(duì)流域規(guī)劃和水資源供需配給提供了參考.

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水資源成為影響城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素,而水資源承載力能夠客觀、科學(xué)的評(píng)價(jià)一個(gè)城市水資源對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的承載能力。本文以臨沂市為研究區(qū)域,主要運(yùn)用主成分分析法對(duì)臨沂市水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),結(jié)果表明臨沂市水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,部分縣區(qū)水資源承載能力已接近飽和值,進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力較小。

水資源的承載能力是其所在區(qū)域內(nèi)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)-水資源-生態(tài)環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)功能的宏觀體現(xiàn).通過計(jì)算系統(tǒng)有序度熵值,評(píng)測(cè)調(diào)控各子系統(tǒng)發(fā)展協(xié)同程度,并利用可變模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)水資源復(fù)合系統(tǒng)的調(diào)控效果作出評(píng)價(jià),旨在加強(qiáng)各子系統(tǒng)聯(lián)合效應(yīng),提高流域水資源承載水平.將構(gòu)建的水資源承載力調(diào)控評(píng)價(jià)模型應(yīng)用于葉爾羌河流域,經(jīng)評(píng)測(cè),2013年水資源承載力評(píng)分為0.51~0.73分,此時(shí)流域各子系統(tǒng)發(fā)展嚴(yán)重失衡,照此趨勢(shì)發(fā)展,2020年評(píng)分為0.36~0.60,分值下降,承載力降低;經(jīng)過系統(tǒng)熵值分析調(diào)控后分值維持在0.69~0.88,承載力水平明顯提高.結(jié)果表明,該模型可以科學(xué)的模擬優(yōu)化各子系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì),提高水資源復(fù)合系統(tǒng)承載水平,有利于流域可持續(xù)發(fā)展.

在充分理解水資源承載力概念及其影響因素的基礎(chǔ)上,選取水資源利用率、缺水率、灌溉率等7個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),利用模糊綜合評(píng)判法對(duì)榆林市水資源承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:榆林市水資源承載力較小,開發(fā)潛力不大。建議:建立地表水、地下水合理調(diào)蓄與調(diào)配運(yùn)行機(jī)制,建立完善的水環(huán)境保護(hù)體系。

區(qū)域水資源承載力是進(jìn)行生態(tài)環(huán)境建設(shè)和確定社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。分析了水資源承載力的內(nèi)涵及其評(píng)價(jià)方法,選取人均供水量、水資源利用率、單位gdp用水量、供水模數(shù)、需水模數(shù)、生態(tài)用水率等6個(gè)主要因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo),建立了水資源承載力模糊綜合評(píng)判模型,并應(yīng)用該模型對(duì)榆林市水資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:榆林市水資源開發(fā)利用已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,該地區(qū)的水資源承載潛力已相對(duì)較小,水資源供需矛盾突出。同時(shí),提出了提高水資源承載力的對(duì)策,為今后的區(qū)域水資源開發(fā)利用提供依據(jù)。

應(yīng)用模糊綜合評(píng)判方法對(duì)聊城市水資源承載能力進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:聊城市綜合評(píng)分值對(duì)v1的隸屬度為0.7354,綜合評(píng)分值僅為0.178,表明聊城市水資源開發(fā)利用已有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力很小。今后應(yīng)該合理利用水資源,節(jié)約用水,加強(qiáng)對(duì)水資源的治理及保護(hù)。

在對(duì)汕頭市水資源狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上,選取適合汕頭地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)的指標(biāo),并針對(duì)水資源系統(tǒng)的不確定性、模糊性以及其他評(píng)價(jià)方法存在的問題,采用模糊層次綜合評(píng)價(jià)法對(duì)汕頭地區(qū)水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià),并將評(píng)價(jià)等級(jí)劃分為3級(jí),結(jié)果表明,2000—2009年,汕頭市水資源承載力總體情況較好,多數(shù)年分為1級(jí),2004、2009年為2級(jí),但近年有逐步惡化趨勢(shì)。

以人水和諧的理論為核心,以＂健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)＂為3大量化準(zhǔn)則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并以阜陽(yáng)市為例,構(gòu)造層次分析-模糊綜合評(píng)判模型對(duì)該市各縣區(qū)的水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,阜陽(yáng)市整體水資源承載力較差,且各縣區(qū)水資源的承載能力不均衡,沿淮縣市情況相對(duì)較好。

以人水和諧的理論為核心,以\"健康、發(fā)展、協(xié)調(diào)\"為3大量化準(zhǔn)則,構(gòu)建了基于和諧論的水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并以阜陽(yáng)市為例,構(gòu)造層次分析-模糊綜合評(píng)判模型對(duì)該市各縣區(qū)的水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,阜陽(yáng)市整體水資源承載力較差,且各縣區(qū)水資源的承載能力不均衡,沿淮縣市情況相對(duì)較好。

[目的]研究影響水資源系統(tǒng)承載力變化的關(guān)鍵因素,為貴陽(yáng)市水資源的可持續(xù)利用及合理管理政策的制定提供決策依據(jù)。[方法]以貴陽(yáng)市為例,將水資源系統(tǒng)分為水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)3個(gè)子系統(tǒng),選取評(píng)價(jià)指標(biāo),建立多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)該市水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]整體上,2003—2013年貴陽(yáng)市水資源承載力狀況不斷提高,可較好地支持貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其中水資源子系統(tǒng)指數(shù)處于波動(dòng)緩慢下降狀態(tài),生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢(shì),社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指數(shù)呈下降趨勢(shì)。[結(jié)論]水資源子系統(tǒng)對(duì)水資源承載能力的貢獻(xiàn)率逐漸降低,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善是水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)因素,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源。

[目的]研究影響水資源系統(tǒng)承載力變化的關(guān)鍵因素,為貴陽(yáng)市水資源的可持續(xù)利用及合理管理政策的制定提供決策依據(jù)。[方法]以貴陽(yáng)市為例,將水資源系統(tǒng)分為水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)3個(gè)子系統(tǒng),選取評(píng)價(jià)指標(biāo),建立多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)該市水資源承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]整體上,2003—2013年貴陽(yáng)市水資源承載力狀況不斷提高,可較好地支持貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。其中水資源子系統(tǒng)指數(shù)處于波動(dòng)緩慢下降狀態(tài),生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)指數(shù)呈持續(xù)上升趨勢(shì),社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指數(shù)呈下降趨勢(shì)。[結(jié)論]水資源子系統(tǒng)對(duì)水資源承載能力的貢獻(xiàn)率逐漸降低,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善是水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)因素,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是水資源承載力提高的主要壓力源。

基于在保證區(qū)域水資源合理配置、生態(tài)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上,對(duì)廣東省水資源承載力進(jìn)行多層次模糊綜合評(píng)價(jià),從水資源、生態(tài)環(huán)境以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r出發(fā),構(gòu)建其子系統(tǒng)的水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,定量評(píng)價(jià)2008-2015年廣東省水資源承載力水平變化情況。結(jié)果表明,廣東省水資源承載現(xiàn)狀為可承載狀態(tài),符合廣東省實(shí)際情況,并且認(rèn)為生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量變化是廣東省水資源承載力提高的主要驅(qū)動(dòng)力,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的人口密度增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展卻是水資源承載力的主要壓迫因素。由此,建議未來應(yīng)加大水利設(shè)施建設(shè),開發(fā)利用地下水資源,節(jié)約用水,提高水資源利用率,以提高水資源承載能力。

文章針對(duì)水資源承載力的評(píng)價(jià),綜合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和水資源的復(fù)合系統(tǒng)來構(gòu)建評(píng)價(jià)體系,并從物理性和經(jīng)濟(jì)性角度分析水資源稀缺狀況,建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型、灰色預(yù)測(cè)模型;同時(shí)運(yùn)用matlab軟件求解得出山東省近10年的水資源承載力水平,并預(yù)測(cè)未來15年水資源承載力的發(fā)展趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)山東省現(xiàn)處于重度缺水狀態(tài),若不加以治理未來15年將會(huì)步入水資源過度短缺階段。

文章以2006-2015年湘西自治州水資源和國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用模糊綜合指數(shù)評(píng)價(jià)方法，對(duì)湘西自治州水資源承載力進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并對(duì)該地區(qū)2020、2025、2030年的水資源承載能力進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究結(jié)果表明未來湘西自治州水資源承載力逐步下降，水資源短缺將成為制約該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人民生活水平提高、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展的重要因素。

以禹州市水資源供需現(xiàn)狀為依據(jù),應(yīng)用模糊綜合評(píng)判模型對(duì)禹州市的水資源承載力情況進(jìn)行了分析,建立了以水資源優(yōu)化配置為基礎(chǔ)的水資源承載力模糊綜合評(píng)判模型.通過模型運(yùn)算和求解,得出未來10a內(nèi)禹州市水資源的承載人口、經(jīng)濟(jì)等變化趨勢(shì).根據(jù)分析結(jié)果,提出了禹州市水資源持續(xù)利用的優(yōu)化配置方案,可為制定定相關(guān)政策提供參考.

水資源是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最重要支撐之一。本文采用物元模型和可拓關(guān)聯(lián)度進(jìn)行區(qū)域水資源承載力的評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)實(shí)際數(shù)據(jù)建立評(píng)價(jià)方案和理想方案的物元模型,然后通過可拓關(guān)聯(lián)度直接評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。關(guān)聯(lián)度是評(píng)價(jià)區(qū)域水資源承載力的重要標(biāo)準(zhǔn),越接近理想方案則關(guān)聯(lián)度越大,表明該區(qū)域水資源承載力值越大。實(shí)例表明:基于可拓理論的水資源承載力評(píng)價(jià)是是可行的,結(jié)論是合理的;這為區(qū)域水資源承載能力評(píng)價(jià)提供了一種新方法。

水資源承載能力是指某一區(qū)域某一時(shí)期內(nèi)水資源系統(tǒng)能夠支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最大規(guī)模。鑒于水資源承載能力評(píng)價(jià)中各指標(biāo)屬性的不確定性和模糊性,為了提高水資源評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性,構(gòu)建了一種基于可變模糊集理論的水資源承載能力評(píng)估模型。該模型首先將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為準(zhǔn)則層和指標(biāo)層2個(gè)層次,通過層次分析法和熵值法分別確定兩個(gè)層次的權(quán)重,結(jié)合可變模糊集理論運(yùn)用最大貼近度準(zhǔn)則對(duì)研究區(qū)的水資源承載能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。用該模型對(duì)宜昌市2009-2014年的水資源承載能力進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明：（1）該模型應(yīng)用簡(jiǎn)便,克服了水資源承載能力評(píng)價(jià)中各指標(biāo)的不確定性和模糊性問題,得出的結(jié)果更為可靠;（2）在目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)下,宜昌市水資源承載能力處于較強(qiáng)的水平,能夠滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

水資源承載能力是指某一區(qū)域某一時(shí)期內(nèi)水資源系統(tǒng)能夠支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最大規(guī)模.鑒于水資源承載能力評(píng)價(jià)中各指標(biāo)屬性的不確定性和模糊性,為了提高水資源評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性,構(gòu)建了一種基于可變模糊集理論的水資源承載能力評(píng)估模型.該模型首先將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為準(zhǔn)則層和指標(biāo)層2個(gè)層次,通過層次分析法和熵值法分別確定兩個(gè)層次的權(quán)重,結(jié)合可變模糊集理論運(yùn)用最大貼近度準(zhǔn)則對(duì)研究區(qū)的水資源承載能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).用該模型對(duì)宜昌市2009-2014年的水資源承載能力進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明:①該模型應(yīng)用簡(jiǎn)便,克服了水資源承載能力評(píng)價(jià)中各指標(biāo)的不確定性和模糊性問題,得出的結(jié)果更為可靠;②在目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)下,宜昌市水資源承載能力處于較強(qiáng)的水平,能夠滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求.

為研究引力搜索算法(gsa)-投影尋蹤(pp)模型應(yīng)用于區(qū)域水資源承載力評(píng)價(jià)中的有效性和可行性。從水資源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)和水環(huán)境系統(tǒng)遴選14個(gè)指標(biāo)構(gòu)建區(qū)域水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),利用gsa算法優(yōu)化pp模型最佳投影方向,提出gsa-pp水資源承載力評(píng)價(jià)模型,并構(gòu)建粒子群優(yōu)化(pso)算法、差分進(jìn)化(de)算法和布谷鳥搜索(cs)算法優(yōu)化的pp模型作對(duì)比,以文山州8縣市水資源承載力評(píng)價(jià)為例進(jìn)行實(shí)例研究。結(jié)果表明:gsa算法連續(xù)10次優(yōu)化pp模型獲得的適應(yīng)度值均為1147.9363,均優(yōu)于pso、de和hs算法,具有較高的求解精度和穩(wěn)定性能。gsa-pp模型對(duì)麻栗坡縣、馬關(guān)縣和文山市的評(píng)價(jià)結(jié)果為“可承載”,對(duì)其余5縣的評(píng)價(jià)結(jié)果為“基本可承載”。gsa-pp模型對(duì)實(shí)例評(píng)價(jià)及排序結(jié)果與de-pp模型相同;與pso-pp、cs-pp模型評(píng)價(jià)結(jié)果相同,但在排序上存在差異。實(shí)例驗(yàn)證了智能算法求解精度的高低決定著評(píng)價(jià)效果的優(yōu)劣。

選取水資源總量、人均占有水量、單位gdp用水量、缺水率、水資源開發(fā)利用率、重復(fù)利用率、人口密度等7個(gè)指標(biāo),按其對(duì)水資源可持續(xù)承載力的影響程度劃分為3個(gè)等級(jí),建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)模型及其隸屬度計(jì)算公式?；陟貦?quán)基本理論,應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)方法,對(duì)南水北調(diào)中線工程河南省受水區(qū)水資源可持續(xù)承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明,研究區(qū)水資源可持續(xù)承載力較弱,必須采取調(diào)水、節(jié)水等措施以彌補(bǔ)水資源的不足。

在遺傳算法與誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)(bp網(wǎng)絡(luò))結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,提出了利用改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水資源承載力綜合評(píng)價(jià)的新方法,將該方法應(yīng)用于淮河流域水資源承載力綜合評(píng)價(jià),實(shí)例表明是可行的,為水資源承載力定量分析開辟了新的途徑.

構(gòu)建了涵蓋水資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的適于湖南省城市水資源承載力研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用模糊綜合評(píng)價(jià)模型分析了2013年湖南省城市水資源承載力狀況,結(jié)果表明:湖南省城市水資源承載力綜合評(píng)分是0.5540,對(duì)v2的隸屬度為0.7119,說明湖南省的城市水資源仍具有一定的開發(fā)利用潛力但已具有相當(dāng)規(guī)模;各城市對(duì)v2級(jí)的隸屬度均在0.5以上,表明湖南省城市水資源開發(fā)利用已具有相當(dāng)規(guī)模,但城市水資源仍具有一定的開發(fā)利用潛力,其中長(zhǎng)沙和張家界的水資源開發(fā)利用潛力最大.