可變模糊集理論的宜昌市水資源承載能力評價

本文在筆者建立的可變模糊集理論基礎上,提出可變模糊評價模型與方法,該方法能夠科學、合理地確定樣本指標對各級指標標準區(qū)間的相對隸屬度、相對隸屬函數(shù),并且能夠通過變化模型及其參數(shù),合理地確定出樣本的評價等級,提高對樣本等級評價的可信度。最后將該方法應用于淮河流域水資源承載能力的綜合評價。應用實例表明,該模型計算簡便,評價結果可信度高。

水資源可持續(xù)利用是當今社會關注的熱點問題。應用可變模糊集理論中的質量互變定理,研究評價了廣東省東莞市不同水平年水資源可持續(xù)利用協(xié)調能力。結果表明,東莞市水資源可持續(xù)利用協(xié)調能力從2000年至規(guī)劃水平年(2030年)有了質的變化與提高。經(jīng)過與集對評價法評價結果比較,表明本文評價成果的合理性和可靠性。

運用模糊綜合評判模型對西安市地下水資源承載能力進行評價,綜合評價結果表明:西安市絕大多數(shù)行政區(qū)的地下水資源承載能力綜合評分值小于0.5,分值最高的周至縣得分為0.5279,分數(shù)最低的高陵縣得分僅為0.2573,地下水資源承載能力普遍較低,地下水資源的可持續(xù)利用已成為西安市可持續(xù)發(fā)展的制約因素。根據(jù)該區(qū)域水資源的現(xiàn)狀,提出了跨流域調水、人工回灌、節(jié)水、加強管理監(jiān)督等提高地下水資源承載能力的措施。

介紹了模糊聚類分析的基本原理和計算步驟,并利用該分析方法對山東省17地市的水資源承載能力進行評價.評價結果表明:淄博市、威海市、青島市、濰坊市、濟寧市、日照市、棗莊市、萊蕪市、煙臺市和臨沂市等10個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較低.

基于水資源開發(fā)利用程度，針對南通市沿海5縣、區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展對水資源需求與供給量的矛盾問題，利用可變模糊集理論和層次分析法，從水資源、社會、經(jīng)濟和生態(tài)四方面選定16個指標，構建了4層水資源開發(fā)利用程度綜合評價指標體系，對研究區(qū)水資源開發(fā)利用程度現(xiàn)狀進行分析評價研究。研究結果表明，當?shù)厮Y源的支撐能力處于中等偏低，水資源滿足發(fā)展的供需能力有逐漸變差的趨勢；地區(qū)水資源開發(fā)利用充分，壓力有超載的趨勢，如果不盡快采取相應的措施，研究區(qū)的水資源將會出現(xiàn)供需緊張的現(xiàn)象。

以屬性識別理論為基礎,建立了水資源承載能力綜合評價屬性識別模型。結合淮河流域水資源承載能力的綜合評價,并與其他評價方法的評價結果進行了比較。結果表明:①屬性識別模型可以有效地解決水資源承載能力綜合評價問題,且設計合理、計算簡單;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。

在總結前人研究成果的基礎上，根據(jù)對區(qū)域水資源承載能力內涵的理解，建立了基于四元聯(lián)系數(shù)的區(qū)域水資源承載能力評價模型。四元聯(lián)系數(shù)是集對分析中三元聯(lián)系數(shù)基礎上的深化，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)應用于區(qū)域水資源承載能力評價，用聯(lián)系度描述評價對象與評價標準之間的關系，其結果簡便直觀，能清晰地反應評價對象和評價標準間的聯(lián)系。對日照水資源與承載能力狀況進行評價，評價等級為“中等”，與模糊分析法的評價結果一致。

針對水資源承載力評價中存在模糊性的特征,應用可變模糊集理論建立區(qū)域水資源承載力評價模型.該模型以相對差異函數(shù)為基礎,充分考慮評價指標的\"優(yōu)\"與\"劣\"兩方面,更具合理性.以海河流域為典型研究區(qū),將可變模糊集模型應用于該區(qū)域的水資源承載力研究,實例結果表明該模型簡單方便、有效可行,能較好地應用于生產(chǎn)實際.

本文構建適宜于淮北地區(qū)的水資源承載力三級評價指標體系,運用基于ahp構權的多層次模糊綜合評價模型,通過選取典型地區(qū)特定年份相關數(shù)據(jù),計算典型地區(qū)水資源承載力綜合評價指數(shù),開展水資源承載能力評價研究,旨在促進區(qū)域人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展.

針對可變模糊算法在評價指標體系構建時沒有考慮指標間的相關性對評價結果造成的影響,以及該算法在水資源承載力評價時沒有對研究區(qū)域水資源承載力的時序變化特征進行探討,引入了主分量分析(pca)法以篩選出彼此間相關系數(shù)較低的指標來構建評價指標體系。因此對可變模糊算法進行了改進,旨在分析不同年份下的樣本水資源承載狀況的時序變化特征；同時,以大同市為例,對該地區(qū)(2010～2017年)的水資源承載狀況進行評估。評估結果表明:改進后的算法與改進前的相比,在維持評價等級不變的前提下,級別特征值的穩(wěn)定范圍明顯縮小,減少了誤差范圍,提高了評價等級精度。該改進算法進一步拓展和豐富了可變模糊集理論,可為后續(xù)評定其他區(qū)域的水資源承載狀況提供一定的參考。

針對區(qū)域水資源可持續(xù)發(fā)展能力的評價問題,基于“自然-社會”二元模式,識別出了自然、社會和水資源3個因素的影響因子,構造了第一層由3個因素、第二層由21個指標組成的多層次評價指標體系,構建了基于相對差異函數(shù)的模糊可變評價模型.以開封市為研究實例進行了評價,結果顯示:2012年蘭考縣和通許縣的水資源可持續(xù)發(fā)展能力為ⅱ級(較強),其他縣(區(qū))的水資源可持續(xù)發(fā)展能力為ⅲ級(中等).通過實例驗證,表明該評價模型具有較好的適用性和合理性,指標的代表性和覆蓋性較好,特別是針對較小的評價區(qū)域,能夠有效地識別出指標差異,獲得精準的評價等級.

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。為合理評價巖溶地區(qū)水資源安全，在模糊集理論基本原理的基礎上，結合西南巖溶地區(qū)水資源的特點，選取了體現(xiàn)巖溶地區(qū)水資源特性的評價指標，構建了水資源安全評價模型。，井對2004-2013年貴州省水資源安全狀況進行了評價。結果表明：貴州省水資源安全整體水平達到臨界安全，歷年評價平均值為0.606，但區(qū)域差異性明顯，呈東南向西北遞減趨勢；其中，黔南、遵義水資源安全水平較高，評價均值分別為0．919（ⅰ級）、0．839（ⅱ級）。六盤水和畢節(jié)水資源安全水平較低，分別為0．1（v級）和0．4（v級），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。分析認為，加大水利設施建設投資力度，保護現(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鍵。

平原地區(qū)的種植業(yè)在我國占據(jù)著重要地位,但是頻繁發(fā)生的旱澇災害嚴重影響著我國農業(yè)生產(chǎn),平原水庫是解決這一問題的有效措施。對平原水庫進行健康評價,保證其正常運營,進而保障農業(yè)生產(chǎn)已逐步成為人們關注的焦點。但是與山區(qū)水庫相比,平原水庫健康評價的理論和方法都非常缺乏。針對此問題,首先綜合考慮了影響平原水庫健康的各方面因素,進而提出了健康平原水庫的定義;然后在此基礎上建立了包括結構安全、功能效益、生態(tài)環(huán)境和健康穩(wěn)定性4個一級指標以及14個二級指標的平原水庫健康評價體系,按照健康、亞健康、不健康、病態(tài)4個級別進行劃分;最后,針對平原水庫健康評價的模糊特性,選用可變模糊方法對其進行評價。丁東水庫的實例證明,本文構建的平原水庫健康評價指標體系合理、概括性強,基于可變模糊的平原水庫健康評價方法易于理解、操作方便、結果可信度高。

水資源的承載能力是其所在區(qū)域內整個社會經(jīng)濟-水資源-生態(tài)環(huán)境復合系統(tǒng)功能的宏觀體現(xiàn).通過計算系統(tǒng)有序度熵值,評測調控各子系統(tǒng)發(fā)展協(xié)同程度,并利用可變模糊綜合評價方法對水資源復合系統(tǒng)的調控效果作出評價,旨在加強各子系統(tǒng)聯(lián)合效應,提高流域水資源承載水平.將構建的水資源承載力調控評價模型應用于葉爾羌河流域,經(jīng)評測,2013年水資源承載力評分為0.51~0.73分,此時流域各子系統(tǒng)發(fā)展嚴重失衡,照此趨勢發(fā)展,2020年評分為0.36~0.60,分值下降,承載力降低;經(jīng)過系統(tǒng)熵值分析調控后分值維持在0.69~0.88,承載力水平明顯提高.結果表明,該模型可以科學的模擬優(yōu)化各子系統(tǒng)發(fā)展趨勢,提高水資源復合系統(tǒng)承載水平,有利于流域可持續(xù)發(fā)展.

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,既有橋梁的健康狀況日益受到人們的關注,而承載能力評定是評價橋梁健康狀況最重要的內容。評估橋梁的承載能力,荷載試驗是最直觀的方法。通過內力影響線的反演法能夠模擬橋梁結構的真實狀態(tài),從而更加準確的評估橋梁的承載能力。

第33卷　第9期西北農林科技大學學報(自然科學版)vol.33no.9 2005年9月jour.ofnorthwestsci2techuniv.ofagri.andfor.(nat.sci.ed.)sep.2005 城市水資源承載能力多目標分析 ξ 趙新宇1,費良軍 1 ,高傳昌 2 (1西安理工大學水電學院,陜西西安710048;2華北水利水電學院水利工程系,河南鄭州450011) 　　[摘　要]　在分析城市水資源系統(tǒng)特點的基礎上,討論了城市水資源承載能力的概念,建立了城市水資源承 載能力多目標分析模型和層次分析評價模型。實例分析表明,該模型和方法能夠有效地用于城市水資源承載能力 的研究。此外,還對城市水資源承載能力經(jīng)濟模型、社會目標度量、城市居民日生活用

為科學合理評價南寧市水資源承載能力,并為制定合理的水資源開發(fā)利用管控措施提供參考依據(jù),首先根據(jù)水利部現(xiàn)行評價方法對南寧市2015年水資源承載能力現(xiàn)狀進行了初步評價,針對此方法的不足,細化評價指標,利用層次分析法確定15個比例關系評價指標的權重,構造隸屬度函數(shù)進行多層次模糊綜合評價。初評結果南寧市整體處于臨界狀態(tài),5個縣區(qū)處于臨界狀態(tài),2個處于不超載狀態(tài)；綜合評價結果南寧市整體處于不超載狀態(tài),2個縣區(qū)處于臨界狀態(tài),5個縣區(qū)處于不超載狀態(tài)。由此結果進行分析可得結論:多層次模糊綜合評價結果可根據(jù)模糊綜合評分值有效區(qū)分同等級下各個縣的承載情況,更能全面反映南寧市水資源承載狀況,具有較強的區(qū)域適用性和廣泛性,同時可為南寧市不同縣區(qū)的水資源開發(fā)提供參考依據(jù)。

現(xiàn)階段,有相當數(shù)量的簡支梁橋出現(xiàn)了不同程度的老化、破損等病害,舊橋檢測和加固成為當前橋梁工程的主要內容。以簡支梁橋為例通過橋梁現(xiàn)有狀況的評定對簡支梁橋的檢測展開研究,通過檢測結果對橋梁承載能力進行評價。

介紹了路面結構承載能力的評價方法,應用比例邊界元法對路面結構彎沉進行計算,并與路面實測彎沉進行比較,同時應用一工程實例進行計算彎沉和實測彎沉的對比計算,進而選定路面結構承載能力評價指標,通過一定的評價標準完成對路面結構承載能力的評價,結果表明該種方法可以有效的評價路面結構承載能力,可以用于指導工程實踐。

介紹目前我國常用的評定橋梁承載能力的方法及相關規(guī)范進行理論計算。

在流域防洪工程體系安全評價的指標體系及其等級標準的基礎上,提出了用集對分析方法構造可變模糊集的相對差異度函數(shù),進而建立流域防洪工程體系安全模糊綜合評價的新方法(spa—fce)。結果表明,spa—fce計算過程直觀、簡便、通用性強、評價結果合理、精度高,可適用于已知等級評價標準的各種系統(tǒng)綜合評價問題,有利于推動可變模糊集理論的進一步發(fā)展。

基于可變模糊集的灌區(qū)干旱綜合評價模型及其應用——針對已有的干旱評價方法缺乏普適性，構建了基于可變模糊集理論的干旱綜合評價模型，并以渡陽渠村引黃灌區(qū)為例進行了綜合評價。結果表明，該模型合理、可行、計算簡單、實用性強，可為我國北方干旱地區(qū)綜合評價...