模糊模式識(shí)別模型在碧流河水庫水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

以燕山水庫水質(zhì)評(píng)價(jià)為例,針對(duì)水質(zhì)等級(jí)的相對(duì)模糊性及單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果的不相容性問題,基于模糊物元理論,構(gòu)建了采用三標(biāo)度法確定權(quán)重、將模糊物元分析與歐氏貼近度相結(jié)合的水庫水質(zhì)評(píng)價(jià)模型,并與其他方法進(jìn)行比較。實(shí)例結(jié)果表明,評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相吻合。

以溶解氧、氨氮等5個(gè)因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)造綜合評(píng)判模糊數(shù)學(xué)模型,計(jì)算各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重,建立了模糊識(shí)別水質(zhì)評(píng)價(jià)模型,并對(duì)寧波市主要水庫水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:四明湖水庫、三溪浦水庫、倉岙水庫、新路岙水庫、橫山水庫及白溪水庫的水質(zhì)達(dá)到ⅰ級(jí)或ⅱ級(jí)飲水標(biāo)準(zhǔn),說明這些水庫水質(zhì)是安全的,但需要注意防范及預(yù)警,保證居民飲水安全。

運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)基本理論和方法,將模糊數(shù)學(xué)理論的隸屬函數(shù)和隸屬度概念引入到水質(zhì)評(píng)價(jià)中,用矩陣分析的方法構(gòu)成模糊綜合評(píng)價(jià)模式,對(duì)水庫水質(zhì)進(jìn)行分析.結(jié)果表明,采用模糊評(píng)價(jià)法與其它評(píng)價(jià)方法結(jié)果相近,可以采用模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行水庫水質(zhì)評(píng)價(jià).

我國是一個(gè)城市供水安全問題比較突出的國家，城區(qū)供水水量不足、水源地水質(zhì)污染等水資源問題日趨嚴(yán)重。水庫水源地接納污染物的類別及危害程度不同。很難用具體準(zhǔn)確定性的評(píng)價(jià)模型對(duì)水質(zhì)做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。模糊評(píng)價(jià)法是可以根據(jù)采集水體樣本的實(shí)測值與國家相關(guān)指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)結(jié)合，經(jīng)過模糊變換對(duì)水庫水質(zhì)做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，能為水庫水質(zhì)監(jiān)測和管理提供重要參考依據(jù)。

以深圳市赤坳水庫為例,利用可變模糊模型對(duì)水庫水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)水庫特點(diǎn)選取8個(gè)水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),建立指標(biāo)體系,然后利用二元比較理論確定指標(biāo)權(quán)重,計(jì)算模型相對(duì)隸屬度,從而得到水庫水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果。評(píng)價(jià)結(jié)果表明,赤坳水庫水質(zhì)介于ⅰ類水和ⅱ類水之間,居于良好使用水平,能夠滿足供水對(duì)象的用水要求。研究表明,可變模糊模型在水庫水質(zhì)評(píng)價(jià)中具有良好的可行性和實(shí)用性。

通過構(gòu)建模糊數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)濟(jì)南某引黃水庫的進(jìn)水口和出水口的水質(zhì),評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)該引黃水庫進(jìn)水口和出水口分別屬于ⅳ和ⅰ類水;而根據(jù)單因子評(píng)價(jià)方法,進(jìn)水口和出水口水質(zhì)均屬于ⅴ類,主要是由于化學(xué)需氧量超標(biāo)導(dǎo)致。模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法用隸屬度來描繪模糊的水質(zhì)分級(jí)界限,避免了傳統(tǒng)水質(zhì)分級(jí)不連續(xù)的缺陷,避免了在單因子評(píng)價(jià)中因某項(xiàng)參數(shù)超標(biāo)而將水質(zhì)定類的缺點(diǎn),得到了較為客觀的評(píng)價(jià)。

對(duì)石佛寺水庫入庫口、庫中以及出庫口三個(gè)斷面的鎘、鉛、銅、總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、硫化物、糞大腸菌群等23項(xiàng)環(huán)境質(zhì)量影響因子進(jìn)行測試,并應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)了石佛寺水庫入庫口、庫中以及出庫口3個(gè)斷面水質(zhì)質(zhì)量均為ⅴ類。分析了導(dǎo)致其為ⅴ類水的直接原因?yàn)榭偟瑯?biāo),分析了總氮超標(biāo)的成因以及有可能帶來的生態(tài)危險(xiǎn)性。

針對(duì)引灤入津工程水庫水質(zhì)污染問題,根據(jù)國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選取高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、氨氮、總氮、總磷5個(gè)水質(zhì)指標(biāo),采用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)2005年引灤沿線于橋水庫和爾王莊水庫水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,于橋水庫總體水質(zhì)為ⅳ類,爾王莊水庫為ⅱ類,即爾王莊水庫水質(zhì)總體上優(yōu)于于橋水庫。采用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行水庫水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)時(shí),既突出了污染較嚴(yán)重的水質(zhì)指標(biāo),又反映了水庫水質(zhì)的整體水平,可為保障引灤輸水水質(zhì)安全提供科學(xué)依據(jù)。

介紹了投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)模型的各個(gè)步驟,采用該模型評(píng)價(jià)了大伙房水庫水質(zhì),得出取樣點(diǎn)的豐水期水質(zhì)較枯水期差,水庫監(jiān)測斷面水質(zhì)為ⅲ、ⅳ類水質(zhì),水體富營養(yǎng)化較嚴(yán)重,主要原因是總氮嚴(yán)重超標(biāo),并將評(píng)價(jià)結(jié)果與綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果比較,總體看來,兩種評(píng)價(jià)方法得出的結(jié)果基本一致,采用投影尋蹤等級(jí)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)是完全可行的.

基于北京市水環(huán)境監(jiān)測中心密云分中心的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮及總氮等具有代表性的水質(zhì)指標(biāo)作為水質(zhì)評(píng)價(jià)因子,應(yīng)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)密云水庫水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià).結(jié)果表明:南水北調(diào)中線工程通水前,密云水庫水質(zhì)滿足gb/t3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),其中,白河主壩、庫西、金溝圍堰、套里、水九進(jìn)口及內(nèi)湖監(jiān)測站的水質(zhì)劣于恒河、潮河主壩及庫東監(jiān)測站;總氮是對(duì)密云水庫水質(zhì)影響最大的水質(zhì)評(píng)價(jià)因子.評(píng)價(jià)結(jié)果為分析南水北調(diào)中線工程通水后密云水庫的水質(zhì)變化狀況提供基礎(chǔ).

模糊模式識(shí)別模型在砂土液化勢評(píng)價(jià)中的應(yīng)用——由于影響砂土地震液化的因素眾多，又具有相當(dāng)?shù)哪：?，因而?yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法建立了砂土液化的模糊模式識(shí)別模型，對(duì)不同影響因素賦予不同的權(quán)值，最后給出了相應(yīng)的工程實(shí)例說明該方法的合理性和適用性。

對(duì)水庫防洪調(diào)度方案評(píng)價(jià)中需要考慮的問題進(jìn)行了分析,建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,利用協(xié)商定權(quán)以及主客觀定權(quán)方法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,借助模糊物元模型對(duì)備選方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:該方法充分考慮了評(píng)價(jià)的模糊性和不相容性,能夠全面地對(duì)方案進(jìn)行決策,在陡河水庫洪水調(diào)度中取得了較好的效果。

模糊模式識(shí)別在建設(shè)選址決策中的應(yīng)用——根據(jù)模糊模式識(shí)別構(gòu)建了建設(shè)項(xiàng)目選址的一般數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)最大隸屬原則提出了求解方法及其應(yīng)用示例,以提高決策的科學(xué)性和可靠性。

本文運(yùn)用灰色動(dòng)態(tài)預(yù)測模型模擬清河水庫cod和總氮兩項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的變化,結(jié)合清河水庫水質(zhì)監(jiān)測站實(shí)測水質(zhì)采樣數(shù)據(jù),分析了灰色動(dòng)態(tài)預(yù)測模型在清河水庫水質(zhì)預(yù)測的適用性以及預(yù)測精度,結(jié)果表明:灰色動(dòng)態(tài)預(yù)測模型適用于清河水庫水質(zhì)預(yù)測,預(yù)測的cod指標(biāo)和總氮濃度與實(shí)測水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)相對(duì)誤差均小于30%,符合水質(zhì)模擬精度規(guī)范要求。研究成果對(duì)于清河水庫水污染防治和治理提供參考價(jià)值。

在運(yùn)用市場比較法對(duì)房地產(chǎn)進(jìn)行估價(jià)時(shí),通過在多個(gè)備選實(shí)例中選取與待估對(duì)象最相近的可比實(shí)例作為評(píng)估基準(zhǔn),以已知備選實(shí)例的價(jià)格為參照對(duì)待估對(duì)象進(jìn)行估價(jià),即可獲得待估房地產(chǎn)的價(jià)格。備選實(shí)例選取得恰當(dāng)與否,將直接導(dǎo)致房地產(chǎn)估價(jià)的準(zhǔn)確性。本文探討了如何運(yùn)用模糊模式識(shí)別的數(shù)學(xué)方法來選取備選實(shí)例。首先,介紹了有關(guān)房地產(chǎn)估價(jià)的理論依據(jù);其次,討論如何建立房地產(chǎn)評(píng)估選例模糊模式識(shí)別模型以及該模型的可行性。

考慮到水庫飲用水源樣本并沒有嚴(yán)格的屬性,以及它們在形態(tài)和類屬方面存在著中介性,確定了對(duì)人類生理健康影響較大的高錳酸鹽指數(shù)、大腸桿菌、總氮、氨氮、總磷、溶解氧6項(xiàng)評(píng)價(jià)因子;通過構(gòu)造判斷矩陣及一致性檢驗(yàn),判斷專家意見的一致性,有效地將定性分析與定量分析的結(jié)合,從數(shù)學(xué)分析的角度上給出了各個(gè)指標(biāo)比較的數(shù)量關(guān)系;將評(píng)價(jià)因子層指標(biāo)的權(quán)重與模糊數(shù)學(xué)模型結(jié)合,建立城市水庫水質(zhì)評(píng)價(jià)的模糊ahp法數(shù)學(xué)模型。利用阜新市主要水源地2010年的水質(zhì)監(jiān)測資料對(duì)阜新市水源地水質(zhì)的主要影響因子、污染原因、污染程度分別進(jìn)行評(píng)價(jià)與適用性分析。結(jié)果表明:影響阜新市水庫水質(zhì)的主要因子為高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮;農(nóng)牧區(qū)的大量施肥與噴灑農(nóng)藥是構(gòu)成水庫總磷超標(biāo)的主要原因。

模糊綜合法結(jié)果清晰,系統(tǒng)性強(qiáng),能較好地解決模糊的、難以量化的問題,適合各種非確定性問題的解決。影響水體質(zhì)量的因素有很多,判斷水體質(zhì)量的指標(biāo)也比較多,本文通過運(yùn)用模糊綜合法對(duì)阿哈水庫近期水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)有部分?jǐn)?shù)據(jù)超標(biāo),有些水體受到不同程度的污染,分析污染原因,提出一些合理的防治辦法。

為掌握黃河水庫浮游植物群落結(jié)構(gòu)與水質(zhì)現(xiàn)狀,分4個(gè)季節(jié)進(jìn)行周年采樣監(jiān)測.通過單因子、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、浮游植物現(xiàn)存量及種類組成等方法綜合評(píng)價(jià)黃河水庫的富營養(yǎng)化狀態(tài).結(jié)果顯示:從水質(zhì)指標(biāo)來看,主要污染物為氮營養(yǎng)鹽,其年均值可達(dá)3.6mg/l.綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化范圍為37~59,以冬季最高,富營養(yǎng)化最嚴(yán)重.全年共檢測到浮游植物6門75種(屬),主要為藍(lán)藻門和綠藻門,優(yōu)勢種為假魚腥藻(pseudanabaena)、尖頭藻(raphidiopsis)、擬柱孢藻(cylindrospermum)、顫藻(oscillatoria)、纖維藻(ankistrodesmus).浮游植物密度變化范圍為1.68×10~7~3.62×10~7個(gè)/l,生物量變化范圍為5.6~12.9mg/l.在各門類藻類中,藍(lán)藻在全年均有較大數(shù)量(大于10~7個(gè)/l),預(yù)示著水體可能受到水華的威脅.同時(shí)優(yōu)勢種假魚腥藻有產(chǎn)微囊藻毒素的潛力,對(duì)水體可能帶來更為深遠(yuǎn)的危害.從浮游植物優(yōu)勢種、群落結(jié)構(gòu)、密度、生物量、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指來看,水庫水質(zhì)為中營養(yǎng)到富營養(yǎng)化狀態(tài),因此,要加強(qiáng)水質(zhì)管理,降低爆發(fā)藍(lán)藻水華的風(fēng)險(xiǎn).

通過數(shù)學(xué)中的模糊模式識(shí)別法來驗(yàn)證房地產(chǎn)的評(píng)估,通過在若干個(gè)價(jià)格已知的房地產(chǎn)可比實(shí)例中選取與待估對(duì)象可比性最強(qiáng)的實(shí)例進(jìn)行比較調(diào)整,從而確定待估對(duì)象的價(jià)格,提高房地產(chǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性。由于決定房地產(chǎn)價(jià)格的區(qū)域、建筑結(jié)構(gòu)、交易情況等因素,大都為無量綱指標(biāo),不能用精確的數(shù)值來衡量,而帶有較大的模糊性。因此,用模糊模式識(shí)別的方法來選取可比實(shí)例具有可行性和科學(xué)性

將熵值法與屬性識(shí)別模型相結(jié)合,建立了基于熵權(quán)的屬性識(shí)別模型,應(yīng)用此模型對(duì)1991~2004年黑龍江省桃山水庫的富營養(yǎng)化進(jìn)行評(píng)價(jià)。將此評(píng)價(jià)結(jié)果與分級(jí)評(píng)分法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較分析,得出較一致的結(jié)論。同時(shí)表明,該模型在水庫富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)中具有較好的實(shí)用性

針對(duì)高?？萍汲晒D(zhuǎn)化評(píng)價(jià)中的不確定性和復(fù)雜性因素,提出了時(shí)序模糊模式識(shí)別評(píng)價(jià)方法,通過計(jì)算待評(píng)對(duì)象與\"優(yōu)\"、\"劣\"兩個(gè)模式間的隸屬度來建立時(shí)序規(guī)劃模型,對(duì)模型求解得到各評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)值,且利用熵權(quán)系數(shù)法來計(jì)算各層次指標(biāo)的權(quán)重。應(yīng)用此方法對(duì)全國31個(gè)省市高校科技成果轉(zhuǎn)化能力進(jìn)行評(píng)價(jià)并排序,將天津市與其他省市進(jìn)行分區(qū),為進(jìn)一步找出影響天津市科技成果轉(zhuǎn)化的主要指標(biāo)因素,有針對(duì)性地制定政策措施打下良好的基礎(chǔ)。

針對(duì)高?？萍汲晒D(zhuǎn)化評(píng)價(jià)中的不確定性和復(fù)雜性因素,提出了時(shí)序模糊模式識(shí)別評(píng)價(jià)方法,通過計(jì)算待評(píng)對(duì)象與\"優(yōu)\"、\"劣\"兩個(gè)模式間的隸屬度來建立時(shí)序規(guī)劃模型,對(duì)模型求解得到各評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)值,且利用熵權(quán)系數(shù)法來計(jì)算各層次指標(biāo)的權(quán)重。應(yīng)用此方法對(duì)全國31個(gè)省市高?？萍汲晒D(zhuǎn)化能力進(jìn)行評(píng)價(jià)并排序,將天津市與其他省市進(jìn)行分區(qū),為進(jìn)一步找出影響天津市科技成果轉(zhuǎn)化的主要指標(biāo)因素,有針對(duì)性地制定政策措施打下良好的基礎(chǔ)。