区域水资源可持续利用系统评价的模糊对向传播神经网络模型

针对我国水资源可持续发展的评价问题,结合模糊对向传播神经网络分类灵活、算法简练的优点,本文提出区域水资源系统可持续利用评价的模糊对向传播神经网络模型,对水资源可持续利用进行评价.文章采用随机模拟技术生成评价指标序列,并和其所属的评价等级值构建训练样本,基于模糊CP网络结构建立评价模型,并进行了实例应用.计算结果表明,模型合理,可操作性强,模型具有普适性,可用于区域水资源的可持续利用评价.     

模糊物元模型在区域水资源可持续利用综合评价中的应用

在模糊物元分析的基础上,结合欧氏贴近度的概念,提出了基于欧氏贴近度的模糊物元分析方法.在对区域水资源可持续利用进行综合评价时,把各地区各开发利用阶段作为物元的事物,以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过计算与标准模糊物元之间的欧氏贴近度,并采用层次分析法计算各评价指标的权重,实现对各地区水资源可持续利用的综合评价与排序.该模型被应用到西安市的水资源可持续利用综合评价中,取得了较好的效果,对西安市水资源的可持续利用具有重要的指导意义.     

基于D-S证据理论的辽宁省水资源短缺风险评价

风险评价是一项具有不完备信息与不确定性特征的多层次问题,影响因素较多且相互作用关系较为复杂。从生活、农业、工业以及生态环境用水四个维度建立区域水资源短缺风险评价指标体系,基于证据理论构建递阶结构水资源短缺风险评价模型,并对可行性方案下各计算单元的属性利用决策群体进行赋值、合成,通过构造辽宁省水资源短缺风险评价绩效函数,对其进行了科学、合理的评价。结果显示:辽宁省水资源短缺整体处于比较严重的状态,其中人口较为密集的中心区域的水资源短缺风险最为突出,而沿海区域的东南区域水资源短缺风险最小。     

沧州市洪水资源利用及其风险分析研究——海河流域“96·8”洪水为例

基于海河流域“96·8”洪水,挖掘沧州市洪水资源利用潜力,因地制宜地建立洪水资源利用系统,弥补资源性缺水问题。并制定洪水资源利用措施及相关的洪水资源利用风险模式,探讨区域洪水资源利用的新途径,使洪水资源利用达到安全、高效运行。     

基于熵的模糊物元水资源承载力评价

用基于信息熵理论的模糊物元分析法进行区域水资源承载力综合评价,并在此基础上进行合理的改进和运用,结合欧氏贴近度实现不同评价分区的量化比较,得到各分区水资源承载力水平及其优劣次序。实例表明,相对于常规的灰色物元分析法、模糊综合评价法等,该方法更能反映问题实质,评价结果合理,有助于塔里木河流域的水资源利用与经济社会发展的协调。     

海河流域洪水资源利用评价研究

为给流域洪水资源利用合理性评价提供基本的阈值标准,有效协调洪水资源利用与河流生态环境保护和流域防洪安全的关系,建立了流域洪水资源利用评价的基本框架.指出洪水资源利用评价应解决洪水资源量计算、洪水资源利用水平分析、洪水资源可利用量评价和洪水资源利用潜力评估四个基本问题.在对洪水资源利用量、洪水资源可利用量、洪水资源利用潜力等基本概念进行系统阐述的基础上,建立了流域洪水资源利用的评价方法.根据所建立的基本概念和评估方法,对1980～2006年海河流域及4个二级区的洪水资源利用状况及合理性进行了全面评价.结果表明,1980～2006年海河流域平均年洪水资源可利用量和利用潜力分别为62.8亿m~3和5.35亿m~3.海河流域洪水资源利用总体而言处于比较不合理的状态,洪水资源利用量频繁超过洪水资源可利用量,洪水资源利用潜力不大.多数年份洪水资源利用量超过了河道内必要需水量允许的限度,少数丰水年份超过了流域洪水资源调控利用能力的范围.今后,海河流域洪水资源利用合理性的提高,需要逐步调整目前洪水资源利用主要集中于山区的空间格局,提高平原区洪水资源调控利用能力,有效保障洪水期河道内必要需水量.     

基于足球联赛竞争算法-投影寻踪-云模型的水资源短缺风险评价

为客观衡量水资源短缺风险评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水资源短缺风险评价,建立足球联赛竞争算法-投影寻踪-正态云评价模型,以云南省各州市水资源短缺风险评价为例进行实例研究。从水资源等系统遴选20个指标构建水资源短缺风险评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水资源短缺风险分级评价指标的隶属度;在分级标准阈值间随机内插样本构造投影寻踪优化目标函数,利用足球联赛竞争算法、粒子群算法、布谷鸟搜索算法和差分进化算法优化投影寻踪目标函数并进行比较,并通过足球联赛竞争算法-投影寻踪法给出各指标权重;根据隶属度矩阵和权重矩阵计算水资源短缺风险评价的分级确定度并进行评价,评价结果与投影寻踪法、模糊综合评价法比较。结果表明:足球联赛竞争算法寻优精度高于粒子群算法等3种算法。昆明市、怒江州和迪庆州水资源风险评价为低风险;玉溪市、保山市、文山州和德宏州评价为较低风险;曲靖市、昭通市、普洱市、临沧市和红河州评价为中等风险;其余州市评价为较高风险,评价结果与投影寻踪法、模糊评价法基本一致。足球联赛竞争算法-投影寻踪-正态云评价模型兼具模糊性和随机性,既能反映水资源短缺风险评价分级的定性概念,又可反映隶属程度的不确定性,具有较好的应用价值。     

基于最大熵原理和属性区间识别理论的洪水灾害风险分析

针对复杂洪水灾害系统中随机、模糊、灰色等各种不确定性,结合洪水灾害风险管理广义熵智能分析的理论框架,以最大熵原理和属性区间识别理论为基础,建立了基于最大熵原理的洪水灾害风险属性区间识别模型(AIRM-POME),利用梯形模糊数和层次分析法相结合的方法确定评价指标权重,采用均化系数综合AIRM-POME计算得到的属性测度区间,由置信度准则和特征值公式对各评价单元进行危险、易损等级的评定和排序,并根据联合国对自然灾害风险的定义及其定量表达式给出风险等级。将模型应用到荆江分洪区洪水灾害风险分析中,实例研究表明,模型合理可靠,深层次地刻画了各种不确定性,是一种风险分析新方法,可推广应用到其他自然灾害的风险分析中。     

基于博弈论综合权重模糊优选模型在地下水环境风险评价中的应用

地下水环境风险评价是地下水可持续利用的前提.目前,评价方法比较单一,主要为突变理论和单因素模糊理论,它们的控制变量数有限,不适用于多目标决策,同时也没有综合考虑主客观权重,评价结果不科学.本文针对以往评价方法的不足,应用基于主客观综合权重的多层多目标模糊可变优选模型评价.模型采用熵权法计算客观权重,二元对比法确定主观权重,并利用博弈论集结模型推导计算了综合权重,并以海河流域地下水环境为例进行了风险评价.计算实例表明,该模型能较好地考虑评价指标的主客观权重,适用于多层多目标评价系统.     

基于模糊识别的水资源承载能力综合评价

应用模糊识别模型解决水资源承载能力综合评价问题,根据水资源承载能力相关因子自身的数据结构特性,通过模糊识别模型得到样本的级别特征值,从而达到对待评价区域的识别、归类,同时可以得到各相关因子在评价过程中的贡献率,实例部分将模型应用于全国30个省市、自治区的水资源承载能力评价,结果表明该方法的实用性和客观性。     

Risk decision-making model for reservoir floodwater resources utilization

Floodwater resources utilization (FRU) can alleviate the shortage of water resources, but there are risks. To safely and efficiently utilize the floodwater resources, it is necessary to study the risk of reservoir FRU. In this paper, the risk rate of exceeding the design flood water level and the risk rate of exceeding safety discharge are estimated. Based on the principle of the minimum risk and the maximum benefit of FRU, a multi-objective risk decision-making model for FRU is constructed. Probability theory and mathematical statistics method is selected to calculate the risk rate; C–D production function method and emergy analysis method is selected to calculate the risk benefit; the risk loss is related to flood inundation area and unit area loss; the multi-objective decision-making problem of the model is solved by the constraint method. Taking the Shilianghe reservoir in Jiangsu province as an example, the optimal equilibrium solution of FRU of the Shilianghe reservoir is found using the risk decision-making model, and the validity and applicability of the model are verified.     

基于投影寻踪和粒子群优化算法的洪水分类研究

洪水分类实际上是洪水强度大小辨别的优化问题。洪水分类不仅影响着水库的实时调度，而且也影响着洪水灾害危险评估。对利用降水预报进行洪水资源利用的水库来说，洪水分类对水库实时调度规则的建立有着重要的作用。因此，洪水分类是一个重要的理论和实践问题。本文以长江三峡水库代表性水文站——宜昌站为研究对象．基于投影寻踪方法建立了洪水分类的优化模型，并利用粒子群优化算法对所建模型进行求解。结果表明了投影寻踪方法和粒子群优化算法在洪水分类研究中的有效性和合理性．     

浅水湖泊洪水资源适度开发规模优选模型

在保障防洪与河湖生态安全的前提下,将汛期洪水尽可能多地蓄存起来以满足当前及未来一段时间的河道外用水需求,是浅水湖泊洪水资源利用所追求的目标。为综合考虑区域来水和需水不确定性、潜在储水空间和利用方式,合理确定洪水资源开发规模,采用模拟与优化相结合的方法,建立了浅水湖泊洪水资源适度开发规模优选模型,并将该模型应用于南四湖。研究结果表明：以滨湖反向调节利用方式为主的浅水湖泊洪水资源开发规模,受制于泵站启动水位、抽水能力和河道外蓄水空间的共同作用,但并不呈现线性关系,存在明显的阈值效应;南四湖洪水资源开发的适度规模为多年平均全年3.63亿m³、汛期1.56亿m³,开发条件是泵站启动水位为33.75 m、泵站抽水能力为48 m³/s、区域蓄水体容积为4.80亿m³。研究可为确定南四湖洪水资源利用规模提供依据,为类似流域提供借鉴和参考。     

浅水湖泊洪水资源适度开发规模优选模型

在保障防洪与河湖生态安全的前提下,将汛期洪水尽可能多地蓄存起来以满足当前及未来一段时间的河道外用水需求,是浅水湖泊洪水资源利用所追求的目标。为综合考虑区域来水和需水不确定性、潜在储水空间和利用方式,合理确定洪水资源开发规模,采用模拟与优化相结合的方法,建立了浅水湖泊洪水资源适度开发规模优选模型,并将该模型应用于南四湖。研究结果表明:以滨湖反向调节利用方式为主的浅水湖泊洪水资源开发规模,受制于泵站启动水位、抽水能力和河道外蓄水空间的共同作用,但并不呈现线性关系,存在明显的阈值效应;南四湖洪水资源开发的适度规模为多年平均全年3.63亿m3、汛期1.56亿m3,开发条件是泵站启动水位为33.75 m、泵站抽水能力为48 m3/s、区域蓄水体容积为4.80亿m3。研究可为确定南四湖洪水资源利用规模提供依据,为类似流域提供借鉴和参考。     

蓄滞洪区洪水资源化的益损定量分析——以大黄堡洼为例

为在蓄滞洪区利用洪水资源,探讨洪水资源化收益和损失的函数关系及其定量分析方法。以大黄堡洼为例,建立收益和损失的准量化函数,基于水文和土地利用信息,采用水力学数学模型,澄清3种特定洪水重现期条件下收益与损失的时空转换关系。研究表明,临界水深是实施洪水资源化规划和管控的关键参数;洪水资源化的入流面积、受益面积、平均水深、最大水深与入流洪量成非线性正比关系,并受到地形地貌和土地利用变化等因素的综合影响。     

长江洪水资源化思考

长江水患是我国最大的自然灾害, 华北缺水是我国最重要的资源环境问题.长江洪水资源化是使二者能够得到统筹解决而提出的一种思路.洪水资源化就是实现由灾害水向资源水和环境水的转化.长江洪水资源化不仅是由长江水资源特点、流域水旱交替频率加大及不断增加的水资源需求所决定, 也是解决华北水资源短缺的重要途径.蓄洪是洪水资源化的基础, 应在完善流域水库网络体系的基础上, 考虑人工控湖工程, 特别要重视蓄洪区建设, 通过“给水让地”, 实现“以土地换和平”和洪水资源化; 可通过引洪冲湖, 治理流域污染湖泊; 南水北调应以调洪水为主, 可通过蓄洪调水和直接引洪北调来实现.      

极值分布和P-III型分布线性矩法在区域洪水频率分析中的检验

以江西省和福建省的86个水文站的年最大洪水资料为样本,在成因水文分区———模糊聚类法的基础上,采用线性矩区域综合方法进行区域洪水频率分析,并选用两种区域洪水分布线型:通用极值分布(GEV)、P-III型分布来检验这两省的洪水特性。结果表明,P-III型分布优于GEV分布。     

水库预蓄效益与风险控制模型

在论述水库预蓄效益与风险分析的必要性和主要困难的基础上,首先提出一种风险率的计算方法;然后提出了一种经经济效益与风险率为目标的水库预蓄水位模糊优化控制模型及其求解方法,可供汛期分斯抬地限水位或实时决策控制预蓄水位时使用,为决策者提供有依据的信息;最后通过优选丰满发电厂水库预蓄高度算例,较详细地叙述模糊优化控制模型的建立及其求解方法,说明建模及求解方法理论是严密的,计算任意便且易于推广应用。