指标规范值的未确知测度模型用于地表水水质评价

为减少未确知测度函数的设计数目并使之规范化,提出在对地表水24项常用指标适当设定参照值和对指标值进行规范变换基础上,按地表水指标各级标准规范值的接近程度,将指标归为3类,同类指标设计为相同的测度函数。并将指标规范值的未确知测度模型应用于地表水水质评价。结果表明:与传统的未确知测度模型相比较,该模型不仅极大地减少了未确知测度函数的设计数目,使评价过程简单、实用,而且测度函数设计更加规范化。     

基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究

以圣维南方程组、对流扩散方程以及未确知信息理论为基础,建立了环状河网一维水动力与未确知水质数学模型。采用Preissman四点隐格式法对圣维南方程组进行离散和采用显式差分对对流扩散方程进行离散,对河网水动力与水质分别进行了合理的编码,并考虑了泵闸等控制工程、降雨径流的影响,采用河网的三级解法编制河网非恒定流的计算程序求解各断面的水位Z和流量Q,实现了水动力和水质两模块之间的数据连接,且对微分形式的水质模型运用未确知数学理论进行了含有两个未确知参数的水质计算,从而不仅能获得污染物浓度区间值,还能得到相应的可信度。实例研究表明,建立的河网水动力模型和未确知信息的水质模型是可靠的,可以用于河网水质治理工程的数值模拟研究和水环境评估。     

地理信息模型方法初探河流环境容量——以漓江桂林市区段为例

运用地理信息建模的方法,对复杂的岩溶山区河流——漓江桂林市区段的水环境容量进行了研究,探讨了地理信息建模方法在水环境容量计算方面的应用,建立了漓江桂林市区段水环境容量的地理信息模型,并对其进行了验证。结果表明:地理信息模型方法在计算较复杂河段水环境容量时,既简便又能取得较理想的计算结果。     

基于未确知信息的河流水质模拟预测研究

基于河水流速、污染物综合衰减系数等参量信息不确定性的特点,提出了运用未确知数学理论进行河流水质模拟预测的未确知数学模型。该模型不仅能得到以区间形式表示的河流污染物预测浓度,也能获得各浓度可能值区间对应的主观可信度,这为水污染控制系统规划和水环境管理决策提供了更为丰富、科学的浓度信息。实例研究表明,运用未确知数学理论进行河流水质模拟预测,理论上是可行的,预测结果是可靠的。     

地表水与地下水相互作用的温度示踪与模拟研究进展

刻画地表水与地下水的相互作用过程及精确计算二者的交换量始终是个挑战,而新兴的温度示踪方法对于这方面的研究具有独特优势。重点介绍了地表水与地下水相互作用的温度示踪方法原理、应用及相关模拟的研究进展。温度示踪方法的数据获取成本低且温度适宜密集与连续监测,可对地表水与地下水相互作用过程进行精细刻画;在进行地表水与地下水相互作用的水-热耦合模拟时,温度数据可用于进一步校正模型,降低模型的不确定性,以提高交换量的计算精度。监测河水温度和河床沉积物内的水温,运用温度示踪方法研究河水与地下水的相互作用过程,并将水流及热运移数值模型相耦合,利用多源数据进行模型校正,可精细刻画地表水与地下水的交换量、相互作用带内的水流途径、流速及其变化趋势和控制因素,为地表水与地下水相互作用研究提供新的模型与方法。     

感潮河网水环境容量影响因素研究

研究了感潮河网的水环境容量。研究表明影响感潮河网水环境容量的主要因素为:潮汐作用、调蓄库容、水利工程的调控运行、污染物的降解系数和边界引水水质。基于感潮河网水质模型,完善了其水环境容量的计算方法。以上海市浦南东片河网为例,分析了感潮河网水环境容量在上述因素影响下的时空变化规律,并提出了相应条件下的污染物日允许排放量     

基于组合赋权和未确知测度的深埋隧道岩爆危险性评价——以川藏交通廊道桑珠岭隧道为例

针对复杂山区深埋隧道岩爆危险性评价中的诸多不确定性因素问题,通过归纳分析典型高地应力条件下深埋隧道岩爆破坏特征及关键影响因子,从客观反映高地应力环境、岩石力学性能和围岩性质3个层面确定5项岩爆评价指标,利用未确知测度理论建立隧道岩爆危险性评价模型.为了充分考虑岩爆危险性评价的主观因素和客观因素,通过引入距离函数,采用熵权法和层次分析法相结合构建组合赋权法,综合确定各指标的权重系数.基于未确知测度理论及计算规则,结合岩爆危险性分级标准,构建直线型单指标测度函数,计算单指标测度评价矩阵和多指标测度向量,依照置信度准则进行岩爆危险性评价.将构建的岩爆危险性评价未确知测度模型应用于川藏交通廊道桑珠岭隧道,并与强度应力比法、Russenes判据、岩石脆性系数、岩体完整性系数、岩石弹性能指数等单指标判据评价结果及实际岩爆结果进行对比.研究结果表明:该模型评价结果的准确率达到94.4%,比单指标岩爆判据的准确率高16.7%~66.7%.      

基于全耦合的地表径流与土壤水分运动数值模拟

针对降雨径流从坡面流下的过程中会发生下渗,导致土壤水非饱和带含水率增大这一动力学过程,从物理机制上对土壤水和地表水进行耦合,将二维平面地表水模型叠置在土壤水模型的顶部,对土壤水、地表水模型进行相同的空间和时间离散,在模型的计算过程中通过达西流关系对两者之间的水量交换进行计算(双层结点法耦合)或整合离散方程的整体法进行耦合。通过对两种耦合方法的比较以及与前人的实验结果对比,该模型与耦合方法能够准确地模拟和预测地表径流与土壤水分运动过程。研究结果可为分析地表水流与饱和-非饱和带水分与溶质耦合机理提供理论支持。     

河网非稳态水环境容量研究

基于“河道-节点-河道”法的河网水量水质数学模型具有很高的效率,但到目前为止还没有与此求解方法相对应的河网水环境容量的求解方法,在对河网水质模型进行深入分析的基础上,引入节点污染物质允许进入量的概念,求出河网各河道河段及节点的允许排放量,建立了相应于上述水质模型的求解大型河网非稳态水环境容量的“节点-河道-节点”计算模式     

地表水污染源识别方法研究进展

地表水污染源的准确识别对于突发水污染事件中制定补救策略、确定责任方具有重要的指导意义。从污染源识别的基本问题出发,综述了地表水污染源识别的两类方法,一类是数学模拟法,包括直接求解法和间接求解法,直接求解法又包括解析法和正则化方法,间接求解法又包括模拟优化法、概率统计法及耦合算法;另一类是足迹分析法。在此基础上,系统地讨论了污染源识别的不确定性,包括污染源信息、观测数据、地表水模型、水动力条件、污染物性质5个方面。并指出地表水污染源识别的不确定性和时效性是制约其应用价值的关键因素,需要在方法耦合、识别效率提高、不确定性分析及污染物性质等方面做进一步的研究。     

地表水污染源识别方法研究进展

地表水污染源的准确识别对于突发水污染事件中制定补救策略、确定责任方具有重要的指导意义。从污染源识别的基本问题出发,综述了地表水污染源识别的两类方法,一类是数学模拟法,包括直接求解法和间接求解法,直接求解法又包括解析法和正则化方法,间接求解法又包括模拟优化法、概率统计法及耦合算法;另一类是足迹分析法。在此基础上,系统地讨论了污染源识别的不确定性,包括污染源信息、观测数据、地表水模型、水动力条件、污染物性质5个方面。并指出地表水污染源识别的不确定性和时效性是制约其应用价值的关键因素,需要在方法耦合、识别效率提高、不确定性分析及污染物性质等方面做进一步的研究。     

地下水环境容量研究——以郑州市平原岗区为例

同地表水体一样,地下水系统本身也具有一定的纳污能力,即地下水环境容量。目前,国内外真正意义上的地下水环境容量研究开展得非常少,主要是进行了与地下水环境容量相关的地下水溶质迁移理论和试验研究。以郑州市平原岗区为例,分析了污染物在土壤包气带中随下渗水体向下迁移的机理过程,借助数值模型计算了不同岩性和厚度包气带的水环境容量,成果可为地下水污染防治提供科学依据。     

随机条件下的水环境总量控制研究

提出风险水环境容量概念,并在此基础上建立了风险水环境容量计算与容量资源分配模式,从而拓展了水环境总量控制的内涵,为水环境总量控制开辟了新的途径——随机条件下的水环境总量控制.     

城市水环境承载能力研究

针对人类高强度活动区——城市水资源系统特点和存在的水环境问题,探讨城市水环境承载能力和水资源承载能力的概念及内涵;提出了计算城市水环境承载能力的"控制目标反推模型"(COIM模型),该模型主要包括:城市污染物排放量计算、控制断面径流量计算、控制断面水质指标计算、控制目标方程和城市水环境承载能力计算;以郑州市为应用范例,介绍城市水环境承载能力计算模型应用及水环境调控对策制定.     

基于KP模型的滑坡破坏概率

本文提出了将滑坡稳定性分析(K法)与滑坡发育率(P法)相结合的KP模型计算滑坡破坏概率的方法。其中,稳定性分析采用滑坡常规方法计算,发育率采用赋值定量及专家系统方法获取。最后通过概率统计模型,计算滑坡破坏概率。该方法避免了仅仅依靠人为随机调整滑坡的物理力学参数,而忽略地表宏观变形特征获取滑坡破坏概率。重点体现了以地表宏观变形为基础,定量计算为参考,综合评判为结果的滑坡破坏概率。     

非确定数学方法在水污染状况风险评价中的应用

水环境系统的不确定性主要包括随机性、模糊性和灰色性。考虑到水环境系统的这种性质，将模糊数学方法和随机方法同时运用到水质受污染或严重污染的风险性研究中，即分别用模糊综合评价法和马尔可夫链法先对水质污染状况进行评价，然后对水污染的变化趋势的风险进行预测。通过实例计算表明该方法是可行的，这为水资源的管理和科学利用提供了一种新方法。     

地下开采引发地面沉陷的未确知聚类预测方法

对未确知聚类预测法进行优化,并将其应用于开采地面沉陷的预测研究。采用开采地面沉陷的实测数据按最大沉陷量进行分类,利用各分类影响因素的均值表示各分类中心,并确定各影响因素的未确知测度函数。由待测对象指标的综合未确知测度与各分类指标的未确知测度间的距离来确定待预测对象所属等级,给出了预测值的计算公式。经计算验证,该方法的正确率为75％。但在实际应用中,为了保证地表建筑设施等更加安全,允许预测级高判,则正确率可达100％。针对某铁矿一观测点进行预测,并与实测数据比较,结果表明,未确知聚类预测的结果是令人满意的,为开采地面沉陷的预测提供了一种新思路。     

基于未确知测度的边坡地震稳定性综合评价

文章提出一种基于未确知测度理论的边坡地震稳定性综合评价方法,建立了各评价指标的未确知测度函数。根据信息墒理论计算各评判因子的权重,用置信度识别准则进行等级判定,得出了评价结果。该评价方法能解决边坡地震稳定性评价中诸多因素不确定性问题,还能对其进行定量分析。对实际工程中的16个典型的地震边坡进行综合评价,并与灰色聚类法、综合指标法、实测震害的结果进行比较。研究结果表明:未确知测度评价法性能良好,正确率高,具有重要的实用价值,为边坡地震稳定性的综合评价提供了一条新途径。     

地下水环境容量的基本理论和计算方法

地下水环境容量是水环境容量的一个重要组成部分,该容量的确定可为地下水污染的防治、地下水污染总量控制提供重要的科学数据。文中重点研究地下水环境容量的基本概念、组成和计算方法。首先,对地下水环境容量研究的进展进行了综述,在环境容量内涵分析的基础上,给出了地下水环境容量定义,提出了潜力环境容量的概念。针对地下水的特殊性,从含水介质类型、地下水埋藏条件、地下水动力条件和污染物的地下水化学作用条件等4个方面论述了地下水环境容量的影响因素,提出了用于地下水环境容量计算的不同地下水功能区的地下水质目标。从应用层面上,将地下水环境容量分为两种类型:区域地下水环境容量指一个大的行政区或水文地质单元地下水环境容量,由稀释容量、自净容量和迁移量组成,文中给出了区域地下水环境容量和潜力环境容量的计算公式和计算方法;特定地下水环境容量则是指给定污染地段对指定区域的环境容量,文中也给出了相应的求解方法。     

淮河流域水环境综合承载能力

在界定水环境综合承载能力概念的基础上,建立了能定量反映出经济社会系统、水资源系统、水环境系统之间相互作用关系的"经济社会-水资源-水环境"复合系统模型;以"支撑最大经济社会规模"为目标函数,以"维系良好水环境状况"为约束条件,并考虑复合系统模型约束、水量约束和其它约束条件,建立了分区式水环境综合承载能力计算模型;提出承载程度的评价方法和标准;运用上述模型和方法,计算和评价了淮河流域71个单元的水环境综合承载能力和承载程度。