河流水质未确知风险评价理论模式研究

基于河流水文、水力和水质资料信息未确知性的特点,运用未确知数学理论,建立了河流水质模拟预测的未确知数学模型;并提出了河流水质未确知风险、未确知测度概念及其计算模式。由河流水质模拟预测结果,得到下游控制断面污染物浓度分布区间及其相应可信度值,再由未确知测度计算模型确定水质超标风险。实例研究表明,运用未确知数学进行不确定性信息下河流水质模拟与风险评估,理论上是可行的,计算结果是可靠的。这为水质运移扩散规律和风险分析问题的研究提供了一种新方法。     

基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型

采用随机模拟方法模拟三角模糊数,把三角模糊数及函数间运算简化为普通的实数之间运算,建立基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型(ARA-SSTFN)。结果说明:以置信区间形式表示的ARA-SSTFN评价结果,比现有常规方法结果提供评价结果可靠性方面更多信息,能反映受多种不确定性因素综合影响的地下水环境系统综合风险评价客观实际情况;ARA-SSTFN在流域水资源、水环境和水旱灾害等有随机性、模糊性和数据资料不精确等多种不确定性因素综合作用的各种资源环境系统综合风险评价问题中有推广应用价值。     

地下水降深的未确知风险分析

地下水资源系统具有未确知性特征。在定义水文地质未确知参数的基础上,运用未确知数学理论建立了地下水位下降量预测的未确知数学模型。根据该模型不仅可以得到地下水位下降量的可能取值区间,也能够得到相应区间的主观可信度分布。通过将地下水位下降量超过某一给定限值定义为未确知事件,又建立了度量这一事件发生可能性的未确知可靠性计算模型。实例研究表明,所建模型对地下水降深风险的可靠性分析具有很好的适用性,研究成果有效地弥补了以往确定性模型的不足。     

基于盲数理论的地下水允许开采量计算初探

基于地下水系统所具有的多种不确定性特征,运用盲数理论,定义了水文地质参量盲数等基本概念,在此基础上,尝试性地提出了盲信息下地下水资源允许开采量计算模型。由此模型不仅可以求得地下水补给量(或允许开采量)的各种可能取值区间,也能得到各灰区间对应的主观可信度,从而为地下水资源管理决策提供了更为科学、丰富的信息,也为地下水开采的风险分析提供了依据。实例研究表明,运用盲数理论进行地下水允许开采量计算,所得结果较传统水文地质学方法计算结果更加符合实际情况。     

基于IMOP的流域环境-经济系统规划

流域是涵盖众多因素的复杂巨系统,其健康持续的发展需要科学的综合规划。作者采用不确定性多目标规划 (IMOP) 模型来研究这一复杂系统。该模型是传统多目标规划法的一种拓展,它将多种系统组分纳入一个框架综合考虑,较好地协调多个目标,尤其能有效处理系统中的不确定性信息。基于此模型,针对流域环境-经济系统特点,建立了流域环境-经济系统不确定性多目标规划模型 (IMOPWEES)。同时,将模型运用于四川省邛海流域规划,得到2种情景不同阶段下的优化方案,以种植结构、旅游服务业结构、水资源配置、污染物排放、森林扩展及水土流失为例予以结果说明和情景比较。研究表明,IMOPWEES用于流域环境-经济系统规划,具有科学性,实用性和可操作性,其为流域相关研究工作提供了一种有效工具。     

基于多目标分析的石羊河流域水资源优化配置研究

 在论述区域水资源可持续利用与水资源承载能力关系的前提下,运用多目标多阶段分析法,建立了石羊河流域水资源优化配置模型,并计算了2010年、2020年的水资源最佳分配量。结果表明,水资源配置常遇到许多不确定性或模糊性问题,需要不确定型或模糊模型予以解决。开发建立多层次、多用户的面向对象的交互式模拟与优化耦合模型,可以解决水资源配置的许多实际问题。     

基于地理加权回归的中国灰水足迹人文驱动因素分析

根据Hoekstra和Chapgain提出的污染物吸纳理论,估算了2012年全国31个省（区、市）的灰水足迹,采用空间自相关分析方法探讨了2012年中国灰水足迹的空间分布特征,通过构建基于地理加权回归的STIRPAT模型,测算了人口和富裕等人文因素对灰水足迹的影响。结果表明：中国灰水足迹存在较强的空间正相关性和空间分布不均衡性;人文因素对水资源环境的威胁大小排序,依次为城市化率、人口数量、产业结构和富裕程度,其中,城市化率、人口数量、农业比重和人均GDP每提高1%,分别引起灰水足迹增加1.03%、0.85%、0.63%和0.52%;人文因素对灰水足迹的影响存在空间差异,人口对灰水足迹的影响由北向南逐步加大,富裕对灰水足迹的影响由西向东逐渐减小,农业和城市化对灰水足迹的影响由南向北逐步增大;在现有样本范围内,计算结果有条件地支持环境Kuznets曲线。     

大尺度水循环模拟系统不确定性研究进展

水循环过程受众多自然因素和人为因素影响,决定了水循环系统的变化性和复杂性。水循环系统模型作为研究流域水文循环过程及演变规律的重要工具,必然也存在较大的不确定性,特别是对于大尺度陆-气耦合下的水循环模拟系统,其不确定性来源包括输入和参数不确定性、结构不确定性、方法不确定性以及初始和边界条件不确定性。本文在分析不确定性量化方法和传统水文模型不确定性研究基础上,重点评述当前大尺度水循环系统模拟的不确定性研究进展和存在的瓶颈问题,并介绍一种针对大型复杂动力系统的不确定性量化解决方案和工具系统-PSUADE,基于此讨论PSUADE在大尺度水循环模拟系统不确定性量化过程中的优势。     

辽宁双台河口湿地生态系统适应性管理成效评价

对管理成效的定量评价是湿地生态系统适应性管理过程中的重要一环,评价结果可以有效指导调整的尺度和方向,推动湿地的保护与合理利用。考虑到评价过程中存在的不确定性和模糊性等特征,选择辽宁双台河口湿地为研究区,基于压力—状态—响应模型,构建了湿地生态系统适应性管理成效评价指标体系,利用层次分析法确定权重,再基于集对分析与三角模糊数耦合的综合评价模型进行评价。结果表明,双台河口湿地综合适应度为0.421 7,处于较强水平,适应性管理成效较好。其中,压力子系统适应度为0.313 8,状态子系统适应度为0.467,响应子系统适应度为0.422,三者的适应度等级都为较强。影响因素主要为降水量年际间不均衡、工业废水、生活污水排放量的增长和低效的处理率、经济产业结构的不均衡发展、湿地水资源质量、数量不过关以及社区共管建设较差,因此,仍需针对这些问题进行较大调整。     

区域水资源承载力概念及研究方法的探讨

在总结区域水资源承载力研究历史和现状的基础上,阐述了水资源承载力的内涵和特点,对目前各种水资源承载力的定义进行比较,分析其中深层次的联系,提出了以"可支撑的合理规模"来描述水资源承载能力的概念。在此基础上,从"社会经济-水资源-生态、环境"复合系统角度综合分析了节水措施对水资源承载力的影响,提出了基于现代进化算法的思想的水资源承载力计算思路。将该模型应用于辽河流域水资源承载力的研究中,分析计算了该地区在规划水平年水资源可承载的规模。实例证明,该模型能够综合反映出水资源的承载规模,可以为当地的发展提供科学依据。     

河流水质风险评价的灰色-随机风险率方法

提出了量化影响河流水质的随机不确定性与灰色不确定性的水质超标灰色－随机风险率概念，建立了水质超标灰色－随机风险率评价模型。在水质单项参数评价模型中，将河流污染物浓度变量的分布处理成灰色概率分布，将污染物浓度超过水质类别标准值的风险率处理成灰色概率，即水质超标灰色－随机风险率。在水质综合评价模型中，河流水环境系统被考虑为担任某一使用可能的可靠性系统，而任意一种水质参数超标意味着河流水体使用功能不能得到应有的保证，也即表明水体综合评价超标，最后借鉴系统可靠性分析的理论和方法计算水质综合超标率。该方法应用于黄河花园口断面重金属污染风险评价。     

多灾种综合风险评估软层次模型

在复杂的灾害风险系统中,风险并非简单相加,但目前的研究成果基本是单一灾种简单相加得到的综合风险,缺乏可靠性。因此,此研究基于灾害风险系统理论,引入模糊信息粒化方法和模糊转化函数,利用模糊近似推理理论和方法,建立一个多灾种综合风险评估软层次模型。研究表明该模型的优势：1）不仅考虑了灾害风险系统中的确定性,而且还包括了随机不确定性和模糊不确定性;2）利用模糊信息粒化方法不仅减少了数据的不确定性,而且还包括了一些主观信息,使得评估结果更加接近实际,理论与实际紧密结合,更有利于风险管理者和决策者为减少损失规避风险提供依据;3）通过模糊转化函数将不同灾种得到的不同量纲的量转化同一量纲的量,以便于综合分析和模糊近似推理,获得多灾种综合风险。以云南省丽江地区（市）的地震－洪水灾害为例,验证多灾种综合风险评估软层次模型的实用性,并将其结果与世界银行灾害管理中心和哥伦比亚大学灾害和风险研究中心所建议的风险评估模型（HMU－CHRR模型）的结果进行比较分析,讨论了本研究所建模型在多灾种综合风险评估中的特点。     

黄河下游引黄灌区水资源短缺风险下承载力分析

通过主成分分析和灰色关联分析方法得到黄河下游引黄灌区各区域水资源短缺的风险因子,进而应用综合评判分析方法评价水资源承载力状况;绝大多数地区的综合评分值在0.4左右,说明各地市水资源承载力较低.建议采取提高水价、提高灌溉水利用率、建立节水投入补偿机制或奖励机制以及调整三次产业结构等措施,以期科学合理地开发利用水资源.     

论GIS的模糊不确定性

文章对GIS的模糊不确定性进行了研究,主要目的是系统论证GIS确实舍有模糊不确定性,使人们真正认识到GIS不仅含有随机不确定性而且含有模糊不确定性。文章主要是从GIS构成的四部分出发即：硬件、软件、人员和数据,分别对这四部分论述其模糊不确定性,即GIS存在着GIS数据模糊不确定性、GIS硬件模糊不确定性、GIS软件模糊不确定性和GIS人员的模糊不确定性;最后,指出GIS的模糊不确定性的研究还处于初步阶段,特别是人员的模糊不确定性还有很多因素无法进行研究以及如何减弱GIS各部分的模糊不确定性的理论和方法。     

河南省水资源开发利用评价

运用灰色关联分析的方法,选取对河南省水资源开发利用影响较大的指标,并运用模糊综合评价模型对全省的水资源开发利用进行评价,从而为全省水资源合理利用提供决策依据。     

Error propagation in a fuzzy logic multi-criteria evaluation for petroleum exploration

This article applies error propagation in a Monte Carlo simulation for a spatial-based fuzzy logic multi-criteria evaluation (MCE) in order to investigate the output uncertainty created by the input data sets and model structure. Six scenarios for quantifying uncertainty are reviewed. Three scenarios are progressively more complex in defining observational data (attribute uncertainty); while three other scenarios include uncertainty in observational data (position of boundaries between map units), weighting of evidence (fuzzy membership assignment), and evaluating changes in the MCE model (fuzzy logic operators). A case study of petroleum exploration in northern South America is used. Despite the resources and time required, the best estimate of input uncertainty is that based on expert-defined values. Uncertainties for fuzzy membership assignment and boundary transition zones do not affect the results as much as the attribute assignment uncertainty. The MCE fuzzy logic operator uncertainty affects the results the most. Confidence levels of 95% and 60% are evaluated with threshold values of 0.7 and 0.5 and show that accepting more uncertainty in the results increases the total area available for decision-making. Threshold values and confidence levels should be predetermined, although a series of combinations may yield the best decision-making support.     

Geologic risk, economic assessment, and optimal decision making of petroleum plays in the Bohaiwan Basin, northern China

A system of play (trap) assessment based on the analysis of geological characteristics of five different types of petroleum plays in the Bohaiwan Basin, northern China, is proposed. The system makes use of conditional probability, fuzzy logic, and Monte Carlo simulation to assess geologic risk for estimating the undiscovered petroleum resources in a region. Combining the estimates of undiscovered resources with the subsequent economic evaluation of discovered resources by using techniques of optimization, the expected monetary value can be estimated to determine the overall benefits of an investment. A software program has been developed to carry out the calculations.