基于指标模糊权和协调性下的地下水水质评价模型构建及应用

在地下水质量标准中,各指标权重的选择与权重的内涵存在着不确定性;同一指标的分级界点值差异显著,近似地呈现几何级数变化。基于以上这两种情况,构建基于指标模糊权和协调性下的地下水水质评价模型。应用层次分析法和专家调查9标度法确定指标的相对权重,结合贝塔系数计算出指标的模糊权重。对评价标准及待评价地下水水质监测值进行对数变换,采用距离测度法来构造隶属函数,并对其进行求余,按最大隶属原则来评判地下水质量等级。应用此模型对徐州市的重要水源地——张集地下水水质进行评价。结果表明:研究区的20个采样点水质为Ⅱ、Ⅲ级的占90%,符合饮用水的要求。与投影寻踪法的评价结果基本一致。     

基于自由搜索的投影寻踪水质综合评价方法

为解决水质评价指标的不相容性以及现有评价方法对等级的分辨率较粗略等问题,提出了水质状况评价的投影寻踪方法(Projection Pursuit,PP).根据地表水环境等级划分标准,构建了能够反映水质状况变异信息的投影指标函数;引入自由搜索(Free Search,FS)算法,优化投影指标函数寻求最佳投影方向;利用最佳投影方向信息研究了各种水质指标对水质状况评价的影响程度.以山西省汾河流域为例,进行水质评价分析,并与基于加速遗传算法优化投影寻踪模型(RAGAPP)和利用粒子群优化投影寻踪模型(PSOPP)得到的投影值结果进行对比.实例应用表明,该模型评估结果误差精度优于RAGAPP和PSOPP,评价结果符合当地水质状况实际情况,且对水质等级划分清晰.     

基于理想点-可拓云模型的煤炭资源可持续力评价

论文针对煤炭资源可持续力评价中多指标信息不相容的问题以及评价等级划分的随机性和模糊性,综合运用可拓云理论与理想点组合赋权法,建立煤炭资源可持续力评价的理想点-可拓云模型。该模型根据可拓云理论构造了物元可拓云模型,通过关联函数确定了各等级云关联度,并与各指标理想点组合权重相结合,从而得到可持续力综合云关联度,确定了煤炭资源可持续力评价等级。将该模型应用于河北省2015年煤炭资源可持续力评价,评价等级特征值为3.069,可知评价等级最接近Ⅲ级,通过云发生器计算各等级概率,结果表明,2015年河北省煤炭资源可持续力处于中等水平,与实地调研结果基本相符。该方法科学合理、结果可靠,为资源可持续力评价提供了一种新的参考方法。     

水质综合评价的遗传投影寻踪插值模型

为解决各单项水质评价指标评价结果的不相容问题 ,提高水质综合评价各层次的分辩力和评价模型的精度 ,本研究采用大样本数据 ,利用投影寻踪、遗传算法、插值型曲线和水质评价标准 ,为水质综合评价建立了一种新的数学模型———遗传投影寻踪插值模型 (GPPIM)。实例研究表明 ,GPPIM建模方法直观、可靠、精度高 ,既具有较强的分类功能 ,又具有较好的排序功能 ,可广泛应用于各种环境质量的综合评价。     

基于云化物元耦合模型的岩质高边坡工程爆破施工安全风险评估

针对岩质高边坡工程爆破施工安全风险评估过程中存在模糊性与随机性的特点,提出采用云模型改进传统物元理论,采用物元法和云模型相耦合的评估模型来处理评估中的不确定性问题。该云化物元耦合模型方法采用云模型的数字特征值代替物元基本元中的特征量值,通过云模型的相关算法来计算风险评估指标的云关联度;同时,采用基于改进CRITIC的客观赋权法确定评估指标权重,进而根据加权平均法求得评估事件的综合评估分数,并以此来判定其安全风险等级。案例应用研究表明:(1)基于CRITIC的客观赋权法不仅计算简便,而且其通过挖掘指标的信息量来确定评估指标权重,使得评估结果更具有可信性;(2)该云化物元耦合模型方法的评估结果与其他3种常用方法的评估结果基本吻合,且各评估案例的置信度因子均小于0.05,说明云化物元耦合模型方法应用于岩质高边坡工程爆破施工安全风险评估是合理、有效的;(3)该云化物元耦合模型方法通过采用综合评估分数来判定安全风险等级,相较于其他评估方法,能够提供评估案例更多的综合信息,且比其他方法更加全面地反映了评估指标间包含的复杂不确定关系,使得评估结果具有更高的可靠性。     

投影寻踪模型在水环境质量评价中的应用

介绍了投影寻踪模型的基本原理，总结了投影寻踪模型在水质评价、水资源承载力评价、水资源可持续利用评价及地下水脆弱性评价等领域的应用研究现状，探讨了投影寻踪模型在水环境质量评价领域的研究方向。     

基于变权理论与物元可拓模型的矿井水质识别

依据平顶山煤田十一矿提取的井下涌水水样的水质检测结果,文章选取溶解性总固体、总硬度、pH、总碱度、Cl~-、SO_4~(2-)等6项离子组分作为评价指标,应用变权理论确定了6个评价指标的权重,基于改进的物元可拓模型评价了不同涌水水源的水质。同时使用单因子法和内梅罗指数法与之评价结果进行对比分析,以验证该模型评价结果的准确性。对比发现内梅罗指数法的评价结果高于单因子法和物元可拓法,即该方法的评价结果相对严格。应用改进的物元可拓模型克服了评价指标因子实测值一旦超过节域范围而无法计算关联度的缺陷。研究结果表明,寒武灰岩含水层地下水水质较好,水仓混合水水质次之,顶板砂岩裂隙水和老空水水质较差,改进的物元可拓法评价结果符合实际。研究成果可为丰富水质的评价方法提供支持。     

水质综合评价的投影寻踪模型

为检验水质评价标准的合理性，解决各单项水质指标评价结果的不相容问题，提高水质评价模型的分辨率，提出了一种新的模型－投影寻踪模型，它的评价结果是实数值。实例的计算结果表明，该方案是有效的和通用的，可应用于各种环境质量综合评价中。     

基于模糊综合与可变模糊集耦合的地下水质量评价

模糊综合评价法和可变模糊集方法是常用的地下水质量评价方法,但可变模糊集评价法的隶属度计算复杂、可变参数多,而模糊综合评价法容易造成隶属度信息丢失.本文在充分吸取两者优点的基础上,构建了一种新的耦合地下水质量评价模型,优化了评价因子选择、权重确定、模糊算子选择等关键环节,并对青岛市大沽河水源地的地下水质量进行了评价和分析对比.结果表明,水源地中北部(W7~W11)地区,硝酸盐氮含量严重超标,耦合模型得到的水质等级均为4或5类水,评价结果符合该区域实际水质状况,说明新建的耦合模型是可靠的.另外,从监测井W2、W3、W4、W7、W10、W11、W12获得的最大隶属度小于0.5,说明模糊综合评价法不适用于这些点的水质评价,而耦合模型综合考虑了其它隶属度值对评价结果的贡献,其结果更加科学、合理.     

用标准基准投影法综合评价水体水质

投影法是一种多指标决策和评价的方法,可应用于水体水质间的比较与排序,但它不能定性评价水体水质,无法确定水体的污染情况.本文对谈模型作了改进,具体方法为将水质标准值设为虚拟评价对象与考察对象一同进行投影,以标准的投影值为基准,通过标准区间嵌入法确定水体水质等级值,根据各水质等级值进行评价及排序.以福州山仔水库为例,对水库的富营养化程度进行综合评价,评价结果与模糊隶属函数法基本相符,评价结果合理且方法简单明了.     

五元联系数在湖泊水质综合评价中的应用

集对分析是一种新的处理模糊和不确定问题的系统理论方法,运用同异反表达式可解决各种模糊不确定问题,而五元联系数又是集对分析理论的拓展. 针对当前众多湖泊富营养化评价方法过程复杂繁琐问题,提出利用基于五元联系数的系统态势对湖泊富营养化程度进行等级评价,其评价结果与其他评价方法基本一致;并且用集对分析法对湖泊富营养化程度进行等级评价,评价结果更符合实际情况,对监测数据的利用率高,对营养化程度的划分更细致,能够得到属于同一级别的湖泊富营养化程度的排序. 五元联系数克服了以往集对分析评价级别只有3个等级的缺点,扩大了评价等级范围,因此可在更多领域得到广泛应用.      

基于云模型的水体富营养化程度评价方法

水体富营养化程度评价对生态环境保护具有重要意义.针对水体富营养化程度评价不可避免的模糊性和随机性的特点,本文引入云模型的方法,对我国14个代表性湖库的富营养化程度进行评价.根据确定的评价标准,生成各评价因子隶属于各级别的综合云模型,并针对湖库实测资料,得到各评价物的确定度,由最大确定度决定湖库营养化级别.将该法所得结果与湖库实际水质状况、国内外应用较为广泛且简便的营养状态指数、评分公式法及模糊综合评价法所得结果进行对比,发现评价结果真实可靠,计算过程简洁明了,验证了该方法的可行性和有效性.     

干旱区绿洲新疆石河子垦区地下水生态系统安全评价

为评价干旱区绿洲新疆石河子垦区的地下水生态系统安全状况,基于自然、生态、环境、社会和经济5个属性构建了地下水生态安全评价指标体系,运用主成分分析法和灰色关联分析方法筛选16个指标作为干旱区绿洲地下水生态安全评价指标,制定了适合于干旱区绿洲的地下水生态安全等级与评价标准,基于层次分析法和熵值法进行了指标权重分配,确定了各项评价指标在不同安全等级的隶属函数,应用模糊综合评判法对研究区内5个灌区的地下水生态安全状况进行评价.结果表明:①石河子灌区、金安灌区和玛纳斯灌区对基本安全级别的隶属度最高,分别为32.2%、35.4%和27.5%,3个灌区的地下水生态系统处于基本安全状态,区域面积占垦区总面积的51.8%;②莫索湾灌区地下水生态系统处于危机状态,相应的隶属度为27.2%,区域面积占垦区总面积的16.8%;③下野地灌区地下水生态系统处于不安全状态,相应的隶属度为28.8%,区域面积占垦区总面积的31.4%.研究显示,评价结果与实际情况基本相符,综合反映了该区域人类活动与地下水、生态系统的相互关系,证明了模糊综合评判法在干旱区绿洲地下水生态系统安全评价中具有一定的应用价值.      

黄河流域水资源承载力评价

定量评价水资源承载力,可为有效调控水资源,提高水资源承载力和消除水资源超载区提供依据。从水资源承载力新内涵出发,构建“量—质—域—流”的四维水资源承载力评价指标体系,确定指标评价等级标准。针对水资源承载力评价涉及许多不确定因素以及指标间存在耦合关系等特点,采用可考虑指标间耦合关系的EFAST算法计算权重,结合可处理评价不确定性问题的联系熵模型进行水资源承载力评价。以黄河流域为例,计算得权重与熵权法进行比较,对2015年流域61个地市的水资源承载力状况进行了综合评价。结果表明：EFAST算法计算权重比熵权法更合理;黄河流域水资源承载力处于Ⅰ级（极高）、Ⅱ级（较高）、Ⅲ级（中等）、Ⅳ级（较低）和Ⅴ级（极低）的地市数量占评价总地市数的比例分别为0、4.9%、18.1%、63.9%和13.1%,其中Ⅳ级和Ⅴ级分布在除青海省外的其他省区的地市。     

基于GIS的乌梁素海水体富营养化状况的模糊模式识别

利用基于MATLAB 7.0实现的模糊模式识别交叉迭代模型对2006年5—10月分布于乌梁素海各水体功能区的21个水质监测点的富营养化等级进行了模糊模式识别,并在GIS技术支持下,用Arcview的空间分析功能绘制富营养化等级识别结果、对富营养化状态影响权重最大的评价指标总氮(TN)含量和富营养化状态控制元素总磷(TP)含量对应的富营养化等级水体和地表水质等级水体的空间分布月变化Grid专题图.将富营养化状态变化及其分布区域与乌梁素海同期水质监测指标浓度变化及其分布区域进行对比分析及验证.结果表明,富营养化等级识别结果的时空分布与实际情况相符,能够比较准确地反映富营养化等级定量的时空变化趋势.      

地下水污染修复技术验证评价方法研究

随着工业生产的飞速发展,我国地下水污染问题日益突出,亟需大量高效的修复技术以提高对地下水污染的治理效果.然而,现有的专家评估体系难以客观、科学地反映技术的真实性能,也很难促进其推广应用,因此亟需加快ETV（environmental technology verification,环境技术验证评价）研究,创建客观、公正和科学的地下水污染修复技术验证评价体系.基于此,采用层次分析法建立了由目标污染物去除效果、副产物情况、固体废物、废水、废气、噪音、自动化水平、故障情况、适用场地类型、基建费用、药剂投加量、能源消耗和资源回收利用共13个指标组成的地下水污染修复技术验证评价指标体系.依据相关技术规范和专家咨询意见,制定了指标评价标准和方法;基于聚类分析方法,以25个地下水污染修复技术为研究对象,对分类评价和综合评价进行评价结果分级.按照由优到差的级别,分类评价结果分为优秀、合格、不合格3个等级,综合评价结果分为优秀、良好、合格、基本合格和不合格5个等级,由此构成了地下水污染修复技术验证评价方法.为了验证该评价方法的科学性和可行性,利用该方法对某项地下水污染修复技术进行了案例分析.研究显示,所构建的地下水污染修复技术验证评价方法可客观有效地评价地下水修复技术的先进性和适用性,并能够提供改进技术性能的进一步建议.