基于GEV干旱指数和DFA方法的苏北地区季节性干旱研究

为分析近年来江苏省苏北地区季节性干旱灾害特征,利用苏北五市1989~2013年的逐月降水量资料,建立月降水量的广义极值分布函数,通过分析广义极值干旱指数(GEVI),研究苏北五市近25a的季节性干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用去趋势波动分析方法(DFA)对苏北五市月平均降水量的周期性规律进行研究。结果表明,苏北五市的月降水量均服从广义极值Fréchet概率分布,且具有从西北(徐州)地区向东南沿海(盐城)地区递增的空间分布特征,整体上属于干旱灾害频发的地区,且以轻旱为主且季节性特征明显。苏北五市的月降水量存在幂律相关性,即降水量具有较强的正长程相关性,因此,未来苏北地区干旱的总体趋势将与过去特征正相关。     

湖域工业初始排污权纳什议价模型研究——以江苏省太湖流域纺织行业为例

针对湖域工业初始排污权定价问题,文章从多利益相关者合作视角出发,结合我国现阶段基本国情,利用合作博弈理论构建了基于多利益相关者合作的湖域工业初始排污权纳什议价(Nash-Bargaining)定价模型。即在满足湖域水环境排污权总量控制及区域产业规划调整方案的前提下,通过政府主体与行业主体之间考虑议价能力系数λ影响的Nash-Bargaining,求解符合价格约束的行业初始排污权价格的最大满意解。其中,价格约束通过求解行业治污成本函数的Aumann-Shapley值给出。并以江苏省太湖流域纺织染整行业为例,针对湖域工业点源氨氮初始排污权定价问题,对比分析了Nash-Bargaining定价模型与江苏省太湖流域现行氨氮类资源价格,结果表明:议价能力系数λ对Nash-Bargaining定价模型影响显著,λ的合理区间为0.5≤λ≤0.7,现行氨氮初始排污权价格对应于0.3<λ<0.4时的情况,不利于初始排污权资源的可持续利用;现行氨氮初始排污权价格的标准化系数ξ=0.91,以λ=0.6时的价格为例,Nash-Bargaining定价模型所给出的价格的标准化指数ξ=0.85,具有比现行价格更强的资源补偿性能,考虑到太湖流域污染现状,Nash-Bargaining定价模型所得价格可行性更强。因此,建议适当调高氨氮初始排污权价格。     

基于云模型的太湖流域农村水环境承载力动态变化特征分析——以太湖流域镇江区域为例

农村水环境承载力的定量估算及其动态变化特征研究有助于了解农村地区水资源供需平衡和水环境质量状况,为新农村建设规划和水环境可持续发展提供科学依据。本文以太湖流域镇江区域为研究对象,结合云模型改进模糊综合评价法,构建农村水环境承载力的PSR分析框架和评估指标体系,并结合雷达图、云模型发生器分析其动态变化特征及影响因素。结果表明:云模型能够较好地表征农村水环境承载力的变化特征;农村水环境承载力对太湖流域镇江区域的工农业废水排放、供水总量和治水投入的要求更高;2010~2014年太湖流域镇江区域农村水环境承载力基本保持稳中上升的趋势,但总体处于弱承载状态,且丹阳丹徒润州京口。     

基于云推理和模糊逻辑关系模型的干旱等级预测方法研究

针对月平均降水量时间序列存在模糊性和随机性的特点,给出一种结合云推理和模糊逻辑关系的干旱等级预测方法。采用徐州站1951~2014年逐月降水量数据,通过计算标准化降水指数(SPI),得到实测干旱等级序列,以1952~2013年SPI指数数据作为样本数据,并提取样本模糊时间序列的52条模糊逻辑推理规则,将某月份的SPI指数数据作为输入变量,利用云发生器进行云推理,得到未来相应月份的干旱等级预测结果。结果表明,研究方法对干旱发生具有一定预测能力,尤其是对无旱的预测比较准确,但是对于干旱状态突变的预测能力较弱,主要是由于发生严重旱灾的可能性较少,导致模糊推理规则较少。因此,对于江苏省以轻旱为主的苏北地区,可以作为早期干旱预警的参考。     

鄱阳湖流域城市洪涝灾害风险及土地类型调整策略研究 ——以景德镇市为例

在全球气候变化和人类活动影响下，流域内城市洪涝灾害发生的频率、强度及其造成的损失日益加剧，更好的揭示洪涝灾害风险的时空演变规律对不同流域下城市防灾减灾具有重要意义。基于流域城市洪涝灾害风险的形成过程，从致灾因子、孕灾环境、承灾体、防灾减灾能力4个方面选取指标，构建了基于格网的流域城市小尺度洪涝灾害风险评价模型，并以景德镇市城区为例，将空间风险定量计算，分析了城市洪涝风险的时空分异特征，最后提出土地利用类型的调整策略。结果表明:从空间上，城区洪涝灾害风险极大值与极小值差值存在较大的差异，呈现由昌江、南河、西河等河流为中心向四周逐渐减小的方向性变化，不同区域的风险波动性幅度不同，社会经济发展水平较高的珠山区昌江沿岸区域为景德镇城区的洪涝灾害高风险区，西部、西南部山区以及东部乡镇由于地势较高，风险水平较低。从时间上，景德镇市城区的洪涝灾害风险最大值呈下降趋势，南部洪涝灾害风险整体变小，但风险集中程度不断加剧，城区西部风险值有小幅度的上升；针对不同的区域特征，通过两种方案对城区内洪涝灾害易涝典型地区进行土地利用类型调整，两个区域风险分别从0.606与0.610降低到0.561与0.571。     

江苏省水资源短缺风险的相似云评价方法研究

为有效的监测和评估水资源短缺风险的程度,实现水资源可持续开采和利用,提出水资源短缺风险的相似云综合评价模型。针对水资源短缺风险的影响因素同时具有模糊和随机性问题,建立基于熵权和相似云方法的综合评估模型。借鉴现有理论的基础上,综合考虑风险率、脆弱性、可恢复性等5个评价指标,采用熵权法确定各个指标的权重,利用正态云模型定量描述单指标条件下待评价城市水资源的短缺风险等级。给出一种新的计算正态云模型相似度方法——基于组合模糊贴近度的正态云相似度度量方法,通过比较待评价城市与风险等级之间的熵权正态云相似度值的大小,构建基于熵权相似云的水资源短缺风险评价模型。江苏省三大流域的实例表明,该方法简单可行,结果相对客观合理,能够克服现有方法的一些缺点。     

基于分形维数权重的南水北调东线源头水质评价研究

水质评价问题的实质是对水质现状和各评价因素间的函数关系的逼近,是一种复杂的非线性问题.针对水质评价指标之间的非线性关系,提出了基于分形维数权重的水质评价方法.为有效地评估南水北调东线源头的水质现状,首先选取影响水质评价的7个主要因素,根据标准等级水体分类标准,采用在等级标准中随机内插的方法,得到50个标准等级样本,并根据样本综合评估值与经验等级之间的关系建立分形插值评价模型;最后,以长江江都市芒稻河断面2001—2008年的年平均水质监测数据为例对模型进行验证.结果表明,该方法可以通过分段函数得到每个样本的具体得分值,因而具有较高的分类精度,为水质评价提供了一种较好的新方法.     

基于高斯过程回归模型的洪涝灾害损失预测研究——以重庆市为例

快速准确的预测洪涝灾害各项损失是开展洪涝灾害应急管理工作的基础，而预测技术和方法则是洪涝灾害损失预测的核心与关键。从灾害风险构成因素和数据易获取性2方面构建了洪涝灾害损失评估指标体系，分别从致灾因子、孕灾环境、承灾体和应急能力4个方面选取了13项损失评估输入指标，提出基于高斯过程回归模型的洪涝灾害损失预测方法，并应用于重庆市洪灾受灾人数、农作物受灾面积和直接经济损失的预测。实例表明，高斯过程回归方法对上文提到的3种损失情况预测结果的残差平方和分别为0.99、0.1、12.67，拟合精度分别达到99.85%、99.97%、96.1%，相较于多层感知器神经网络和支持向量机等方法更具优越性。     

长江口北支综合整治与开发思路探讨

近期长江口北支河势的不利发展已严重制约了沿岸地区社会经济的发展,合理确定北支的开发目标和整治思路已十分迫切。根据北支河势演变特征、趋势、整治方案的初步研究,提出长江北支综合整治目标为3个方面:减轻或消除北支咸潮倒灌南支,为南、北支淡水资源开发利用创造有利条件;逐步改善北支的航运条件,让昔日黄金水道重焕活力;延缓北支的自然淤积,在一定时期内维持北支引排水功能。借鉴钱塘江河口治理经验,同时考虑北支特点,要达到北支综合整治目标现阶段比较可行的是缩窄方案,具体来说,需实施上中下联动整治。