基于延拓盲数的洞庭湖湖泊综合营养状态评价模型

基于湖泊水环境系统多种不确定性共存或交叉存在的特性,将延拓盲数理论应用于湖泊富营养化评价领域,用延拓盲数表示各参数浓度,与综合营养状态指数模型相耦合,建立基于延拓盲数的综合营养状态指数评价模型.采用该模型评价了洞庭湖的富营养化状况,结果表明,西洞庭湖、南洞庭湖和洞庭湖出口的富营养化程度较低,处于中营养级别,东洞庭湖的富营养化程度较高,处于中营养-轻富营养级别,并且有恶化到中富营养级别的趋势.相对于常规的确定性方法,综合评价模型得出了评价区域综合营养状态指数的可能值区间及其相应的可信度水平,较好地弥补了确定性评价方法的不足,更科学、全面地表征了评价区域的富营养状态与空间分布差异.     

基于延拓盲数的湖库水体富营养化评价模型

基于湖库水环境系统随机性、模糊性、灰性、未确知性等多种不确定性共存或交叉存在的特点,将延拓盲数引入水体富营养化评价,通过与综合营养状态指数方法的综合集成,构建了湖库水体富营养化评价延拓盲数模型和等级识别模式,并将其应用于巢湖塘西河河口水体富营养化评价.结果表明:塘西河河口水体处于重富营养化状态,可信度超过0.86(即86%),且在模糊截集水平α=0.8情形下,综合营养状态指数期望值达79.34,属于重富营养等级.实例研究证明了新构建模型对于不确定性条件下湖库水体富营养化评价的适用性和有效性.     

集对分析在湖泊富营养化评价中的应用研究——区间数与三角模糊数组合的集对分析

针对湖泊富营养化评价的不确定性型多属性决策问题,提出了基于区间数与三角模糊数组合的集对分析模型,引入简单关联函数来确定指标的权重,详细介绍了湖泊富营养化评价的基本原理和关于区间数、三角模糊数转化为集对分析联系数的表示方法。通过计算联系数的模以及属性等级模与属性值模的同一度,再利用这些同一度并参照属性等级数n建立n元联系数,再建立等级与联系数的映射关系确定评价等级。应用该模型对我国9个湖泊的富营养化程度进行了评价,该方法的评价结果与实际情况相符,为湖泊富营养化的治理和保护提供了技术支持。     

遥感方法应用于湖泊富营养化评价的研究

利用武汉东湖各子湖多年可靠的地面监测资料和1999年9月Landsat—7的TM各波段的卫星遥感数据,建立了各子湖的营养状态指数与TM各波段图像上灰度值之间的关系模型：一元线性模型、多元回归模型。运用这些模型对武汉各湖泊进行富营养化评价。同时基于地面监测资料,用日本学者相崎守弘提出的修正富营养化指数法对武汉主要湖泊的富营养化程度进行评价。结果显示,武汉湖泊多处于中富营养状态,遥感评价结果与地面监测结果基本一致。指出利用遥感方法进行湖泊水体富营养化监测评价是可行的、有效的、利用该方法可进行大范围的湖泊富营养化调查评价。     

基于博弈论的水体富营养化综合联系云评价模型

水体富营养化已严重威胁到水安全及生态文明健康,故准确评价水体富营养化程度具有十分重要的意义,但水体富营养化程度评价受诸多模糊、随机因素的影响,具有不确定性,且尚无统一标准,是一个复杂不确定性问题。为有效刻画水体富营养化评价指标有限区间内的随机模糊性与考虑评价指标本身重要性及内在信息,探讨了耦合博弈论的水体富营养化状态的综合联系云评价模型。实例应用与对比分析表明,基于综合联系云的评价模型应用于水体富营养化评价是有效可行的,并具有计算简便和能综合考虑指标间相互作用的优点,应用博弈论确定的组合权重也能充分发挥评价指标的重要性和实测指标包含的客观信息,较只采用单一类型权重的云模型和其他评价方法的评价效果更好,为水体富营养化评价提供了一种新的参考。     

基于模糊权物元分析模型的湖泊富营养化评价

运用模糊权重,结合层次分析法和物元分析法,试图构建模糊权物元分析模型。该模型不仅继承了经典物元分析的优点,同时充分考虑了权重的不确定性。按照中国湖泊富营养化评价标准,把湖泊水体富营养化程度划分为6个等级,选取Chl-a、TP、TN、CODMn和SD等5个指标为评价指标,应用该模型对东昌湖富营养化进行了评价,结果表明:所监测的3个湖区均为富营养化等级,其中又以西北湖区最严重,西南湖区次之,东南湖区相对较好。研究结果与实际相符,说明了此方法具有良好的可靠性,可适用于湖泊富营养化的综合评价。     

湖泊富营养化组合评价的真值次数加权法

针对湖泊水体富营化评价方法具有的不确定性问题,提出了湖泊富营养化组合评价的真值次数加权法.该法的建立步骤分为3步:首先,根据富营养化评价标准,随机生成1000组富营养化水质指标样本,分别用灰色关联法、模糊评价法、打分统计法、经验频率法、贝叶斯方法、向量评价法6种单项方法进行富营养化评价;然后统计1000组样本中各单项方法的评价值与真值相同的次数,据此计算各单项评价方法在组合评价方法中所占的权重;最后利用权重值对6种单项评价值进行加权平均组合,从而得到真值次数加权法的组合评价结果.将真值次数加权法应用于全国30个湖泊的水体富营养化评价,结果表明,该法能有效降低单项评价方法的不确定性.     

地下水渗流补给-内源释放耦合作用下河流水质不确定模拟

针对河流-地下水环境系统的模糊性、不精确性及随机不确定性,采用梯形模糊数描述和表征河流水文、水质及水文地质参数,构建了集成地下水渗流补给与内源释放耦合影响的一维河流水质模糊模拟模型.在此基础上,就地下水渗流补给与内源释放的可能组合,设置5种情景,分别进行水质模拟,并对计算结果进行分析、对比.实例研究表明,对地下水渗流补给与内源释放耦合作用下的河流水质衰减变化规律,梯形模糊数有较好的模拟效果.     

神农架大九湖水体富营养化评价

为探究大九湖水体富营养化状态,采用模糊综合评价法和综合营养状态指数法分别对其10个断面的富营养化程度进行评价。模糊综合评价法评价结果为1号湖和3号湖断面为中度富营养化,其余断面均为轻度富营养化;综合营养状态指数法评价结果为1号湖和2号湖断面为轻度富营养化,其余断面均为中营养状态。均客观反映了大九湖水体富营养状态。     

湖泊水环境承载力模型研究

根据湖泊水环境承载力的概念定义和特性分析,以短板理论作为支撑,根据湖泊富营养化评价标准及富营养化程度构建了湖泊水环境承载力分级标准,在湖泊富营养化评价指标叶绿素α(Chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、高猛酸盐指数(CODMn)、透明度(SD)中找出湖泊水环境承载力的制约指标作为短板,计算制约指标的压力承载度,分析湖泊水环境承载力状态的概率水平.模型应用在国内24个主要湖泊,得出大部分湖泊的水环境承载力处于危机状态的结论.该模型对于湖泊水环境承载力的研究具有一定的应用和参考价值.     

基于随机模拟与三角模糊数耦合的重金属污染评价模型

基于河流环境系统中随机性、模糊性等多种不确定信息共存的特性,采用蒙特卡罗方法模拟三角模糊数,并将其应用到沉积物重金属污染评价领域,通过将各重金属实测含量及地球化学背景值三角模糊化,然后进行随机模拟,并结合各等级概率水平加权进行综合污染等级分析,建立了基于随机模拟与三角模糊数(SS-TFN)理论的沉积物重金属地累积指数评价模型.采用该模型对湘江长沙段沉积物中重金属污染状况进行评价.结果表明,Cd的污染程度最大,处于严重污染级别;其次为Zn和Hg,处于重度污染级别,并有向严重污染恶化的趋势;而其他重金属污染程度则较低.相对于确定性评价方法,该模型能够得出评价区域重金属地累积指数的可能值区间及其相应的概率水平,客观真实地综合表征沉积物中重金属分布及污染情况,为科学决策提供更多全面合理的信息.     

基于因子分析定权法的丹江口水库水体营养度综合评价

指标权重值的确定是多指标水质评价法实际应用中的关键问题。针对模糊评价等方法中权重值确定所具有的主观性,提出了基于因子分析定权的水质综合评价法及富营养化指数的概念,并将其应用于南水北调中线工程水源地-丹江口水库水体营养度的综合评价。结果表明,丹江口库区的污染物类型可以分为两类;丹江口库区水体营养度全年时段内均处于中营养化水平,但是,不同采样点、不同季节时的水体富营养化指数的差异还是较大的。总体来看,丹江口库区中,小太平洋水质最好,陶岔水质次之,大石桥水质最差。     

永定河北京段基于模糊数学的水体富营养化评价

以永定河北京段为研究对象,进行水质和水生态调查及动态指标的监测,选取候选评价指标,采用主成分分析法对评价指标进行筛选,并运用熵权法确定指标权重,从而构建河流富营养化评价指标体系。基于模糊数学算法,对永定河北京段进行了富营养化评价。结果表明:该水体富营养化问题较为广泛,但总体的富营养程度较轻。采用综合营养状态指数法和评分法进行评价对比研究,验证了该方法的可信度,且具有指标选择更灵活、评价结果更客观的优越性,可作为永定河北京段水体富营养化评价的重要方法和手段。     

Establishing eutrophication assessment standards for four lake regions, China

The trophic status assessment of lakes in different lake regions may provide important and fundamental information for lake trophic state classification and eutrophication control. In this study, a region-specific lake eutrophication assessment standard was established through a frequency distribution method based on chlorophyll-a concentration. The assessment standards under the oligotrophic state for lakes in the Eastern plain, Yungui Plateau, Northeast Plain and Mountain Mongolia-Xinjiang regions are total phosphorus of 0.068, 0.005, 0.011, 0.005 mg/L; total nitrogen of 1.00, 0.16, 0.37, 0.60 mg/L; Secchi depth of 0.60, 8.00, 1.55, 3.00 m; and CODMn of 2.24, 1.00, 5.1 l, 4.00 mg/L, respectively. Moreover, a region-specific comprehensive trophic level index was developed to provide an understandable assessment method for the public. The results indicated that the frequency distribution analysis based on chlorophyll-a combined with trophic level index provided a useful metric for the assessment of the lake trophic status. In addition, the difference of eutrophication assessment standards in different lake regions was analyzed, which suggested that the sensitivities of algae to nutrients and the assessment standard of trophic status possessed significant regional differences for the four lake ecoregions. Lake eutrophication assessment standards would contribute to maximizing the effectiveness of future management strategies, to control and minimize lake eutrophication problems.     

基于三角模糊技术的河流水环境容量研究

基于河流水环境系统的随机性、模糊性特征,以及资料信息的不足和不精确性,将水环境系统参数定义为三角模糊数。在此基础上,通过将常规的确定性模型参量模糊化,建立了河流水环境容量计算模糊模型。根据该模型,可以计算得到三角模糊数形式的河流水环境容量;再由给定的可信度水平要求,可以进一步将水环境容量由三角模糊数转化为区间值。实例研究表明,相对于常规的确定性方法,所得结果更为科学、合理,而且计算简单、操作方便,具有实用价值。     

区间数的饮用水源地健康风险模糊综合评价

利用区间数表示饮用水源地水环境中污染物浓度的不确定性,构建了基于区间数的饮用水源地水质导致的健康风险评价模型。同时,建立模糊化的风险评价标准体系,将风险评价标准分为低、低-中、中、中-高、高和极高6个风险等级,并运用综合评判法得出健康风险评价的等级。选取饮用水源地水环境中多种污染物为评价因子,将基于区间数和模糊理论的饮用水源地水环境健康风险模糊综合评价模型应用于9个城市饮用水源地水环境健康风险评价中。评价结果表明:重庆、广州、乌鲁木齐等3个城市水源地的水环境健康风险水平较高;儿童和青少年的个人年风险明显高于成人的个人年风险。     

基于地理分区及神经网络的湖泊水库富营养化研究

构建了一个基于地理分区及神经网络的湖泊水库富营养化综合评价体系.以美国环境保护署Nutrient Criteria Database数据库为参照对象,有针对性地研究我国湖泊水库的情况,首次提出了基于地理分区的简易评价标准,对不同地理特征的水体富营养化临界值进行了定量研究.同时本研究还建立了基于神经网络的富营养化评价模型...