生态承载力水平评价的动态模型及其应用——以洞庭湖生态经济区为例

生态承载力是可持续发展研究的核心.本文基于生态承载力的内涵,从4个方面构建了生态承载力的评价指标体系,并以最大信息熵原理(MIEP)为基础,自组织特征映射神经网络(SOFM)为算法,借助MATLAB数学软件为计算平台,从复杂系统结构演化的角度提出了生态承载力评价模型,并用MIEP模型对洞庭湖生态经济区2008—2012年的生态承载力进行评价,以指导当地生态建设.结果表明,5年间该地区的生态承载力呈总体上升的趋势,其中,2008年和2009年两年生态承载力水平基本一致,2010年呈现较明显的上升,2011年的生态承载力剧烈下降后在2012年呈现大幅回升.ξ值各分量的雷达图揭示出各指标逐年贡献程度的变化,结合准则层面的分析发现,水资源发展状况对该地生态承载力整体水平影响较大.与主成分分析法的比较表明了MIEP模型对生态承载力评价的可行性,同时其能更好地体现生态承载力发展演变的动力学特性,连接权值的获取避免了人为设定的主观性,在评价中有明显优势,且在预测上有一定潜力.     

大型游乐设施风险评估与分级方法研究

大型游乐设施的运行是一个动态管理过程,不仅涉及设备本身,而且与人、环境等因素密切相关。针对这个特点,提出大型游乐设施风险矩阵(RMM)的风险分级方法。提出了将事故树与模糊数学相结合的模糊事故树法(FFTA);采用3σ模糊表征法计算大型游乐设施各类风险事故的概率;再采用信息熵法来评价大型游乐设施的风险后果;最后利用风险矩阵法来确定大型游乐设施的风险等级,并通过实例验证了该分级模型有效。     

基于博弈论-模糊物元的地下水环境健康评价模型构建及应用

在分析现有地下水环境健康状态评价模型缺陷的基础上,基于可拓学原理,通过信息熵法确定客观权重,层次分析法确定主观权重,结合非对称贴近度方法改进最大隶属度原则及博弈论组合赋权思想得出综合权重,构建了基于博弈论和模糊物元的地下水环境健康状态评价模型,并选取黄河流域4个地区对模型的有效性进行了验证。结果表明,该模型适用于具有模糊性、不确性与多目标的地下水环境健康状态评价,能较好地避免因权重赋值的片面性造成的评价结果偏差问题,其评价结果同时反映了地下水环境健康等级与发展趋势。     

基于贝叶斯公式的地下水污染源识别

将贝叶斯公式与地下水二维水质对流-扩散方程相耦合,建立依靠监测井监测值的地下水污染源参数（污染源强度M、排放位置（X₀,Y₀）和排放时刻T₀）反演模型.针对监测井监测值信息量不充分或者监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出了一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化设计方法.构建一个污染物在承压含水层中瞬时排放的算例,在确定单井监测及监测次数条件下,以监测井位置D及监测频率Dt的优化为目标,分别进行模型参数后验分布信息熵最小的单目标监测方案优化,以及信息熵最小且监测耗时最短的多目标监测方案优化.依据优化后的监测方案采用延迟拒绝自适应Metropolis算法进行污染源参数反演识别.算例研究表明：在预设定单井监测,且监测次数为5次条件下,单目标优化后的监测方案为D=（830.2,199.8）,△t=2.7,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.5%、13.2%、3.4%、1.3%;多目标优化后的监测方案为D=（807.9,199.4）,△t=1.2,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.9%、13.4%、3.7%、4.2%.与基于单目标优化的监测方案的反演结果相比,基于多目标优化的监测方案条件下,污染源参数的反演均值误差虽分别增加了0.4%、0.2%、0.3%、2.9%,但监测时间却显著缩短了55.6%.     

江苏省城市建设用地结构时空演变及驱动力分析CSSCI

运用信息熵和偏离份额模型揭示江苏省城市建设用地结构的时空演变特征,并用主成分分析法提取主要驱动因子。研究表明:1苏南城市建设用地较苏北结构稳定,信息熵变化幅度小。2南京、无锡、盐城、淮安、宿迁补给效应较显著,镇江、南通、扬州、泰州挤出效应较显著;道路广场用地、绿地补给效应显著,仓储用地、对外交通用地和特殊用地挤出效应显著。3居住用地、公共设施用地、道路广场用地、绿地属增长性结构,其余地类属衰退性结构。4作为省会城市,南京是多类建设用地竞争性偏移量的高值区,苏南、苏中、苏北经济欠发达地区对各类建设用地不具有竞争优势。5江苏省城市建设用地结构变化的主要驱动力是社会经济发展和人民生活水平提高,产业结构调整的贡献度次之。     

基于贝叶斯公式的地下水污染源及含水层参数同步反演

针对非均质地下含水层污染源识别及含水层参数反演过程中监测方案优化问题,提出一种基于贝叶斯公式及信息熵最小的累进加井的多井监测方案优化方法.首先,构建假想案例下的二维非均质各向同性潜水含水层水流及溶质运移模型,运用GMS软件进行数值模拟求解.采用最优拉丁超立方抽样方法和Kriging法建立数值模拟模型的替代模型.然后以参数后验分布的信息熵最小为目标函数,采用累进加井的方式进行多井监测方案优化设计.最后根据优化后的监测方案,采用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源及含水层参数的同步反演.算例研究表明：在兼顾反演精度及监测成本,并保证每个参数分区内至少有1眼监测井的条件下,5眼井组合监测方案（6,5,1,2,8）为最优监测方案.与信息熵最小的10眼井组合监测方案（1,2,3,4,5,6,7,8,9,10）的参数反演结果相比,5眼井组合监测方案对11个参数α=（X_S,Y_S,T₁,T₂,Q_s,K₁,K₂,K₃,DL₁,DL₂,DL₃）的后验均值偏离率的平均值虽增大1.2%,但监测成本却是10眼井组合监测方案的50%.     

呼包鄂榆城市群土地混合利用与碳排放的脱钩关系

在碳达峰和碳中和的新形势下,实现西部资源型和农牧结合区域的碳减排,是中国落实高质量发展的关键.基于最新的欧洲航天局全球陆地覆盖数据和中国碳核算数据库,采用信息熵模型和Tapio模型,揭示了2001—2017年呼包鄂榆城市群37个县级行政区的CO₂排放时空格局和土地利用混合度变化,并识别二者脱钩状态.结果表明:（1）呼包鄂榆城市群CO₂排放年增加量与年增加率具有一致性.鄂尔多斯市是CO₂排放年增加量和年增加率最高的地区,榆林市是CO₂排放年增加量和年增加率最低的地区.（2）土地利用混合度存在层级差异.各地级行政区土地利用混合度具有"梯度效应",即包头市土地利用混合度变幅较大,呼和浩特市、鄂尔多斯市和榆林市变幅较平缓.各县级行政区土地利用混合度具有"增长粘性",即土地利用混合度较高的区域仍居高位.此外,土地利用混合度具有东高西低、南高北低的时空分布特征.（3）土地利用混合度和CO₂排放的脱钩状态具有时空异质性,"十五"计划和"十一五"规划期间脱钩状态以强负脱钩和扩张负脱钩为主,均为...     

基于模糊综合评价法的地下水资源承载力评价——以银川平原为例

地下水资源承载力是衡量地区经济和社会可持续发展的重要指标之一。文章以银川平原为研究对象,耦合信息熵权法和模糊综合评价法计算银川平原地下水资源承载力,并对其进行时空分析。研究表明:银川平原2006~2014年地下水资源承载力呈先上升后下降趋势,平均值为0.358,开发潜力较小,已出现地质环境问题。从空间上看各地区间存在差异,地下水资源承载力吴忠市最高,银川市和石嘴山市次之,但总体上仍处在较低水平。需在今后发展中加强对地下水开发利用的管理。     

大气环境质量协同评价体系及其评价方法新探

运用系统科学思想对目前通过的大气环境质量（ＡＡＱ－Ｇ）的内涵进行了拓展，并分析了其体系特征，继之将最大信息熵原理引入ＡＡＱ－Ｇ评价，在常规监测资料的基础上给出各级污染物浓度的分布函数并用于反映某地的ＡＡＱ－Ｇ状况，以期使不同地域内的ＡＡＱ具有客比性。进而建立ＡＡＱ－Ｂ的概念及其与ＡＡＱ－Ｇ的联合评价方法。     

垫片密封结构中螺栓强度的模糊可靠性设计

考虑垫片性能、螺栓静强度和介质压力的不确定性,基于信息熵理论和先漏后爆的观点,建立以垫片密封可靠度和密封连接结构静强度可靠度为设计准则的模糊可靠性设计方法,在所要求的可靠度下设计出合理的密封连接结构,垫片密封安全可靠。