可變模糊集理論在水資源系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、水是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類賴以生存、發(fā)展的基礎(chǔ)性自然資源。作為戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，水資源始終是影響人類社會(huì)發(fā)展的重要因素。因此，水資源科學(xué)在認(rèn)識(shí)自然、改造世界的斗爭(zhēng)中，有著重要的意義和廣闊的前途。 現(xiàn)實(shí)的水資源系統(tǒng)是一個(gè)具有社會(huì)性、自然性、開放性和動(dòng)態(tài)性的復(fù)雜巨系統(tǒng)。影響水資源系統(tǒng)的因素很多，涉及到自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多個(gè)相互聯(lián)系但又相互制約的因素，這些因素的不確定性與模糊性使得經(jīng)典數(shù)學(xué)理論難以完善地解決水資源系統(tǒng)中的實(shí)際

2、問題。本文在可變模糊集理論的基礎(chǔ)上，研究將該理論的相關(guān)模型和方法應(yīng)用于水文水資源系統(tǒng)的環(huán)境污染評(píng)價(jià)、污染負(fù)荷分配、水旱災(zāi)害評(píng)估、澇區(qū)分類研究、南水北調(diào)工程中黃河上、中游水量重新分配決策等各個(gè)方面。同時(shí)，結(jié)合應(yīng)用對(duì)模型參數(shù)及其變化、模型拓展等方面進(jìn)行了相應(yīng)的研究，取得了一定的成果。 主要研究?jī)?nèi)容成果概括如下： 1.模糊可變?cè)u(píng)價(jià)模型參數(shù)研究及其在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 研究模糊可變?cè)u(píng)價(jià)模型的參數(shù)，建議一種實(shí)用的確定M

3、值位置及區(qū)間[c，d]范圍值的方法。應(yīng)用模糊可變?cè)u(píng)價(jià)模型及建議方法于水環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)領(lǐng)域，通過(guò)哈爾濱江段的實(shí)例，對(duì)模型的理論研究成果進(jìn)行驗(yàn)證，并結(jié)合模型參數(shù)α、p四種組合情況，綜合四個(gè)子模型的評(píng)價(jià)結(jié)果，利用模型的可變性對(duì)級(jí)別特征值的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，取得了較好的評(píng)價(jià)結(jié)果，一定程度消除了模型參數(shù)不同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。 2.水污染負(fù)荷總量分配方法研究 在水污染負(fù)荷總量分配領(lǐng)域，由于影響因素眾多，多數(shù)原有的理論和方法由于片面的

4、依據(jù)經(jīng)濟(jì)效益或者公平原則難免會(huì)對(duì)分配方案的具體實(shí)施帶來(lái)障礙。本文將總量控制理論與可變模糊集決策單元系統(tǒng)理論相結(jié)合，充分考慮了影響水污染負(fù)荷分配所涉及的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)的多方面要求。將可變模糊集決策單元系統(tǒng)理論應(yīng)用于水污染負(fù)荷分配問題中，提高了分配方案的可操作性，為污染負(fù)荷的合理分配提供了一種新方法。 3.可變模糊聚類迭代模型在干旱程度評(píng)估中的應(yīng)用 結(jié)合可變模糊集的相關(guān)理論，考慮模糊聚類循環(huán)迭代模型中參數(shù)的可變特性，

5、通過(guò)聚類模型權(quán)重參數(shù)的改變，分別進(jìn)行聚類運(yùn)算，相互印證了分類結(jié)果的穩(wěn)定性，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度。并結(jié)合水文干旱的實(shí)例，說(shuō)明其可行性與實(shí)用性，為水文干旱程度評(píng)估提供了一種新的方法。 4.基于模糊優(yōu)選神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的遼寧省澇區(qū)分類研究 指出澇災(zāi)與洪災(zāi)的不同，分析遼寧省的澇區(qū)現(xiàn)狀，采用模糊優(yōu)選神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，選取遼寧省35個(gè)縣(區(qū))的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分類研究，既能用模糊概念來(lái)表達(dá)人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，又可利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，獲得了

6、比較符合實(shí)際的分類結(jié)果。為澇漬災(zāi)害的研究提供了一種新的方法。 5.可變模糊集決策理論與方法在黃河置換水量分配中的應(yīng)用研究 在南水北調(diào)東、中線供水情況下，黃河下游置換出的水量在黃河上、中游地區(qū)的重新分配問題。依據(jù)可變模糊集理論與模糊集決策單元系統(tǒng)理論，對(duì)黃河置換水量進(jìn)行分配決策，既考慮了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、缺水狀況等定量指標(biāo)，又考慮了科技、人口、醫(yī)療等諸多難以量化的定性指標(biāo)；把多地區(qū)、多層次、多指標(biāo)復(fù)雜的黃河置換水量決策問題轉(zhuǎn)化為對(duì)

7、于一系列單元系統(tǒng)模糊可變優(yōu)選問題的求解，所得成果可供南水北調(diào)中、東線工程黃河置換水量決策支持參考之用。 6.模糊可變識(shí)別模型的拓展及其在清晰識(shí)別中的應(yīng)用 拓展模糊可變識(shí)別模型優(yōu)化準(zhǔn)則參數(shù)α的變化范圍，使得模糊可變識(shí)別模型既可以應(yīng)用在模糊識(shí)別，也可以應(yīng)用在清晰識(shí)別問題中。在清晰識(shí)別問題中增強(qiáng)了識(shí)別結(jié)果的說(shuō)服力，論述了模糊可變識(shí)別模型中相對(duì)隸屬度，受模型參數(shù)α變化的影響的一般趨勢(shì)，并結(jié)合實(shí)例論述了該拓展方法在遙感系統(tǒng)地物清晰