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《天津大学》 2006年
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城市水安全综合评价理论与方法研究

张俊艳  
【摘要】: 我国是一个水资源匮乏且时空分布不均、水环境污染及洪涝灾害严重的国家之一,水安全问题已经日益成为制约我国社会经济可持续发展的瓶颈因素。城市水安全综合评价是制定城市水安全战略规划以及进行水安全决策的前提与依据,也是一个新的研究课题,因而,对城市水安全问题进行系统的综合评价研究具有重要的理论意义与实践价值。本文的主要研究工作与研究成果如下: (1)探讨并定义了城市水安全的概念与特征,并利用基于耗散结构的熵理论分析了人水共生系统描述的水安全状态及其可能演变态势;在此基础上,提出了新的城市水安全度量指标——水安全承载力的概念及其内涵,并分析了城市水安全承载力的影响因素与度量方法;从压力指标和支撑指标两个方面出发,构建了城市水安全承载力的综合评价指标体系。 (2)针对水安全综合评价问题的复杂性、模糊性、多层次性等特点,并为克服传统Fuzzy集无法考虑中立信息的缺陷,提出了基于Vague集的城市水安全承载力综合评价方法。探讨了评价指标Vague值的确定方法,并为克服单个专家赋权的主观性,提出了城市水安全承载力评价指标的多专家AHP赋权方法,并以四个直辖市的水安全综合评价为例,进行实证研究,验证了本文方法的可行性和有效性。 (3)建立了基于RBF神经网络的城市水资源需求预测模型,为提高神经网络的收敛速度与精度,利用退火遗传算法进行了网络优化;同时,为了综合利用各种预测方法的预测信息,提高预测的准确性,提出了基于Rough集的城市水资源需求组合预测方法,并以天津市需水量预测为例,进行了实证研究。在此基础上,从城市水安全绝对指标角度出发,进行了城市水资源供需平衡分析,并从不同的水资源利用发展情景出发,分析了天津市2007年以及2010年的城市水资源供需平衡情况。 (4)针对传统评价方法难以反映评价指标的空间特征,更是缺乏可视化分析途径的现状,本文利用地理信息系统(GIS)技术,探讨了评价指标的数字化与可视化方法,进而提出了GIS支持下的城市水安全综合评价方法,设计了基于GIS的城市水安全决策支持系统的总体框架,并以华北地区15个城市为例进行了实证研究。本文研究可为实现城市水安全问题的便捷、直观、实时、可视化决策提供新的途径与手段。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU991

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