留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于集对分析与三角模糊数耦合的溃坝环境影响评价

葛巍 秦玉盼 李宗坤 王特 焦余铁 王建有 赵凤遥

葛巍,秦玉盼,李宗坤,等. 基于集对分析与三角模糊数耦合的溃坝环境影响评价[J]. 水利水运工程学报,2022(3):108-114. doi:  10.12170/20210619001
引用本文: 葛巍,秦玉盼,李宗坤,等. 基于集对分析与三角模糊数耦合的溃坝环境影响评价[J]. 水利水运工程学报,2022(3):108-114. doi:  10.12170/20210619001
(GE Wei, QIN Yupan, LI Zongkun, et al. Comprehensive assessment of environmental impact of dam breach based on set pair analysis and triangular fuzzy number coupling method[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(3): 108-114. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210619001
Citation: (GE Wei, QIN Yupan, LI Zongkun, et al. Comprehensive assessment of environmental impact of dam breach based on set pair analysis and triangular fuzzy number coupling method[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(3): 108-114. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210619001

基于集对分析与三角模糊数耦合的溃坝环境影响评价

doi: 10.12170/20210619001
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(52079127,U2040224);河南省高校科技创新人才支持计划(22HASTIT011);河南省青年人才托举工程(2021HYTP024)
详细信息
    作者简介:

    葛 巍(1990—),男,江苏沭阳人,教授,博士,主要从事水利水电工程风险评价与管控研究。E-mail:gewei@zzu.edu.cn

  • 中图分类号: TV698

Comprehensive assessment of environmental impact of dam breach based on set pair analysis and triangular fuzzy number coupling method

  • 摘要: 针对溃坝环境影响因素众多且存在不确定性问题,综合考虑河道形态、水环境等7个溃坝环境影响因素,建立溃坝环境评价指标体系和等级划分标准。运用集对分析方法处理溃坝环境影响评价过程中的确定性和不确定性问题,为更全面表达集合间的同、异、反关系,将原有的三元联系数扩展为五元联系数,进一步结合三角模糊数理论描述其差异度分量系数,构建集对分析与三角模糊数耦合溃坝环境评价模型。选取沙河集水库为典型案例,运用模型对溃坝环境影响程度进行评价,并与集对分析和模糊数学法评价结果对比,验证了所构建的耦合评价模型的合理性和有效性,为溃坝环境影响评价提供了一种新的途径。
  • 表  1  溃坝环境影响指标含义及其属性划分

    Table  1.   Definition and attribute division of environmental impact index of dam breach

    指 标含 义属性
    A1 由于洪水冲刷导致的河道变化,即单位长度/宽度冲刷或淤积量 定量
    A2 下游地表植被造成的影响,即土地受损率与严重性比值 定量
    A3 洪水造成的污染物对下游水质的影响,即水质环境等级变化程度 定性
    A4 下游地区土壤的有机物含量、生态指标等的变化程度,即土壤质量等级变化程度 定性
    A5 洪水对下游的动植物的影响程度 定性
    A6 下游一些具有污染性质的化工场污染源的排放对环境的影响程度 定性
    A7 人居生态环境被破坏的程度,主要包括自然景观和人文景观 定性
    下载: 导出CSV

    表  2  溃坝环境影响指标分类及等级

    Table  2.   Classification and grades of environmental impact indexes of dam breach

    指 标
    定量指标A10~0.20.2~0.50.5~1.01.0~2.02.0~10.0
    A20~0.20.2~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.0
    定性指标A3~A70~2525~4545~6565~8585~100
    下载: 导出CSV

    表  3  沙河集水库大坝溃坝环境影响评价指标权重[9]

    Table  3.   Weights of the environmental impact indexes of Shaheji Reservoir dam breach[9]

    指标指标值权重联系数指标指标值权重联系数
    A1 1.80 0.068 −0.680 A5 13.30 0.052 1.000
    A2 0.78 0.078 −0.820 A6 84.10 0.025 −0.914
    A3 49.50 0.260 −0.225 A7 27.80 0.017 0.759
    A4 91.60 0.500 −1.000
    下载: 导出CSV

    表  4  3种模型方法结果对比

    Table  4.   Comparison of the results of three methods

    评价模型评价等级
    集对分析法0.982 51.730 57.067 825.405 76.275 9
    模糊数学理论法0.0360.1210.1550.3370.351
    集对分析-三角模糊数耦合法----−0.630
    下载: 导出CSV
  • [1] 葛巍, 焦余铁, 李宗坤, 等. 溃坝风险后果研究现状与发展趋势[J]. 水科学进展,2020,31(1):143-151. (GE Wei, JIAO Yutie, LI Zongkun, et al. Status and development trend of research on risk consequences caused by dam breach[J]. Advances in Water Science, 2020, 31(1): 143-151. (in Chinese)

    GE Wei, JIAO Yutie, LI Zongkun, et al. Status and development trend of research on risk consequences caused by dam breach[J]. Advances in Water Science, 2020, 31(1): 143-151. (in Chinese))
    [2] 陈悦, 顾冲时. 基于风险矩阵和Borda序值法的溃坝后果评估模型[J]. 三峡大学学报(自然科学版),2019,41(5):1-5. (CHEN Yue, GU Chongshi. Dam break consequence assessment model based on risk matrix and Borda ordinal value method[J]. Journal of China Three Gorges University (Natural Sciences), 2019, 41(5): 1-5. (in Chinese)

    CHEN Yue, GU Chongshi. Dam break consequence assessment model based on risk matrix and Borda ordinal value method[J]. Journal of China Three Gorges University (Natural Sciences), 2019, 41(5): 1-5. (in Chinese))
    [3] 李守义, 何冠洁, 夏可, 等. 基于可变模糊集理论的溃坝后果综合评价[J]. 安全与环境学报,2019,19(1):1-7. (LI Shouyi, HE Guanjie, XIA Ke, et al. A comprehensive hazard assessment model for the consequence to be caused by the dam collapse based on the theory of variable fuzzy sets[J]. Journal of Safety and Environment, 2019, 19(1): 1-7. (in Chinese)

    LI Shouyi, HE Guanjie, XIA Ke, et al. A comprehensive hazard assessment model for the consequence to be caused by the dam collapse based on the theory of variable fuzzy sets[J]. Journal of Safety and Environment, 2019, 19(1): 1-7. (in Chinese))
    [4] 李宗坤, 李巍, 葛巍, 等. 基于集对分析-可变模糊集耦合方法的溃坝环境影响评价[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版),2019,52(3):269-276. (LI Zongkun, LI Wei, GE Wei, et al. Dam breach environmental impact evaluation based on set pair analysis-variable fuzzy set coupling model[J]. Journal of Tianjin University (Science and Technology), 2019, 52(3): 269-276. (in Chinese)

    LI Zongkun, LI Wei, GE Wei, et al. Dam breach environmental impact evaluation based on set pair analysis-variable fuzzy set coupling model[J]. Journal of Tianjin University (Science and Technology), 2019, 52(3): 269-276. (in Chinese))
    [5] SEKER D Z, KABDASLI S, RUDVAN B. Risk assessment of a dam-break using GIS technology[J]. Water Science & Technology, 2003, 48(10): 89-95.
    [6] MENDOZA F J C, IZQUIERDO A G. Environmental risk index: a tool to assess the safety of dams for leachate[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 162(1): 1-9. doi:  10.1016/j.jhazmat.2008.05.018
    [7] 王仁钟, 李雷, 盛金保. 水库大坝的社会与环境风险标准研究[J]. 安全与环境学报,2006,6(1):8-11. (WANG Renzhong, LI Lei, SHENG Jinbao. On criterion of social and environmental risk of reservoir dams[J]. Journal of Safety and Environment, 2006, 6(1): 8-11. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1009-6094.2006.01.003

    WANG Renzhong, LI Lei, SHENG Jinbao. On criterion of social and environmental risk of reservoir dams[J]. Journal of Safety and Environment, 2006, 6(1): 8-11. (in Chinese)) doi:  10.3969/j.issn.1009-6094.2006.01.003
    [8] 何晓燕, 孙丹丹, 黄金池. 大坝溃决社会及环境影响评价[J]. 岩土工程学报,2008,30(11):1752-1757. (HE Xiaoyan, SUN Dandan, HUANG Jinchi. Assessment on social and environmental impacts of dam break[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2008, 30(11): 1752-1757. (in Chinese)

    HE Xiaoyan, SUN Dandan, HUANG Jinchi. Assessment on social and environmental impacts of dam break[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2008, 30(11): 1752-1757. (in Chinese))
    [9] 程莉, 周晶. 基于模糊数学理论的溃坝环境影响分析[J]. 价值工程,2013,32(15):290-292. (CHENG Li, ZHOU Jing. Environmental impact analysis of dam failure based on fuzzy mathematical theory[J]. Value Engineering, 2013, 32(15): 290-292. (in Chinese)

    CHENG Li, ZHOU Jing. Environmental impact analysis of dam failure based on fuzzy mathematical theory[J]. Value Engineering, 2013, 32(15): 290-292. (in Chinese))
    [10] 葛康, 汪明武, 陈光怡. 基于集对分析与三角模糊数耦合的土壤重金属污染评价模型[J]. 土壤,2011,43(2):216-220. (GE Kang, WANG Mingwu, CHEN Guangyi. A coupling model of set pair analysis and triangular fuzzy numbers for evaluation of soil heavy metal pollution[J]. Soils, 2011, 43(2): 216-220. (in Chinese)

    GE Kang, WANG Mingwu, CHEN Guangyi. A coupling model of set pair analysis and triangular fuzzy numbers for evaluation of soil heavy metal pollution[J]. Soils, 2011, 43(2): 216-220. (in Chinese))
    [11] 王亨力, 倪深海. 基于AHP-集对分析的矿井水资源利用风险评估[J]. 水利水运工程学报,2021(3):126-135. (WANG Hengli, NI Shenhai. Risk assessment of mine water resource utilization based on analytic hierarchy process and set pair analysis[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(3): 126-135. (in Chinese)

    WANG Hengli, NI Shenhai. Risk assessment of mine water resource utilization based on analytic hierarchy process and set pair analysis[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(3): 126-135. (in Chinese))
    [12] 汪明武, 陈光怡, 金菊良. 基于多元联系数-三角模糊数随机模拟的围岩稳定性风险评价[J]. 岩土工程学报,2011,33(4):643-647. (WANG Mingwu, CHEN Guangyi, JIN Juliang. Risk evaluation of surrounding rock stability based on stochastic simulation of multi-element connection number and triangular fuzzy numbers[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2011, 33(4): 643-647. (in Chinese)

    WANG Mingwu, CHEN Guangyi, JIN Juliang. Risk evaluation of surrounding rock stability based on stochastic simulation of multi-element connection number and triangular fuzzy numbers[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2011, 33(4): 643-647. (in Chinese))
    [13] 李宗坤, 姬艳婷, 张兆省, 等. 基于未确知集对联系数法的溃坝社会影响评价[J]. 水电能源科学,2020,38(5):95-97, 80. (LI Zongkun, JI Yanting, ZHANG Zhaosheng, et al. Social impact assessment of dam break based on connection number of set pair of unascertained method[J]. Water Resources and Power, 2020, 38(5): 95-97, 80. (in Chinese)

    LI Zongkun, JI Yanting, ZHANG Zhaosheng, et al. Social impact assessment of dam break based on connection number of set pair of unascertained method[J]. Water Resources and Power, 2020, 38(5): 95-97, 80. (in Chinese))
    [14] 何冠洁. 基于可变模糊集理论的溃坝社会和环境影响评价研究[D]. 西安: 西安理工大学, 2019.

    HE Guanjie. Social and environmental impact assessment of dam break based on variable fuzzy set theory[D]. Xi’an: Xi’an University of Technology, 2019. (in Chinese)
  • [1] 张士辰, 李宏恩.  近期我国土石坝溃决或出险事故及其启示 . 水利水运工程学报, 2023, (1): 12-19. doi: 10.12170/20211024002
    [2] 王秀杰, 齐喜玲, 滕振敏, 李丹丹.  协整和集对分析法在降雨资料短缺地区的插补移用 . 水利水运工程学报, 2022, (5): 129-137. doi: 10.12170/20210721001
    [3] 盛金保, 李宏恩, 盛韬桢.  我国水库溃坝及其生命损失统计分析 . 水利水运工程学报, 2022, (): 1-16. doi: 10.12170/20220919001
    [4] 金菊良, 赵行玥, 崔毅, 周玉良, 陈梦璐, 宁少尉.  半偏减法集对势在区域旱灾风险评估中的应用 . 水利水运工程学报, 2021, (1): 36-44. doi: 10.12170/20200901005
    [5] 王亨力, 倪深海.  基于AHP-集对分析的矿井水资源利用风险评估 . 水利水运工程学报, 2021, (3): 126-135. doi: 10.12170/0201120002
    [6] 张志涛, 拾兵, 王俊杰.  单排三角锥透空圆孔礁坝保滩促淤的试验研究 . 水利水运工程学报, 2020, (3): 61-67. doi: 10.12170/20190416001
    [7] 刘浅奎, 王文圣, 余思怡, 王宁.  熵权模糊集对分析法在溪洛渡水库汛期分期中的应用 . 水利水运工程学报, 2020, (6): 16-22. doi: 10.12170/20191205001
    [8] 傅志敏, 杜汶桐, 孟颖, 王志刚.  基于GeoDam-BREACH与Graham法的溃坝生命损失估算 . 水利水运工程学报, 2019, (2): 93-98. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.02.013
    [9] 方成杰, 钱德玲, 徐士彬, 姚兰飞, 刘杰.  基于联系期望的泥石流易发性评价模型 . 水利水运工程学报, 2017, (2): 59-66. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.008
    [10] 杨德玮, 盛金保, 彭雪辉, 何佳卓.  BREACH模型与MIKE21模型在溃坝风险中的耦合分析 . 水利水运工程学报, 2016, (6): 23-28.
    [11] 贺娟, 王晓松.  基于HEC-RAS及HEC-GeoRAS的溃坝洪水分析 . 水利水运工程学报, 2015, (6): 112-116.
    [12] 陈生水, 赵天龙, 钟启明.  堰塞坝溃坝数学模型研究与应用 . 水利水运工程学报, 2015, (3): 1-8.
    [13] 厉丹丹, 柳志国, 李 雷.  溃坝事件中的人因失误分析 . 水利水运工程学报, 2013, (6): 92-95.
    [14] 肖潇,吴时强,程永舟.  溃坝水流模拟方法的对比分析 . 水利水运工程学报, 2012, (3): 37-43.
    [15] 张喜秋,于昌利.  SPH方法在自由面问题中的应用 . 水利水运工程学报, 2011, (2): -.
    [16] 汪哲荪,袁潇晨,金菊良,王宗志.  基于集对分析的年径流自组织预测模型 . 水利水运工程学报, 2010, (4): -.
    [17] 张士辰,李雷.  水库溃坝应急预案预见性评价方法研究 . 水利水运工程学报, 2010, (3): -.
    [18] 晋良海,梁川.  基于集对理论标段协调差啮合的施工系统稳定性分析 . 水利水运工程学报, 2009, (1): -.
    [19] 王晓航,李雷,盛金保,彭雪辉.  基于DTM的溃坝风险图编制技术 . 水利水运工程学报, 2008, (4): -.
    [20] 李孟国.  三角形网格在水动力水环境数学模型中的应用 . 水利水运工程学报, 2001, (3): 59-64.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  128
  • HTML全文浏览量:  35
  • PDF下载量:  8
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-19
  • 网络出版日期:  2022-03-21
  • 刊出日期:  2022-07-03

/

返回文章
返回