基于耗散结构理论和灰色关联熵的水资源系统演化方向判别模型研究

水资源系统是一耗散结构，本文以水资源量作为序参量，来描述水资源系统的有序性和演化方向。依据协同学理论，水资源系统要维持有序就要求经济、社会、生态子系统相互协调，系统序参量之间相互协同。应用耗散结构理论和灰色系统理论，把灰关联度与熵结合起来，以序参量为基础，建立了基于灰关联熵的水资源系统演化方向的判别模型，为水资源系统分析提供了新方法。并将该模型应用于黄河流域水资源系统的演化评价，为实施临界调控提供了依据。     

堤坝渗流管涌耗散结构形成机制

通过对堤坝系统结构特征的分析,表明堤坝系统是一个由许多子系统组成的、复杂的开放系统,系统内部的相互作用是非线性的,在渗流作用下由近平衡态逐渐演化至远离平衡态,当外界条件的变化达到一定阀值时,可以形成有序的耗散结构。采用耗散结构理论系统分析了渗流管涌演化过程中耗散结构的形成机制。研究结果表明,堤坝渗流管涌演化过程经历了近平衡态、临界非平衡相变和远离平衡态3个阶段,并最终形成有序的耗散结构。最后通过对渗流过程中系统能量变化的分析,建立了系统的熵变模型,提出了渗流管涌稳定的临界条件。     

基于区间不确定性水资源复杂系统的协调演化研究

水资源系统是具有不确定性的复杂系统。本文通过分析水资源系统的复杂性与不确定性,构建了基于区间不确定条件下的水资源复杂系统协调演化分析方法。在利用主成分分析法得到子系统综合发展水平的基础上,采用系统的协调性指数模型来揭示系统间的相互关系,然后根据系统的信息熵得到其协调有序度,以此来反映水资源复杂系统的演化规律。以大连市为例的应用研究表明,观真实地揭示水资源复杂系统的演化区间及其发展趋势,指导意义。基于区间不确定性的水资源复杂系统协调演化,能够客对于实现区域水资源和社会经济的可持续发展具有重要指导意义。     

基于耗散结构理论和信息熵的河流系统水质演化模型的研究

根据耗散结构原理,文章对河流系统耗散结构进行了识别,并将模糊理论和信息熵结合起来,建立了基于信息熵的河流系统水质演化模型,发展了水资源系统复杂性分析方法.将此方法运用于广东省东江惠州段水质系统演化规律的研究中,得到了比较满意的结果.     

大凌河河流系统水质时空格局演化研究

为提高和完善河流系统水质演化的研究理论和方法,文章详细分析了河流系统耗散结构基本原理,对河网系统耗散结构进行了识别,运用模糊分析理论和信息熵值理论,建立了河流系统水质演化规律分析模型;以大凌河为例,运用模型对大凌河流域河流系统格局演化规律的研究和探讨。结果表明:所建模型具有较强的可靠性和适用性,研究成果可对大凌河河流系统水质时空格局演化发展规律进行科学、准确的表征。     

基于区间不确定性水资源复杂系统协调演化研究

水资源系统是一个充满不确定性的复杂系统。水资源的可持续利用就是要实现水资源与社会、经济、环境之间的相互协调发展。本文通过分析水资源系统的复杂性与不确定性，构建了基于区间不确定条件下的水资源复杂系统协调演化分析方法。在利用主成分分析法得到子系统综合发展水平的基础上，采用系统的协调性指数模型来揭示系统间的相互关系，然后根据系统的信息熵得到其协调有序度，以此来反映水资源复杂系统的演化规律。以大连市为例的应用研究表明，基于区间不确定性的水资源复杂系统协调演化，能够客观真实地揭示水资源复杂系统的演化区间及其发展趋势，对于实现区域水资源和社会经济的可持续发展具有重要指导意义。     

河流系统能量分配耗散关系的分析

根据冲积河流发展趋向性法则，从系统角度探讨了冲积河流自我调节机制及河流能量分配耗散特点，引入河流熵和变分原理，推求了河流系统的能量耗散规律；研究分析了人类活动对河流系统的干扰以及反映在河床调整上的能量分配耗散关系     

基于二元水循环及系统熵理论的城市用水配置

基于二元水循环理论,在分析城市水资源配置系统结构基础上,构建了考虑水资源质、量均衡的城市用水优化配置模型,并运用多目标求解方法获得水资源分配的可行方案;对信息熵进行改进,构建了系统熵,并将其应用于可行方案的评价中。对昆明市水资源的优化配置计算结果表明,当重视生态效益或者综合考虑生产、生活、环境及生态效益时,系统熵值较小,这将有利于水资源系统的长期健康运行;该方法不仅能对城市用水系统进行简洁有效的分析评价,亦能对用水系统的结构调整、系统发展提供参考意见。     

基于耗散结构理论的水库移民系统有序化研究

对水库移民系统的构成要素和要素关系进行了讨论,阐述耗散结构与熵变理论,在分析水库移民系统耗散结构形成条件的基础上构建了系统有序化熵变模型。从国家对移民补偿、安置和扶持政策的变迁和展望角度对我国水库移民系统有序化进程中的4个发展阶段进行了研究。     

喀左县水资源承载力评价

综合考虑水系统的区域性、复杂性、随机性特征,建立适用于喀左县地区的水资源评价体系和等级标准,对当地水资源状况运用模糊综合法和熵理论进行科学分析,可为区域水资源管理规划促进人水和谐发展提供科学依据。结果显示:喀左县水资源系统现状承载力较低,进一步开发利用潜力较小且承载力小于期望负荷值,依据评价结果提出调整用水结构、加强污水治理、完善用水保护机制、节约用水等水资源承载力提升措施。     

考虑时间序列特征的水资源耦合系统有序度评价方法研究

【目的】近些年来,基于协同学的耦合系统有序度评价方法在水资源评价和管理领域逐渐得到成功应用。系统有序度评价需要综合考虑多个序参量的简单巨系统熵,现阶段简单巨系统熵计算忽略了序参量的时间序列特征,使得评价结果中系统有序度评价结果偏离和系统实际变化情况。【方法】为此,在简单巨系统熵计算中考虑时间因素,提出了一种考虑时间序列特征的协同学有序度评价方法。【结果】以江西省为研究对象,开展了水资源耦合系统有序度综合评价实例检验。【结论】相关实例分析表明：(1)研究提出的考虑时间序列特征的协同学有序度方法评价结果,相比不考虑时间序列特征的评价结果与系统实际演化态势更为贴近;(2)水资源子系统有序度受水资源丰枯变化影响较大;(3)江西省水资源耦合系统熵变值受水资源子系统熵变值影响较大。研究成果提升了协同学有序度评价方法在水资源系统综合评价相关领域应用的普适性,具有一定实际意义。     

基于耗散结构理论的水库移民安置效果评价

水库移民安置问题是水利水电项目建设成败的关键。移民安置效果评价是对移民生产生活恢复情况的客观反映。水库移民系统具有开放性、远离平衡态、非线性等耗散结构系统的一般性特征,因此移民系统在与外界环境交流的过程中必然产生熵流的涨落。运用熵值理论计算水库移民系统内部相互作用所产生的熵值以及与外界进行物质、能量和信息的交换所产生的熵流,最后计算移民系统的总熵值,判断其结果是否沿着有序化的方向发展,从而达到评价移民安置效果的目的。     

基于自组织理论的郑州市空间发展研究

1.自组织理论1.1自组织的概念自组织理论是20世纪60年代末期形成的一种理论体系,它最早来源于物理学,是继系统论、信息论、控制论之后逐步发展起来的。它综合运用熵、信息熵及涨落等概念进行严密的科学抽象和科学推理。自组织理论由耗散结构理论、协同学、突变论和超循环理论组成,其中耗散理论为核心内容。自组织理论主要研究自然界和人类社会的复杂现象和发展演化规律。     

基于蛋白质分泌机制的水污染扩散问题的演化博弈计算分析

通过对水污染扩散的时空演化的分析,对水污染演化过程中迁移扩散运动的复杂行为进行了研究,建立了流域污染物扩散演化规律的数学模型。借鉴蛋白质分泌过程产生的信号肽在细胞基质中指引分泌蛋白合成的自组织演化序列行为,提出一种基于蛋白质分泌调节机制的生物情智学习行为的演化博弈算法。该系统的情智选择行为具有较高的自组织、自调节能力,保证算法搜索寻优行为的决策具有有效性。仿真计算结果表明:本文算法具有较强的自适应求解能力,为分析水资源的污染提供了定量的分析工具。     

黄河流域水资源多维临界调控研究

以黄河水资源可再生性和可持续性发展理论为指导，分析了黄河流域多维临界调控措施、方案；基于协同学原理和耗散结构理论，应用系统科学的方法，建立了黄河流域多维临界调控仿真模型；通过对黄河水资源分配进行大量模拟研究，实现了黄河流域水资源优化配置，以期实现黄河水资源的可持续发展。     

黄河流域水资源多维临界调控理论与模型研究

将控制论、协同论、耗散结构理论引入水资源系统,并基于这三大理论建立水资源多维临界调控理论;按照对复杂系统"从定性到定量综合集成"的研究方法,建立了黄河流域水资源多维临界调控仿真模型,对黄河流域水资源调控进行了实证研究,实现了黄河流域水资源的优化配置,验证了多维临界调控理论与模型的合理性.     

改进的突变模型及其在水资源评价中的应用

针对突变理论和传统突变模型对多目标、多准则复杂系统进行决策分析时,评价结果容易受到主观因素影响致使其准确性较低的问题,利用传统突变模型对辽宁省农业水资源可持续利用水平进行评价,比较不同方案得出的评价结果,分析传统突变模型的灵敏度;在此基础上,提出基于熵值法和熵权理论改进的突变模型,并进一步进行验证。结果表明,改进突变模型能有效避免人为主观因素的影响,评价方法科学合理,评价结果客观准确。     

基于复杂适应系统理论的漳河上游水资源系统分析

漳河上游是典型的缺水流域,对流域水资源系统进行合理的分析是进行水资源优化配置的前提。本文基于复杂适应系统理论,分析了漳河上游水资源系统的基本特性和机制,并证明该系统是一个复杂适应系统。并在此分析框架下对系统演进的实现路径进行深入探索。最终得出:只要政府正确引导,用水户积极响应,系统必然朝着高效利用水资源的方向演进。     

基于模糊积分模型的水资源配置方案综合评价

文章以天津市为例,从社会系统、经济系统与资源效率系统3个方面筛选评价指标,通过层次分析法与熵值法相结合的主客观综合赋权法确定评价指标权重,构建水资源配置方案评价体系;采用分层模糊积分模型对研究区8种水资源配置方案进行综合评价和排序。结果表明:利用模糊积分模型对水资源配置方案进行评价客观合理、准确。研究结果对当地的水资源配置具有一定的参考价值。     

基于CAS范式的水资源系统复杂性分析

分析了复杂性定义与特征,揭示复杂性的主、客体本质。指出水资源系统也具有主、客体本质,复杂性是水资源系统的一个重要特征。结合复杂适应系统对涉及到经济、环境、人文和水资源规划等多方面的水资源系统进行分析研究。将水资源系统看成是由若干个相对独立的有适应性的个体所组成的一个有层次的网络体系,用定量与定性相结合的方式得到系统的演化规律。建立流域级的水资源复杂适应性系统模型对于研究水资源管理和维持生态平衡等都能起到直接的推动作用。