專利名稱：一種基于可拓傳導(dǎo)效應(yīng)的區(qū)域水能承載能力計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
將區(qū)域水能的生態(tài)因素與技術(shù)因素結(jié)合考慮，應(yīng)用可拓傳導(dǎo)效應(yīng)原理計算河段承載能力，使水電站興建前期的測評工作更加符合實(shí)際。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人類活動日趨頻繁，對水資源的影響也日益加劇。水資源是重要的自然資源和經(jīng)濟(jì)資源，在保障社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中具有不可替代的作用。當(dāng)前我國水資源面臨著水資源分布不均、數(shù)量匱乏、開發(fā)不合理、管理不善、水質(zhì)污染嚴(yán)重和水環(huán)境破壞等主要問題。因此，如何合理開發(fā)、利用、保護(hù)和管理水資源是一個長期的重要任務(wù)。區(qū)域水能承載能力作為水資源可持續(xù)利用的ー個重要方面，亟待研究來實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。國內(nèi)的研究成果主要集中在水資源承載カ概念、內(nèi)涵的探討、水資源承載カ 評價指標(biāo)體系的探索以及水資源承載カ評價模型和方法的研究等方面。其中基于指標(biāo)體系的水環(huán)境承載カ研究是目前國內(nèi)研究較多的內(nèi)容之一，評價指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)充分圍繞河流水體特征，選擇相關(guān)的社會經(jīng)濟(jì)、水體污染、流域管理等指標(biāo)。經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者20多年深入研究，承載カ的研究方法已經(jīng)由過去單一指標(biāo)、靜態(tài)分析發(fā)展到系統(tǒng)多目標(biāo)、動態(tài)綜合分祈。目前研究水資源承載カ的方法很多，代表性研究方法主要有常規(guī)趨勢法、綜合評價法、系統(tǒng)動力學(xué)法及多目標(biāo)分析法等。由于水資源承載能力的各個要素存在著關(guān)聯(lián)性，光從獨(dú)立的指標(biāo)去計算其綜合能力，無法判斷經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境的和諧性。水資源承載カ具有動態(tài)性、多目標(biāo)性和極限性三個特點(diǎn)。動態(tài)性要求隨著技術(shù)的進(jìn)步對其利用效率和范圍也隨之提高，可見動態(tài)性是ー個階段性過程；多目標(biāo)性要求區(qū)域發(fā)展模式和水資源開發(fā)利用方式的多祥性上，實(shí)行因地制宜策略，確保區(qū)域水資源合理優(yōu)化配置；極限性在承載能力范圍的極限標(biāo)準(zhǔn)，反過來制約著動態(tài)性，也是ー個技術(shù)影響的階段性過程。因此，在計算ー個區(qū)域水能承載能力時，需要考慮設(shè)計變量的可變性及設(shè)計要素之間的可傳導(dǎo)性。研究水資源承載カ的目的是要為區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略提供理論和技術(shù)支撐，根據(jù)本區(qū)域水資源狀況籌劃未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展布局，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)目標(biāo)。而水資源承載能力是ー個系統(tǒng)，每一地區(qū)、每ー自然環(huán)境下都具有各個的承載能力要素，可見它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，具有不確定性、可變型、較強(qiáng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性?？赏貍鲗?dǎo)效應(yīng)考慮了擬建水站設(shè)計變量與區(qū)域水能承載能力的相容性，通過可拓基元理論定量化描述設(shè)計要素，分析了不相容問題的根源所在，研究設(shè)計變量的可變性和其他設(shè)計要素的傳導(dǎo)性，客觀地模擬事物關(guān)聯(lián)性現(xiàn)，應(yīng)用傳導(dǎo)效應(yīng)計算區(qū)域水能承載能力。因此，本發(fā)明提出一種基于可拓傳導(dǎo)效應(yīng)的區(qū)域水能承載能力計算方法，對區(qū)域水能承載能力計算和評價方法做了 ー種新的嘗試
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種新的河段承載能力計算方法，水電站的建立對區(qū)域水能承載能力的影響非常大，因此在區(qū)域水能承載能力計算過程中必須考慮水電站的相關(guān)指標(biāo)對現(xiàn)有河流體系的影響，不僅是技術(shù)層面還有社會層面和生態(tài)層面，據(jù)此得到水能區(qū)劃傳導(dǎo)效應(yīng)評價模型建立的一般流程。該方法的特點(diǎn)是考慮到不同指標(biāo)因素之間的耦合關(guān)系，將河段的生態(tài)因素、社會因素與技術(shù)因素結(jié)合考慮，包括建立不同農(nóng)村電站設(shè)計變量之間的權(quán)重優(yōu)化模型，通過計算不同設(shè)計變量間的傳導(dǎo)度，確定不滿足約束條件的指標(biāo)，并對其進(jìn)行可拓變換，最后通過生成的綜合傳導(dǎo)效應(yīng)確定不同河段的承載能力，并實(shí)現(xiàn)區(qū)劃。本發(fā)明解決其技術(shù)問所采用的技術(shù)方案是一種基于可拓傳導(dǎo)效應(yīng)的區(qū)域水能承載能力計算方法，該方法包含以下步驟(I)初始設(shè)計要素確定
按照水電站設(shè)計要求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，確定擬建水電站主要設(shè)計變量Xi及設(shè)計變量個數(shù)η ;結(jié)合河流段區(qū)域水能承載能力特點(diǎn)及各地方的水資源建設(shè)、使用和管理?xiàng)l例或方案作為參照標(biāo)準(zhǔn)，確定擬建水電站河段的區(qū)域水能的3個評價指標(biāo)及其指標(biāo)體系中的設(shè)計因素vi和設(shè)計因素個數(shù)m。(2)設(shè)計要素指標(biāo)體系構(gòu)建及多維物元建模在初始設(shè)計要素確定基礎(chǔ)上，構(gòu)建以擬建水電站和擬建河段作為ー級指標(biāo)、水電站和3個評價指標(biāo)為而級評價指標(biāo)及η個設(shè)計變量和m個設(shè)計因素作為三級計算指標(biāo)的ー個綜合區(qū)域水能承載能力計算體系。并建立由多維物元模型M表示的指標(biāo)體系
權(quán)利要求
1. 一種基于可拓傳導(dǎo)效應(yīng)的區(qū)域水能承載能力計算方法，該方法包含以下步驟 (1)初始設(shè)計要素確定 按照水電站設(shè)計要求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，確定擬建水電站主要設(shè)計變量Xi及設(shè)計變量個數(shù)η ;結(jié)合河流段區(qū)域水能承載能力特點(diǎn)及各地方的水資源建設(shè)、使用和管理?xiàng)l例或方案作為參照標(biāo)準(zhǔn)，確定擬建水電站河段的區(qū)域水能的3個評價指標(biāo)及其指標(biāo)體系中的設(shè)計因素Vi和設(shè)計因素個數(shù)m。
(2)設(shè)計要素指標(biāo)體系構(gòu)建及多維物元建模 在初始設(shè)計要素確定基礎(chǔ)上，構(gòu)建以擬建水電站和擬建河段作為一級指標(biāo)、水電站和3個評價指標(biāo)為而級評價指標(biāo)及η個設(shè)計變量和m個設(shè)計因素作為三級計算指標(biāo)的一個綜合區(qū)域水能承載能力計算體系。并建立由多維物元模型M表示的指標(biāo)體系 —O1 C11 Z111「Mu"j 02 c21 /21 M21 Ai —ZZZZ=( I ) ^22 ^22^22^ * * * ^ ^22m·, I 晝C23^ O1,O2分別表示為擬建水電站和擬建河段名稱，φ為連接符號且表示可組合，Cii為一級指標(biāo)特征(下一級物元的名稱)，tn為關(guān)于Cii的具體量化值或者是特征程度描述。MiHM1,M2I為一級指標(biāo)集，Mij= {Mn，M21, M22, M23}為二級指標(biāo)集，= ，…，三級指標(biāo)集，且 m1+m2+m3=mo (3)設(shè)計要素沖突問題可拓形式化建模 當(dāng)擬建水電站的設(shè)計變量與現(xiàn)有河段區(qū)域水承載能力設(shè)計因素相沖突時，就需要對其中的設(shè)計要素進(jìn)行變換，使得這兩者能相容。因此，就需要對沖突問題進(jìn)行一個量化的建模描述。設(shè)定問題解決目標(biāo)G是擬建水電站、問題解決條件L是擬建地區(qū)區(qū)域水能承載能力，則沖突問題P的問題模型可表示為 P = G* L =[擬述水電站 O1, C> V(C) )] * [河流承載能 AO1, Cj, F(Cj)] 擬:di水t*u in f一 . /lfc ,I .,力 ％ C,,, /,,(2) 一 12 ψ . =, .tv，，_cIn' (4)設(shè)計要素沖突問題解決目標(biāo)和條件相關(guān)分析 依據(jù)擬建水電站設(shè)計變量和現(xiàn)有河段區(qū)域水能承載能力設(shè)計因素的關(guān)聯(lián)性，對設(shè)計要素進(jìn)行相關(guān)分析，建立設(shè)計要素相關(guān)分析網(wǎng)。設(shè)計要素之間的相關(guān)符號用“ ”表示，同一級的指標(biāo)相關(guān)表示為=Mi^Mik，不同級的指標(biāo)相關(guān)表示為M廠Mu。若一個設(shè)計要素基元存在 m" m*與多個同級設(shè)計要素基兀相關(guān)，則可表不為 (λ或V) Mi，與多個同級和異級設(shè)計要 J ::| 1-------1m' m'm" m"素相關(guān)表不為M"f(λ V )M(. (λ η V ) Wi4 ,其中m'，m"為相關(guān)的設(shè)計要素個數(shù)。通 J il ilk I k I J過相關(guān)鏈中設(shè)計要素的重合性，構(gòu)建設(shè)計要素相關(guān)網(wǎng)。
(5)設(shè)計要素沖突核問題模型及傳導(dǎo)矛盾環(huán)構(gòu)建 以沖突問題模型為基礎(chǔ)、問題解決目標(biāo)和條件的相關(guān)網(wǎng)為推導(dǎo)方法，找出沖突的根源和最迫切需要解決的核心問題目標(biāo)g和核心問題條件I。核問題模型P表示為
全文摘要
一種基于可拓傳導(dǎo)效應(yīng)的區(qū)域水能承載能力計算方法，所述計算方法包括以下步驟1)考慮到不同設(shè)計要素之間的耦合關(guān)系及地區(qū)等條件差異，確定擬建水站設(shè)計變量和河段評判的指標(biāo)要素及其計算方法；2)構(gòu)建設(shè)計問題之間的問題模型，并進(jìn)行相關(guān)分析，得到核問題模型及傳導(dǎo)矛盾環(huán)；3)傳導(dǎo)矛盾環(huán)的轉(zhuǎn)化機(jī)制研究，給出主動變量，建立可拓變換操作過程模型計算不同設(shè)計要素之間的傳導(dǎo)效應(yīng)，并得到綜合評判結(jié)果，通過該結(jié)果的歸類比較，將生態(tài)指標(biāo)、社會指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)綜合考慮，最終獲得最優(yōu)方案。最后應(yīng)用于浙江水資源的27個河段區(qū)域水能承載能力計算中實(shí)現(xiàn)區(qū)劃。本發(fā)明充分考慮了擬建水站設(shè)計變量與區(qū)域水能承載能力設(shè)計要素之間的關(guān)聯(lián)性和傳導(dǎo)性，有效實(shí)現(xiàn)了這兩者的不相容問題，計算過程簡潔明了、客觀及實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號G06F19/00GK102841977SQ201210197110
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者趙燕偉, 洪歡歡, 陸億紅, 王萬良, 王歡, 姜高超, 張仁貢 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)