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基于CMFOA-SVM的边坡稳定性评价模型

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长江科学院院报 2023年第2期40卷 95-101页

作者：陈光耀汪明武金菊良合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

边坡失稳往往会造成巨大的经济损失和人员伤亡,构建科学有效的边坡稳定性评价模型对于边坡灾害防治具有重要意义。针对边坡评价涉及多重不确定性,探讨了基于正态云模型、果蝇优化算法与支持向量机耦合的边坡稳定性评价模型,即利用正态... 详细信息

边坡失稳往往会造成巨大的经济损失和人员伤亡,构建科学有效的边坡稳定性评价模型对于边坡灾害防治具有重要意义。针对边坡评价涉及多重不确定性,探讨了基于正态云模型、果蝇优化算法与支持向量机耦合的边坡稳定性评价模型,即利用正态云模型描述果蝇个体飞行方向和飞行距离的随机性与模糊性,以改进果蝇优化算法,进而应用基于正态云模型的果蝇算法(CMFOA)求解支持向量机(SVM)分类模型的最优参数组合,并结合实例应用及与GA-SVM、PSO-SVM和网格法-SVM对比分析,验证模型的可靠性。实例应用及对比结果表明,CMFOA-SVM模型应用于边坡稳定性评价有效可行,且评价准确率高,同时CMFOA算法的参数寻优效率高,也为其他分类问题提供了新的参考。

关键词：边坡稳定性云模型果蝇算法支持向量机评价指标

基于集对分析的江淮丘陵区农业水土资源匹配分析

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水资源保护 2023年第4期39卷 118-125,186页

作者：周亮广金菊良周玉良吴成国周戎星崔毅合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239099

将水土资源自然本底量与农业用水用地量相结合,采用集对分析重建农业水土资源匹配指标,并构建七元半偏减法集对势,对江淮丘陵区2005—2019年农业水土资源匹配进行分析。结果表明:2005—2019年江淮丘陵区广义农业水土资源配比度基本呈现... 详细信息

将水土资源自然本底量与农业用水用地量相结合,采用集对分析重建农业水土资源匹配指标,并构建七元半偏减法集对势,对江淮丘陵区2005—2019年农业水土资源匹配进行分析。结果表明:2005—2019年江淮丘陵区广义农业水土资源配比度基本呈现下降态势,但高于水土资源自然配比度;单位耕地用水量有减少趋势,但超出区域本底自然供水量,处于相对缺水状态;狭义农业水土资源配比度与水土资源自然配比度呈现交叉波动,并存在一定程度反相关,降水量的增加会相对减少农业灌溉用水量;2005—2010年和2011—2019年两时段江淮丘陵区广义农业水土资源均处于高度不匹配状态,合肥、滁州不匹配程度最高,安庆最低;两时段农业水土资源匹配集对势均为反势,匹配状态较差,但后期均有所提升,有向好发展趋势,安庆和六安变化程度最为明显;江淮丘陵区降水量年际变化较大,水资源总量变幅明显高于农业用水用地量波动,导致农业用水用地量与水资源总量变化不同步,这是水土资源匹配波动的主要原因。

关键词：农业水土资源匹配集对分析七元半偏减法集对势江淮丘陵区

基于投影寻踪改进TOPSIS的地下水资源承载力评价方法

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人民黄河 2023年第10期45卷 73-77页

作者：陈磊陈莹莹崔毅金菊良诸暨市水利局水利勘测设计院浙江诸暨311800 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009

为科学合理地评价区域地下水资源承载状况,提出基于投影寻踪改进TOPSIS的地下水资源承载力评价方法。首先,确定11个区域地下水资源承载力评价指标,采用专家咨询和遗传层次分析法计算各评价指标权重;其次,确定各评价指标的5个评价等级标... 详细信息

为科学合理地评价区域地下水资源承载状况,提出基于投影寻踪改进TOPSIS的地下水资源承载力评价方法。首先,确定11个区域地下水资源承载力评价指标,采用专家咨询和遗传层次分析法计算各评价指标权重;其次,确定各评价指标的5个评价等级标准;最后,构建基于投影寻踪改进TOPSIS的地下水资源承载力评价模型(GRCC-TPP)。将GRCC-TPP模型应用于2015年豫北地区5个地级市的地下水资源承载力评价,结果表明:焦作市的地下水资源承载状况最好,为Ⅱ级(基本可载);鹤壁市、新乡市、濮阳市的为Ⅲ级(临界超载);安阳市的最差,为Ⅳ级(超载)。该评价结果与豫北地区实际地下水资源承载状况基本一致,表明GRCC-TPP模型在区域地下水资源承载力定量评价方面有较好的适用性。

关键词：地下水水资源承载力综合评价投影寻踪方法 TOPSIS 豫北地区

基于OBLFOA-PP-BC的围岩稳定性二维评价模型

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长江科学院院报 2022年第4期39卷 140-148页

作者：陈光耀汪明武金菊良合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

投影寻踪是一种解决复杂围岩稳定性评价问题较为有效的不确定性分析方法,但其结果受投影方向的影响和控制。为寻求最优的投影方向向量和体现寻优过程的不确定性,探讨了寻求最佳投影方向向量的反向学习果蝇优化算法,进而利用该算法改进... 详细信息

投影寻踪是一种解决复杂围岩稳定性评价问题较为有效的不确定性分析方法,但其结果受投影方向的影响和控制。为寻求最优的投影方向向量和体现寻优过程的不确定性,探讨了寻求最佳投影方向向量的反向学习果蝇优化算法,进而利用该算法改进围岩稳定性投影寻踪评价模型。针对投影寻踪方法常出现分级阈值难以划分情形,利用实测样本的最佳投影值,通过逆向云算法构建了不同等级围岩的正态云模型,进而有效解决了阈值难以划分问题。为判定模型评价结果可靠度和评价过程模糊性,引入模糊熵E作为辅助参评量和等级评价结果L共同构成二维评价模式(L,E)。围岩稳定性评价指标多种多样且评价体系不唯一,选取2个采用不同评价指标体系的实例予以应用,并与其他方法作对比分析。结果表明,该模型应用于围岩稳定性评价有效可行,且评价结果客观准确,为围岩稳定性分级提供了新参考。

关键词：围岩稳定性反向学习果蝇算法(OBLFOA) 投影寻踪逆向云模糊熵

联系数集对势的置信区间估计及其在旱灾风险动态分析中的应用

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水资源保护 2022年

作者：周戎星金菊良崔毅周亮广周玉良白夏张宇亮合肥工业大学土木与水利工程学院合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所

为解决现有集对势方法难以进一步挖掘联系数中的不确定性变化信息问题，经分析、提出将三元联系数减法集对势看作一个服从期望为（a–c）(1+b)、标准差为b;/3正态分布的随机变量，采用95%置信水平下置信区间的长度来反映不确定性大小，...

为解决现有集对势方法难以进一步挖掘联系数中的不确定性变化信息问题，经分析、提出将三元联系数减法集对势看作一个服从期望为（a–c）(1+b)、标准差为b;/3正态分布的随机变量，采用95%置信水平下置信区间的长度来反映不确定性大小，并将该方法应用于宿州市旱灾风险动态分析中，并与现有的减法集对势、半偏减法集对势方法进行对比分析。结果表明：宿州市2007-2017年间旱灾风险总体处于轻险状态，对宿州市旱灾风险影响较大的是危险性子系统和暴露性子系统；与现有集对势方法相比，本方法得到的评价结果不再仅是一个数值、而是一置信概率区间，提供了关于评价结果可靠性方面的信息，能够反映受多种不确定因素综合影响下的旱灾风险实际情况，在水资源保护系统不确定性分析评价中具有应用前景。

关键词：

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基于地下水埋深的区域干旱频率分析研究

水利学报 2012年第9期43卷 1075-1083页

作者：周玉良袁潇晨周平金菊良合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

以地下水埋深为水文干旱指标,在分析研究区实际旱情发生频次的基础上,采用相邻时段地下水埋深变化的累积频率法,识别由地下水干旱历时和干旱烈度组成的干旱特征变量值,并从降水的角度,分析了用相邻时段地下水埋深变化表征干旱的合理性... 详细信息

以地下水埋深为水文干旱指标,在分析研究区实际旱情发生频次的基础上,采用相邻时段地下水埋深变化的累积频率法,识别由地下水干旱历时和干旱烈度组成的干旱特征变量值,并从降水的角度,分析了用相邻时段地下水埋深变化表征干旱的合理性。在采用适线法确定单个干旱特征变量累积分布的基础上,利用Copula函数构建了干旱历时与干旱烈度间的联合分布,并计算了相应的干旱重现期。对淮北平原砀山县的地下水干旱频率分析结果表明:采用基于相邻时段地下水埋深变化的累积频率法所识别的干旱历时和干旱烈度及其对应的干旱重现期与砀山县实际受旱情况相符。该方法概念清晰,可在其它类似的平原区域采用。

关键词：水文干旱频率分析 Copula函数地下水埋深干旱阈值干旱灾害风险管理

基于模糊集对分析的灌区水库旱限水位及供水策略优化研究

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水利学报 2022年第10期53卷 1154-1167页

作者：张礼兵白亚超金菊良喻海関周玉良周婷合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009 安徽农业大学工学院安徽合肥230036

随着经济社会发展和气候条件改变,我国区域干旱问题日益突出,水库在抗旱减灾过程中的作用越来越凸显,旱限水位的提出与应用对有效发挥大中型水库在抗旱中的调控作用、缓解流域旱情具有重要意义。针对旱限水位研究现状,本文以史河灌区梅... 详细信息

随着经济社会发展和气候条件改变,我国区域干旱问题日益突出,水库在抗旱减灾过程中的作用越来越凸显,旱限水位的提出与应用对有效发挥大中型水库在抗旱中的调控作用、缓解流域旱情具有重要意义。针对旱限水位研究现状,本文以史河灌区梅山水库为例,首先考虑城乡供水、农业灌溉、水力发电和生态环境等诸多因素,构建基于模糊集对分析法的水库灌区水资源系统运行效果综合评价模型,并以水资源系统综合运行等级最优为目标,以分期分级旱限水位、灌溉限供措施(基于水库来水特征和作物生长特性)为优化变量,运用免疫遗传算法进行系统优化求解,最后对比有无旱限水位下水库水资源系统综合运行效果,并分析了不同控制方式下水库供水变化和灌区作物因旱减产风险。结果显示:该优化方法相较于以水库供水经济效益为目标旱限水位确定方法,多项年均指标都有较大改善,其中梅山水库经济效益提高了46万元,充反调节水库水量增加了555万m^(3),而水库弃水量减少了566万m^(3);史河灌区塘坝供水量增加了253万m^(3),而作物减产率下降了3.32%,同时作物因旱减产风险降低了3.15%。可见,运用系统综合评估决策方法有利于改善水库灌区系统综合运行效果,提高系统水资源利用效率和水库灌区经济效益;优化的旱限水位控制和与作物生长特性相适应的优化供水策略相对于经验性控制能有效减少灌区中稻因旱减产率,为保障旱限水位的顺利实施和干旱时期农业灌溉抗旱提供有力支撑。

关键词：大型水库灌区旱限水位模拟与优化模糊集对分析作物损失风险

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水文频率分析的未确知数随机模拟模型

水力发电学报 2012年第5期31卷 14-18页

作者：张明周润娟金菊良安徽工程大学建筑工程学院安徽芜湖241000 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

水文频率分析中存在着多组统计参数对应着相同的适线目标函数值的"异参同效"现象,该现象与适线方法、分布线型选择等因素有关。如何选择合适的参数组进行频率分析,构成了一个未确知系统问题。在利用随机模拟方法获得大量较优目标函数值... 详细信息

水文频率分析中存在着多组统计参数对应着相同的适线目标函数值的"异参同效"现象,该现象与适线方法、分布线型选择等因素有关。如何选择合适的参数组进行频率分析,构成了一个未确知系统问题。在利用随机模拟方法获得大量较优目标函数值对应的参数组基础上,分别构建了均值、离差系数和偏态系数的未确知数形式变量,并采用未确知数随机模拟模型进行模拟求解。实例分析结果表明:未确知数随机模拟模型计算结果与权函数法计算结果接近,优于目估适线法的分析结果,且计算结果较为稳定。该未确知数随机模拟模型在具有随机性、模糊性和数据资料不精确情况下的频率分析、洪水灾害风险管理等各种水资源不确定性系统中,具有推广应用价值。

关键词：水文学水文频率分析异参同效未确知数随机模拟蒙特卡洛方法

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京津冀地区水资源空间均衡评价及调控措施

水资源保护 2022年第1期38卷 62-66,81页

作者：郭旭宁郦建强李云玲何君金菊良水利部水利水电规划设计总院北京100120 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009

为科学诊断京津冀地区水资源空间均衡状态、切实提高京津冀协同发展水安全保障水平,通过河道内外、地表地下水资源供需分析,计算各评价单元的综合缺水量和综合缺水率,以水资源空间均衡度为评价指标对京津冀地区水资源空间均衡进行了评... 详细信息

为科学诊断京津冀地区水资源空间均衡状态、切实提高京津冀协同发展水安全保障水平,通过河道内外、地表地下水资源供需分析,计算各评价单元的综合缺水量和综合缺水率,以水资源空间均衡度为评价指标对京津冀地区水资源空间均衡进行了评价。评价结果表明,现状情景下京津冀地区整体处于不均衡状态,沧州、衡水等6个评价单元处于严重不均衡状态;未来情景下随着调水和节水力度加大,水资源空间不均衡状态得以改善。基于评价结果从供、需两端提出了确定开发上限、强化节约用水、退减不合理用水、保障生态环境用水、多渠道增加供给和健全法制体制机制等水资源空间均衡调控措施。

关键词：水资源空间均衡空间均衡度调控措施京津冀