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城市水系统影响因素与修复措施

【摘要】:通过对“水量-水质-水患-水活力”安全水平关键影响因素的识别,来进一步补充低安全及单项薄弱小流域重点修复领域,以此确定中、高安全小流域需适当优化升级和维护保障的方向。城市水系统生态修复的核心目的是提升水量、改善水质、减少水患和激发水活力。采用灰色关联度分析法来进行关键影响因素的识别。关联度最大的影响因素指标组为城市“水量-水质-水患-水活力”关键影响因素。

通过对“水量-水质-水患-水活力”安全水平关键影响因素的识别,来进一步补充低安全及单项薄弱小流域重点修复领域,以此确定中、高安全小流域需适当优化升级和维护保障的方向。

城市水系统通过降低压力、加强响应,能有效促进其状态的提升,三者的同步优化,最终有利于实现城市水系统的安全水平升级。城市水系统生态修复的核心目的是提升水量、改善水质、减少水患和激发水活力。在压力和响应方面涉及的指标是状态的影响因素,通过对于“水量-水质-水患-水活力”安全水平关键影响因素识别,能为小流域单元找到高效的优化方向。

采用灰色关联度分析法来进行关键影响因素的识别。灰色关联度分析法是根据事物或因素之间发展趋势的相似或相异程度,来衡量两者之间关联程度的一种方法。首先,确定影响因素指标组及其细分。其次,采用平均值法计算各小流域“状态”指标安全评价得分,公式为:

式中,Zj区域为j安全等级地区面积占比,Bij为“状态”指标j安全等级评价得分中值。最后,分系统计算各三级指标以及各影响因素指标组与“水量-水质-水患-水活力”的关联度。主要包括以下5个步骤。

第一步,确定参考数列及比较数列。分四大子系统,分别设“水量”“水质”“水患”“水活力”安全得分(即“状态”指标得分)为参考数列,Yc={Yc(t)|t=1,2,…,n}。相应的影响因素——“压力”和“响应”的三级指标值为比较数列,Yb={Yb(t)|t=1,2,…,n},n为第b项指标的数量,绘制数据统计表

第二步,变量的无量纲化。常用的无量纲化方法有均值化法、初值化法等,根据本书数据情况,选用均值化法。无量纲化的参考数列和比较数列分别为

第三步,计算关联系数。yb(t)与yc(t)的关联系数计算公式为:

式中,σ是分辨系数,其取值区间是[0,1],一般定为0.5。

第四步,计算关联度。yb(t)与yc(t)的关联度计算公式为rb=。第b项指标的关联度r值越大,说明该项指标对“水量”“水质”“水患”或“水活力”的影响就越大。另外,各指标组的关联度为该项指标组内各指标的关联度加权平均值。

第五步,关联度排序。关联度最大的影响因素指标组为城市“水量-水质-水患-水活力”关键影响因素。