李宗坤，李?巍，葛?巍，徐宏殷

?

基于集對(duì)分析-可變模糊集耦合方法的潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)

李宗坤1，李?巍1，葛?巍1，徐宏殷2

(1. 鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450001；2. 天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津 300350)

針對(duì)潰壩環(huán)境影響研究?jī)?nèi)容存在復(fù)雜性和不確定性的問(wèn)題，綜合考慮植被覆蓋、河道形態(tài)、生物多樣性、人居景觀環(huán)境、污染工業(yè)、水環(huán)境、土壤環(huán)境等潰壩環(huán)境影響因素，構(gòu)建并細(xì)化了潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)．以集對(duì)分析理論核心概念“聯(lián)系度”和可變模糊集理論核心概念“差異度”在本質(zhì)上相同為紐帶，將改進(jìn)細(xì)化的集對(duì)分析聯(lián)系度函數(shù)與可變模糊集理論相結(jié)合，用聯(lián)系度的概念來(lái)簡(jiǎn)化差異度的計(jì)算公式，將得到的特征函數(shù)代替可變模糊集中的相對(duì)差異度函數(shù)．建立潰壩環(huán)境影響的集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了集對(duì)分析理論與可變模糊集理論的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)．將潰壩環(huán)境影響的集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型應(yīng)用于沙河集水庫(kù)大壩，結(jié)果表明：本文模型的評(píng)價(jià)結(jié)果客觀合理，更加全面地反映了潰壩環(huán)境影響系統(tǒng)的非線性和可變模糊性，符合潰壩環(huán)境影響系統(tǒng)的模糊不確定性特點(diǎn)，同時(shí)簡(jiǎn)化了可變模糊差異度的構(gòu)建過(guò)程，提高了評(píng)價(jià)效率，為潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供了一種科學(xué)的方法．

潰壩；環(huán)境影響；風(fēng)險(xiǎn)后果；集對(duì)分析；可變模糊集

潰壩環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)由于涉及到的內(nèi)容多，影響因素具有多樣性、不確定性和可變性等原因，相比于其他潰壩風(fēng)險(xiǎn)后果的研究成果較少[1]．隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，研究潰壩環(huán)境影響不僅有利于幫助決策者全面認(rèn)識(shí)大壩的風(fēng)險(xiǎn)水平，做出更科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)決策，而且對(duì)于完善潰壩風(fēng)險(xiǎn)后果評(píng)價(jià)體系及大壩風(fēng)險(xiǎn)管理理論都具有重要的意義[2]．在潰壩環(huán)境影響的量化研究中，目前評(píng)價(jià)方法主要有模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)??法[3]、能值足跡法、綜合社會(huì)環(huán)境影響指數(shù)評(píng)價(jià)法[4]、層次分析法[5]以及下游數(shù)字模擬法[6]等．以上方法在對(duì)潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)做出探索的過(guò)程中，存在對(duì)數(shù)據(jù)要求過(guò)高、評(píng)價(jià)等級(jí)差異不明顯以及主觀性較強(qiáng)的問(wèn)題，本文采用較為全面客觀反映事物不確定性的可變模糊集理論對(duì)潰壩環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)研究．

1?潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.1?指標(biāo)體系

構(gòu)建潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型的基礎(chǔ)和前提是潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系．由于潰壩環(huán)境影響的定義多種多樣[4-7]，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的定義，其實(shí)質(zhì)是指周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境條件和自然環(huán)境條件在受到水庫(kù)潰壩影響后發(fā)生的變化，其中自然環(huán)境條件影響的評(píng)價(jià)內(nèi)容主要是水、大氣、噪聲、固體廢物等要素；生態(tài)環(huán)境條件影響在直觀上則體現(xiàn)在“水土”和“生物”兩個(gè)方面．本文根據(jù)潰壩行為特點(diǎn)，結(jié)合《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》、《水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則》等相關(guān)法律法規(guī)，依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選的系統(tǒng)性、典型性及定性與定量相結(jié)合等原則，在文獻(xiàn)[4-5]的研究基礎(chǔ)上，確定7個(gè)方面作為潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)，7個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別為河道形態(tài)、植被覆蓋、生物多樣性、人居景觀環(huán)境、污染工業(yè)、水環(huán)境及土壤環(huán)境．

1.2?指標(biāo)取值標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)[4-5]的研究，將潰壩環(huán)境影響嚴(yán)重程度分為5個(gè)等級(jí)，評(píng)價(jià)語(yǔ)分別為“輕微”、“一般”、“中等”、“嚴(yán)重”和“極其嚴(yán)重”，并根據(jù)以上5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，擬定潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)取值標(biāo)準(zhǔn)．其中“河道形態(tài)”為定量指標(biāo)，通過(guò)單位長(zhǎng)度單位寬度沖刷或淤積量進(jìn)行量化，定量指標(biāo)“植被覆蓋”采用土地受損率與嚴(yán)重性進(jìn)行量化．定性指標(biāo)采用將0～100按等級(jí)劃分區(qū)間的方法進(jìn)行專家賦值．本文對(duì)定性指標(biāo)中水環(huán)境和土壤環(huán)境的賦值進(jìn)行了改進(jìn)：前人多采用水質(zhì)或土壤成分災(zāi)后采樣分析方法進(jìn)行確定，但由于潰壩環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是在假設(shè)潰壩情況下的一種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，無(wú)法對(duì)潰壩后水質(zhì)和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)的變化進(jìn)行確定，且水環(huán)境和土壤環(huán)境的影響也無(wú)法進(jìn)行模擬，較難獲得直接的數(shù)據(jù)資料，因此，本文結(jié)合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，以定性指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)賦值區(qū)間為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)有水土環(huán)境的敏感度劃分其等級(jí)．例如，大壩下游原水環(huán)境或土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越高，則其對(duì)潰壩洪水影響的敏感度越高，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高．評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)各等級(jí)取值標(biāo)準(zhǔn)如表1所示．

表1?潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)取值標(biāo)準(zhǔn)

Tab.1?Environmental impact assessment index of dam breach

2?集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型

2.1?集對(duì)分析理論

集對(duì)分析(set pair analysis)是一種處理由隨機(jī)、模糊、中介和信息不完全所導(dǎo)致事物不確定性的系統(tǒng)理論方法，由我國(guó)學(xué)者趙克勤[8]于2000年首次提出，已在風(fēng)險(xiǎn)分析、水資源預(yù)測(cè)、信息系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[9-14]．針對(duì)要研究的問(wèn)題，建立集對(duì)＝(，)，其中和是具有一定聯(lián)系的兩個(gè)集合，兩集合在同、異、反3方面的特性可以通過(guò)聯(lián)系度進(jìn)行定量刻畫(huà)，其中聯(lián)系度的表達(dá)式為

?(1)

式中：為同、異、反聯(lián)系度；、、分別為集合和的同一度、差異度和對(duì)立度，，，∈[0，1]，且＋＋＝1；為集合的總特性數(shù)；、分別為兩集合的同一特性數(shù)和對(duì)立特性數(shù)；；為差異度系數(shù)；為對(duì)立度系數(shù)．聯(lián)系度是集對(duì)分析理論的基石，通過(guò)其可描述隨機(jī)、模糊、灰色等常見(jiàn)的不確定現(xiàn)象[11]．

2.2?可變模糊集理論

?(2)

設(shè)為相對(duì)隸屬度等于1的點(diǎn)，為區(qū)間內(nèi)任意點(diǎn)的量值，則落入點(diǎn)左側(cè)時(shí)的相對(duì)差異函數(shù)模型為

?(3)

落入點(diǎn)右側(cè)時(shí)的相對(duì)差異函數(shù)模型為

?(4)

式中：max、min分別為指標(biāo)評(píng)價(jià)區(qū)間的上、下限值；max、m分別為可變范圍評(píng)價(jià)區(qū)間上、下限值；為非負(fù)指數(shù)，一般?。?．

的選取是計(jì)算相對(duì)差異度的難點(diǎn)，需要根據(jù)物理意義或?qū)＜叶x來(lái)進(jìn)行賦值，在處理定量概念時(shí)較好對(duì)待，通常取物理中值，但是對(duì)于定性概念的處理就要求專家有較好的賦值經(jīng)驗(yàn)及水平，否則將直接造成計(jì)算結(jié)果的偏差．

2.3?集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型

水庫(kù)潰壩環(huán)境影響系統(tǒng)具有不確定和不完備的特點(diǎn)，作為處理不確定性問(wèn)題的系統(tǒng)理論方法，集對(duì)分析與可變模糊集理論對(duì)其均具有適用性的同時(shí)兼有各自的特點(diǎn)和不足．兩種理論的核心參數(shù)分別是“聯(lián)系度”和“差異度”．在傳統(tǒng)集對(duì)分析聯(lián)系度構(gòu)造的過(guò)程中，簡(jiǎn)單地將評(píng)價(jià)樣本落入相隔或相鄰等級(jí)的聯(lián)系度進(jìn)行確定性簡(jiǎn)化，導(dǎo)致評(píng)語(yǔ)不夠細(xì)化，不符合現(xiàn)實(shí)事物的不確定性特點(diǎn)，且在利用最大集對(duì)勢(shì)原理進(jìn)行等級(jí)判斷時(shí)存在信息丟失的問(wèn)題；可變模糊集理論更能準(zhǔn)確反映事物的模糊性，但其核心參數(shù)相對(duì)差異度的確定過(guò)程依賴經(jīng)驗(yàn)且不易于刻畫(huà)定性指標(biāo)[20-21]．當(dāng)采用可變模糊集理論評(píng)價(jià)環(huán)境影響時(shí)，指標(biāo)體系中大量定性概念的點(diǎn)值確定較為困難，根據(jù)可變模糊相對(duì)差異度來(lái)自于“吸引減排斥”的本質(zhì)內(nèi)涵，本文通過(guò)構(gòu)建改進(jìn)的集對(duì)分析聯(lián)系度來(lái)反映可變模糊差異度．前人的探索中只保留了集對(duì)分析中“同”的信息，相當(dāng)于只考慮了可變模糊概念中的“吸引”，而對(duì)承載“差異”和“排斥”部分的信息全部忽略，存在大量信息丟失，顯然是不全面的．本文建立的集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型，以“聯(lián)系度”和“差異度”概念的相似本質(zhì)為紐帶，將兩種評(píng)價(jià)方法有機(jī)結(jié)合，用深層次刻畫(huà)改進(jìn)后的集對(duì)分析聯(lián)系度來(lái)代替可變模糊差異度的確定過(guò)程．在等級(jí)判斷時(shí)，利用可變模糊集理論中可變參數(shù)組合，確定各參數(shù)組合下的綜合隸屬度向量，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的等級(jí)特征值，通過(guò)分析等級(jí)特征值的穩(wěn)定性，最終確定待評(píng)價(jià)水庫(kù)的環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)．具體計(jì)算步驟如下.

(1) 構(gòu)建指標(biāo)評(píng)價(jià)值與取值標(biāo)準(zhǔn)集合．設(shè)集合＝(1，2，…，q)與集合分別表示各指標(biāo)評(píng)價(jià)值集合與取值標(biāo)準(zhǔn)集合，構(gòu)建集對(duì)＝(，)，其中

?(5)

(2) 確定集對(duì)聯(lián)系度-相對(duì)差異度．針對(duì)傳統(tǒng)集對(duì)分析方法構(gòu)建聯(lián)系度過(guò)程中沒(méi)有考慮評(píng)語(yǔ)細(xì)化的問(wèn)題[18]，本文利用聯(lián)系度可拓展性對(duì)聯(lián)系度表達(dá)式進(jìn)行改進(jìn)，將異、反進(jìn)一步細(xì)分為優(yōu)異、劣異和優(yōu)反、劣反，將式(1)進(jìn)行細(xì)分改進(jìn)得

???(6)

式中：＋1＋2＋1＋2＝1；＋∈[0，1]；-∈[-1，0]；＋＝{0，1}；-＝-1．

????(7)

????(8) ??????(9) ??????(10) ??????(11)

式中：q指第項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值；0n、1n、2n、3n、4n、5n分別為第項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)各取值標(biāo)準(zhǔn)界限值．

根據(jù)上述計(jì)算可知，μ越接近1，則表示評(píng)價(jià)對(duì)象與所討論評(píng)價(jià)等級(jí)間的一致性越大，樣本越趨于該評(píng)價(jià)等級(jí)，反之亦然．因此，上述計(jì)算的單指標(biāo)聯(lián)系度可作為可變模糊集中的相對(duì)差異度使用．

(3) 確定相對(duì)隸屬度．應(yīng)用上述構(gòu)建的可變模糊相對(duì)差異度，計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象隸屬于模糊評(píng)價(jià)等級(jí)的相對(duì)隸屬度，即

?(12)

(4) 確定指標(biāo)權(quán)重．本文指標(biāo)權(quán)重值參考文獻(xiàn)[5]中的層次分析法計(jì)算結(jié)果．

(5) 計(jì)算綜合隸屬度．潰壩環(huán)境影響等級(jí)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的綜合相對(duì)隸屬度為

?(13)

式中：為指標(biāo)權(quán)重；為優(yōu)化準(zhǔn)則參數(shù)，＝1為最小一乘方準(zhǔn)則，＝2為最小二乘方準(zhǔn)則；為距離參數(shù)，＝1為海明距離，＝2為歐氏距離．和統(tǒng)稱為可變模型參數(shù)，通常有4種組合：①＝1，＝1；②＝1，＝2；③＝2，＝1；④＝2，＝2．

(6) 確定級(jí)別特征值及評(píng)價(jià)等級(jí)．4種參數(shù)組合下可變模糊識(shí)別模型之間的聯(lián)系，是可變模糊識(shí)別方法的一個(gè)重要特點(diǎn)．通過(guò)采用式(13)中模型參數(shù)、的4種不同組合，可計(jì)算得到4組綜合隸屬度向量，對(duì)其進(jìn)行歸一化處理可得到滿足歸一化要求的綜合隸屬度向量．5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)用數(shù)字1～5對(duì)應(yīng)，根據(jù)式(14)和式(15)計(jì)算水庫(kù)潰壩環(huán)境影響級(jí)別特征值，得到4種模型參數(shù)下待評(píng)價(jià)水庫(kù)的潰壩環(huán)境影響等級(jí)變動(dòng)范圍，分析級(jí)別特征值的穩(wěn)定性，最終確定待評(píng)價(jià)水庫(kù)的潰壩環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)．

?(14)

?(15)

3?實(shí)例應(yīng)用

3.1?工程概況

本文以安徽省滁州市沙河集水庫(kù)為例進(jìn)行模型應(yīng)用，沙河集水庫(kù)于1979年基本建成，總庫(kù)容1.85×108m3，下游保護(hù)人口30多萬(wàn)，農(nóng)田20多萬(wàn)m2.該水庫(kù)大壩于1999年被鑒定為三類壩，2000年5月開(kāi)始除險(xiǎn)加固，2002年12月加固完成．

3.2?沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)

為便于對(duì)比分析，本文采用文獻(xiàn)[3]的指標(biāo)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)．考慮到專家賦值的人為因素影響，本文采用平均值法對(duì)文獻(xiàn)[3]的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，認(rèn)為其賦值基本合理，可以作為本文的評(píng)價(jià)依據(jù)．各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值如表2所示．

表2?沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分

Tab.2 Environmental impact assessment index score of dam breach in Shaheji reservoir

利用式(7)～式(12)計(jì)算沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響指標(biāo)對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的相對(duì)隸屬度，本文、的取值根據(jù)集對(duì)分析理論中差異度系數(shù)和對(duì)立度系數(shù)的均分原則，參考系數(shù)特殊取值法，選取＋＝0.5，-＝－0.5，＋＝0，-＝－1．計(jì)算結(jié)果如表3所示．

利用式(13)～式(15)計(jì)算沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響在不同可變模糊集模型參數(shù)下的歸一化綜合隸屬度向量，以及對(duì)應(yīng)模型的級(jí)別特征值，計(jì)算結(jié)果如表4所示．

由表4中的計(jì)算結(jié)果可知，在4種不同模型參數(shù)組合下的綜合隸屬度向量計(jì)算結(jié)果中，各級(jí)別隸屬度分布趨勢(shì)一致且穩(wěn)定性較好．根據(jù)不同模型參數(shù)下的級(jí)別特征值計(jì)算結(jié)果可知，沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響的級(jí)別特征值＝3.42，屬于1～5級(jí)中的[3，4]區(qū)間，故評(píng)價(jià)等級(jí)應(yīng)為第4級(jí)，即沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)程度為“嚴(yán)重”．

表3?沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)隸屬度計(jì)算結(jié)果

Tab.3?Calculation results of the relative membership degree of environmental impact assessment index of dam breach in Sha-heji reservoir

表4?歸一化綜合隸屬度向量及級(jí)別特征值計(jì)算結(jié)果

Tab.4?Normalized comprehensive membership vector and level eigenvalue calculation results

3.3?結(jié)果對(duì)比分析

將上述評(píng)價(jià)結(jié)果與其他方法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如表5所示．

表5 沙河集水庫(kù)潰壩環(huán)境影響不同評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

Tab.5 Comparison of evaluation results of environmental impact of dam breach in Shaheji reservoir

從表5的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比中可以看出：

(1)本文模型的評(píng)價(jià)結(jié)果與其他已有評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，表明潰壩環(huán)境影響集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型合理可行；

(2)常規(guī)集對(duì)分析方法未明確給出差異度和對(duì)立度系數(shù)、的值，只是將其看作特征符號(hào)，且利用最大集對(duì)勢(shì)來(lái)確定最終評(píng)價(jià)等級(jí)，只考慮了兩集合“同”和“反”的關(guān)系，未考慮差異關(guān)系，均導(dǎo)致部分信息丟失，對(duì)問(wèn)題的整體性描述較弱．與常規(guī)集對(duì)分析相比，本文的評(píng)價(jià)模型運(yùn)用集對(duì)聯(lián)系度的可展性對(duì)聯(lián)系度計(jì)算公式進(jìn)行細(xì)分改進(jìn)，、被賦予具體數(shù)值保證了評(píng)價(jià)信息的完整性，以此構(gòu)建可變模糊相對(duì)差異度函數(shù)，更加全面客觀地考慮了事物的不確定性本質(zhì)，簡(jiǎn)化了可變模糊差異度的構(gòu)建過(guò)程．在綜合隸屬度計(jì)算中，全面地反映了事物的非線性和可變模糊性，更加符合潰壩環(huán)境影響系統(tǒng)的模糊不確定性特點(diǎn)；

(3)可變模糊集理論考慮4種不同的可變模型參數(shù)，更好地反映了模糊概念的相對(duì)性和動(dòng)態(tài)可變性，避免了模糊集合理論中隸屬函數(shù)存在靜態(tài)化的問(wèn)題，并且較好地解決了模糊數(shù)學(xué)等方法不易區(qū)分相鄰兩類差異、難以反映評(píng)價(jià)過(guò)程中不確定性以及評(píng)價(jià)指標(biāo)不兼容等問(wèn)題．

本文所采用模型的評(píng)價(jià)結(jié)果與綜合影響系數(shù)法以及模糊數(shù)學(xué)理論評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果相差一個(gè)等級(jí)，主要原因是：綜合影響系數(shù)法將潰壩社會(huì)影響和環(huán)境影響合二為一，并且評(píng)價(jià)結(jié)果是結(jié)合了潰壩概率后的綜合結(jié)果，并非是針對(duì)潰壩環(huán)境影響單項(xiàng)的評(píng)價(jià)；同時(shí)文獻(xiàn)[4]提到，沙河集水庫(kù)“由于其為支流上的中型水庫(kù)，環(huán)境影響系數(shù)普遍較低”，可見(jiàn)是由于下游較多的風(fēng)險(xiǎn)人口和較高的潰壩概率才得出了“不可容忍”的評(píng)價(jià)結(jié)果；模糊數(shù)學(xué)理論評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則是最大隸屬度原則，從表4可以看出，如果運(yùn)用最大隸屬度原則進(jìn)行評(píng)價(jià)，本文4種模型參數(shù)下的評(píng)價(jià)結(jié)果也均為“極其嚴(yán)重”等級(jí)．當(dāng)某兩個(gè)等級(jí)的隸屬度非常相近時(shí)，如本文中4種模型參數(shù)計(jì)算結(jié)果中“極其嚴(yán)重”和“嚴(yán)重”兩個(gè)等級(jí)間的差異僅為1%～7%，若采用最大隸屬度原則進(jìn)行等級(jí)判斷，可能存在判斷失真的問(wèn)題．因此，本文模型運(yùn)用級(jí)別特征值作為最終等級(jí)判斷的依據(jù)更加客觀、準(zhǔn)確．

4?結(jié)?語(yǔ)

潰壩是一種具有不確定性的低概率高損失風(fēng)險(xiǎn)事件，本文根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因子指標(biāo)對(duì)潰壩事件的風(fēng)險(xiǎn)敏感性以及風(fēng)險(xiǎn)承受能力的強(qiáng)弱，進(jìn)一步細(xì)化完善了潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)取值標(biāo)準(zhǔn)．綜合集對(duì)分析理論和可變模糊集理論兩種處理不確定性問(wèn)題的系統(tǒng)理論方法，改進(jìn)了集對(duì)分析法的聯(lián)系度刻畫(huà)公式，并運(yùn)用其構(gòu)造可變模糊集的相對(duì)差異度函數(shù)，建立了潰壩環(huán)境影響的集對(duì)分析-可變模糊集耦合評(píng)價(jià)模型，將該模型應(yīng)用于沙河集水庫(kù)大壩，實(shí)例應(yīng)用與結(jié)果對(duì)比分析表明，本文模型應(yīng)用于潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)合理可行，且結(jié)果更為客觀全面，為潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供了一種科學(xué)的方法．

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(責(zé)任編輯：孫立華)

Dam Breach Environmental Impact Evaluation Based on Set Pair Analysis-Variable Fuzzy Set Coupling Model

Li Zongkun1，Li Wei1，Ge Wei1，Xu Hongyin2

(1. School of Water Conservancy and Environment，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China；2. School of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300350，China)

In this study，considering the complexity and uncertainty of dam breach environmental impacts，an evaluation index system and standard of division are constructed considering vegetation cover，channel morphology，biodiversity，human ecological environment，industrial pollution，water environment，and soil environment as the main factors. Considering the concepts of connection degree and difference degree in set pair analysis theory and variable fuzzy set theory，respectively，a new coupling evaluation model is established based on the improved set pair connection degree and variable fuzzy set theory to overcome the inaccuracy defect when variable fuzzy model is used to deal with qualitative index. The coupling model realizes the complementary advantages of set pair analysis theory and variable fuzzy set theory. The model was applied to the Shaheji reservoir dam. Compared to previous studies，the coupling model is reasonable and more objective and it more comprehensively reflects the non-linearity and variable fuzziness of the dam breach environmental impact system. Moreover，the variable ambiguity is in line with the fuzzy uncertainty characteristics of the dam breach environmental impact system；this simplifies the construction process of variable fuzzy difference degree and improves the evaluation efficiency. Therefore，the established model provides a new method for environmental impact assessment of dam breach.

dam breach；environmental impact；risk consequence；set pair analysis；variable fuzzy sets

10.11784/tdxbz201807030

TV641

A

0493-2137(2019)03-0269-08

2018-07-25；

2018-10-15.

李宗坤（1961—??），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，lizongkun@zzu.edu.cn.

葛?巍，gewei@zzu.edu.cn.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51679222，51709239，51379192)；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(18A570007).

the National Natural Science Foundation of China(No.51679222，No.51709239，No.51379192)，the Key Research Program of Universities in Henan Province(No.18A570007).