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水 利 学 报

２０２４年 ６月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 ６期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）０６ － ０６６６ － ０９

水资源集对系统中的对立关系分析

金菊良 １，２ ，周亮广 １，２ ，崔 毅 １，２ ，汪明武 １，２ ，周戎星 １，２ ，潘争伟 ３
（１．合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 ２３０００９；
２．合肥工业大学 水资源与环境系统工程研究所，安徽 合肥 ２３０００９；
３．蚌埠学院 土木与水利工程学院，安徽 蚌埠 ２３３０３０）

摘要：水资源集对系统中同一项和对立项构成的对立关系是水资源集对分析辩证思维的集中体现，是构建集对系
统联系数的基石。通过五种常见对立关系类型的概念解析与其应用之间对应关系的分析，以及面向五类对立关系
的水资源集对系统差异项不确定性分析，在对立关系复杂、深刻的涵义方面取得了一些新的认识：在水资源集对
系统中常见的反比型、互斥型、正负型、互补型和虚实型对立关系可分别由模糊、随机、涨落、分配和存在型不
确定性对应产生并进行分析计算；在集对系统中最基本的对立关系是反比型、互斥型对立关系，对应的模糊性、
随机性是事件发生的内容性质、事件发生的结果数量方面的不确定性；差异项不确定性的变化是导致联系数中同
异反三类关系变化的原因，是 “一分为三” 辩证思维的一种典型展开，反映了量变到质变的转化规律；在差异项
表征的五类不确定性中最常见的是模糊不确定性，模糊不确定性变量的运算可通过随机模拟技术转化为随机不确
定性变量的运算。模糊和随机的不确定性分析分别注重物理内涵解析和数学定量计算，这反映了水资源集对分析
学科属于计算思维领域，对进一步推动模糊水文学、随机水文学、水资源集对分析、结构水资源学等学科发展无
疑具有明显的启发作用和指导意义。
关键词：水资源集对分析；对立关系；集对系统；联系数；不确定性分析；辩证思维；计算思维
中图分类号：ＴＶ２１３ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０５７２
文献标识码：Ａ
１ 研究背景

水资源系统是由地球表层水资源、社会经济、生态环境诸因素相互作用形成的典型不确定性复杂
系统 ［１ － ２］ 。受水文气候等自然条件变化、人口及社会经济对水资源压力的不断增长等众多因素影响，
水资源系统也是一 个 不确 定的 动态 系统 ［３］ ，人类社会 正 面 临着 严 峻 的 不 确 定 性 复 杂 水 资 源 问 题 挑
战 ［４］ 。水资源供给、水生态保护、水环境防治、水旱灾害防御等水资源系统问题中普遍存在着互有关
联关系的两个要素集合（诸如相似流域、评价样本与评价标准、预测因子相似样本）构成的水资源集对
系统，为水资源集对关系分析研究提供了广泛的应用基础 ［５］ ，而集对系统中对立关系类型是构建集对
系统联系数的基石 ［６］ ，也是辩证思维的核心表征。集对分析（ＳｅｔＰａｉｒＡｎａｌｙｓｉｓ）是赵克勤先生 １９８９年
运用全面联系、对立 统一、发展 变化 的辩 证思维提 出 的 分 析 处 理 集 对 系 统 不 确 定 性 问 题 的 系 统 理
论 ［６］ ，它可以通过定量描述集对系统中两个集合间的同异反关系来分析各种水资源系统要素间相互联
系、相互作用问题。将集对分析理论用于处理水资源系统问题，形成了水资源集对分析 ［７ － ９］ 这一结构
水资源学 ［１０］ 的一个重要发展方向。由于应用水资源集对分析方法可以比较全面、精准地挖掘评价样本

收稿日期：２０２３ － ０９ － １８；网络首发日期：２０２４ － ０６ － ０７
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０６０６．１３０７．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ２２４０２２３，５２１０９００９）；安徽省自然科学基金项目（２２０８０８５ＵＳ０３，２１０８０８５ＱＥ２５４）；安徽省高
校自然科学研究重点项目（ ２０２３ＡＨ０５２９４２）
作者简介：金菊良（ １９６６—），博士，教授，主要从事结构水资源学研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ＪＩＮＪＬ６６＠１２６．ｃｏｍ
通信作者：崔毅（１９９０—），博士，讲师，主要从事水资源系统工程研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｙｃｕｉ＠ｈｆｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ

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