基于云模型和集对分析的珠江口磨刀门咸潮入侵风险量化评估

针对气候变化与人类活动下珠江口磨刀门咸潮入侵(SWI)风险量化难题，研究人员创新性融合云模型(一维/二维)与集对分析(SPA)方法，结合系统动力学(SD)、模糊层次分析法(FAHP)、熵权法(EWM)等多权重计算技术，揭示上游径流、海平面上升等五大主控因子，确定风险等级为中等偏高(Ⅱ级贡献度90.18%)，为大湾区水资源管理提供科学依据。

　　

珠江口磨刀门水道作为粤港澳大湾区的核心水源通道，近年来因气候变化与人类活动双重压力，咸潮入侵(Saltwater Intrusion, SWI)现象日益严峻。海平面上升、极端天气频发、河道采砂导致河床下切、地下水超采等问题交织，不仅威胁珠海、澳门等地供水安全，更通过改变河口密度梯度与物质循环，引发水体富营养化、土壤盐渍化等生态连锁反应。传统风险评估方法难以兼顾模糊性与随机性，而机器学习又受限于样本不足。针对这一科学难题，中国国家自然科学基金支持的研究团队在《Journal of Hydrology》发表最新成果，开创性地将云模型与集对分析(Set Pair Analysis, SPA)理论耦合，构建了首个定量化SWI风险评估体系。

研究采用系统动力学(System Dynamics, SD)解析SWI多因子非线性关系，整合模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP)、熵权法(Entropy Weight Method, EWM)、投影寻踪法(Projection Pursuit Method, PPM)等四类权重算法，通过博弈论(Game Theory, GT)优化综合权重。核心创新在于运用一维云模型处理单指标模糊性，二维云模型实现多指标耦合分析，结合SPA的集对势(Set Pair Potential)与定位技术量化风险等级。

关键研究发现：

1. 主控因子识别：上游径流(权重占比最高)、海平面上升、风暴潮、河道采砂与用水量构成SWI五大驱动因素，其中人类活动贡献率超40%。
2. 风险等级量化：二维云模型显示Ⅱ级风险对综合云的贡献度达90.18%，SPA定位结果(70.33%)进一步验证其为优势风险等级。
3. 空间分布特征：磨刀门河口SWI风险呈中等偏高态势，与历史事件统计高度吻合。

讨论与意义：该研究首次实现SWI风险的"定性-定量-定位"三维评估，云模型克服了传统模糊数学无法处理随机性的缺陷，SPA理论则通过同异反分析提升结果稳健性。提出的GT综合权重法使指标偏差降低62%，为河口区水资源调度提供决策支持。作者团队建议重点关注枯季径流调控与采砂管理，未来可扩展至大湾区其他河口对比研究。这一方法论框架对全球三角洲城市应对气候变化的适应性管理具有普适价值。