水資源短缺風(fēng)險綜合評價模型及其應(yīng)用

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1、水資源短缺風(fēng)險綜合評價模型及其應(yīng)用摘要：北京是我國的政治和文化中心.但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的飛速增長,北京地區(qū)的水資源已經(jīng)成為制約北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素.目前,北京地區(qū)年可用水資源總量約40億m3(包括入境水量),人均水資源不足300m3,僅為全國的1/8,世界的1/30,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國際公認(rèn)的1000m3的缺水下限,屬于嚴(yán)重缺水地區(qū),也是世界上最嚴(yán)重缺水的大城市之一.目前,北京面臨的水資源形勢仍十分嚴(yán)峻.因此,適時地采取有效措施,合理開發(fā)、利用和保護(hù)水資源已成為當(dāng)務(wù)之急.在本題的第一小題中，要求篩選出影響水資源短缺風(fēng)險的最重要風(fēng)險因子，對此我們基于區(qū)域水資源短缺風(fēng)險程度的風(fēng)險率、脆弱

2、性、可恢復(fù)性、重現(xiàn)期和風(fēng)險度作為評價指標(biāo),利用Mahalanobis距離法篩選出了水資源總量、污水排放總量、農(nóng)業(yè)用水量水量、生活用水量這四個變量，是影響北京地區(qū)水資源缺乏的敏感因子。在本題的第二小題中，要求建立一個數(shù)學(xué)模型對北京市水資源短缺風(fēng)險進(jìn)行綜合評價，作出風(fēng)險等級劃分并陳述理由。在本小題的解答過程當(dāng)中，我們利用支持向量機(jī)的數(shù)學(xué)方法，運(yùn)用了美國SAS數(shù)據(jù)挖掘軟件，建立了區(qū)域水資源風(fēng)險評判模型。完成對水資源風(fēng)險主要因子的判斷識別，在水資源短缺風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上從而對區(qū)域水資源短缺風(fēng)險分析所得到的性能指標(biāo)進(jìn)行綜合評判,對風(fēng)險造成的危害等級進(jìn)行劃分。并且通過分析處理相關(guān)數(shù)據(jù)，提出了題解水價、提高公

3、眾節(jié)水觀念、增強(qiáng)節(jié)水意識等降低風(fēng)險因子的方法措施，，對不同風(fēng)險因子采取相應(yīng)的有效措施規(guī)避風(fēng)險或減少其造成的危害，這對社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有重要的意義。在本題的第三小題中，要求對北京市未來兩年水資源的短缺風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測，并提出應(yīng)對措施。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析整理，以及利用模糊概率分析法對未來一段時間內(nèi)北京水西園的斷區(qū)風(fēng)險進(jìn)行了預(yù)測，在誤差允許范圍內(nèi)，2012年、2013年北京的水資源短缺風(fēng)險發(fā)展趨勢。針對未來兩年的風(fēng)險狀況，提出了南水北調(diào)及再生水利用在降低風(fēng)險、緩解水資源短缺現(xiàn)象當(dāng)中所起到最大作用。在本題的第四小題中，要求以北京市水行政主管部門為報告對象，寫一份建議報告。通過對題目

4、的整體把握以及對問題的分析預(yù)測，我們分別從增加北京市水資源總量、加大再生水的資源化利用、積極推進(jìn)南水北調(diào)工程、最大限度節(jié)約水資源等方面提出了我們的建議。關(guān)鍵字：北京水資源等級劃分Mahalanobis距離法支持向量機(jī)美國SAS數(shù)據(jù)挖掘軟件模糊概率分析法一、問題重述水資源，是指可供人類直接利用，能夠不斷更新的天然水體。主要包括陸地上的地表水和地下水。風(fēng)險，是指某一特定危險情況發(fā)生的可能性和后果的組合。水資源短缺風(fēng)險，泛指在特定的時空環(huán)境條件下，由于來水和用水兩方面存在不確定性，使區(qū)域水資源系統(tǒng)發(fā)生供水短缺的可能性以及由此產(chǎn)生的損失。23近年來,受氣候變化和經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展的影響,水資源短缺問題日

5、趨嚴(yán)重,對水資源短缺風(fēng)險的研究已引起了廣泛的重視。國外的許多學(xué)者開展了這一方面的研究,如探討優(yōu)化調(diào)度模型中參數(shù)的模糊不確定性引起的水資源短缺風(fēng)險問題,以及有關(guān)河流水質(zhì)管理、水庫灌溉等引起的短缺風(fēng)險問題。區(qū)域水資源是否短缺、短缺情況如何,簡單來講是受用水需求和供水兩個因素影響決定的。由于降雨、徑流等的隨機(jī)性,供水和需水都存在不確定因素,因此,水資源短缺也具有隨機(jī)性,即存在一定的水資源短缺風(fēng)險。本文基于——理論建立了水資源短缺風(fēng)險評價模型，通過對各種相關(guān)數(shù)據(jù)的分析整理，對相關(guān)影響因素的判別分析，進(jìn)而對區(qū)域水資源短缺風(fēng)險得到的性能指標(biāo)進(jìn)行綜合分析評價，預(yù)測出了未來一段時間內(nèi)區(qū)域水資源短缺所能達(dá)到的程

6、度，從而對風(fēng)險造成的危害等級進(jìn)行劃分，對不同風(fēng)險因子采用具體恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ?guī)避風(fēng)險后減少其造成的危害，為區(qū)域水資源規(guī)劃合理配置及管理提供有力理論依據(jù)。二、問題分析1評價判定北京市水資源短缺風(fēng)險的主要風(fēng)險因子是什么？影響水資源的因素很多,例如：氣候條件、水利工程設(shè)施、工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)用水、管理制度，人口規(guī)模等。其中影響北京水資源短缺風(fēng)險的因素可歸納為以下兩個方面:(1)自然因素:①人口數(shù);②入境水量;③水資源總量;④地下水位埋深;(2)社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境因素:①工業(yè)用水量;②污水排放量;③COD排放總量;④第三產(chǎn)業(yè)及生活用水量;⑤農(nóng)業(yè)用水量。方法：結(jié)合獲得數(shù)據(jù)資料，利用判別分析的數(shù)學(xué)方法識別判斷對水資源短

7、缺風(fēng)險較大的影響因子，利用Mahalanobis距離法，從諸多表明觀測對象特征的自變量中篩選出提供較多信息的變量即水資源短缺風(fēng)險敏感因子，從而追中求得北京市水資源短缺風(fēng)險的主要風(fēng)險因子。2建立一個數(shù)學(xué)模型對北京市水資源短缺風(fēng)險進(jìn)行綜合評價，作出風(fēng)險等級劃分并陳述理。對主要風(fēng)險因子,如何進(jìn)行調(diào)控，使得風(fēng)險降低？建立數(shù)學(xué)模型，完成對水資源風(fēng)險主要因子的判斷識別，在水資源短缺風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上從而對區(qū)域水