畢業(yè)論文：水資源短缺的綜合分析和預(yù)測(cè)（定稿）

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1、水資源短缺的綜合分析和預(yù)測(cè)吳清柏錢(qián)咪咪龐新摘要水是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的支柱沒(méi)有水.隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)水資源的需求量不斷增長(zhǎng),因此水資源緊缺程度不斷增大,現(xiàn)如今已成為影響社會(huì)發(fā)展的主要制約因素之一.所以對(duì)水資源的分析與預(yù)測(cè)已經(jīng)成為不可避免的熱門(mén)話題.本文從以北京市為例,分析各個(gè)行業(yè)對(duì)水資源短缺的影響趨勢(shì),建立數(shù)學(xué)模型具體分析與判斷.對(duì)于問(wèn)題一采用灰色關(guān)聯(lián)分析判斷影響水資源短缺的主要影響因素,再用熵權(quán)值的方法來(lái)來(lái)確定權(quán)重系數(shù)驗(yàn)證.得到各個(gè)有效數(shù)值進(jìn)行比較,然后判斷在眾多因素中的重要因素.對(duì)于問(wèn)題二采用模糊概率理論進(jìn)

2、行分析,對(duì)水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率和缺水影響程度進(jìn)行綜合分析.構(gòu)造隸屬函數(shù),利用logistic回歸模型模擬.而后建立水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)模型.對(duì)于問(wèn)題三采用多元線性模型,最小二乘的方法得到未來(lái)幾年內(nèi)北京水資源情況的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷與預(yù)測(cè)并提出相應(yīng)的措施.關(guān)鍵詞:熵值法SPSS軟件模糊概率法多元線性回歸最小二乘一、問(wèn)題重述水資源，是指可供人類(lèi)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。近年來(lái)，我國(guó)、特別是北方地區(qū)水資源短缺問(wèn)題日趨嚴(yán)重，水資源成為焦點(diǎn)話題。以北京市為例，北京是世界上水資源嚴(yán)重缺乏的

3、大都市之一，其人均水資源占有量不足300m3，為全國(guó)人均的1/8，世界人均的1/30，屬重度缺水地區(qū)，附表中所列的數(shù)據(jù)給出了1979年至2000年北京市水資源短缺的狀況。政府采取了一系列措施積極解決水資源短缺問(wèn)題,如南水北調(diào)工程建設(shè)，建立污水處理廠，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等。但是，氣候變化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，水資源短缺始終存在。北京各年的《統(tǒng)計(jì)年鑒》及市政統(tǒng)計(jì)資料提供了北京市水資源的相關(guān)信息（網(wǎng)上可獲得）。利用這些資料和你自己可獲得的其他資料，建立數(shù)學(xué)模型討論以下問(wèn)題：1、影響北京市水資源短缺的主要因素有哪些？2、對(duì)北京

4、市水資源短缺的影響因素進(jìn)行綜合分析。3、對(duì)北京市未來(lái)幾年的水資源短缺進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出應(yīng)對(duì)措施。二、問(wèn)題分析問(wèn)題一:為了尋找到影響北京水資源嚴(yán)重短缺的主要影響因素。在收集整理好各類(lèi)數(shù)據(jù)后，我們可以通過(guò)求解其關(guān)聯(lián)度來(lái)進(jìn)一步確定影響事物的本質(zhì)因素，使各種影響因素之間的“灰色”關(guān)系量化，同時(shí)我們規(guī)定缺水量=總用水量-水資源總量。問(wèn)題二:水資源系統(tǒng)復(fù)雜,含有隨機(jī)性和模糊性.采用logistic回歸模型模擬和預(yù)測(cè)水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)的概率基于模糊概率的資源短缺模型.進(jìn)行判斷.問(wèn)題三:通過(guò)利用線性回歸和最小二乘的方法,進(jìn)行分析.而后

5、進(jìn)行數(shù)據(jù)線性擬合預(yù)測(cè)未來(lái)水資源短缺問(wèn)題.三、基本假設(shè)1、假設(shè)在未來(lái)的兩年中不會(huì)發(fā)生重大自然災(zāi)害，如洪水、地震等.2、假設(shè)水資源總量全部為北京市地表水地下水量沒(méi)有外部供水影響.3、假設(shè)所查找的數(shù)據(jù)真實(shí)有效.4、假設(shè)影響水資源短缺的各因素之間是相互獨(dú)立的.四、符號(hào)說(shuō)明為缺水系統(tǒng)中最小缺水量缺水系統(tǒng)中最大缺水量為供水量為需水量f(x)為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率密度函數(shù)R為水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)E總方差五、模型的建立與求解問(wèn)題一5.1.1在本題中，我們?cè)谔峁┑墓I(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、第三產(chǎn)業(yè)及其他用水幾個(gè)影響因子基礎(chǔ)上還增加了降水量，人口數(shù)量

6、，污染處理能力，平均氣溫，工業(yè)污染，居民消費(fèi)指數(shù)等九個(gè)影響因子。通過(guò)對(duì)1979年至2009年各個(gè)因素?cái)?shù)據(jù)的分析，采用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)影響進(jìn)行粗略的判斷主要風(fēng)險(xiǎn)因子，再運(yùn)用熵值法來(lái)確定權(quán)重系數(shù)的方法驗(yàn)證。由于熵值越小，表明指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大，其權(quán)重也越大，故我們最后可以通過(guò)各個(gè)因素的熵值大小，比較得出各個(gè)因子的權(quán)重大小，從而得到影響北京水資源短缺的主要風(fēng)險(xiǎn)因子。3.1.2灰色關(guān)聯(lián)分析表1.1979-2000年北京市水資源短缺情況：年?份總用水量(億立方米)農(nóng)業(yè)用水(億立

7、方米)工業(yè)用水(億立方米)第三產(chǎn)業(yè)及生活等其它用水(億立方米)水資源總量（億方）降水量(毫米)平均氣溫(攝氏度)污水處理能力(萬(wàn)立方米/日)人口數(shù)量(萬(wàn)人)居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)缺水量（億立方米）197942.9224.1814.374.3738.23718.411.123897101.84.69198050.5431.8313.774.9426380.7112390410624.54198148.1131.612.214.324393.212.325919101.324.11198247.2228.8113.894.

8、5236.6544.412.325935101.810.62198347.5631.611.244.7234.7489.91325950100.512.86198440.0521.8414.3764.01739.31488.811.925965102.20.74198531.7110.1217.24.393872111.525981117.6-6.29198636.551