数学建模论文-北京市水资源短缺风险综合评价

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1、北京市水资源短缺风险综合评价摘要水资源短缺风险的大小是相对的,没有明显的界限,是典型的模糊集概念,因此可以用模糊集理论来描述评价指标连续变化这一问题。模糊综合评价的基本思想是应用模糊关系合成的原理，根据被评价对象本身存在的形态或类属上的相互联系性，从数量上对其所属给以刻画和描述。风险概念本身具有模糊特性，因此用模糊数学的概念和方法，建立水资源短缺风险模糊评价的模型一，比传统的评价方法更能符合现象的实际情况。另外，在模型一的模糊评价中权重的确定是一项关键的内容。对评价的结果具有重要的影响，熵权法确定权重由于其客观合理性已在工程技术社会经济环

2、境科学等领域得到广泛的应用。模型一基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价，就是在运用信息论中的熵技术计算各评价指标的权重的基础上结合传统的模糊综合评判法对水资源短缺风险进行评价。同时模型一还以水资源的风险程度的风险率、脆弱性、可恢复性、重现期和风险度作为评价的指标，通过这几个指标的运用，研究了水资源短缺风险的模糊综合评价方法。本论文运用模型一和C语言超程序对北京市1979—2008年水资源短缺的状况进行分析计算，得出了北京市1979-2008年水资源短缺5项风险评价指标，通过直观的数据使我们对北京市在过去29年里水资源短缺情况有更清晰的认识

3、，而水资源风险程度的风险率、脆弱性、可恢复性、重现期和风险度的数据也让我们对解决北京水资源短缺问题从具体的方面有了战略性的指导意义。为了对北京市未来两年水资源的短缺风险有更合理的预测，本论文还建立了Logistic回归模型运用了MATLAB7.0软件编程，对水资源短缺进行综合评价，从而更加清晰地呈现了水资源短缺风险的模拟概率分布情况，详细结果见图一。通过Logistic回归模型，找出了影响水资源短缺风险的敏感因子，并应用模型二对北京市1979-2008年水资源情况进行了分析，从而对水资源短缺进行里风险类别的划分，对北京市近29年水资源短缺

4、风险类别有客观的认识。通过以上两个模型我们对北京市2012、2013这两年水资源的短缺风险进行了预测，详细结果见表（8）-（13）。通过结果可以发现北京市未来两年的水资源短缺情况十分严重。政府的南水北调工程具有可持续发展的作用，改革水管理体制，统一水的管理政策也刻不容缓。关键字：熵权模糊综合评价风险评价指标Logistic回归模型风险类别MATLAB7.034一问题重述水资源，是指可供人类直接利用，能够不断更新的天然水体。主要包括陆地上的地表水和地下水。风险，是指某一特定危险情况发生的可能性和后果的组合。水资源短缺风险，泛指在特定的时空环

5、境条件下，由于来水和用水两方面存在不确定性，使区域水资源系统发生供水短缺的可能性以及由此产生的损失。近年来，我国、特别是北方地区水资源短缺问题日趋严重，水资源成为焦点话题。以北京市为例，北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一，其人均水资源占有量不足300m3，为全国人均的1/8，世界人均的1/30，属重度缺水地区，附表中所列的数据给出了1979年至2000年北京市水资源短缺的状况。北京市水资源短缺已经成为影响和制约首都社会和经济发展的主要因素。政府采取了一系列措施,如南水北调工程建设,建立污水处理厂,产业结构调整等。但是，气候变化和经济社

6、会不断发展，水资源短缺风险始终存在。如何对水资源风险的主要因子进行识别，对风险造成的危害等级进行划分，对不同风险因子采取相应的有效措施规避风险或减少其造成的危害，这对社会经济的稳定、可持续发展战略的实施具有重要的意义。二问题背景 北京市多年平均降水585毫米，年均降水总量98.28亿立方米，形成地表径流17.72亿立方米，地下水资源25.59亿立方米，当地自产一次水资源总量37.39亿立方米。境内五大水系除北运河发源于本市外，其他四条水系均发源于境外的河北、山西和内蒙古。多年平均入境水量16.06亿立方米，出境水量14.52亿立方米。北京

7、属资源型重缺度水地区，属111个特贫水城市之一,是水库存水量全国下降最快的三个城市之一。人均水资源占有量不足300立方米,是世界人均水资源量的1/30、全国人均水资源量的1/8，远远低于国际人均1000立方米的缺水下限。水资源紧缺已成为制约经济社会可持续发展的第一瓶颈。 2003年北京市总用水量35亿立方米，地表水、地下水、其它水源用量分别为8.33、25.42、1.25亿m3，分别占全市总用水量的24%、73%、3%。工业、生活、农业、河湖环境用水分别为7.96、12.43、13.66、0.95亿立方米，分别占全市总用水量的23%、35

8、%、39%、3%。地下水长期超采，使用率由2000年的67％上升到2003年的76％，致使水水直接排放，再生水利用率也不足40%；大量宝贵的水资源还未有效利用，仅污染城乡环境，也加剧了水资源紧