水资源短缺风险综合评价模型及其应用

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1、水资源短缺风险综合评价模型及其应用摘要：北京是我国的政治和文化中心.但随着经济的快速发展和人口的飞速增长,北京地区的水资源已经成为制约北京地区经济社会发展的重要因素.目前,北京地区年可用水资源总量约40亿m3(包括入境水量),人均水资源不足300m3,仅为全国的1/8,世界的1/30,远远低于国际公认的1000m3的缺水下限,属于严重缺水地区,也是世界上最严重缺水的大城市之一.目前,北京面临的水资源形势仍十分严峻.因此,适时地采取有效措施,合理开发、利用和保护水资源已成为当务之急.在本题的第一小题中，要求筛选出影响水资源短缺风险的最重要风险因子，对此我们基于区域水资源短缺风险程度的风险率、脆弱

2、性、可恢复性、重现期和风险度作为评价指标,利用Mahalanobis距离法筛选出了水资源总量、污水排放总量、农业用水量水量、生活用水量这四个变量，是影响北京地区水资源缺乏的敏感因子。在本题的第二小题中，要求建立一个数学模型对北京市水资源短缺风险进行综合评价，作出风险等级划分并陈述理由。在本小题的解答过程当中，我们利用支持向量机的数学方法，运用了美国SAS数据挖掘软件，建立了区域水资源风险评判模型。完成对水资源风险主要因子的判断识别，在水资源短缺风险分析的基础上从而对区域水资源短缺风险分析所得到的性能指标进行综合评判,对风险造成的危害等级进行划分。并且通过分析处理相关数据，提出了题解水价、提高公

3、众节水观念、增强节水意识等降低风险因子的方法措施，，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。在本题的第三小题中，要求对北京市未来两年水资源的短缺风险进行预测，并提出应对措施。通过对相关数据的分析整理，以及利用模糊概率分析法对未来一段时间内北京水西园的断区风险进行了预测，在误差允许范围内，2012年、2013年北京的水资源短缺风险发展趋势。针对未来两年的风险状况，提出了南水北调及再生水利用在降低风险、缓解水资源短缺现象当中所起到最大作用。在本题的第四小题中，要求以北京市水行政主管部门为报告对象，写一份建议报告。通过对题目

4、的整体把握以及对问题的分析预测，我们分别从增加北京市水资源总量、加大再生水的资源化利用、积极推进南水北调工程、最大限度节约水资源等方面提出了我们的建议。关键字：北京水资源等级划分Mahalanobis距离法支持向量机美国SAS数据挖掘软件模糊概率分析法一、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。23近年来,受气候变化和经济社会不断发展的影响,水资源短缺问题日

5、趋严重,对水资源短缺风险的研究已引起了广泛的重视。国外的许多学者开展了这一方面的研究,如探讨优化调度模型中参数的模糊不确定性引起的水资源短缺风险问题,以及有关河流水质管理、水库灌溉等引起的短缺风险问题。区域水资源是否短缺、短缺情况如何,简单来讲是受用水需求和供水两个因素影响决定的。由于降雨、径流等的随机性,供水和需水都存在不确定因素,因此,水资源短缺也具有随机性,即存在一定的水资源短缺风险。本文基于——理论建立了水资源短缺风险评价模型，通过对各种相关数据的分析整理，对相关影响因素的判别分析，进而对区域水资源短缺风险得到的性能指标进行综合分析评价，预测出了未来一段时间内区域水资源短缺所能达到的程

6、度，从而对风险造成的危害等级进行划分，对不同风险因子采用具体恰当的方法，规避风险后减少其造成的危害，为区域水资源规划合理配置及管理提供有力理论依据。二、问题分析1评价判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子是什么？影响水资源的因素很多,例如：气候条件、水利工程设施、工业污染、农业用水、管理制度，人口规模等。其中影响北京水资源短缺风险的因素可归纳为以下两个方面:(1)自然因素:①人口数;②入境水量;③水资源总量;④地下水位埋深;(2)社会经济环境因素:①工业用水量;②污水排放量;③COD排放总量;④第三产业及生活用水量;⑤农业用水量。方法：结合获得数据资料，利用判别分析的数学方法识别判断对水资源短

7、缺风险较大的影响因子，利用Mahalanobis距离法，从诸多表明观测对象特征的自变量中筛选出提供较多信息的变量即水资源短缺风险敏感因子，从而追中求得北京市水资源短缺风险的主要风险因子。2建立一个数学模型对北京市水资源短缺风险进行综合评价，作出风险等级划分并陈述理。对主要风险因子,如何进行调控，使得风险降低？建立数学模型，完成对水资源风险主要因子的判断识别，在水资源短缺风险分析的基础上从而对区域水