城市水资源短缺风险评价数学模型-论文.pdf

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1、2014年第3期牡丹江师范学院学报(自然科学版)NO．3。2O14(总第88期)JournalofMudanjiangNormalUniversityTota1NO．88城市水资源短缺风险评价数学模型祖培福，汪珈琦，李博慧，赵俊明，张庆娇(牡丹江师范学院理学院，黑龙江牡丹江157011)摘要：利用北京市历史水资源信息，以缺水量作为参考序列，其他可能风险因素作为参照序列，通过灰色关联理论中计算关联度的方法，识别出主要风险因子，并对识别出的主要风险因子进行排序．关键词：水资源风险；关联度；评价；北京[中图分类号]0159

2、[文献标志码]A[文章编号]1003-6180(2014)03—0005—02近年来许多学者在水资源风险问题研究方8(面取得了很多成果，如文献[1—5]研究了水资源minminl()一丑()I+~"maxmaxI()一Xi()l—短缺风险模糊综合评价方法，文献[6]用层次分‘u析法建立了供水风险综合评价模型；文献[7]建利用(1)式可求得一组关联系数序列8(忌)(立了以支持向量机为基础的水资源短缺评估模型，这些研究都是从随机或模糊模型的角度探==：1，2，⋯，n；k一1，2，⋯，m)，进而利用平均值法将信息集中处理，

3、得到关联度的表达式为讨水资源短缺风险问题．本文以北京市为例，利"用北京市2005—2011年的历史水资源信息，运用1pi一厶∑8矗(L忌宠)，(L2z)灰色关联模型[8qo]对造成北京水资源风险的主’k=1要因子进行识别，并在此基础上对主要风险因从而可以通过比较这些关联度的大小而确定最终子进行排序．的主要风险因子．1模型建立与求解2实例分析针对北京市水资源短缺风险，利用北京市1．1灰色关联分析数据列的建立2005年到2011年的水资源总量，供水总量，工业由灰色系统理论，首先指定作关联分析参考用水，农业用水，生活用水，

4、工业废水排放量，废水的数据列，即处理设施，生活废水排放量，常住人口以及降雨量X0一{z0(1)，0(2)，⋯，o())．8个潜在主要风险因素的数据进行实例分析．其次，要建立比较数据列，记为X，将缺水量作为参考序列z。(是)，k一1，⋯，7，X：=={zf(1)，(2)，⋯X(n)}，i一1，2，⋯．其各因素作比较因素序列，见表1．为了研究水资源短缺与其他风险因素之间表12005—2011年有关北京水资源数据的关系，用缺水量描述水资源短缺，并指定缺水量数据列为参考数据列x。，其中缺水量定义为数据丽水资源总量与总供水量的

5、差值，而其他数据列缺水量／亿立方米16．613．3l1．312．210．9960．8813．6594为比较数据列X，即工业用水，农业用水，生活工业用永／亿立方米7．67．76．86．25．7475．25．198用水，工业废水排放量，废水处理设施，生活废农业用水／亿立方米12．91312．712．0511．734l1．3511．381水排放量，常住人口的数据以及降雨量数据列生活用水／亿立方米13．512．913．914．4314．60315．3315．333等分别为X1，X2，X。，X，X，X6，X7，⋯，X(见工业废

6、水排放总量／万吨131071261712813101709134．283678712．533表1)．废水治理设施数／套5685555535305495145241．2原始数据的无量纲化处理及各指标关联度的计算生活污水排放量／万吨8064685446881969482498682104892132100．4常住人口数／万人1456．41492．71538．01581．01633．01695．01755．0常用的方法有初始化、均值化和区间相对值降雨量／毫米444．5483．5410．7318483．9626．3480．8

7、化．本文采用初始化，得到一新的数据列(见表2)．对于参考的数据列X0，比较的数据列X，由表2数据与(1)式和(2)式计算的灰关联X，x。，X，X，⋯，X，可由(1)式表示各比较曲系数及各比较因素序列与参考序列的关联度结果线与参数曲线在各点的差．见表3和表4．收稿日期：2014—04—25基金项目：牡丹江师范学院科研一般项目(QY200902)·5’2014年第3期牡丹江师范学院学报(自然科学版)NO．3．2014(总第88期)JournalofMudaniiangNormalUniversityTota1NO．88表

8、2各因素无量纲数据序列表4各风险因子的灰色关联度在以上8个比较因素中，通过各风险因素关联度的计算并对其由高到低排序依次为P4>lD1>lD2>105>ID8>>ID7>P6．3结论通过运用灰关联理论，采用《2012年北京市表3关联系数序列统计年鉴》中历史水资源的数据信息，由灰关联模型筛选出了影响北京市水资源短缺的主要风险因子，并通过计算各风险因