水资源短缺风险综合评价

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1、水资源短缺风险综合评价摘要水资源是人类生产、生活不可或缺的重要自然资源。近年来，受到气候变化和经济社会不断发展的影响，水资源各类风险问题日趋严重，对水资源风险点研究日益收到重视，正确的对水资源进行风险评价计算。本文主要解决的问题是判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子，做出风险等级划分，对未来两年风险进行预测，并向北京市水行政主管部门提些建议。对于问题一，我们采用主成分分析法来定量分析农业用水、工业用水、第三产业及生活等其他用水、降水量、人口和水资源总量这六个水资源短缺风险因子，将数据无量纲化后，借助matlab计算出主成分载荷，从而得出造成北京市水资源短缺的三个主要风险因子，分别为工

2、业用水、第三产业及生活等其他用水和人口。对于问题二，采用基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型对北京市水资源短缺风险程度进行综合评价，根据水利学报上涉及的风险性、脆弱性、可恢复性、重现期和风险度作为风险等级划分指标，计算出北京市1979年至2008年水资源评价因素综合性能数值，再运用熵值法确定并得出综合权重，对北京的水资源风险等级进行评价，结果为北京水资源短缺处于高风险期，其高风险指数为0.8795。并根据三个主要风险因子，提出合理控制北京人口总量，并在一定程度上限制第三产业及生活等其他用水量。对于工业用水，我们建议提高水资源利用率、加大污水处理力度，从而在一定程度上降低北京水资源短

3、缺风险。对于问题三，首先预测得出北京市未来两年水资源短缺风险因子的数据，然后根据问题二中所建立的基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型进行风险评价。对于有明显函数关系的风险因子，采用最小二乘法拟合数据，并利用matlab做出图像；对于离散程度较大的风险因子（降水量和水资源总量），采用指数平滑法。结果高风险指数为0.6039，可以看出北京水资源短缺小幅度得到改善，但仍处于高风险阶段。由此我们提出节约用水、合理利用水资源和加强水资源管理分配等相应措施。最后，基于所建模型及预测结果，向北京市水行政主管部门提出控制在京人口总数，以及合理分配农业、工业、第三产业及生活等其他用水来缓解北京水资源

4、短缺现状。关键词：主成分分析法；基于熵权的模糊综合评价模型；最小二乘法；指数平滑法26一、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，北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一，请对北京市水资源短缺进行分析，找出影响北京水资源短缺的原因，判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子，利用风险因子确定一些重要的风险指标，利用这些指标，建立数学模型对北京市水资源短缺风险程度进行综合评价，并根据评价结果对北京水资源短缺问题提出实质性的建议。针对每个主要风险因子,逐个提出有效的措施，以降低北京水资源短缺风险，对北京水资源短缺原因有了熟悉的了解后，用数学方法对北京市未来两年水资源的短缺风险

5、进行预测，给北京市水行政主管部门写一份建议报告，以缓解北京水资源短缺状况。 二、问题的分析北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一，水资源短缺问题日益影响北京市民的工作与生活，同时也阻碍了经济发展。 问题一：水资源短缺是多要素的复杂系统，在我们进行分析时，风险因子太多，增加了分析问题的难度与复杂性，且多个因子之间是往往具有一定的相关关系，根据各个省市的具体情况，在对北京市水资源短缺因子进行选择的时候非常关键，所建立的模型必须处理适合相关关系较强的因子，并能够根据实际数据，有效筛选出主要风险因子。通过综合分析，而后使用适当的方法筛选确定水资源短缺的主要风险因子。 问题二：这个问题主要是建立

6、数学模型来对北京水资源短缺情况进行一个系统的、有依据性的评价，充分利用问题一中各个重要因子，分析其对北京市水资源短缺风险的影响以及影响程度。建立模型的方法主要有基于熵权的模糊综合评价模型、层次分析法等，选取好模型后，要做出风险等级划分，而这几个风险等级划分必须与前面的几个水资源短缺风险因子紧密联系，尤其是问题一中得出的那几个水资源短缺主要风险因子，要能够充分直观地反映一个城市水资源短缺的真实情况，合理确定好风险指标后，将这几个风险等级指标通过前面得出的模型进行计算，最后与国家或者权威认可的相应指标进行对比，从而判定北京市水资源短缺的程度。判定出北京水资源短缺情况后，根据模型中数据，针对

7、每一个主要风险因子提出措施，从根本上缓解北京市水资源短缺问题，使得风险降低。 问题三：该问题主要是在评价北京水资源短缺风险程度后对北京市未来两年进行预测。预测模型的方法有很多，如灰色预测法、最小二乘法、指数平滑法等，且不同的方法分别针对不同的模型，应根据不同情况采取不同的预测方法，已达到预测结果的准确性、科学性。当然，首先必须明确预测的对象，即北京市水资源短缺的各个因子，预测的时间为未来两年，再由预测出的数据代入到问题二中建立的模型，算出北京市