城市水资源的保护与利用-论

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1、一问题重述1.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，它是人类赖以生存的重要资源。几年在我国各个地区发生了多年不遇的旱灾，所造成的经济等损失是巨大的。水资源的短缺已经成为制约社会经济可持续发展的重要瓶颈。我国655个城市中近400个缺水，可见水资源短缺是全国面临的大问题。以北京那为例，其人均水资源占有量不足300立方米，仅为世界人均占有量的1/30。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

2、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。要求根据附表数据以及《北京统计年鉴》等一切合法资料，讨论以下问题：1.分析水资源短缺的风险因子，并对这些风险因子进行重要性分析；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；3.从用水量、用水结构、水资源存量这些方面对北京市未

3、来五年水资源的短缺风险进行预测；4.从水资源短缺成因、水资源风险控制以及水资源保护等方面给有关部门提交一份研究报告，包括建议和对策。2.问题分析要准确评价分析北京市水资源短缺风险的主要风险因子，首先就需要找出可能造成北京水资源短缺的多个因子，根据熵权法确定各因素的权重系数，从而就可以确定水资源短缺风险最主要的风险因子。这样一来就可以为实际解决北京水资源短缺的问题，提供理论依据以及方向。要对风险进行评价，就需要找出评价的指标，为此，我们利用了参考文献【3】中的指标，即就是：风险率、可恢复性、重现期、风险度以及脆弱性这五个指标1从多个方面进行

4、评估。这一系列指标，把损失概率、损失程度以及其它因素综合起来考虑，具有较高的准确度。具体采用模糊综合评判方法对水资源短缺风险进行评价，判断风险等级。接着再利用熵权法确定各指标的权重，从而对风险进行评估。对北京市未来五年水资源的短缺风险进行预测，利用近几年的数据进行excel中回归拟合，对今后五年的各种用水进行估计，再一次评价北京市水资源短缺的风险程度或等级。最后根据分析和所得数据，向有关部门提出行之有效的措施来缓解和改善水资源短缺的现状。二基本假设和符号说明假设1在短时间内，自然条件不会突变，比如发生特大自然灾害假设2对于影响因素，假设它

5、们是相互独立的，即就是说这一因素并不影响或者受影响于另一因素符号说明符号意义Rm个事物的n维物元构成的模糊矩阵mnRm个事物n个指标的判断矩阵Bb,判断矩阵归一化后的矩阵，以及其元素ijH熵值W熵权2R回归分析中实际值与预测值的相关程度，称为决定系数问题一要求我们以北京市1979-2009年的水资源为例，分析水资源短缺的风险因子，并对这些风险因子进行重要性分析.要分析某一因子的重要性，也就是这一因子在整个评价中的相对重要程度，就需要通过计算每个因子的权重，进行比较得出结论.21.1风险因子影响水资源的风险因子，大致可分为：（1）自然因素：

6、人口数；入境水量；水资源总量；地下水位深度等；（2）社会经济环境因素：污水排放总量；污水处理情况；COD排放总量；生活用水量；农业用水量；工业用水等等.根据题目数据以及互联网上我们所得数据（2001年到2009年数据），我们将从农业用水、工业用水、第三产业及生活等其他用水和水资源总量这四个因素进行重要性分析，并给出四个因素影响北京市水资源短缺的程度大小排序.1.2风险因子模型的建立1.2.1构建模糊物元模糊物元及复合模糊物元，在物元分析中所描述的事物M及其特征C和量值x组成物元RMCX(,,)或者RMCCM(,,())，同时把事物的名

7、称、特征和量值称为物元三要素.如果物元模型中的量值x具有模糊性，便称其为模糊物元.事物M有n个特征cc,,c,及其相应的量值xx,,,x，则称R为n维模糊物12n12n元.m个事物的n维物元组合在一起便构成m个事物的n维复合模糊物元R，即mnMMM12mCxxx111121mRCxxxmn221222mCxxxnn12nnm式中：R为m个事物的n个模糊特征的复合物元；M为第i个事物mni(im1,2,,)；c为第j个特征(jn1,2,,);x为第i个事物第j个特征对应的jij模糊量值.3我们根据上述模

8、糊物元的构造可以得出北京市1979年-2009年这31年中，农业用水，工业用水，第三产业及生活等其它用水的模糊物元R（见附表数据）.3141.2.2利用熵值法确定权重系数在确定评价指标的权重