北京市水资源短缺综合评价的研究

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1、北京市水资源短缺综合评价的研究摘要本文从资源性和水质性这两个影响水资源短缺的主要方面出发，搜集相关影响因素的数据后，首先利用熵值法确定了主要风险因子，然后运用模糊综合评判原理对改革开放以来北京市历年水资源短缺风险进行了综合评价，最后利用灰色预测技术实现了未来两年北京市水资源短缺风险的预测。在问题一中，我们通过搜集相关资料和数据，从资源性和水质性两个影响水资源短缺的主要方面出发，将北京市水资源短缺风险因子划分为九类。为了避免在确定主要风险因子的过程中可能的主观性和个人经验性，我们运用熵值法的相关知识得到了这九类风险因

2、子的熵值，进而由“熵值越小，则影响越大，其权重也越大”的原则得到了各个风险因子的重要程度，根据结果和生活实际，我们确定了常住人口数、第三产业及生活等其他用水、污水净排量、农业用水量、工业用水量和水资源总量这六个主要风险因子。在问题二中，为比较合理、准确地对北京市水资源短缺风险进行评价和简化模型，我们首先分别从北京市水的资源量和使用量角度、水质角度、水的开采利用角度出发，从六个主要风险因子中提取出三个水资源短缺风险评价指标：人均水裕量、水源相对污染率、耗水度，并运用隶属函数法得到了其各自的权重。又基于水资源风险这一概

3、念的模糊性，我们运用模糊数学的知识，建立起模糊综合评判模型，得到了评价各年水资源短缺相对风险指数。为避免人为分类的主观性和不准确性，我们利用SPSS软件，运用K-mens方法将这些相对风险指数分为低度风险、中度风险、较高风险和高度风险四类，相应地得到了改革开放以来北京市水资源短缺风险结果。可以很明显的看出2000年是北京市水资源短缺风险的转折点，2008年开始风险有所缓解，主要是受南水北调工程的影响。最后根据风险等级提出了相应的降低风险的调控措施。在问题三中，要对未来两年水资源短缺风险进行预测，就必须得到各自的评价

4、指标，这终究归结为这两年六个主要风险因子的预测问题。为了实现准确预测，我们首先舍弃了对预测价值较小的1979-1997年的相关数据。考虑到灰色预测技术预测精度高、易于检验等优点以及所搜集的相关数据光滑性不太强的特点，我们运用改进的GM（1，1）模型，分别建立起这六个主要风险因子的预测模型，进而得到了2009-2010两年的水资源短缺风险评价指标，再利用问题二中建立的模糊综合评判模型，最终预测这两年北京市水资源短缺风险都为中度风险，与2008年基本一致，较为合理，进而提出了相应措施。最后，根据建立的模型和模型的预测结

5、果，我们向北京市行政主管部门写了一份建议报告。关键词：熵值法、隶属函数法、模糊综合评判、k-means聚类分析、灰色预测一、问题提出水，是生命之源，是任何一种生物生长、发育和繁衍的基本条件，是工农业生产的前提，是人类一切社会活动的基础，是世界上最珍贵的东西。没有水资源，就没有这个生机勃勃的地球，更没有人类的文明。改革开放以来，随着国民经济的快速发展，北京市的现代化建设取得了举世瞩目的成就，然而却也出现了诸如环境污染、水资源短缺等一系列问题。尤其进入21世纪后，水资源短缺问题日益严峻，越来越成为制约首都经济和社会进一

6、步发展的瓶颈。在这样的背景下，有效地对水资源短缺风险进行分析评价并采取正确的调控措施就具有极其重要的现实意义。所谓水资源短缺风险，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。很显然，水资源短缺状况的形成，与气候变化、人口规模、工业污染等众多因素有关，这就要求我们首先解决主要风险因子确定的问题。而对水资源短缺风险的综合评价、等级分类，则需要从实际出发。于是，我们收集了改革开放以来北京市关于水资源的各方面数据，建立起相关数学模型，对首都水资源短缺

7、风险进行了综合评价、等级分类和未来两年的风险预测，并有针对性地提出了明确的调控措施。二、问题分析对于问题一，为了能客观准确评价判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子，首先要找出可能造成北京水资源短缺的多个平行因素，然后依据历年的数据，根据熵值法找出熵值的大小，从而确定水资源短缺风险的主要风险因子。问题二要求我们对水资源短缺风险做综合评价和风险等级划分，我们结合问题一的结果，从主要风险因子入手，定义多个评价指标对水资源短缺风险进行综合评价，这几个指标要尽可能全面、客观的反映缺水风险状况。然后建立模糊综合评价模型，求出

8、历年的相对风险指数。判断风险等级时，为了直观的说明水资源短缺风险程度，我们利用K—聚类对风险进行聚类，并根据设定的收敛判据和迭代次数需要确定类数。问题三是对北京市未来两年水资源的短缺风险进行预测，就必须得到各自的评价指标，这终究归结为这两年六个主要风险因子的预测问题。为此我们建立灰色系统模型对水资源短缺主要风险因子分别进行预测，就能得出这两年的相对风险指数，