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日期： 2011 年 5 月 8 日
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水資源短缺風險的綜合評價
【摘要】
水資源短缺是北京市社會和經濟可持續發展面臨的重大問題之一。本文通過對北京市水資源短缺的成因分析, 結合2023年至2023年北京年鑑裡水資源**及利用方向的資訊，其次利用模糊概率理論建立了水資源風險評價理論，對北京水資源短缺風險給予綜合評價並就主要風險因子提出調控方案，而後利用並利用灰色**模型對2023年，2023年北京的水資源風險程度進行**。針對以上分析從而得出了解決北京水資源短缺問題的具體措施：
1．提高人民節水意識，減少水資源的浪費；
2．提高汙水處理技術，迴圈利用水資源；
3．在一定範圍內提高用水**，減少人民對水資源的浪費；
4．提高科技技術，增加水資源的**，緩解用水壓力等。
經分析表明農業用水，第三產業用水及水資源**是北京市水資源短缺風險的主要風險因子。本文運用了matlab及excel軟體分析，利用了模糊概率理論及灰色**等數學模型進行分析，綜合給出了結果。
最後，本小組根據以上分析結果寫出了乙份以北京市水資源管理部門為報告物件的建議報告。經小組研究證明了再生水回用和南水北調工程可使北京地區各種情景下的水資源短缺均降至較低風險水平。
關鍵字：水資源，短缺 ，風險評價，主要風險因子，模糊概率理論，灰色**
一、問題重述
水資源短缺風險，泛指在特定的時空環境條件下，由於來水和用水兩方面存在不確定性，使區域水資源系統發生供水短缺的可能性以及由此產生的損失。近年來，在我國，特別是北方地區水資源短缺問題日趨嚴重，水資源成為焦點話題。北京是世界上水資源嚴重缺乏的大都市之一，其人均水資源占有量不足300m3，為全國人均的1/8，世界人均的1/30，屬重度缺水地區，北京市水資源短缺已經成為影響和制約首都社會和經濟發展的主要因素。
**採取了一系列措施, 如南水北調工程建設, 建立汙水處理廠,產業結構調整等。但是，氣候變化和經濟社會不斷發展，水資源短缺風險始終存在。如何對水資源風險的主要因子進行識別，對風險造成的危害等級進行劃分，對不同風險因子採取相應的有效措施規避風險或減少其造成的危害，這對社會經濟的穩定、可持續發展戰略的實施具有重要的意義。
二、問題分析
水是自然環境中最活躍的要素，水資源與其他固體資源和石油資源的本質區別是他的可流動性和動態迴圈性。影響水資源的因素很多,例如：氣候條件、水利工程設施、工業汙染、農業用水、管理制度，人口規模等。
所以，整個問題的解答，需要做五個步驟的工作：
第一步，根據近兩年多的個監測站的測量資料，作出對長江水質現狀的綜合評價；
第二步，結合各地的汙染狀況，分析汙染物的運動規律，進而找出造成當今汙染情況的主要的汙染源的所在地；
第三步，在不採取進一步措施的前提下，根據過去十年長江中各類水質的百分比和汙水排放的總量**長江未來的水質狀況，即各類水質的百分比；
第四步，水質狀況的不斷惡化，需要進行汙水排放的管理。即根據水質的要求和當年的汙水排放量以及前一年的水質狀況確定需要處理的汙水的數量；
第五步，對於長江的汙染問題給出一些切實可行的意見和建議。
三．模型假設與建立
根據現有獲取資料的能力以及團隊的技術水平，在進行北京水資源短缺風險綜合評價之前作如下假設：
1）假設區內現有地表水和地下水資源量即為地表水和地下水可利用的資源量；
2）假設水質不是成為水資源短缺風險的重要約束條件，我們將水量平衡作為水資源模型的特徵變數，將北京市可以利用的基本水量作為基數。
1．評價判定北京市水資源短缺風險的主要風險因子
（1）水資源系統的風險因子指引發水資源風險的自然和社會原因，包括有：
氣候條件、水利工程設施、工業汙染、農業用水、管理制度，人口規模等。
（2）根據北京市的情況，還有北京市年鑑近年來的資料圖表如下
圖1 北京市2023年到2023年農業、工業、第三產業的用水量
圖2 北京市2023年到2023年農工，工業，第三產業的用水佔總量的百分比
圖3 水資源總量/總用水表
（3）下面我們就這些因素開始分析：
北京市水資源開發利用中存在的問題主要有：
1.上游來水衰減趨勢十分明顯;
2.長期超採地下水導致地下水位下降水;
3.汙染加重了水危機人口膨脹和城市化發展加大了生活用水需求等。
（1）自然因素:1.人口數 2.入境水量 3.水資源總量 4.地下水位埋深
（2）社會經濟環境因素:1.汙水排放總量 2.汙水處理率 3.生活用水量 4.農業用水量
其次：工業用水：工廠外遷，地價**，工業用水降低，並不是主要風險因子
農業用水：受到基本農田保護制度的政策的制約進一步大幅度壓縮農業用水的可能性不大，所以農業用水是主要風險因子。
第三產業及生活用水：由於北京人口的逐年遞增，及經濟的高速發展，第三產業及生活用水逐年增加，所以第三產業及生活用水也是主要風險引子。
用水**：由上圖可知每年的水資源波動較大，佔用水量的比重將直接制約當年的用水風險，所以水資源也是主要的風險因子之一。
綜上，我們可以得出結論，北京市水資源的主要風險因子有農業用水，第三產業用水，及水**。
下面的圖可以清楚的看出這三方在總的水資源中佔的巨大比例
2.建立模型（對北京市水資源短缺風險進行綜合評價，作出風險等級劃分並陳述理由。）
（1）資料的**與處理
根據《北京2009統計年鑑》和官網提供的資料，本小組蒐集了北京1979至2023年的北京市水資源的有關資訊。採用模糊分析評價的模型對北京市水資源短缺風險進行綜合評價。
（2）水資源短缺風險評價指標:
1） 基於熵權的水資源短缺風險模糊綜合評價模型,可對水資源短缺風險發生的概率和缺水影響程度給予綜合評價。首先構造隸屬函式以評價水資源系統的模糊性;其次利用logistic回歸模型模擬和**水資源短缺風險發生的概率;而後建立了基於熵權的水資源短缺風險模糊綜合評價模型;最後利用判別分析識別出水資源短缺風險敏感因子。作為例項對北京市1979—2008的水資源短缺風險研究表明,水資源總量、汙水排放總量、農業用水量以第三產業是北京市水資源的主要致險因子。
再生水回用和南水北調工程可使北京地區2010和2023年各種情景下的水資源短缺均降至低風險水平。
2）水資源的短缺取決於供水和需水兩方面影響,而這兩方面都具有隨機性和不確定性。因此,水資源短缺風險也具有隨機性和不確定性。在進行風險評價時,要充分考慮風險的特點以及水資源系統的複雜性,要把存在風險的概率、風險出現的時間、風險造成的損失有多少、風險解除的時間、缺水量的分布等一系列因素考慮在內。
因此難以用某一種指針對其進行全面描述和評價,必須從多方面的指標綜合考慮。評價指標選擇的原則是:(1)能集中反映缺水地區的缺水風險;(2)能集中反映缺水風險的程度;（3）能反映水資源短缺風險發生後水資源系統的承受能力;(4)代表性好,針對性強,易於量化。
依據上述原則,選取了水資源風險率、脆弱性、可恢復性、事故週期、風險度作為水資源系統水資源短缺風險的評價指標。
（3）基於熵權的水資源短缺風險模糊綜合評價
熵權模糊綜合評價的基本方法：模糊綜合評價的基本思想是應用模糊關係合成的原理,根據被評價物件本身存在的形態或類屬上的亦此亦彼性,從數量上對其所屬給以刻畫和描述。由於風險概念本身具有模糊特性,因此用模糊數學的概念和方法,建立水資源短缺風險模糊評判的理論與模型,比傳統的評價方法更能符合現象的實際情況。
另外,在模糊評價中,權重的確定是一項關鍵的內容,對評價的結果具有重要的影響。熵權法確定權重由於其客觀合理性,已在工程技術、社會經濟、環境科學等領域得到廣泛的應用。基於熵權的水資源短缺風險模糊綜合評價就是在運用資訊理論中的熵技術計算各評價指標的權重的基礎上,結合傳統的模糊綜合評判法對水資源短缺風險進行評價。
水資源短缺風險綜合評價
摘要 本文通過建立模型來判定北京市水資源短缺的主要風險因子並對北京市水資源短缺風險進行綜合評價，進而提出調控辦法。對於問題一，我們通過對北京市水資源的補給和消耗兩個方面的分析，找到水資源短缺的主要影響因子，再對主要影響因子和用水缺口進行線性相關分析，從而定量的證明其相關性。對主要影響因子的自身分析可...
水資源短缺風險綜合評價思路
1.風險度量的確定 風險度量v 用水量 供水量 若v 0，則存在風險，若v 0，則無風險。計算自1979年至今2010年 2000年後的資料自己收集 的風險度量v，將風險度量大於0的求出平均值與標準差。2.風險因子的確定 通過計算各個影響因素與風險度量之間的相關係數，根據相關係數確定哪些影響因素為風...
水資源短缺風險綜合評價題目
水資源，是指可供人類直接利用，能夠不斷更新的天然水體。主要包括陸地上的地表水和地下水。風險，是指某一特定危險情況發生的可能性和後果的組合。水資源短缺風險，泛指在特定的時空環境條件下，由於來水和用水兩方面存在不確定性，使區域水資源系統發生供水短缺的可能性以及由此產生的損失。近年來，我國 特別是北方地區...