文档介绍：水资源短缺风险综合评价
摘要
针对北京市水资源短缺的农业用水等九大主要因素,用熵权法得出人口数量和降水量的影响因素较大。本文选取区域水资源短缺风险程度的风险率、脆弱性、可恢复性、重现期和风险度作为评价指标,构建了模糊综合评价模型,结论表明北京市水资源短缺现处于高风险状态,并建立多元线性回归和灰色系统 GM 模型,预测北京市未来两年水资源短缺仍将持续处于高风险状态。根据所建模型及预测结果向相关部门提出控制在京人口以及合理分配农业、工业、生态用水量来缓解北京水资源短缺现状。
一、问题重述
问题的提出水资源,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。风险,是指某一特定危险情况发生的可能性和后果的组合。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。近年来,我国、特别是北方地区水资源短缺问题日趋严重,水资源成为焦点话题。以北京市为例,北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一,其人均水资源占有量不足 3 300m , 为全国人均的 1/8, 世界人均的 1/30, 属重度缺水地区, 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。《北京 2009 统计年鉴》及市政统计资料提供了北京市水资源的有关信息。利用这些资料和你自己可获得的其他资料,讨论以下问题: 1 评价判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子是什么? 影响水资源的因素很多,例如:气候条件、水利工程设施、工业污染、农业用水、管理制度, 人口规模等。 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, 作出风险等级划分并陈述理由。对主要风险因子,如何进行调控,使得风险降低? 3 对北京市未来两年水资源的短缺风险进行预测,并提出应对措施。 4 以北京市水行政主管部门为报告对象,写一份建议报告。
问题简要分析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, 首先找出可能造成北京水资源短缺的多个平行因素,依据历年的耗水指标,根据熵值法确定各因素的权重系数, 找出熵值最小(即权重最大)的指标就是水资源短缺风险最主要的风险因子。在实际解决北京水资源短缺的问题时就可以从该主要因素入手。要在风险识别和风险分析的基础上进行水资源短缺风险做综合评价和风险等级划分,把损失概率、损失程度以及其它因素综合起来考虑,分析该风险的影响,寻求风险对策并分析该对策的影响,为风险决策创造条件。通过对定义的风险率、脆弱性、可恢复性、重现期、风险度作为水资源短缺风险的评价指标的计算,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。接着用层次分析法作出评价指标的权重,通过加权平均型模型的建立,计算出风险性的综合评分。对北京市未来两年水资源的短缺风险进行预测,建立灰色系统理论模型和多元线性回归模型两种不同的模型对水资源短缺风险分别进行预测,在假设数据相同计算无误的基础上, 该两种模型对未来两年北京水资源的短缺风险的预测结果应该是相同的。
二、基本假设
1、影响北京水资源短缺的多个因素在未来没有突变情况发生(政府政策的干预,自然灾害的影响等);
2、假设影响北京水资源短缺的多个因素相互独立,即这个指标对风险的影响与其他指标对风险的影响没有关系;
3、假设没有重大的自然灾害发生如干旱等;
4、假设北京地区人口流动正常;
5、假设南水北调及其它工程正常运行;

三、符号说明
序号符号 w 含义
1 r 评价指标的熵权
2 χ风险率性能衡量指标
3 ω脆弱性性能衡量指标
4 β重现期性能衡量指标
5 Cv 可恢复性性能衡量指标
6 max{bij } 风险度性能衡量指标
7 x (0) 风险性的综合评分值
8 (k ) 水资源差值时间序列
9 λ(k ) 水资源差值时间序列级比
10 模糊关系矩阵
11 相对于因素 ui 而言属于 vi 的程度
12 ξ(k ) 残差
13 ρ(k ) 级比偏差值wi Ru /vi (φij )
三、模型建立与求解
问题一问题一要求我们寻找到影响北京水资源严重短缺的主要风险因子。由于某一指标的权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。显然,可以通过计算每个因子