水资源短缺风险综合评价优秀论文 精品
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水资源短缺风险综合评价1.摘要:水是人类赖以生存的资源，近些年来随着社会经济的迅猛发展和全球气候的快速变化，水资源短缺风险问题日益突出。
政府部门希望可以得到关于水资源短缺风险的综合评价，并根据评价结果提出有效地应对措施以降低风险。
本问提出了利用层次分析法确定主要风险因子，然后根据缺水风险的可能性和水资源短缺的程度对水资源短缺风险进行综合评价，并作出风险等级划分，再对未来两年的风险进行预测，最后给北京水行政主管部门写一份建议报告。
问题一：我们先从供水，用水等角度考虑确定出六种风险因子（农业用水，工业用水，第三产业及生活等其他用水，水资源总量，降水量，常住人口），然后从客观分析和主观分析两方面考虑，使用层次分析法确定出六种风险因子的权重，最后我们选取权重大的的风险因子作为主要风险因子。
问题二：我们认为水资源短缺风险包含水资源短缺程度所决定的。
水资源短缺程度越大，那么风险就越高。
再根据评价结果划分出风险的五个等级为：低风险、较低风险、中风险、较高风险、高风险，最后给出对于主要风险因子应该如何进行调控使得风险达到最小。
在问题三：首先需要根据历史数据拟合和预测出影响风险的六个风险因子各自的值，然后运用问题二中德模型对北京未来两年水资源的短缺风险进行预测。
问题四：以北京市水行政主管部门为对象写一份建议报告，在建议中分析北京市水资源短缺存在的风险，并给出相应的应对措施，以供政府部门作出科学的决策。
关键词：层次分析法，Matlab，函数拟合，风险等级划分。
2.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。
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300m3，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。
水资源短缺风险综合评价 (2)
水资源短缺风险综合评价引言随着全球人口的不断增长和经济的快速发展，水资源短缺问题日益严重。
水资源是人类生存和发展的基础，对于许多行业和地区来说都至关重要。
因此，评估水资源短缺的风险是非常重要的。
本文将介绍水资源短缺风险的综合评价方法，以帮助相关部门和组织更好地了解水资源短缺的风险，并采取相应的应对措施。
评价指标评价水资源短缺风险需要考虑多个指标，包括：1.水资源供求状况：评估水资源可利用量和需求量之间的平衡情况。
这可以通过收集和分析水资源的实际利用情况、供水量和人口增长情况来确定。
2.水资源质量：考虑到水资源的可利用性，需要评估水资源的质量，包括水源的化学成分、微生物污染程度等因素。
3.水资源管理政策：评估水资源管理政策的有效性和完善程度，包括水资源的分配和利用政策、水资源的保护和治理政策等。
4.环境敏感性：考虑到水资源的可持续利用和环境保护的需要，评估社会经济发展对水资源的影响程度。
综合考虑以上指标，可以更全面地评估水资源短缺的风险程度。
评估方法水资源短缺风险的综合评估方法可以采用以下步骤：1.数据收集：收集相关水资源数据，包括水资源供求状况、水资源质量、水资源管理政策等。
可以通过调查问卷、现场观察、统计数据等方式获取数据。
2.数据分析：对收集到的数据进行分析，计算水资源供需缺口、水资源利用率、水资源质量指标等。
3.指标权重确定：根据实际情况和需求，确定各个评估指标的权重。
不同指标对水资源短缺风险的影响程度可能不同，因此需要进行权重设置。
4.综合评估：根据所确定的指标权重，对各个指标进行综合评估，得出水资源短缺风险的综合评价结果。
应对措施综合评估水资源短缺风险后，需要针对评估结果采取相应的应对措施。
具体的应对措施可能包括：1.加强水资源保护：通过加强水源地的保护、减少水污染、提高水资源利用效率等方式来保护水资源。
2.改善供水设施：通过改善供水设施和提高供水网络覆盖率来缓解水资源短缺问题。
3.完善水资源管理政策：提出和实施更加完善的水资源管理政策，包括水资源的分配和利用、水资源的保护和治理等方面。
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题目：水资源短缺风险综合评价摘要水资源，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。
本文提出了马氏判别法、模糊聚类、BP神经网络等三种方法对北京市水资源短缺风险进行综合评价，针对问题一基于附表1通过马氏判别法筛选出影响水资源短缺的主要风险因子，针对问题二通过模糊聚类的方法，分了水资源短缺的四个等级，在问题三中通过构建神经网络，测出了20XX年、20XX年和20XX年的水资源总量和用水总量，为解决水资源短缺风险，提出了南水北调、再生水的利用、污水处理等几种措施，并分析了在进行这几项措施后历年风险等级的下降情况，最后向水行政主管部门书写了一份建议报告，基于建立的水资源短缺风险评价模型提出了建议。
关键词：马氏判别法、模糊聚类、BP神经网络一、问题的重述水资源短缺风险，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。
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300m3，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。
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。
考虑以下问题：1 评价判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子；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。
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价11数教（1）班刘莉 2011123462（35）摘要：水是生命之源，随着社会的发展，人口的增长，工业、农业，对水源的需求与日俱增；逐渐演变的社会发展，第三产业的出现并占用了一部分水源。
如今，对水源的需求有增无减，而水资源短缺的状况直接影响社会和经济的发展。
1.问题阐述近年，我国、特别是北方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，此外，降雨量又没有增加反而在逐年下降，其人均水资源占有量不足300m3，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，且日趋严峻。
2、模型的假设1.假设在2000-2010年中没有发生重大自然灾害，如洪水、地震等。
2.假设用近十年的风险值来估计2001-2010年的风险值。
3、模型的建立问题一：对北京市2001－2010年每年的水资源短缺状况进行预测，并提出应对措施。
根据图中的拟合函数y=(1.0e+0.05*0.000)-0.0031x-3.0622x^2可以得到2001-2010年的水资源总量数据19.2 16.1 18.4 21.4 23.2 24.5 23.8 34.2 26.3根据图中的拟合函数y=(1.0e+0.04*0.000)-0.0072x-7.1545x^2可以得到2001-2010年的工业用水数据9.2 7.5 8.4 7.7 6.8 6.2 5.8 5.2 5.5根据图中的拟合函数y=(1.0e+0.05*0.000)-0.0015x-1.5205x^2可以得到2001-2010年的农业用水数据17.4 15.5 13.8 13.5 13.2 12.8 12.4 12.0 12.0 13.1根据图中的拟合函数y=(1.0e+0.04*0.000)-0.0045x-4.4251x^2可以得到2001-2010年的第三产业用水数据13.3 13.8 13.9 14.1 14.3 14.7 15.3 15.9 16.3 16.9从上图中我们可以知道在2001-2010年北京的水资源处于短缺状况，特别是在2001-2004年缺水程度达到50%以上，这将给经济带来严重的影响。
水资源保护论文六篇
水资源保护论文六篇水资源爱护论文范文1水是人类赖以生存的特别资源，没有水，就没有生命。
然而在人与水长期相处过程中消失了一些麻烦的环境问题。
水资源短缺、水旱灾难、水体污染等水问题比较突出。
1.水资源短缺问题。
我国是世界上严峻缺水的国家之一。
据统计，我国人均水资源占有量不足2200立方米，不到世界人均水资源占有量的1/4，全国600多个城市中有400多个供水不足。
另一方面，随着经济的进展、人口的增加，我国用水总量将进一步增加，估量到2030年左右将消失用水高峰，到那时我们将进入严峻缺水时代。
2.水旱灾难问题。
水在培育生灵的同时，也给我们带来了灾难，水旱灾难对人类生存和进展造成极大的挑战。
全国约有10％的土地受洪水威逼，特殊是主要江河的中下游平原及滨海地区，水灾难频繁发生。
由于洪灾，全国年均经济损失1100多亿元，每年受灾耕地面积达2亿多亩。
同时，我国旱灾也比较严峻。
据分析统计，现在全国每年缺水总量为300～400亿立方米，很多地区工农业争水、城乡争水、超采地下水和挤占生态用水现象越来越突出。
每年造成成千上万人饮水困难，直接影响工业产值2300多亿元。
3.水体污染问题。
水资源的污染更是惊人。
据了解，全国每年直接排入江河的废水达360亿吨，50%的水源因污染不能饮用；全国2/3的河流污染，七大水系中黄河、松花江、辽河三大流域污染严峻；四大海区中渤海、东海污染严峻。
去年全国七大江河水系及太湖、滇池和巢湖中，达到或优于地面水环境质量三类标准的河段只有36.9%；水质为四类、五类的河段达63.1%，其中劣五类水质达到37.7%；大淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染；75%的湖泊富养分化加剧；一些城市地下水不同程度地受到污染。
这些都提示我们，我国的水资源问题不仅仅在于缺水和污染的扩散，而是整体水生态环境变得相当脆弱，足以威逼到我国经济的进展。
二、我国水资源恶化的缘由分析目前，我国水环境与生态环境不断恶化的趋势已不容置疑。
水资源论文(精选5篇)
水资源论文（精选5篇）水资源的论文篇一关于水资源的论文1、水资源及其开发利用1.1水资源概况皋兰县水资源十分贫乏，本县地表水、地下水极少。
全县工农业生产及居民生活用水主要靠提取过境的黄河水和跨流域引取的大通河水。
黄河流经县境东南部，在县内长34km，据兰州水文资料观测，多年平均流量991m3/s,多年平均径流312.60亿m3。
黄河是皋兰县工农业生产及经济发展的主要过境水资源。
全县地表水资源总量为639万m3,蔡家河是县内最大的河沟，流域面积1356km2，另外还有李麻沙沟、水源等河沟。
全县地下水埋藏深，储量小。
经计算地下水资源量为962万m3。
经综合计算，全县本地水资源总量为1601万m3，人均水资源量93m3，仅占全国人均2230m3的4.17%，耕地亩均水资源量38m3，占全国平均水平1476m3的2.57%。
1.2水利工程现状皋兰县的水利设施，主要是修建电力提灌工程提取黄河水，改变皋兰的生态环境。
全县先后建成从黄河提水的独立电灌工程14处，其中万亩灌区有西电、大砂沟、什川3处，千亩灌区5处。
共建成泵站197座，安装机组374台套，装机容量8.16万kw；共建成干支渠156条，长592.80km，斗农渠2118条，长1718.10km。
另外还建成引大甘分干、黑武分干渠2条，长146.09km，斗农渠344条，长532km，皋兰辖区引水流量3.15m3/s，年引水量3200万m3，灌溉面积万亩。
建成山字墩水库1座，蓄水能力120万m3。
2、水资源开发利用存在的问题2.1水资源供需矛盾比较突出皋兰县是甘肃二十个干旱缺水县之一，其突出表现为资源性、工程性、水质性缺水现象并存。
全县目前农村供水不安全人数达104655人，农业、工业、人饮用水供需矛盾比较突出。
2.2水资源优化配置格局和工程体系尚未形成全县尚未形成与水源优化配置相适应的科学、合理、完整的水利工程体系，致使工农业生产和人饮安全用水对水资源的需求矛盾日益加剧。
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价水资源短缺是当前全球面临的重要环境问题之一，其严重性对人类生存和发展产生了巨大的影响。
为了全面评估水资源短缺风险，可以从供需状况、水资源管理、环境变化以及社会经济因素等方面进行综合评价。
下面将对这些方面进行具体分析。
首先，供需状况是评价水资源短缺风险的重要指标。
供需状况的分析可以通过比较可用水资源与需求水资源的关系来进行。
可用水资源包括自然水源以及人工开发的水源，需求水资源则与人口增长、农业用水、工业用水以及生态环境需水等因素相关。
如果供需状况失衡，即需求超过了可用水资源，就会形成水资源短缺风险。
其次，水资源管理是影响水资源短缺风险的重要因素。
有效的水资源管理可以减少浪费，提升水资源利用效率。
评估水资源管理需要考虑水资源规划、水资源分配以及水资源利用效率等方面。
政府部门在水资源管理中扮演着关键的角色，有效的政策和法规可以促进水资源合理利用，降低水资源短缺风险。
第三，环境变化也是评价水资源短缺风险的重要指标。
环境变化包括气候变化、水文变化以及生态系统变化等方面。
气候变化会导致降水分布不均，进而影响水资源供应情况；水文变化则包括河流水量变化、地下水位下降等；生态系统变化会改变水资源的净化能力。
这些环境变化都会加剧水资源短缺风险。
最后，社会经济因素也对水资源短缺风险的评估有重要影响。
社会经济因素包括人口增长、经济发展、城市化以及农业发展等。
人口增长和经济发展会增加对水资源的需求；城市化的进行会导致水资源供应链的改变；农业发展则需要大量的水资源。
评估这些社会经济因素可以帮助我们更加全面地了解水资源短缺风险。
综上所述，评估水资源短缺风险需要综合考虑供需状况、水资源管理、环境变化以及社会经济因素。
完善的评估可以帮助我们更好地认识水资源短缺风险的形成机理，从而采取合理的措施来减少风险的发生。
只有科学合理地评估水资源短缺风险，才能更好地保护水资源，实现可持续发展。
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价摘要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, 利用所给数据及所查询的数据建立了基于集对分析—可变模糊集的区域水资源短缺风险评价模型。
最后选取与max{ b ij}对应的评语为区域水资源短缺风险的评判结果，对北京水资源短缺风险进行五个等级划分之后对北京水资源短缺风险进行分析、评价、得出结论。
结果表明,如果没有南水北调工程,2010 年整个北京的水资源短缺风险将会处于高风险水平,水资源供需状况极度危险,对水资源采取有效的风险管理措施已刻不容缓。
预测结果与北京现状的开发利用程度、缺水量相符,该模型具有一定的可操作性和实用性,并为区域水资源规划和管理提供决策依据。
关键词:水资源短缺；集对分析；可变模糊集；风险分析；综合评价引言水资源短缺受供给和需求两个主要因素影响, 当供给不能满足用水需求时, 就会出现水资源短缺风险。
水资源短缺风险评价是在其风险识别和风险分析的基础上, 把损失频率、损失程度以及其他因素综合起来考虑, 分析风险的影响,寻求风险对策并分析其影响, 为风险决策创造条件。
根据韩宇平等人所给出公式详见参考文献【1】，首先分析数据建立模糊数学模型，对北京水资源短缺划分等级，并对其进行综合评价，以便对北京未来两年水资源短缺风险进行预测，最后提出一些应对措施，保障人类生存和经济法展维持生态环境系统平衡。
1 北京市水资源短缺风险影响因子分析水资源系统的风险因子指引发水资源风险的自然和社会原因。
主要有：水文风险因子、水力风险因子、结构风险因子、可供水量风险因子、用水量风险因子、水环境风险因子和技术风险因子等。
对于北京市，其水资源短缺风险的风险因子可用图1所示的北京水资源短缺风险事故树来进行综述。
图1 北京水资源短缺风险事故树2 模型构建2.1风险率 根据风险理论,荷载是使系统“失事”的驱动力,而抗力则是对象抵御“失事”的能力。
如果把水资源系统的失事状态记为F ∈(λ>ρ),正常状态记为S ∈(λ<ρ),那么水资源系统的风险率为{}F X P P r t ∈=>=)(ρλ (1)式中: X t 为水资源系统状态变量如果水资源系统的工作状态有长期的记录,风险率也可以定义为水资源系统不能正常工作的时间与整个工作历时之比,即∑==NSt t I NS a 11 (2) 式中: NS 为水资源系统工作的总历时;I t 是水资源系统的状态变量。
毕业论文水资源短缺的综合分析和预测定稿
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最小二乘
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。主要包括陆地
上的地表水和地下水。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3０0m3,为全国人均的１/8，世界人均的1／３0,属重度缺水地区，附
28．81
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4．52
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价引言随着全球人口的迅速增长和经济的快速发展，水资源短缺已经成为全球范围内的一个严重问题。
水资源短缺不仅影响人类的生活和生产活动，还给环境带来了巨大的压力。
在这样的背景下，对水资源短缺风险进行综合评价，有助于发现问题、制定对策，保障水资源的可持续利用。
本文将介绍水资源短缺风险综合评价的概念和方法，并探讨其在实践中的应用。
概念水资源短缺风险综合评价是指对一个地区或流域的水资源短缺情况进行全面、系统的评估和分析。
它包括对水资源量、供需状况、生态环境影响等多个方面的综合评价，以确定水资源短缺的风险程度和影响因素，并提出相应的对策和措施。
方法水资源短缺风险综合评价的方法可以分为定性评价和定量评价两种。
定性评价定性评价主要通过对水资源短缺的影响因素进行描述和分析，以确定各个因素对水资源短缺风险的贡献程度。
常用的定性评价方法包括层次分析法、模糊综合评价法等。
通过这些方法，可以对不同因素进行排序和权重确定，从而判断其对水资源短缺的影响程度。
定量评价定量评价是通过建立数学模型，对水资源短缺进行量化分析。
在定量评价中，需要确定评价指标和评价方法。
评价指标可以包括水资源总量、用水强度、水资源开发利用率等方面，评价方法可以采用统计分析、系统动力学模型、模拟仿真等。
应用案例案例一：某市水资源短缺风险评估在某市的水资源短缺风险评估中，首先确定了评价指标，包括年平均降水量、年平均径流量、年用水总量等。
然后利用统计分析方法，对这些指标进行了量化处理，并计算出不同指标的权重。
最后，运用层次分析法，对各个因素进行综合评价，确定了水资源短缺风险的程度和影响因素。
案例二：流域水资源短缺风险评估在流域水资源短缺风险评估中，除了考虑局部的水资源情况外，还需要考虑流域的水循环和水质状况。
因此，需要建立一个复杂的模型，同时考虑水资源供需的平衡、水循环的特点和水质的保护。
通过模拟仿真等方法，可以对流域的水资源短缺风险进行综合评价和分析，为决策提供参考。
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价水资源短缺是一个全球性问题，对人类社会和生态环境都带来了巨大的风险。
为了更好地评估水资源短缺的风险，需综合考虑多个方面的因素。
首先，水资源短缺的风险与水资源的总量和分布有关。
一些地区由于自然条件和地理位置限制，水资源总量较少，人口稠密的区域可能面临较大的水资源短缺风险。
此外，气候变化也会影响降水量和水资源的分布，增加了水资源短缺的风险。
其次，水资源短缺的风险与水资源利用效率有密切关系。
如果水资源利用率较低，即使水资源总量较丰富，也可能面临水资源短缺的风险。
因此，评估水资源短缺风险时需考虑水资源的开发利用情况，包括农业用水、工业用水和居民用水等各个方面。
此外，水资源短缺的风险还与经济发展和社会变迁有关。
经济的快速发展和人口的增加会导致对水资源的需求不断增加，从而增加了水资源短缺的风险。
同时，城市化进程也可能带来水资源管理和分配方面的挑战，增加了水资源短缺的风险。
最后，水资源短缺的风险与水资源管理和治理的能力有关。
合理的水资源管理和有效的治理可以减少水资源的浪费和污染，提高水资源的利用效率，降低水资源短缺的风险。
因此，在评估水资源短缺风险时，还需考虑相关管理和治理政策的实施情况。
综合考虑以上因素，可以进行水资源短缺风险的综合评价。
评估的结果可以为政府和决策者提供参考，制定相应的水资源管理和治理策略，以减少水资源短缺的风险，保障人类社会和生态环境的可持续发展。
同时，也需要加强国际合作，共同应对全球水资源短缺问题，确保世界各地人民都能够享受到充足的清洁水资源。
水资源短缺是一个全球性问题，对人类社会和生态环境都带来了巨大的风险。
为了更好地评估水资源短缺的风险，并采取有效的措施应对，需要综合考虑多个方面的因素，建立一个完整的水资源短缺风险评估模型。
首先，水资源总量和分布是评估水资源短缺风险的基础因素之一。
不同地区的水资源总量和分布差异巨大，一些地区由于自然条件和地理位置限制，水资源总量较少，人口稠密的区域可能面临较大的水资源短缺风险。
北京水资源短缺风险综合评价
北京水资源短缺风险综合评价首先，北京市的地理位置决定了其水资源的困境。
北京位于华北平原，地势平坦，地下水资源有限。
长期以来，北京市主要依靠外部供水来满足其水需求。
然而，受制于外部水源的限制，北京市的供水能力受到了极大的制约。
据统计，截至2019年，北京市目前的供水能力仅为每年35亿立方米，而实际需求量已经超过了40亿立方米。
这意味着，北京每年都面临着近5亿立方米的水资源缺口。
其次，北京市的水资源利用效率低下也加剧了水资源短缺的风险。
近年来，随着城市建设的不断扩张，大量的水资源被浪费在高耗水率的建筑、农田灌溉和生产制造等领域。
同时，由于缺乏有效的水资源管理和水资源利用规划，水资源分配不均衡、浪费现象普遍存在。
数据显示，北京市水资源利用效率仅为40%左右，远远低于发达国家的水资源利用标准。
再次，气候变化对北京水资源的影响也带来了进一步的风险。
随着全球气候变暖的趋势加剧，北京市的水资源供应将面临更多的不确定性。
气温升高导致水蒸气的含量增加，降水量和降雨强度也会发生变化。
这将导致北京地区的水资源供应不稳定，增加旱灾和水灾的风险。
综上所述，北京市的水资源短缺风险是一个复杂的问题，涉及地理位置、水资源利用效率和气候变化等多个因素。
为了缓解水资源短缺风险，北京市需要加强水资源管理，提高水资源利用效率，积极推广节水措施，并在应对气候变化方面采取相应的措施。
只有这样，北京市才能实现可持续发展，确保人民的水安全和社会的稳定。
近年来，北京市的水资源短缺问题已经引起了政府和公众的高度关注。
虽然政府采取了一系列的措施来缓解水资源短缺的风险，但问题依然存在并且不断加剧。
因此，对北京市的水资源短缺风险进行综合评价是非常必要的。
首先，从供需关系角度来看，北京市的水资源供求矛盾日益加剧。
随着城市化进程的加快，人口增长和经济发展带来了不断增长的用水需求。
与此同时，地下水的开采量逐年增加，加重了地下水资源的利用压力。
据统计，北京市地下水资源开采量在过去30年中翻了两番，导致下降了几十米的地下水位，甚至出现了地面塌陷的情况。
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价摘要水是维持生态系统完整、人类生存和社会经济发展的基础性资源，然而随着近年来人口增长、生产扩大和城市化进程加快，全球很多地区都面临着不同程度的水问题。
长期以来北京市一直是中国甚至是世界上水资源最为严重短缺的超大城市之一，其人均水资源占有量不足300m3，为全国人均的1/8，世界人均的1/30，属重度缺水地区，本论文就北京市水资源短缺风险进行了综合评价，并确定了主要风险因子，根据主要风险因子提供了一些节水建议。
对于第一问我们根据提供的数据并经过分析，列出了几个主要的风险因子，并计算他们的方差，根据标准差波动性的大小，并通过层次分析方法来进行等级的分化，从而确定主要的风险因子，通过基于最大熵原理对北京市水资源短缺风险进行综合评价，做出等级分化，最后通过应用线性回归做出未来两年水资源的短缺风险进行预测。
关键词：风险因子短缺风险线性回归综合评价一、问题的提出水资源由供水和需水两方面组成，但是供水和蓄水又存在不确定性，为了确定主要的风险因子，我们根据供水和需水的几个方面通过查阅文献，我们找到了几个风险因子，如何确定其为主要的风险因子？确定出主要的风险因子，如何建立一个模型对北京市水资源短缺风险进行综合评价，并进行等级分化？根据我们算出的数据如何对北京市未来两年水资源短缺风险进行预测并提出相应的意见。
二、问题的解决对于第一问我们采用对查出的数据进行标准差的计算，并用层次分析方法确定主要的风险因子，再利用最大熵原理对北京市水资源短缺风险进行综合评价，利用线性回归对北京是未来两年水资源短缺风险进行预测，并查阅相关文献，提出相应的建议。
我们需要解决下列关键分析：1.数据的处理。
2.建立适当的模型，提高判别结果的精确度。
3.必须通过对已知数据的深挖掘，找出修正判别准则地方法。
我们将整个问题分为如下两个问题，通过标准差比较波动大小从而确定主要的风险因子，然后通过线性回归预测未来两年的水资源情况。
水资源短缺风险综合评价_(修复的)
水资源短缺风险综合评价摘要：本文通过建立模型来判定北京市水资源短缺风险的主要因子对北京市水资源短缺风险进行综合评价，进而提出调控办法。
对于问题一，影响水资源短缺的因子很多，主要有四方面：第一，农业用水；第二，工业用水；第三，人口规模；第四，气候条件和水利工程设施。
以上四方面分别对应附表中农业用水量，工业用水量，第三产业及生活等其他用水量和水资源总量。
对于主要因子，本文采用关联分析对关联度进行计算量化处理。
首先对数据进行了预处理，以缺水量（总用水量-水资源总量）作为参考数列，把农业用水量，工业用水量，第三产业及生活等其他用水量和水资源总量作为参考数列，然后对个数列进行初始化处理，利用matlab分别计算出以上四方面对缺水量（总用水量-水资源总量）的相关性。
得出总体相关性大小排序如下：0.6477 > 0.6327 > 0.5971 > 0.5844即：水资源总量>第三产业和生活等其他用水量>农业用水量>工业用水量为检验该模型的合理性，本文采用matlab作出以上四个量以及缺水量（总用水量-水资源总量）对时间的关系图，从图中可以直观显示农业和缺水量的相关性较大，和该模型结果吻合，模型具有较好的准确性。
对于问题二，本文建立了合适的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。
本文将改革开放以来的三十年分成六个阶段，每个阶段分为五个点。
采用熵值确定农业用水量，工业用水量，第三产业及生活等其他用水量三方面对水资源短缺影响的权重，得出水资源短缺的综合测评指数Q，再利用六个阶段的Q值和实际数据对比的结果，定义出反映水资源短缺程度的程度系数e。
由于水资源总量相对于其他三方面因子的特殊性，本文决定分两个阶段（分别是1979~2000和2001~2008）拟合出（水资源总量/总用水量）的比值相对于时间的一次函数，根据函数走势对e进行修正，再对程度系数进行区间划分，作为风险等级的指标。
对水资源短缺的风险评价
随着经济的发展和人 口的增 加 ，人类对水 资源 的需 求不断增 资源短缺风险程度 。 其公式为 ｃ＝ Ｋ 、 ／Ｐ Ｇ／ １＋Ｗ ２ ） ， 式 中，Ｃ 为水 资源 加， 再加 上存 在对水资源 的不合理开采和利用 ， 很多 国家和地 区出 短缺风险指数； Ｐ 为人 口（万人）； Ｇ为Ｇ Ｄ Ｐ 国内生产总值（亿 现不同程度 的缺水 问题 。 １我国水资源短缺的基本情况 元） ； Ｗ １为本地水 资源 总量 （ 亿ｍ ３ ） ； Ｗ ２ 为外调水 资源 总量 （ 我国是一个干旱缺水严重的国家。 淡水资源总量为 ２ ８ ０ ０ ０ 亿立 亿 ｍ３ ）： Ｋ 为与降水有关 的系数。 方米 ， 占全球 水资源 的 ６ ％， 仅次 于巴西 、 俄罗斯 和加 拿大 ， 居世界 Ｋ＝ １ ． ０， Ｒ ≤２ ０ ０ ； Ｋ ＝ Ｉ ． ０ － ０ ． １ （Ｒ 一 ２ ０ ０ ）／２ ０ ０ ， ２ ０ ０ ＜ Ｒ≤ ０ ０ ； Ｋ ＝ ０ ． ９ —０ ． ２ （Ｒ 一 ４ ０ ０） ／４ ０ ０ ， ４ ０ ０ ＜ Ｒ≤８ ０ ０ ； Ｋ ＝ ０ ． ７— ０ ． ２ 第 四位 ， 但 人均只有 ２ ３ ０ ０立方米 ， 仅为世界平 均水 平的 １ ／４ 、 美 国 ４ 的 １ ／５ ， 在世界 上名列 １ ２ １ 位， 是 全球 １ ３个人 均水 资源 最贫乏 的 （ Ｒ 一８ ０ ０）／８ ０ ０ ， ８ ０ ０＜Ｒ ≤１ ６ ０ ０ ； Ｋ ＝ ０ ． ５， Ｒ＞１ ６ ０ ０ 。式 中，Ｒ ｌ ｍ ）。从上式可以看出， 一个地 区水 资源 总量 越大， 国家之一。 扣除难以利用 的洪水径流和散 布在偏远地 区的地下水 资 为降雨量 （ｎ 源后 ， 我 国现实可 利用 的淡水资源量则更 少 ， 仅为 １ １ ０ ０ ０亿立方 米 水资源短缺风险指数越小；人 口规模和经济规模越大，水资源短缺 左右 ， 人均可利用水资源量约为 ９ ０ ０立方 米 ， 并且其分布极不均衡 。 风险指数越大 。根据这一规律， 对水资源短缺风险程度 可以进行详 到２ Ｏ世纪末 ， 全国６ ０ ０多座城市 中， 已有 ４ ０ ０多个城市存在供水 不 细 的定 量 划 分 。 足 问题 ， 其 中比较严 重的缺水城市达 １ １ ０个 ， 全 国城 市缺水 总量 为 ４水 资源 短 缺 风 险 评 价 的建 议 ６ ０亿立方米 。据监测 目前全 国多数城市地下水受 到一定程度的点 ４ ． １ 加强供需水管理，降低水 资源短缺风险 状和面状污染 ， 且有逐年加重的趋势 。Ｅ ｔ 趋严 重的水污染不仅降低 ｆ １ ）水资源需求管理是为抑制对水资源 的过度需求 、防止生态 了水体 的使 用功能 ， 进一步加剧 了水资 源短 缺的矛盾 ， 对我 国正 在 系统的破坏 与水环境容量 的衰减， 决策者 、 规 划者 、 用水户 等所有 综 合利用法 律 、 行政、 经济 、 科技 、 教 实施 的可持续发展战略带来 了严重影 响， 而且还严重威胁到城市居 利益相关者采 取系统性行 动， 民的饮水安全和人民群众 的健康 。水利部预测 ， ２ ０ ３ ０年 中国人 口将 育 、宣传 等一 系列手段 ，以促进水资源 的公 平合理配置和高效 、 可 达到 １ ６ 亿， 届时人均水 资源量仅有 １ ７ ５ ０立方米。在充分考虑节水 持续利用 。（ ２ ）强化供水管理，应用先进技 术， 增加水 资源供应 量。 ３ ） 实时调整用水 比例。由于区域需 水和来水 的不均衡性， 如果采用 情况下 ， 预计 用水 总量为 ７ ０ ０ ０亿 至 ８ ０ ０ ０亿 立方米 ， 要求供水 能力 （ 比现在增长 １ ３ ０ ０亿至 ２ ３ ０ ０亿 立方 米 ， 全 国实际可利用水资源量接 固定 的分水 比例，在某种 程度 上会加大水资源 的区域性短缺 风险， 近合理利用水量上限 ， 水资源开发难度极大 。『 ｌ １ 但对各计算单元之 间的分水 比例进行实 时的调整则可 以降低 区域 整体 上的水资源短缺风险。（ ４ ） 强化南水北调 工程 的管理 。 实施南水 ２水 资 源 短 缺 的 原 因 无论是情 愿还是不情愿 ， 缺水 ， 这一让水 乡人感到无 比陌生和 北调东线一期 、 二期工程和 中线一 期工程 ， 但 不可忽视对供 水 的管 尴尬 的事实 已经真实地摆 在了人们 的面前 。 一些地区出现了水乡无 理， 否则会削弱南水北调 工程发挥 的作用。 水 喝的尴尬局面 ， 水资源危机给江南水乡社会经济 的发展带来 了严 ４ ． ２实施多种风险策略，减轻风险事件损失 通过规避风险 、转移短缺 风险和损前控制策 略的实施 ， 可 以有 峻的挑战 。 效减轻水 资源短缺风险的影响。 转移水 资源短缺风险的主要途径 可 ２ ． １ 水环境恶化没有得到有效的遏制 全 国水土流失面积 ３ ６ ７ 万平方公里 ， 占国土面积的 ３ ８ ％ 。全 国 以有：区域调水 、 水权交易和水资源短缺 风险保 险 。水资源短缺 风 近一 半河段和九成 的城 市水 域受到不 同程度 的污染 。水环 境的恶 险保险可以使水资源短缺风险转移到保险公司 的所有投保 人， 进 而 化， 破坏 了生态系统 ， 进一步加剧了水资源紧缺的矛盾 。 随着我 国人 降低区域水资源危机发生的概率。 口的增加 ， 经济 的发展和城市 化进程的加快 ， 我 国水资 源形 势将更 ４ ． ３ 设立风险基金， 实施水资源短缺共担 为严 峻 ， 以水资源紧张 、 水污染严重 和洪涝 灾害为特征 的水 危机 已 水资源保 障体系工程不单 纯是社会福利 事业 ，而且也是 国家 经 经成 为我 国可持续发展的重要 制约因素 ， 成为实现新时期经济社会 济建设 中基础产业 的一部分，除 国家财政 负担 一部 分建设 费用外， 发展 目标具有基础性 、 全局性和战略性的重大 问题 。 然而 ， 中国水 土 直接利益的生产 、 经营单位 以及 家庭都应 负担 一部分 费用。由于 目 流失尚未得到有效控制 ， 生态脆弱 。中国众多 的山地 、 丘陵 ， 因季风 前建 立水资源短缺 风险保 险不 太现实，那么 建立水资源 短缺风 险 型暴雨 ， 极易造成水土 流失 。同时， 对水土资源不合理的开发利用 ， 基金则值得探讨 。 ４ ． ４实施水资源战略储备 ， 建立调水应急方案 加剧了水 土流失 。目前 ， 中国水土流失面积 ３ ５ ６ 万平方公里 ， 占国土 评价过去的水 资源短缺影响， 从 中选 择有 代表性 的水资源短缺 面积 ３ ７ ％， 每年流失 的土壤总量达 ５ ０亿吨 。严重的水土流失 ， 导致 土地退化 、 生态恶化 ， 造成河道 、 湖泊泥 沙淤积 ， 加剧 了江河下游地 年份雨情 、 水 情及 其空间分 布， 作为水 资源短缺预案研究 的典 型模 区的洪涝灾害 。由于干旱和超载过牧 ， 导致草原 出现退化 、 沙化 现 式 。比如， 对城镇 和农村生活用水， 实行定时 、 限量供水； 对社会 经 象。 济影 响较小且耗水量大 的工厂，实行限产或停产 ； 对农业 用水，要 考 虑灌溉用水 的季节变化 ， 考 虑农作物生 长所需 的关键 水 和对 商 ２ ． ２ 工业污水 、 农业污水和生活污水加重水体污染 大量 的工业和生活污水未经处理直接排入水 中， 农业生产 中化 品菜 田需水实行低 限供水等，尽 量保 证人们最 低的粮食 和蔬菜 需 ３ １ 肥和农药大量使用 ， 使 得部 分水 体污染严 重。水 污染不仅加 剧了灌 求，以保证社会安定 和减少水资源短缺造成 的损失。［ 参考文献 溉可用水资源的短缺 ，成为粮食生产用水 的一个重要制约 因素 ， 而 且直接影 响到饮水 安全 、 粮食 生产和农作物安全 ， 造成 了巨大经 济 … １ 张丽． 水资源 系统风险分析过程研 究 ２ ０ ０ ９ （ ２ ） ． 损失 。而水资源也更加短缺 了。 【 ２ ］ 张芸霞． 基 于模糊数 学的水资源短缺 风险综合评价ｆ Ｊ ］ ． ２ ０ １ ２（ １ ３ ） ． ３水资源短缺风 险定量评价 『 ３ 憧 国庆． 缺水世界 的商业胜 出ｆ Ｊ １ ． ２ Ｏ Ｌ Ｏ （ １ ５ ） ． 利用水资源短缺风险指数进一步分 析水 资源开发利用前景。 水 资源风险指数 的物理意义是 区域 的降水 、 人 口和社会经 济发 展决 定 水资源 的需求 量，利用这 ３个数 据与水资源量之 间的关系反 映水
水资源短缺风险综合评价
t = 1, 2,K, n
•
由残差图可知第6 和第8个点偏差太大， 将这两点去除，改进 得到回归方程 y=0.1710+0.8166x1 +1.9697x2+2.2964x 3-0.0154x40.0598x5 得其残差图如右图 。 方程能较好的反应 因变量Y与各自变量X 之间的关系
• 2、再通过线性拟合得到各个因素影响下供求差值 的走势图，从而得到我们所需的预测模型。 • 例子：时间-人口增长：y=exp(6.7682+0.0187t)
量对其影响程度较大。
方法（2）：模糊综合评价模型划分等级 • 于水资源短缺由多方面的不确定因素影响， 导致水资源短缺风险也具有不确定性，而 且由于风险概念具有模糊性，因此用模糊 数学的概念和方法，建立水资源短缺风险 评判的理论和模型 • 模糊综合评判模型的一般方法: • a.确定因素集和评判集 • b.确定模糊评判矩阵R=(rij)n×m • c.综合评判
业用水、工业用水和生活用水是影响水资源短 缺的主要风险因子。
• 2、怎样对将来水资源短缺进 行风险预相关数据中找出合适 的函数进行拟合，并对缺水量与各因素建立起来 函数关系，可以定量的预测将来两年的缺水量。
三、建模方法
• 本文针对北京水资源的评估运用了三个方 法即： • （1）熵值法确定权重系数 • （2）模糊综合评价法对风险进行等级划分 • （3）多元线性回归与拟合法进行预测
数学建模
水资源短缺风险综合评价
北京水资源短缺的现状(背景)
• 我国是世界人均水资源短缺的国家之一，进入21世纪以后， 水资源的短缺形势更加严峻，对经济可持续发展将构成严 重威胁。因此，在国家实施可持续发展和科教兴国两大战 略指导下，针对水资源短缺的严峻态势，党和国家及时 提出“开源节流并重，把节水放在突出位置，以提高用水 效率为核心，全面推行各种节水技术和措施，发展节水型 产业，建立节水型社会的目标和任务”，厉行节约用水， 建立节水型社会就成为我国一项基本国策。本文主要针对
水资源短缺风险综合评价
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。
水资源短缺风险综合评价(新)之欧阳美创编
《数学建模》选修课作业论文我们的选择题号为：参赛队员（签名）：队员1：院系及专业学号队员2：院系及专业学号队员3：院系及专业学号队伍负责人：联系电话：题目：水资源短缺风险综合评摘要：本文通过建立模型来判定北京市水资源短缺风险的主要因子对北京市水资源短缺风险进行综合评价，进而提出调控办法。
对于问题一，影响水资源短缺的因子很多，主要有四方面：第一，农业用水；第二，工业用水；第三，人口规模；第四，气候条件与水利工程设施。
以上四方面分别对应附表中农业用水量，工业用水量，第三产业及生活等其他用水量与水资源总量。
对于主要因子，本文采用关联分析对关联度进行计算量化处理。
首先对数据进行了预处理，以缺水量（总用水量-水资源总量）作为参考数列，把农业用水量，工业用水量，第三产业及生活等其他用水量与水资源总量作为参考数列，然后对个数列进行初始化处理，利用matlab分别计算出以上四方面对缺水量（总用水量-水资源总量）的相关性。
得出总体相关性大小排序如下：0.6477 > 0.6327 > 0.5971 > 0.5844即：水资源总量>第三产业与生活等其他用水量>农业用水量>工业用水量为检验该模型的合理性，本文采用matlab作出以上四个量以及缺水量（总用水量-水资源总量）对时间的关系图，从图中可以直观显示农业与缺水量的相关性较大，与该模型结果吻合，模型具有较好的准确性。
对于问题二，本文建立了合适的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。
本文将改革开放以来的三十年分成六个阶段，每个阶段分为五个点。
采用熵值确定农业用水量，工业用水量，第三产业及生活等其他用水量三方面对水资源短缺影响的权重，得出水资源短缺的综合测评指数Q，再利用六个阶段的Q值与实际数据对比的结果，定义出反映水资源短缺程度的程度系数e。
由于水资源总量相对于其他三方面因子的特殊性，本文决定分两个阶段（分别是1979~2000和2001~2008）拟合出（水资源总量/总用水量）的比值相对于时间的一次函数，根据函数走势对e进行修正，再对程度系数进行区间划分，作为风险等级的指标。
水资源短缺风险评价
水资源短缺风险评价体系摘要：目前,水资源短缺的问题越来越突出,而且成为制约我国社会经济可持续发展和水资源可持续利用的主要障碍,关于如何对水资源的短缺风险进行综合评价,目前没有统一定义和标准评价方法.如何建立科学的评价方法、建立一个规范化并和国际接轨的评价体系已成为一个亟待解决的重要课题.基于对水资源短缺风险评价的需要,本文以北京市为例,我们在原模糊综合评判模型的基础上改进模型.首先用层次分析法构建了北京市水资源短缺风险因子分析模型,通过计算,最终确定出导致风险的主要因子,为进一步进行风险评价奠定了基础.随后运用改进的模糊综合评判模型, 对北京市的水资源短缺程度、短缺原因及变化趋势进行了比较全面的分析,对风险等级进行了划分.同时,选取了短缺性、危险性、易损性、承险性作为水资源短缺风险的评价指标,通过建立隶属函数和评价矩阵,对水资源短缺风险进行了定量评价,以最大隶属原则为依据,得出北京市水资源短缺处于较高风险，同时也为制订风险的防范措施和对策提供了理论依据.在应用模糊综合评判模型的同时,我们为了准确的确定短缺性、危险性、易损性、承险性的权重,通过发放调查问卷,采用确定权重的统计方法,即加权统计方法,得到了其权重.在用该模型分析水资源短缺风险的分析过程中,通过计算发现该方法克服了以往假设模型中条件的限制,在目前信息收集不完整、数据质量不高的情况下有着独特的优势.该模型能使评估更加客观、准确、系统、有效.然后用MATLAB软件对北京市水资源状况的相关数据进行拟合,从用水量、用水结构、水资源总量几个方面对北京市未来五年水资源进行了预测,得到了可靠的预测结果.最后,在我们研究结论的基础上,提出了缓解北京市水资源短缺的对策和措施.关键词：水资源短缺风险；模糊综合评判模型；层次分析法；预测一、问题重述水资源是城市形成、发展的必要条件,在自然和人类活动影响下, 城市旱涝、缺水及水环境污染现象时有发生, 水资源问题已严重阻碍了当今城市发展水资源短缺、供需的失衡始终是我国社会经济可持续发展、水资源可持续开发利用和管理保护所面临的重大问题和难题.那么如何对水资源短缺风险的主要因子进行识别,以及在这些水资源短缺的风险因子中,哪些因子是主要的,这对于研究水资源短缺风险将是十分必要的,因此,对以上几个问题的分析将是必不可少的.那么能不能建立一个水资源短缺风险评价的数学模型？由此分析,对于从用水量、用水结构、水资源存量几个方面对北京市未来几年的水资源进行预测也是必要的.这样,可以给有关部门写一份研究报告,提出水资源短缺成因、水资源风险控制以及水资源保护等方面提出一点建议,来降低水资源短缺风险.二、问题分析由于的数据属离散型,它们无法直接为数学模型所用.在统计数据中存在的人为误差,其属性变量的取值必然存在误差.基于上述原因,我们必须对数据进行处理；鉴于风险各层面的指标差异问题,我们必须对数据比较分析,得到统一的评价标准,最后进行评估.因此我们需要解决以下关键问题：1.如何对水资源风险的主要因子进行识别,然后对分险因子进行重要性分析2.搜集数据,然后对数据进行分析和计算.3.在原有模糊综合评价模型的基础上,如何进行改进和变化,建立一个更好的数学评价模型,使其更好地适应水资源短缺风险的评价.三、基本假设假设一: 我们对水资源短缺风险因子指标分层是合理的假设二: 我们所列的水资源短缺风险因子指标是全面的,其他因素对水资源的短缺风险的影响忽略不计假设三: 南水北调及其它工程正常运行假设四: 没有重大的自然灾害发生如干旱等其他因素假设五: 在数据的计算过程中,加设误差在合理的范围之内,对数据结果的影响可以忽略不计假设六: 所有收集到的数据均有效,即不考虑人为因素造成的无效数据假设七: 北京地区人口流动正常假设八: 风险等级是主要致险因子决定的四、符号说明a：表示项目C i与C j对目标的影响之比ijW：权重iC R：随机性指标..C I：一致性指标..A：分类指标iCR ： 一致性比率i N : 影响力评价指标值 i k : 分项指标值i U : 综合评判因素 i V : 评判等级i B : 等级i V 对综合评定所得模糊子集B 的隶属度i : 单因素i U 在总评定因素中所起作用的大小 B : V 上的模糊子集()i C x : 隶属函数五、模型建立水资源短缺风险,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.为了较好地评价水资源短缺风险,首先,我们需要分析水资源短缺的风险因子,即分析水资源短缺的成因. 5.1判定水资源短缺的主要风险因子根据北京市水资源资料,首先通过系统定性分析,列出了可能造成北京市水资源短缺风险的各方面因素,比如说降雨量、灌溉面积、水的价格等,然后在这些因素中选出一些主要的因素,其他一些次要因素则认为对北京市水资源短缺的影响较小可以忽略不计.概括来说,这些因素主要源于以下四方面:1.环境因素;2.工业因素;3.农业因素,4.社会经济因素.通过对水资源短缺风险因素的分析,我们建立起相应的风险指标体系.该指标体系分为3 个层次,共由15个指标组成.如表1所示,根据对问题的分析,为了定量分析水资源短缺因子的重要性,我们参考已有的层次分析法[8],这种方法是一种将定性分析与定量分析相结合的系统分析方法.层次分析法处理问题的基本步骤简述如下：(1)确定评价目标,再明确方案评价的准则.根据评价目标、评价准则构造递阶层次结构模型.递阶层次结构模型一般分为3 层：目标层、准则层和方案层；(2)应用两两比较法构造所有的判断矩阵.下表是建立判断矩阵的方法.表2.两两比较法的标度对本级的要素进行两两比较来确定判断矩阵A 的元素,ij a 是要素i a 对j a 的相对重要性其值是由专家根据资料数据以及自己的经验和价值观用判断尺度来确定判断尺度表示要素i a 对j a 相对重要性的数量尺度.采用的判断尺度见（表1）根据判断尺度建立n 阶的判断矩阵n n A ⨯：其中： 0ij a > ,1/ij ji a a =,ii a =1 ,（i ,j =L 1,2 ,, n ） 然后确定各要素的相对重要程度：(1)计算判断矩阵的特征向量W ,然后进行归一化处理即得到相对重要程度向量：111,2,...,nn i ij j n W a i =⎛⎫= ⎪⎝⎭=∏, （5.1）（2）一致性判断.为了检验判断矩阵的一致性,根据AHP 原理,可以利用max λ与n 之差来检验一致性,定义一致性计算指标为： ...C I CR C R= , （5.2） 其中max ..1nC I n λ-=-, （5.3）max λ为判断矩阵A 的最大特征值...C R 为随机性指标,是通过构造最不一致的情况,对不同的n 阶比较矩阵中的元素,采取随机取数的方式进行赋值,并且对不同的n 取多个子样,先计算出..C I 的值,再求得其平均值,记为..C R ,见表2.表 3. 随机性指标..C R 数值当矩阵A 满足一致性时,..0C I =；当矩阵A 不满足一致性时,一般有max n λ>,因此..0C I >,故在一般情况下,当0.1CR <时就可以认为判断矩阵具有一致性,据此而计算的值是可以接受的；若不满足0.1CR <,则认为判断矩阵不符合一致性要求,需要专家重新按判断尺度表进行判断,建立判断矩阵进行相应计算,直到一致性检验通过.设环境因素指标、工业因素指标、农业因素指标、社会经济因素指标权重向量分别为1234,,,ωωωω,现在以社会经济因素为例,对其相关二级指标进行求解：表4：社会经济因素相关指标量（1） 求权重向量 它对应的判断矩阵1112122122412n n n n nn a a a a a a A a a a ⎛⎫⎪ ⎪= ⎪⎪⎝⎭L L L L L L =9.379.379.37167.513.0358.467.567.567.519.3713.0358.413.0313.0313.0319.3767.558.458.458.458.419.3767.513.03⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭计算判断矩阵的特征向量W ,然后进行归一化处理即得到相对重要程度向量：11nni ij j W a =⎛⎫= ⎪⎝⎭∏, i ＝1、2、…、n ;（5.4）最后得到的权重向量为：（2） 一致性检验max λ的计算过程如下：A 1 =9.379.379.37167.513.0358.467.567.567.519.3713.0358.413.0313.0313.0319.3767.558.458.458.458.419.3767.513.03⎛⎫ ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭0.06390.06320.05290.06310.45520.45560.45360.45560.08780.08790.08760.08770.39310.39320.38330.3935⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭列向量归一化0.25281.82240.35121.5728⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ 0.06320.45570.08780.3932⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭得4A ω=0.25291.82260.35141.5726⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭max λ=()0.25291.82260.3514 1.5728140.06320.45570.08780.3932+++=4.013根据公式max ..1nC I n λ-=-可得..0.0241,C I =此时,..0.9C R = ,由公式...C I CR C R=. 可算得..0.0241,C I =由于..0.1C R ＜则可以认为判断矩阵具有一致性,据此而计算的值是可以接受的；综合上面的计算,我们得到环境因素指标、工业因素指标、农业因素指标、社会经济因素指标的4个权重向量：设环境因素指标、工业因素指标、社会经济因素指标值分别是,,,A B C D N N N N ,它们的分项指标的权重为1i a ,2i a ,3i a ,…,ji a （i ,j =L 1,2 ,, n ）,分项指标的值分别为1i k ,2i k ,3i k ,…,ji k （i ,j =L 1,2 ,, n ）,总值为N ,所以有公式11m j n imn mn m n N a k =====∑∑ （5.5）根据这个公式及参考姜启源编的《数学模型》第二版[1]中的概念及计算原理得目标中的组合权重应该为它们相应的权向量和max λ归一化的特征向量两两乘积之和.则对于社会经济因素来说,它的评价指标值为：同理,对于水资源分险因子的其他三个层面,可得其评价指标值为：再根据它们各自的指标值算出权重向量,最后,由公式（5.5）得到水资源短缺风险因子按行求和归一化的评价向量：由此可以看出,环境因素指标、工业因素指标、农业因素指标、社会经济因素指标各自的重要性分别为33.6%,13.7%,5.6%,48.2%,这说明随着北京人口的增多和第三产业的不断发展,社会经济因素对水资源造成短缺的作用越来越大.人口增长, 居民生活水平的提高带来的居民生活用水的迅速增长, 城市建设、环境质量的提高以及服务业的蓬勃发展造成了公共用水的增加, 共同推动了北京市生活用水迅速增长.5.2水资源短缺风险评价模型的建立基于上面的分析,我们已经得到了主要的水资源短缺风险因子,由此我们可以分析得出各风险因子与水资源短缺风险的关系,如图（1）所示.由此可以看出,水资源的短缺取决于供水和需水两方面,而这两方面都具有随机性和不确定性.因此,水资源短缺风险也具有随机性和不确定性.在进行风险评价时,要充分考虑风险的特点以及水资源系统的复杂性,要把存在风险的概率、风险出现的时间、风险造成的损失、风险解除的时间、缺水量的分布等一系列因素考虑在内.因此难以用某一种指标对其进行全面描述和评价,必须从多方面的指标综合考虑.评价指标选择的原则是：（1）能集中反映缺水地区的缺水风险；（2）能集中反映缺水风险的程度；图1.北京市水资源短缺风险因素分析（3）能反映水资源短缺风险发生后水资源系统的承受能力；（4）代表性好,针对性强,易于量化.依据上述原则,并参考文献,选取了短缺性、危险性、易损性、承险性作为水资源系统水资源短缺风险的评价指标.由此我们建立基于模糊综合评判方法的水资源短缺风险的评价模型.水资源短缺风险评价是在短缺风险分析的基础上,把短缺性、危险性、易损性、承险性综合起来考虑.借助调查问卷,以层次分析法为工具,采用模糊综合评判模型对水资源短缺风险进行评价,并用改进的模糊综合评判模型对评价结果进行检验.短缺性: 指水资源系统在自身运行过程中输入主体容易受到损害的性质, 表征系统输入主体抵抗风险的不完备性.短缺性体现在系统运行的供需不满足性以及系统已经受到损害的程度.危险性：指在特定的时空环境条件下,水资源系统发生的非期望事件及其发生的概论并由此产生的损失.易损性: 表征系统面临风险的潜在损害度, 即系统潜在输出抵抗风险的易损程度.承险性：水资源系统能通过自身的反馈调节来应对风险的能力.为了比较直观的说明北京市水资源短缺风险的程度,我们将其分成5级,分别叫做低风险、较低风险、中风险、较高风险和高风险,风险各级别按综合分值评判,其评判标准和各级别风险的特征下表.表5：水资源短缺风险等级划分设给定2 个有限论域()4321,,,U U U U U =和()54321,,,,V V V V V V =,其中U 代表综合评判的因素（短缺性、危险性、易损性、承险性）所组成的集合；V 代表评语（低、较低、中、较高、高）所组成的集合.则模糊综合评判即表示下列的模糊变换R A B ο=,式中A 为U 上的模糊子集.而评判结果B 是V 上的模糊子集,并且可表示为()4321,,,λλλλ=A ,)4,3,2,1(10=≤≤i i λ；()54321,,,,b b b b b B =,10≤≤i b .其中i λ表示单因素i U 在总评定因素中所起作用大小的变量,也在一定程度上代表根据单因素i U 评定等级的能力；i B 为等级i V 对综合评定所得模糊子集B 的隶属度,它表示综合评判的结果.表6：水资源短缺指标分析表关系矩阵R 可表示为⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=4544434241353433323125242322211514131211r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r R 式中：ij r 表示因素i U 的评价对等级i V 的隶属度,因而矩阵R 中第i 行为对第i 个因素i U 的单因素评判结果.在评价计算中()4321,,,λλλλ=A 代表了各个因素对综合评判重要性的权系数,因此满足∑==)4,3,2,1(1i iλ；同时,模糊变换R A ο也即退化为普通矩阵计算,即取Min Max -合成运算,即用模型),(∨∧M 计算,可得综合评判R A B i ο=.通过模糊综合评判模型,我们又对水资源短缺风险进行了分析,建立起相应的风险指标体系.该指标体系分为3 个层次,共由16个指标组成.如表6所示,上述权系数的确定可用层次分析法(AHP)得到.由上述分析可以看出,评价因素集1234(,,,)U U U U U =对应评语集()54321,,,,V V V V V V =,而评判矩阵中 ij r 即为某因素i U 对应等级i V 的隶属度,其值可根据各评价因素的实际数值对照各因素的分级指标推求.六、模型的求解北京市水资源短缺风险的模糊综合评判模型求解：（1）因素集},,,{4321u u u u u =,其中1u 指短缺性,2u 指危险性,3u 指易损性,4u 指承险性. （2）评判集},,,,{54321v v v v v v =,其中1v ：低；2v ：较低；3v ：中；4v ：较高；5v ：高. （3）单因素评判.依据我们的调查问卷的数据,利用层次分析法,我们计算出了短缺性对水资源短缺风险的影响程度},,,,{54321v v v v v v ==(0.15 0.15 0.3 0.35 0.15) ,危险性对水资源短缺风险的影响程度},,,,{54321v v v v v v ==(0.15 0.3 0.3 0.15 0.1 ) ,易损性对水资源短缺风险的影响程度},,,,{54321v v v v v v ==(0.2 0.35 0.35 0.05 0.05)承险性对水资源短缺风险的影响程度},,,,{54321v v v v v v ==(0.2 0.4 0.2 0.15 0.05),便得到1u →(0.15 0.15 0.3 0.35 0.15)2u →(0.15 0.3 0.3 0.15 0.1 ) 3u →(0.2 0.35 0.35 0.05 0.05)4u →(0.2 0.4 0.2 0.15 0.05) 即得到一个U 到V 得模糊映射)(:V U f η→由此单因素评判可诱导出模糊关系R R f =,即得单因素评判矩阵 （4）综合评判.同样利用层次分析法的到短缺性、危险性、易损性、承险性关于水资源短缺风险的权重分配)1269.0,1889.0,2879.0,3986.0(=A .如下图2：图2取Min Max -合成用算,即用模型Ⅰ：),(∨∧M （主因素决定型）, 计算可求得综合评判为这表明水资源短缺危险程度较高,需要政府相关部门及全人类的高度注视.下面再用模糊综合评价的另一种方法即最大隶属原则,对北京市水资源短缺风险进行评价.我们将评语级分为5个级别,各评价因素分级指标见下表： 表7：水资源短缺风险评价分级指标我们在整理、分析调查问卷中用1表示水资源短缺低风险,2表示水资源短缺较低风险,3表示水资源短缺中风险,4表示水资源短缺较高风险,5表示水资源短缺高风险.通过求每个风险因子的风险等级的平均值,就得到短缺性、危险性、易损性、承险性的等级划分图如下表：表8：水资源短缺风险指标等级划分依据上表可构造短缺性、危险性、易损性、承险性隶属函数分别为：将0.6带入⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<<=2.13,12.130,2.130,0)(11111x x x x x C ,于是05.0136.011==r类似地,可算出其他指标的隶属度,得到单因素评价矩阵为 用),(∨⋅M （主因素突出型）计算可求得综合评判为 对B 进行归一化,得按最大隶属度原则北京市水资源风险处于较高风险等级,可见水资源供需状况极度危险.七、未来五年水资源状况的预测与分析根据对《北京统计年鉴》[4]中有关水资源情况的分析,本文采取趋势预测法:基于历史统计数据的分析,选取一定长度的、具有可靠性、一致性和代表性的统计数据作为样本,进行回归分析,并以相关性显着的回归方程进行趋势外延.为了使数据更加精确,采取了Excel 软件进行数据的描点作图（图3—图7）,从图表中可以看出北京市水资源在各个阶段的总体变化趋势,为了对未来的水资源数据进行预测,又用MATLAB 软件进行了数据拟合,得到了拟合曲线的函数表达式.图3：总用水变化趋势图4：农业用水变化趋势图5：工业用水变化趋势图6：第三产业及生活等其他用水变化趋势图7：水资源总量变化趋势以上是用Excel软件对1979—2008年从总用水量、农业用水量、工业用水量、第三产业及生活等其他用水量和水资源总量来描点,对它们总体的变化趋势进行分析,进而用MATLAB软件对它们未来五年的水资源情况进行预测.在MATLAB程序中,为了使拟合函数的表达式的误差最小,避免大数运算带来的截断误差,我们用1—30分别代表1979—2008（年）,所用的程序如下（以工业用水数据为例）：Format long;x=1:1:30y=[38.23,26,24,36.6,34.7,39.31,38,27.03,38.66,39.18,21.55,35.86,42.29,22.44,19.67,45.42,30.34,45.87,22.25,37.7,14.22,16.86,19.2,16.1,18.4,21.4,23.2,24.5,23.8,34.2]plot(x, y,'k.','markersize', 25)p4=polyfit(x,y,4)t=1:1:30s=polyval (p4, t)hold onplot (t, s,'r-','linewidth',2)plot (t, s,'b--','linewidth',2)grid;a=polyfit(t,y,4)(1)总用水量趋势预测所得四次多项式拟合曲线的函数表达式（这里用x表示年份,y表示水量,下同）为：y=0.0004x-0.03x2x -x（3）农业用水量趋势预测所得四次多项式拟合曲线的函数表达式为：y=4x3x+2x x+ （2）（3）工业用水趋势预测所得四次多项式拟合曲线的函数表达式为：y4x-3x2x -x (3)（4）第三产业及生活等其他用水趋势预测所得四次多项式拟合曲线的函数表达式为：y=4x3x+ 2x x+ （4）（5）水资源总量趋势预测所得三次多项式拟合曲线的函数表达式为：y=3x2x+x+ （5）由以上各函数表达式,将未来五年的年数对应在函数中,由于在前面我们用1—30来代表1979—2008年来减少误差,因此,这里用31—37来代表2009—2015年,将其带入函数中,可以算得到未来五年内各水资源的数据,如下表所示：表9 未来五年北京市水资源状况预测单位：亿立方米通过对以上数据的分析可以得到北京的用水量、用水结构、水资源存量的相关信息.7.1.用水量变化分析1980年到1990年, 北京市用水总量呈明显下降趋势, 年均减少总用水量0.087亿立方米.进入1990年以来, 年用水总量间的变幅则急剧缩小, 介于稳定的40.01亿立方米到46.43立方米之间,今后五年内将稳步上升,具体数据如表8所示7.2.用水结构变化分析北京市用水结构及其变化大体可按工、农业和第三产业及生活等其他用水等3个方面进行分析.（1）农业用水比重缩小, 呈继续缩减态势自1980年以来, 农业用水作为北京市的用水大户, 其用水量的减少趋势最为明显, 由1980年的31.83亿立方米降至2000 年的16.49亿立方米, 1980 年—1990 年、1990年—2000年和1996年—2000 年年均减少量分别为0.247亿立方米、0.477亿立方米和0.638亿立方米.农业用水占全市总用水量的比重也呈下降趋势由1980年的58.13% 降为2000年的40.82% ,近五年则平均以0.946% 的份额下降, 其下降趋势仍无停止迹象.（2）工业用水呈减少趋势, 近年趋于稳定工业用水亦呈负增长态势, 1980年用水量和占总用水量比重中分别为13.5亿立方米及32.08%, 到2000年下降为10.52亿立方米和26.04%, 年均递减0.142亿立方米,但近年来这种下降趋势已明显减缓.1997年—2000年工业用水总量介于10.5亿立方米—11.0亿立方米之间, 变幅为4.5%.未来五年用水量将逐步上升,但幅度会越来越小.（3）第三产业及生活等其他用水持续增加,与工、农业用水情况相反, 城市及生活用水量从1980年的4.94亿立方米迅速递增为2000年的13.39 亿立方米,所占比重从9.79% 增长到33.14%,而且不同阶段的年均增加量呈逐步上升趋势.1980年—1990年、1990年—2000年和1996 年—2000年城市及生活用水量年均增加量分别为0.265亿立方米、0.577亿立方米 和0.5亿立方米,相应占总用水量比重的年均增加值分别为0.666%、1.456%和1.588% .未来五年持续增加的状况不变.预计未来北京市用水结构总体趋势为:总用水量不会发生大的变化, 工业用水基本保持稳定或略有增加, 农业用水量和占总用水量的比重仍将呈下降趋势, 生活用水量与比重将持续递增.7.3．水资源存量变化分析水资源总量先呈减少趋势然后逐步上升, 水资源总量从1980年和1990年分别为26亿立方米和35.86亿立方米,呈上升状况,1990年—2000水资源总量从35.86亿立方米减少到16.86亿立方米,进入2000年以后,由数据可知,水资源总量又稳步上升,在今后五年里,如果没有其他因素的干扰,水资源总量会逐步上升,但上升的幅度会越来越小.八、模型的评价与改进虽然,算子(,)∧∨有很好的代数性质,但也存在着缺陷,它常常出现综合评判的结果不易分辨的情况,因此,模型Ⅰ需要改进,下面介绍改进数学模型的方法,即将原模型中的算子(,)∧∨改用其他算子.模型Ⅰ：),(∨∧M 综合评判的着眼点是考虑主要因素,其他因素对结果影响不大,为了避免出现决策结果不易分辨的情况,以下对模糊综合评判决策模型进行改进. 模型Ⅱ：(,)M ⋅∨（主因素突出型）)5,4,3,2,1)((1=•=∨=j r a b ij i ni j 计算可求得综合评判为 对2B 进行归一化,得通过观察,表明水资源短缺危险程度较高,这与模型Ⅰ：),(∨∧M 的结果是一致的,即表明水资源短缺风险突出,其水资源开采、利用、再生等治理迫在眉睫.但为了避免权重与主要因素有关而忽略次要因素,我们还可以对其进行改进.模型Ⅲ：),(⊕∧M （主因素突出型）)5,4,3,2,1()(11=∧=∧=∑⊕==j r a r a b ni ij i ij i ni j 这里的⊕为有界和,即),1min(b a b a +=⊕ 计算可求得综合评判为我们能明显的看出水资源短缺危险程度较高,这与模型Ⅰ：),(∨∧M 和模型Ⅱ：),(∨⋅M 的结果是一致的,即表明水资源短缺风险突出,是不能被忽略的.模型Ⅲ：),(⊕∧M 在实际应用中,主因素（权重最大的因素）在综合评价中起决定作用,为了避免其带来的负面影响,我们用另外一种模型即模型Ⅳ进行检验.模型Ⅳ：),(+⋅M （加权平均模型）)5,4,3,2,1(1=⋅=∑=j r a b ni ij i j 计算可求得综合评判为模型Ⅳ对所有因素以权重大小均衡兼顾,适用于考虑各因素起作用的情况.从模型Ⅳ可以检验出前三种模型在数据分析及用算过程中是适合的,并没有带来较大的偏差.九、结论（1）本文基于模糊综合评判模型建立了水资源短缺风险评价模型,同时考虑到水资源系统的模糊不确定性,可对水资源短缺风险的影响程度给予综合评价.社会经济因素是北京市水资源短缺的主要致险因子.（2）由模糊综合评价模型可以得出北京市水资源短缺风险处于较高水平,根据我们建立的北京市水资源系统风险评价指标体系及评价模型, 对北京市进行水资源系统风险评价, 得出北京市水资源短缺风险级别为较高风险, 从而为北京市水资源系统管理及水资源系统风险控制提供依据.对水资源采取有效的风险管理措施已刻不容缓.（3）北京市用水结构变化总的来说呈现以下趋势: 总用水量趋于平稳, 工业用水和农业用水从量上和占总用水量的比重上都有所下降, 而生活用水却迅速递增.下面是给北京市水资源管理相关部门的研究报告.北京市水资源短缺研究报告北京市水行政主管部门 ：由于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.我们对北京市水资源资料的分析,对水资源短缺的风险因子进行了重要性分析.概括来说,造成水资源短缺的成因主要源于以下四方面:1.环境因素;2.工业因素;3.农业因素,4.社会经济因素.在这些因素中,社会经济因素对水资源造成短缺的作用越来越大,随着人口的增长, 居民生活水平的提高带来的居民生活用水的迅速增长, 城市建设、环境质量的提高以及服务业的蓬勃发展造成了公共用水的增加, 共同推动了北京市生活用水迅速增长. 经过我们对北京市水资源状况分析 , 北京市用水结构变化总的来说呈现以下趋势: 总用水量趋于平稳, 工业用水和农业用水从量上和占总用水量的比重上都有所下降, 而生活用水却迅速递增; 预计今后境内自产水量变化不大.地表水资源可随调蓄和联合调度能。
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水资源短缺风险综合评价1.摘要:水是人类赖以生存的资源，近些年来随着社会经济的迅猛发展和全球气候的快速变化，水资源短缺风险问题日益突出。
政府部门希望可以得到关于水资源短缺风险的综合评价，并根据评价结果提出有效地应对措施以降低风险。
本问提出了利用层次分析法确定主要风险因子，然后根据缺水风险的可能性和水资源短缺的程度对水资源短缺风险进行综合评价，并作出风险等级划分，再对未来两年的风险进行预测，最后给北京水行政主管部门写一份建议报告。
问题一：我们先从供水，用水等角度考虑确定出六种风险因子（农业用水，工业用水，第三产业及生活等其他用水，水资源总量，降水量，常住人口），然后从客观分析和主观分析两方面考虑，使用层次分析法确定出六种风险因子的权重，最后我们选取权重大的的风险因子作为主要风险因子。
问题二：我们认为水资源短缺风险包含水资源短缺程度所决定的。
水资源短缺程度越大，那么风险就越高。
再根据评价结果划分出风险的五个等级为：低风险、较低风险、中风险、较高风险、高风险，最后给出对于主要风险因子应该如何进行调控使得风险达到最小。
在问题三：首先需要根据历史数据拟合和预测出影响风险的六个风险因子各自的值，然后运用问题二中德模型对北京未来两年水资源的短缺风险进行预测。
问题四：以北京市水行政主管部门为对象写一份建议报告，在建议中分析北京市水资源短缺存在的风险，并给出相应的应对措施，以供政府部门作出科学的决策。
关键词：层次分析法，Matlab，函数拟合，风险等级划分。
2.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。
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300m3，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。
3.基本假设:(1)题中和我们所查到的数据都是真实可靠的。
(2)在未来两年内不会发生地震，干旱，水灾等严重自然灾害。
(3)每一年的相同风险因子之间存在一定的关系（可能是函数，也可能是走势）。
4.符号说明：Ti: i为1,2,3,4,5,6时分别指的是农业用水，工业用水，第三产业及生活等其他用水，水资源总量，降水量，常住人口得加权系数。
Yj：代表每一年的水资源总量，j可以去1,2……30，分别代表从1979年到2008年Zj：代表每一年的用水资源总量，j可以去1,2……30，分别代表从1979年到2008年Mj：代表每一年的缺水程度，j可以去1,2……30，分别代表从1979年到2008年。
Mj1：代表修正后缺水程度，j可以去1,2……30，分别代表从1979年到2008年。
Yt： t取1,2,3分别代表农业，工业，第三产业的用水量。
Xt： t取1,2,3分别代表农业，工业，第三产业的相应年份。
5.问题分析：问题一：我们认为影响水资源的风险因子有农业用水，工业用水，第三产业及生活等其他用水，水资源总量，降水量，常住人口。
我们运用层次分析法得出个因数的比例系数。
最后以比例系数大的作为主要的风险因子。
问题二：对于风险的评估我们分为两个方面。
一是发生缺水可能性的大小，发生的可能性越大这说明风险越大。
二是指缺水的程度，缺水程度越大着风险越大。
综合这两方面的大小，再结合问题一的比例系数。
我们可以得出缺水风险的大小。
再进行相应的等级划分。
在问题三：首先需要根据历史数据拟合和预测出影响风险的六个风险因子各自的值，然后运用问题二中德模型对北京未来两年水资源的短缺风险进行预测。
问题四：以北京市水行政主管部门为对象写一份建议报告，在建议中分析北京市水资源短缺存在的风险，并给出相应的应对措施，以供政府部门作出科学的决策。
6模型的建立和求解：6.1问题一模型的建立与解答：6.1.1构造判断矩阵：根据每两个指标的相互重要性，确定出每两者之间重要性的比值。
得到的矩阵如下：6.1.2判断矩阵的计算：我们用matlab 软件求解出最大特征根max λ =6.1857，所对应的特征向量A =(0.3965,0.1560,0.0748,0.4006,0.1925)。
6.1.3一致性检验：计算出CI= -nλ=0.1857/5=0.037。
RI=1.24。
(CI/RI)<0.1。
通过一致性检验。
将加权系数归一化得：A= (0.1978,0.0778,0.0373,0.1998,0.00960,0.3913) 。
所以T1=0.1978 T2=0.0778 T3=0.0373T4=0.1998 T5=0.0096 T6=0.3913所以得出农业用水，水资源总量和人口数量是主要的风险因子。
6.2问题二模型的建立和解答：6.2.1缺水程度的计算。
Mj=（Zj-Yj）/Zj 。
6.2.2缺水程度的修正：我们将缺水程度全部转化为正值且原缺水程度越大的的得到的修正后的缺水程度值也越大。
转化公式如下：Mj1=（Mj-Mjmin）/（Mjmax-Mjmin）。
6.2.3风险程度的划分:我们将风险划分为低风险、较低风险、中风险、较高风险、高风险五个等级。
考虑到影响北京缺水的主要风险因子有农业用水，水资源总量，人口数目。
1，农业用水的建议：我们可以适当的改变一下农业用水的模式，例如：改进田间灌水方法与技术：对量大面广的地面灌溉区，平整土地，缩小地块，改进沟畦尺寸规格，控制入沟畦流量；在低压管道输水灌区，采用“小白龙”薄膜塑料管等简易田间管道灌溉方法；在水田地区，推行水稻“浅、湿、晒”控制灌溉技术；在大田旱作物地区，推行浇关键水非充分灌溉技术；在不具备发展常规灌溉的地方，推行半机械化、畜力、人力等多种形式的注水抗旱播种保苗技术；在经济发达地区、城市郊区、经济作物种植区，逐步推广喷灌、滴灌、微喷灌等技术。
耕作栽培与生物节水技术：采用深翻松土，耙耱保墒，增施有机肥，改善土壤结构等方法提高土壤蓄水能力；推广少耕、免耕方法，秸杆覆盖、地膜覆盖、间作套种等方法，增强土壤保墒能力；施用“旱地龙”等生物抗旱剂和土壤保水剂，减少土壤和农作物水分无效蒸发。
以达到节约用水的目的。
采用南水北调以达到加大农业灌溉面积，满足农业灌溉用水的目的。
2.水资源总量：继续开展污水资源化、雨洪利用的研究和应用。
把城市污水排放规划管理、污水处理厂建设、再生污水利用三个环节综合起来，全面规划考虑，实现污水资源化。
收集和利用城市雨洪，既可防治雨洪灾害，缓解城市雨洪压力；同时又增加了可用水资源，并可通过回灌补给蓄养地下水。
以此来加强水资源的储存总量。
3.人口总量：对于全国在以后增量的各种资源中，不能再大量集中在中心城市，而要向中小城市倾斜，重点发展中小城市，缩小中小城市在教育、医疗等方面与中心城市的差距，通过建立高屋建瓴的公共政策，使得人才、教育、医疗等资源不再集中于大城市。
“围魏救赵”，分散资源，提升其他城市的品质，这样就能减少北京等大城市的人口，一次来减小人口过大带来的压力。
6.3问题三：6.3.1我们采用拟合的方法得出2009和2010年的总用水量和水资源总量。
对于总用水量我们采用直接拟合和间接拟合两种方法。
然后进行对比和数据的修正。
得出符合实际的数据。
6.3.2总用水量的拟合：6.3.2.1直接拟合：图形如下：6.3.2.2间接拟合：图形如下：农业用水：Y1=0.0006*x1.^2+（-24.4521*x1）+2.4888；工业用水：Y2=-0.0199*x2.^2+（78.9436*x2）+-7.839；第三产业用水：Y3=0.004*x3.^2+（-15.5358*x3）+1.5047；总用水量=农业用水+工业用水+第三产业用水。
6.3.3水资源总量的拟合：图形如下：运用第二问的模型我们可以得出2009和2010年的风险程度和风险等级为：6.4问题四：关于如何降低北京市水资源风险的报告北京市水行政主管部门：你们好！我们通过对北京市农业用水，工业用水，第三产业及生活用水，水资源总量，降水量和人口规模的分析研究，确定出人口规模，水资源总量和农业用水为造成水资源短缺风险的主要风险因子。
然后我们从风险造成的后果进行水资源短缺综合评价，最后将风险等级划分为五级，可以看出我们应该尽量控制人口和节约农业用水，加强水资源总量的储备，以达到降低北京市缺水风险的程度。
一、加强水资源的合理调度，完善了相关体制和机构建设：1．加强地下水环境保护，建立完善的地下水动态监测系统。
一是严格执行地下水保护条例，坚决控制地下水的开采。
今后，在地下水超采区、海水入侵区、城市管网区和地下水水质受到污染地区一律停止审批地下水，在其他地区也要严格限制开采地下水。
对非法盗采地下水，要坚决予以打击，特别要打击在工业园区、开发区和管网区内偷打地下井行为，更不能违规审批新的地下水取水工程。
省水利厅将加大监察力度，发现一起，查处一起，并向全省通报，坚决杜绝私打乱采地下水现象，保护好地下水资源。
二是采取强制性措施，大力推进地下水超采区、海侵区和管网区的综合治理。
对目前已经开采的地下水，逐步削减开采量；对能够利用水利工程和城市自来水替代的，有计划地关闭地下水井。
2．污水资源的再利用。
第一，工业用水的回用，经处理的污水可用于非饮用水的其他用水途径。
第二，居民及社区的非饮用水回用，对居民来说，污水回用可以用于冲洗马桶，浇花园，洗车，清洗等用途。