水资源短缺风险综合评价 (1)
基于模糊数学的水资源短缺风险综合评价
基于模糊数学 的水资源短缺风险综合评价
陈宇翔 ， 潘海泽
［ 摘
ห้องสมุดไป่ตู้
要 ］ 文章将影响水 资源的因素划分为四个一级 因素 ， 十六个二级 因素（ 中五个定量 因素 、 其 十一个定性 因素 ） ，
建立 了水资源风 险评价指标体 系 ； 用层 次分析 法确 定 了各个指标的权重 ； 采 建立 了评价指标集 同时对评价指标进行量化 ， 构造 了五 区间评价指标 集， 对每 个指 标进 行 了五 区间的定性描述 ； 用模糊数学的方法对所建立的水资源风险评价数 学模 运
近年来 ，我 国特别是北方地区水资源短缺问 发展战略的实施具有重要的意义 ，为此有必要研 题 日趋严重 ，水资源成为焦点话题。以北京市为 究水资源短缺问题 。 例， 北京位于华北平原西部 ， 属暖温带半干旱半湿
润性季风气候 ， 由于受季风影响 ， 雨量年际季节分
一
、
指标体 系建立
（ ） 一 水资源短缺影响因素集合
［ 作者简介］ 陈字翔 ， 上海工程技 术大学城 市轨道交通学院 ， 交通工程专业本科 生 ， 海 ２ １２ ； 上 ０ ６０ 潘海泽 ， 上海工程技
术大学城 市轨道交通学院讲 师， 博士 ， 究方向 ： 下水环境效应研 究， 研 地 上海 ２１２ ０６０ ［ 中图分类号 ］ ２４ Ｆ２ ［ 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章编号 ］ ０７ ７２（０１０— ００ ００ １０— ７３２ １）９ ０１— ０６
配极不均匀 ， 夏季降水量约 占全年的 ７ ％以上 ， ０ 全
通过资料查阅以及现场调研将水资源短缺风
市多年平均降水量 ５５ ｍ 属海河流域 ， ７ｍ 。 从东到西 险的因素概括为 ４ 因素集 ： 个 自然地理 因素 Ｉ； １ 社
水资源短缺与社会稳定的风险
水资源短缺与社会稳定的风险随着人口的增长和经济的发展，全球面临着日益严重的水资源短缺问题。
而这一问题不仅仅局限于供水的难题，同时也涉及到社会稳定的风险。
本文将探讨水资源短缺对社会稳定带来的风险，并提出一些解决方案以应对这一问题。
首先，水资源短缺可能引发社会不满情绪和冲突。
饮水是人类基本的生存需求，当人们的基本需求无法得到满足时，他们将感到失望和愤怒。
长期以来，一些地区由于水资源的不足，导致部分民众对政府的不满情绪逐渐积累，可能最终引发社会动荡和不稳定因素。
因此，水资源短缺对社会的稳定性带来了明显的风险。
其次，水资源短缺可能对经济造成严重影响。
许多行业和企业都依赖水资源进行生产和运营。
如果水资源短缺，这些行业和企业将难以维持正常的运转，甚至可能导致停产和倒闭。
这不仅会导致失业问题，还会对国家的经济增长和社会的稳定性造成不利影响。
因此，水资源短缺对经济的风险需要引起足够的重视。
那么，应该如何解决水资源短缺带来的社会稳定风险呢？首先，政府应制定有效的水资源管理政策。
这需要加强水资源的保护和合理利用，包括加大水资源的开发和治理力度，建立完善的水资源管理制度，加强对水资源的监管和保护。
同时，政府还应加大对水资源的投入，提高供水设施的建设和维护水平，确保水资源的平稳供应。
另外，倡导水资源节约意识也是解决问题的重要措施。
每个人都应该明智使用水资源，避免浪费现象的发生。
国家和地方政府可以通过宣传教育和立法等手段来引导公众节约用水，鼓励使用节水设备和技术。
同时，企业和农业部门也应加大节水措施的推行，减少水资源的消耗。
只有大家共同努力，才能扭转水资源短缺的趋势，降低社会稳定风险。
此外，国际合作也是缓解水资源短缺风险的有效途径。
各国应加强合作，共同解决水资源问题。
可以通过技术和经验的交流，提供援助和支持等方式来帮助那些水资源短缺的国家和地区。
只有各国团结协作，才能更好地应对全球水资源短缺的挑战。
综上所述，水资源短缺对社会稳定带来了明显的风险，不仅会引发不满情绪和冲突，还会对经济造成严重影响。
北京市水资源短缺综合评价
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1.1 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。
水资源短缺的一种综合加权评价模型
２ ０ １ ３年 １月
高 等 数 学 研 究
Ｓ ＴＵＤＩ Ｅ Ｓ Ｉ Ｎ ＣＯＬＬＥ ＧＥ Ｍ ＡＴＨＥＭ ＡＴＩ ＣＳ
Ｖｏ １ ． １ ６ ． Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ．，２ ０ １ ３
水 资 源 短 缺 的 一 种 综 合 加 权 评 价 模 型
有 支配关 系 ， 聘 一些 经 验 丰 富 、 学识 渊 博 的专 家 ， 针
收 稿 日期 ： ２ ０ １ 卜Ｏ ６ — ２ ２ ； 修 改 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ７ — ２ ３
对 Ａ 两 个元 素 Ｃ 和ｃ ， 哪一个 重要 ， 重要程 度 以数 量 表示 出来 ， 于是得 到 比较 判 断阵 （ 表 ２～ 表 ７ ） ， 其 中 ０为综 合评 价 ， Ｗ 为相 应权 重 。
崔 小红 ，王 缔 ， 金 玉 苹
（ 牡 丹 江 师 范 学 院 数 学 系 ，黑 龙 江 牡 丹 江 １ ５ ７ ０ １ １ ）
摘 要 从 水 资 源量 、 暴露性 、 脆弱性 、 人 口、 工程技术 ５ 方 面着 手 ， 根据 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ４ 个二级指标 ， 应 用层 次分 析 模 型和
综合 加权 法对 北京水 资源短缺风 险进行综合评价．结果表明 ， 北京水资源处于高风险阶段 ， 属于严重缺水．
第１ ６卷 第 １期
崔小红 ， 王缔 ， 金 玉苹 ： 水 资 源短 缺 的 一 种 综 合 加 权 评 价 模 型
６ ５
表３ Ｃ 。 一 Ｄ 比较 判 断 阵
量化 后数值 为
ｂ一 （ ３ ， ３， ３ ；３ ， ３， ３ ；３ ， １ ；２ ， ３， ３ ； １ ， ３ ， １ ） ．
水资源短缺风险评价与预测
140科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald环 境 科 学1 1979年至2010年北京市水资源短缺状况根据1979年-2010年北京市统计年鉴及市政统计资料可查得近年来北京市水资源的有关信息。
2 水资源短缺模型及数据拟合查统计年鉴[1],得到北京市各年水资源总量与年用水总量数据,用M A T L A B 对年水资源总量的离散数据进行多项式拟合,可将实际数据绘制成图并对北京市后几年水资源情况进行预测,得到图1(其中2011-2015年为预测数据)。
同理,可对年用水总量离散数据进行多项式拟合得到图2所示:由图1与图2可知:北京市在未来的五年中,年水资源总量将不断增加,预计到2015年将达到39亿立方米;年用水总量将逐年减少,预计到2015年将达到21亿立方米。
3 水资源短缺风险度量和风险等级的评价(均值-方差分析)由均值-方差分析[2]的相关知识:对北京市水资源短缺的风险度量的标准可做如下评定:(1)风险度量v=用水量-供水量;若v>0,则存在风险,若v<0,则无风险。
(2)由统计知识可知:用标准差来衡量风险度量时,值越大风险也就越高。
(3)风险等级的划分可以根据计算所得的风险度量的均值和标准差来确定,如果计算所得的均值>0,则说明近几十年均存在水资源短缺的情况,等级的划分可以考虑为:在(均值±标准差)的范围内则风险较大,在(均值±2*标准差)范围内则风险很大,图3 水资源短缺风险预测图图1 年水资源总量预测图水资源短缺风险评价与预测①路立桥(郑州大学水利与环境学院 河南省郑州市 450001)摘 要:通过对近年来北京市各年用水总量和水资源总量数据的统计与研究,阐述北京市水资源短缺现状,评价了北京市水资源短缺 风险等级并且对北京市未来五年水资源的短缺风险进行预测。
结合北京市的实际情况有针对性地提出了相关的防治措施,以期引起社会的关注。
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模型
年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
×
风险（R）=风险发生概（P）
×
损失度（C）
其中损失度C是指当水资源短缺以一定程度发生时，对受 威胁对象所造成的损失程度。
风险发生概率的量化
由问题一得到的主要风险因子反映了水资源短缺发生的 可能性，即风险发生的概率P，采用权重模型(各因子乘以权 重后相加)得到P的定量评估值：
P = w1 x1 + w2 x2 + w3 x3 + w4 x4 + w5 x5
1.问题的重述
由于气候变化和经济社会不断发展，水资源短 缺风险始终存在。本题以北京市为例，给出水资源 短缺风险的定义：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。附表中给出了1979年至2000 年北京市水资源短缺的状况，要求利用《北京 2009统计年鉴》和市政统计资料及可获得的其他 资料，解决如下问题： 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？
年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
风险发生概率值P
0.424619 0.584017 0.374631 0.645965 0.414541 0.781777 0.654099 0.633751 0.568789 0.500923 0.427311 0.396989 0.41308 0.344142 0.227994 0.361434
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。 5. 提示信息：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。
水资源短缺风险综合评价
水资源短缺风险综合评价承诺书我们认真阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们明白，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 假如引用别人的成果或其他公布的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公平、公平性。
如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公布展现（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（假如赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名) ：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2020高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：水资源短缺风险综合评判摘要水资源短缺问题是阻碍我国进展的重大问题，本文针对水资源短缺风险问题找出了要紧风险因子，建立了水资源短缺风险评判模型，对水资源短缺风险进行等级划分，并提出相应的有效措施规避风险。
关于问题一，我们建立主成分和灰色关联度分析模型，分析附表和相关资料，先确立了北京市水资源短缺风险的风险因素要紧包括自然因素，即降雨量和常住人口，和社会因素，即农业用水，工业用水，第三产业及生活其他用水，污水处理率，都市绿化覆盖率。
然后利用主成分分析得到个各个因子的奉献率，再利用灰色关联度分析，得到各个因子与缺水量的关联度的大小，差不多与主成分分析一致，最后得到要紧风险因子。
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。
城市再生水的风险评价与管理共3篇
城市再生水的风险评价与管理共3篇城市再生水的风险评价与管理1城市再生水的风险评价与管理随着城市排放的废水越来越多，水资源的短缺问题逐渐成为城市面临的重要问题。
在这样的情况下，城市再生水技术应运而生，它可以在废水处理过程中将废水变成再生水，成为一种重要的水资源。
但是再生水也存在一定的安全和卫生风险，如果不加以评估和管理，可能会对人类健康和环境造成不良影响。
因此，城市再生水的风险评价与管理显得尤为重要。
1.城市再生水的风险城市再生水的风险主要集中在以下几个方面：（1）微生物污染再生水处理过程中可能存在一些致病微生物，如果处理不当，这些微生物将会污染再生水，从而对人体健康造成危害。
例如，如果污水处理设备没有运行良好，可能会导致大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌的生长。
（2）化学污染再生水中还可能存在含有有害物质的化学物质，例如重金属、有机物等。
如果这些物质的浓度超过一定的标准，处理过的再生水将不能正常使用，对环境和人体健康造成危害。
（3）营养物质过多经过处理的再生水中含有大量的营养物质，如氨、磷、硝酸盐等，如果这些营养物质过多，会对砂滩、海洋、湖泊等水域造成富营养化，加剧水体污染。
2.城市再生水的风险评价城市再生水的风险评价是评估再生水所带来的风险和威胁的过程。
风险评价的目的是为了确定城市再生水的品质和是否可以安全使用。
（1）确定评价指标针对城市再生水的特性，可以制定一套适合的指标和标准，包括微生物、化学和营养物质等方面。
这些指标和标准应该能够反映再生水的安全性和可用性。
（2）风险辨识对所有与城市再生水使用相关的风险进行系统的分析和判定，包括对环境与人类健康的影响、所涉及的事故隐患、应对措施的潜在效果等方面的分析。
（3）安全性评价对风险评价结果进行综合分析，并判断城市再生水的安全可用性。
如果再生水不符合使用标准，则需要采取必要的措施，保证再生水处理的效果符合标准，确保市民的健康和环境的安全。
3.城市再生水的风险管理城市再生水的风险评价是一个长期的过程，需要不断监测和更新，以确保再生水的安全可靠。
水资源短缺风险综合评价模型
虽然北京市政府采取 了一 系Ｙ ｝ 救措施 ， ｌ ，ｂ 如加 大污水处 理 力度 ， 南水北调Ｔ程建设 ， 优化产业结构等 。但是 ， 随着气
米， 多年平均 境水量 ｌ ． 亿平方米 ， １０ ６ 当地水资源 的人均 占
有 量约 ３ ０ ０ 平方米 ， 占世界 人均 的 １ ３ ， 远低 于国际公 约 ／０远 认 的人均 １０ 立 方米的下 限， ００ 属重度缺水 城市 。因此 ， 资 水 源短缺 已成为影响和制约北京经济建设 的主要因素。 ２北京市水 资源 影响因子分析 。北京市 水资源开发 利 ． 用 中存在 的问题主要 有 ： １上 游来水衰 减趋势相 对 比较 明 （） 显 ；２ 地下 水位下 降（ （） 由于长期超采 地下水 ） （ ） ；３ 周边水 污 染 加重 了城 市水危机 ；４ 城市 化发展和 人 口膨胀 加重 了生 （）
［ 者简介］ 范子静 （ ９ ０ ） 作 １ ９ 一 ，女 ，本 科 ，研 究 方 向为偏 微 分 方 程 以及 非 线 性 科 学 。
一
、
问题 重述
（ ） 一 基本情况 北京是世界上水 资源严重缺乏的大都市之一 ， 多年平均
三、 实例分 析
１研究 区概况依据北京市过去 ３ 年的可利用水资源量 、 ． ０
制 约 经 济 社 会 可 持续 发展 的第 一 瓶 颈 。 （ ） 题 的 由来 二 问
础数 据来研究北京市水资源短缺风险及变化。 北京 市境处于华北平原与太行 山脉 、 山山脉 的交接 部 燕 位。东距渤海 １０ 里。它的东南部 为平 原 ， ５公 属于华北平 原 的西北边缘 区 ； 西部 山地 ， 太行山脉 的东北余脉 ； 部 、 为 北 东 北 部 山地 ， 为燕 山山脉 的西段 支脉 。 由于受 气候 环境 （ 季 风） 响， 影 雨量 季节分 配极 不均匀 ， 夏季 降水量 约 占全年 的 ７％以上 ， Ｏ 全市多年平均降水量 ５ ５ｍ ７ ｍ 。属海河 流域 ， 从西 到 东分 布有 大 清河 、 永定 河 、 北运 河 、 白河 、 运 河 五大 水 潮 蓟 系。北京是当今世界上严重缺水 的大城市 之一 ， 当地 自产 水 资源量 仅 ３ ．９ 立 方米 ， ９９ 亿 多年平 均入 境水 量 １ ． 亿 平 方 ６５ ０
数学建模论文水资源短缺风险综合评价
答卷编号：答卷编号：论文题目：B题：水资源短缺风险综合评价组别：本科生参赛队员信息(必填)：指导教师：王莉参赛学校：沈阳航空航天大学答卷编号：答卷编号：评阅情况：学校评阅1.学校评阅2.学校评阅3.评阅情况：联赛评阅1.联赛评阅2.联赛评阅3.B题：水资源短缺风险综合评价摘要本问题主要讨论北京市水资源短缺风险，我们首先确定影响水资源短缺的主要风险因子，评价水资源短缺的风险等级,并对风险进行预测，最后为水利部门提出合理适当的解决方案，使风险降低，将可能的经济损失降到最低。
1.我们根据北京市的统计资料，分析了北京市自上个世纪8O年代以来水资源承载力变化的总体趋势和驱动因子．结果表明：人口和GDP是影响北京市水资源承载力变化的主要驱动因素．对于主要风险因子的确定，我们运用了主成分分析法，得到了水资源变化驱动力变量相关系数矩阵，并加以分析，得到主成分载荷矩阵，通过比较相关系数的大小，从而得出5个主要风险因子：“总人口数”“固定资产值”“目标国内生产总值GDP”“社会总产值”和“日生活用水量”。
2.在选出的几个主要风险因子中，我们运用层次分析法，以“北京市水资源”作为目标层，以“总人口数”“固定资产值”“目标国内生产总值GDP”“社会总产值”“日生活用水量”等五个因子作为准则层，以风险等级“轻度”，“中度”和“重度”作为方案层，得出北京市风险等级。
结果表明，北京市水资源短缺情况属于重度缺水。
3.根据人口的GDP增长率，通过多元线性回归模型，预测出了2015年北京市水资源的供需状况，结果表明北京市水资源短缺呈愈加严重的态势：2015年北京市的供水量约为43.5423亿立方米，而需水量为48.6391亿立方米，缺水量达5.0968亿立方米，因此采取必要的措施刻不容缓。
4.最后我们在报告中，建议水利部门采取开源节流并重的政策：南水北调工程可以有效的缓解北京市水资源的短缺情况，而严格控制北京的流动人口，减少日生活用水和工业用水，可以减小水资源的消耗。
北京市水资源短缺风险综合评价
北京市水资源短缺风险综合评价西南财经大学田乐蒙、唐志、淮琳摘要：本文通过对北京市30多年来的水资源状况的分析，运用相关分析法和逐步回归分析法，在从《北京市统计年鉴》中查得的众多指标中找出了影响北京市水资源短缺风险的主要指标；运用因子分析法建立了北京市水资源短缺风险的综合评价模型，即设计了用水风险因子和供水风险因子这两个新变量，将其作为北京市水资源短缺的主要风险因子，并运用这两个变量建立二维坐标系，在坐标系上划分出了风险等级区域。
通过判断各年计算所得的这两个变量的值在坐标系上的位置，我们确定了北京市各年的水资源短缺风险等级。
据此，我们对北京市未来两年水资源的短缺风险进行了预测，得出了北京市未来两年仍处于水资源短缺的高风险状态的结论，并提出了应对措施。
此模型对水资源短缺问题的解释十分精确，运用此模型得到的综合评价结果具有相当高的可信程度。
此模型可以广泛运用于各个地区的水资源短缺综合评价，还可运用到空气质量的风险测评，水污染风险测评等各个领域，具有广泛的推广价值。
关键词：水资源短缺风险人均缺水量逐步回归因子分析一、研究的背景和意义 (2)二、研究的现状 (2)三、本文研究的思路 (3)四、模型的建立及风险因子的确定 (4)（一）影响水资源风险指标的选择 (4)（二）北京市水资源短缺风险的综合评价 (8)五、北京市水资源短缺风险预测 (13)（一）对三个主要风险因子的预测 (13)（二）2010～2013年北京市水资源短缺风险等级预测 (16)（三）应对措施 (17)六、模型的评价与推广 (18)参考文献 (18)附录 (19)一、研究的背景和意义近年来，我国北方地区的水资源短缺问题十分严重，作为首都的北京也面对着严重的缺水问题。
北京的人均水资源占有量为300立方米左右，仅为全国人均占有量的1/7，为世界人均占有量的4％，在世界各国首都中居百位之后。
有数据称，2010年，北京平常年份缺水9.9亿立方米，枯水年缺水近20亿立方米。
北京市水资源
水资源短缺风险综合评价摘要水资源短缺问题是我国现阶段经济社会可持续发展所面临的严峻生态和环境问题，其已严重影响了正常的经济社会活动和广大人民的健康水平。
目前我国水资源情况仍处于严重恶化的境地，污染物排放量呈增长趋势，水质恶化趋势尚未得到有效控制。
因此对水资源短缺风险进行合理评价并寻找到有效的解决方案是当务之急。
本文就首都北京的水资源短缺问题做出研究调查，分为以下三步给出我们的解决方案：一、首先从自然、经济、社会三个方面寻找相关的水资源短缺风险因子，然后结合所掌握的有关数据运用事故树分析法筛选出八个风险因子，然后使用使用主成分分析法，通过MTALAB软件编程得到各个风险因子的风险度进而通过各个风险因子的风险度来量化各个风险因子的风险度。
二、本文先利用风险率分析法对北京市水资源现状进行总体评价，再通过计算不同分先度因子的风险度值，根据风险等级划分来确定不同的风险度因子对北京市水资源的影响。
针对得出的结论，本文给出了一些可以降低北京市水资源短缺风险因子的调控措施。
三、由于时代差异较大，经济发展迅速，2008年北京奥运会时北京采取了许多特别政策。
另外近几年国家的南水北调政策也得到了很大的成效。
所以在某些指标上我们过滤掉了那些陈旧的数据，选择用1994年到2008年的15年数据来预测未来两年北京市水资源的风险程度。
本文利用线性回归方法预测出了未来两年北京市各个风险因子的数据，算出北京市未来两年的风险度，预测出未来两年北京市水资源的风险程度为可接受风险程度到约束性风险程度。
在问题三的最后本文给出了对北京市未来两年水资源风险调控的一些措施来降低风险。
四、本文综合从问题一、二、三中的出的结论联系北京市最近几年的实际情况详细地给出对北京市水行政主管部门的一份建议报告，其中主要的建议有以下5点：1、水利工程设施的时间和空间上的调节；2、合理开发利用地下水资源；3、重视污水处理及循环使用；4、对第三产业及居民的生活用水方面进行调控；5、综合管理。
水资源短缺风险综合评价探讨
１ ７ １ ８ １ ８ １ ８ １ ８ １ ８ １ ８ １ ８ １ ８ １ ８ ９９ ９０ ９ １ ９２ ９３ ９４ ９ ５ ９ ６ ９７ ９ ８
４ ７ ０ ． ４ ８ ５ ４ ０ ． ０ ７５ ８ ０ ． ０ ８ ７ ４ ７ ． ２ ７ ８ ３ ８ ． ６ ４ ． ０ ８５ ２ ２ ． ２ ４５ ３ ５ ． ３ ４７ ５ ８ ． ６ １８ ４ ４ ． ２ ５ ８ ４ ８
１ ９ ２ ０ ２ ０ ９９ ００ ０ ｌ
２ ０ ２ ０ ２ ０ ２ ０ ２ ０ ０ ２ ０ ３ ０ ４ ０５ ０６
ｃ一是・ Ｍ （） １
（） １ 进一步确立节水农业的重点 ； （） ２ 建立完善的用水计量体系 ； （） ３ 建立长效的节水农业 机制 ；
（） １式中， Ｃ为水资源短缺风险指数 ； Ｐ为人 口（ 万人）Ｇ ； 为 Ｇ Ｐ国内生产总值（ Ｄ 亿元） Ｍ 为总用水量（ ｍ ）Ｋ 为 ； 亿 Ｓ； 与降水量有关 的系数 （ 见公式 ２ 。 ）
关 键 词 ： 险 指 Ｅ ｃｌ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅ ａ ｅ ｅ ｐｌｒ ｓ ｎ ｅ ａｕ ｔ ｓ ｐ ｐ ｒ ｘ ｏ ｅ ａ ｄ ｖ ｌ ａ ｅ
水 资 源 短 缺 风 险评 价
应对 措 施
工 ＞ ３ ０
无 法 承 受 控 制 人 口和 经 济规 模 ， 的 风 险 丰 水 年 需要 调水 控制人口和经济规模 ， 平 水 年 以上 需 要 调 水
Ｋ一． ． —０ ２Ｒ一４０ ／ ０ ｛ ９ ．（ ０ ０ ）４ ０
Ｊ． —０ ２Ｒ－ ８０ ／ ０ ７ ． （ － ０ ）８ ０ ０
４ ０ ≤８ ０ （ ） ０ ＜Ｒ ０ ２
８ ０ ≤ １０ ０ ＜Ｒ ６ ０
Ｉ５ ｏ ．
基于信息扩散理论的水资源短缺风险评价
ｔ ｒｓ ｏｔ ｇ ａ ｅ ｎ ｔｅ ｐ ｎ ｉ ｌ ｆｉ ｆ ｒ ｔｏ ｐｒ ａ ｅ ｈ ｒａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ ｃ ｐ ｅ ｏ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｓ ｅ ｄ．Ｔｈ ｓ ａ ｅ，ｗｅ ｋ ｅ ｓ ａ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｔ ｒ ｉ ｅ ｒ ｋ ｒｔ ｉ ａ ｎ ｓ ｎｄ ｒ ｃ ｖ ｒ ｂｌ ｙ ａｅ ｉ
２５ ８
Hale Waihona Puke 基 于信 息 扩 散 理 论 的水 资 源短 缺 风 险评 价
严 伏 朝 ，解 建仓 秦 涛 马 增 辉 ， ，
（． １ 西安理工大学 西北水 资源与环境生态教育部重点实验室 ， 陕西 西安 ７０ ４ ； １０ ８ ２ 陕西省引汉济渭工程协调领导小组 办公 室 ， ． 陕西 西安 ７ ０ ３ ； ． １０ ２ ３ 陕西省地产 开发 服务公 司 ， 陕西 西安 ７０ ７ ） １０ ５
ｉ ｄｅ ｙ ｔ ｍ．Ｔｈ ｎｏ ａｉ ｎ ｓ ｒ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｒ ｓｕｓ ｄ ｔ ｓ ｅ ｓ ｈｅａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｉ ｄｅ ｅ ｏ ｍａ ｙ ｐ ｉ ｔ ｎ ｘ ｓ ｓｅ ｅ ｉｆ ｒ ｔｏ ｐ ｅ ｄ ｎ ｈ ｏ ｙ ｉ ｅ ｏ ｄｉｐ ｒｅ ｔ ｓ ｅ ｓ ｎ ｎ ｘ ｓ ｔ ｎ ｏｎ ｓ ｍ
Ｘ ’ ｎ７ ０ ４ ， ｈ ａ ２ Ｄ ｖｒｉ ｒｊｃ Ｃ ｏｄｎ ｔ ｎ Ｌ ａ ｉｇＧ ｏ ｐＯ ｉ ｏ ｎｉｎ ｉ ｉ ｒ ｎ Ｓ ａｎ ｉ ｉ ａ １ ０ ８ Ｃ ｉ ； ． ｉ ｓ ｏ Ｐ ｅｔ ｏｒ ｉａ ｏ ｅｄｎ ｒ ｆｃ ｆ ｍ ｎａｊ ｇｔ Ｗｅ Ｒ ｖ ｈ ａ ｘ ， ｎ ｅ ｎ ｏ ｉ ｕ ｅｒ ａ ｏ ｅｉ
水资源管理的风险评估与管理策略
水资源管理的风险评估与管理策略在当前水资源短缺的背景下，科学有效地管理水资源变得尤为重要。
针对水资源管理的挑战和风险，进行风险评估并制定相应的管理策略，能够帮助保障水资源的可持续利用。
本文将探讨水资源管理的风险评估与管理策略，旨在为相关研究和实践提供参考。
一、水资源管理的风险评估1. 概述水资源管理的风险评估旨在识别和量化可能对水资源管理产生不利影响的风险因素，以便采取相应的管理措施进行预防和应对。
常见的水资源管理风险包括气候变化、人口增长、水污染、土地利用变化等。
2. 方法（这里可以根据具体情况选择适应的方法，并进行详细的阐述）二、水资源管理的管理策略1. 多元化水资源供应为了缓解水资源短缺的风险，可以采取多元化的水资源供应策略。
例如，通过开展雨水收集和利用、海水淡化和水资源回收再利用等技术手段，增加水资源供给的可持续性。
2. 提高水资源利用效率提高水资源利用效率是水资源管理的关键策略之一。
可以通过改进农业灌溉系统、推广节水设备和机制、加强水资源管理的监测和评估等措施，减少水资源的浪费和过度使用。
3. 强化水污染治理水污染对水资源的可用性和可持续性造成威胁。
因此，加强水污染治理是水资源管理的重要策略之一。
需加强水污染监测和防治，加强污水处理设施建设，加强农业面源污染的控制等。
4. 加强水资源管理的法律法规制定和执行法律法规的健全性和执行力对于水资源管理至关重要。
政府应加强对水资源管理的法律法规制定和执行力度，建立健全的管理体系和监督制度，确保相关的管理政策得以有效贯彻。
5. 持续开展科学研究与技术创新科学研究与技术创新在水资源管理中起着重要的支撑作用。
政府和科研机构应加强相关研究的投入和合作，推动水资源管理领域的科技创新，为管理决策提供科学依据和技术支持。
三、结论水资源管理的风险评估与管理策略是有效保障水资源可持续利用的重要手段。
通过科学评估水资源管理中的风险因素，并制定相应的管理策略，可以提高对水资源的保护和利用效率，从而实现可持续发展的目标。
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
吉林省水资源短缺风险等级评价及预测
吉 林 省 水 资 源 短 缺 风 险等 级 评 价 及 预 测
秦 晋 ， 刘 树 峰
（ 吉林 省 水利 水 电 勘 测 设 计 研 究 院 ， 吉林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
摘要 ： 采用 ２ ０ ０ ５— ２ ０ １ ４年 的 吉林 省 水 资 源相 关数 据 ， 利 用 灰 色 关联 分 析 法 ， 选 出水 资 源 短 缺 的 主 要 相 关 风 险 因子 ， 对 水 资 源 系列 进 行 模 糊 聚 类 ， 并 采 用灰 色 系 统 法 对 ２ ０ １ ５～ ２ ０ ２ ０年 的水 资 源短 缺 风 险进 行 预 测 。 结 果 表
中图 法 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ２ １ １ ． １
１ 研 究背景
对 缺水 地 区进 行水 资 源风 险评价 已是 近几 年我 国
水 资 源 的研究 热点 及 重 点之 一 ， 很 多专 家学 者 都 做
由于吉林 省近 些 年来 水 利 行 业 发 展迅 速 ， 水 利 措
施 及水 资 源管 理方 面的调 整 比较大 ， 在一 定程 度上 ， 大
方法 中更 有 一些 方法 不能 进行 进一 步 的综合 性 的风 险
筛选 出影 响吉林 省水 资 源 短 缺 风 险 的相 关 因子 ； 并根
据所 选 取 的吉林 省水 资 源 风 险 因子 ， 采用 聚类 分 析 的 方法 ， 对 全省 的缺水风 险进 行 聚类分 析 ， 以确定各 年 份 的缺 水 风险等 级 及 缺水 率 。最后 采 用 灰 色 系统 法 ， 对 未来 ６ ａ吉 林 省 的 缺 水 风 险进 行 预 测 。根 据 预 测 结 果， 能够 更有 针对 性地 调整 水利 措施 ， 防止 未来 面临水 资 源短 缺等情 况 的发生 。
水资源短缺风险综合评价
2011西京学院数学建模模拟竞赛题目：水资源短缺风险综合评价参赛队员：姓名：贺海龙学号：0912020102 参赛院系：经济系姓名：钱晓东学号：0912020112 参赛院系：经济系姓名：张大伟学号：0912020120 参赛院系：经济系2011年06月27日摘要：本文基于模糊概率理论建立了水资源短缺风险评价模型 ,可对水资源短缺风险发生的概率和缺水影响程度给予综合评价。
首先构造隶属函数以评价水资源系统的模糊性;其次利用 Logistic回归模型模拟和预测水资源短缺风险发生的概率;而后建立了基于模糊概率的水资源短缺风险评价模型 ;最后利用判别分析识别出水资源短缺风险敏感因子。
并且针对风险因子进行调控降低了北京水资源短缺的风险并对未来北京市的水资源情况进行预测，为建议北京市水行政主管部门提出了解决水资源短缺的措施，降低了北京市发生水资源短缺的风险，指导北京未来的规划和建设。
关键词:模糊概率；Logistic回归模型；判别分析；水资源短缺风险；敏感因子1 问题分析影响北京水资源短缺风险的因素可归纳为以下两个方面 :(1)自然因素 :①人口数;②入境水量;③水资源总量 ;④地下水位埋深 ;(2)社会经济环境因素 :①工业用水量;②污水排放量 ;③COD 排放总量;④第三产业及生活用水量 ;⑤农业用水量。
2 水资源短缺风险评价指标2.1风险率根据风险理论，载荷是造成系统非正常状态的动力，抗力是维护系统正常的能力。
如果把水资源系统的失事状态记为F R>ρ∈（），正常状态记为S R<ρ∈（），那么水资源系统的风险率为[1]{}()t r p R p x F ρ=>=∈ (1)其中，t x 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记录风险率也可以定义为系统不能正常工作的时间和整个系统工作时间的比值，即：11NSt t a I NS ==∑ (2)其中:NS 为水资源系统工作的总时间；t I 为水资源的状态变量。
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2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员 (打印并签名) ：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：水资源短缺风险综合评价摘要水资源短缺问题是影响我国发展的重大问题，本文针对水资源短缺风险问题找出了主要风险因子，建立了水资源短缺风险评价模型，对水资源短缺风险进行等级划分，并提出相应的有效措施规避风险。
对于问题一，我们建立主成分和灰色关联度分析模型，分析附表和相关资料，先确立了北京市水资源短缺风险的风险因素主要包括自然因素，即降雨量和常住人口，和社会因素，即农业用水，工业用水，第三产业及生活其他用水，污水处理率，城市绿化覆盖率。
然后利用主成分分析得到个各个因子的贡献率，再利用灰色关联度分析，得到各个因子与缺水量的关联度的大小，基本与主成分分析一致，最后得到主要风险因子。
对于问题二，我们用综合评价的RSR 模型,对模型一所确定的主要风险因子做相应高优和低优指标处理，并对北京市水资源短缺进行风险等级划分。
最后对主要风险因子进行调控，来降低风险等级。
对于问题三，我们建立 模型，要对北京市未来两年水资源的短缺风险进行预测，我们通过对主要风险因子进行预测，并对预测模型进行后验差检验，然后再用RSR 模型，给未来的两年划分风险等级。
对于问题四，我们通过分析上面的数据和查找相关资料，给北京市水行政主管部门写一份建议报告。
关键词：主成分分析 灰色关联度分析 RSR 模型 (1,1)GM 模型 后验差检验(1,1)GM一、问题重述新中国成立以来，党和政府领导全国人民进行了大规模的水利建设，取得了巨大成就，但水的问题仍然困扰着我国经济社会的发展。
《1998年中国水资源公报》中的数据表明：中国面临的水资源形势依然严峻。
水的问题已经成为制约我国绝大部分地区经济社会可持续发展的重要因素。
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可能产生相关的的损失。
北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一，目前，北京水资源年均用水总量达36亿立方米，而年均水资源总量仅有21亿立方米，缺口达15亿立方米。
北京的年均水资源量平摊到每个人身上，甚至不足100立方米。
为全国人均的1/8，世界人均的1/30，属重度缺水地区，为了维持到现在，北京用尽了各种方法，除了寻找多种水源“开源”，还通过调整用水结构、再生水利用等办法“节流”。
用三句话概括，就是农业用水负增长，工业用水零增长，生活用水适度增长。
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。
利用这些资料和我们可获得的其他资料，讨论了以下问题：问题一：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。
我们评价判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子是什么。
问题二：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。
并通过相关数据对主要风险因子,如何进行调控，使得风险降低。
问题三：建立预测模型，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。
问题四：以北京市水行政主管部门为报告对象，写一份建议报告。
二、基本假设（1）用水量是农业用水，工业用水，第三产业及生活其他用水的总和。
模型的分析与建立均以北京市为基础。
（2）由于水资源的不稳定性，在计算中排除某一差异较大的数，对模型无影响。
模型的分析与建立均以北京市为基础。
（3）引起水资源短缺的因素除我们选择的7个因子外，其他的因子影响都很小，可以忽略不计。
（4）在一年时间内，各风险因子对北京市水资源短缺的影响是一定的。
（5）模型的分析与建立均以北京市为基础。
三、符号说明ρ：分辨率；r：矩阵相关系数；n: 评价对象；m: 评价指标排成；R: 各组数据的秩；W: 相应权重；α: 称为发展灰数；μ: 称为内生控制灰数四、问题分析对于问题一，我们建立的是用主成分和灰色关联度分析法对水资源短缺的风险因子进行综合评价。
通过收集资料和分析数据，得到影响水资源短缺风险因素，主要有社会因素和自然因素，社会因素又可以细分为农业用水，工业用水，第三产业及生活其他用水，污水处理率，城市绿化覆盖率。
自然因素可以细分为降雨量和常住人口。
主成分分析中得到每个因子在各个主成分中的贡献率，根据贡献率的大小提取主要因子。
然后再结合灰色关联度分析来求得各个因子与缺水量的关联度，对主成分分析中得到的主要风险因子进行检验。
对于问题二，基于问题一所确立的主要风险因子，和对低优指标相应处理，利用RSR 模型对北京市水资源短缺风险进行综合评价。
根据WRSR 对应的概率单位值进行相应等级划分。
通过控制影响北京市水资源短缺的主要风险因子的权重，来改变风险等级。
对于问题三，我们用 模型，分别预测了未来两年主要风险因子，即污水处理率，农业用水，第三产业及生活其他用水，降雨量，常住人口，在利用问题二的RSR 模型，得到未来两年的风险等级。
对于问题四，通过对水资源短缺风险因子的分析，和相关的预测，我们可以采取一些措施，降低水资源短缺的风险等级。
五、模型的建立与求解问题一模型的建立与求解通过查找相关资料，得到影响水资源短缺风险因素，主要有社会因素即为农业用水，工业用水，第三产业及生活其他用水，污水处理率，城市绿化覆盖率。
和自然因素即降雨量和常住人口。
如图1所示。
(1,1)GM5.1.1主成分分析的研究原理在数据分析工作中，常常需要把很复杂的数据集简化，即将 个指标所构成的 维简化为一位系统。
主成分分析就是多个指标化为少数几个综合指标的一种统计分析方法。
在多指标（变量）研究中，往往由于变量个数太多，且彼此之间存在着一定的相关性，因而使得所观测的数据在一定程度上有信息的重叠。
当变量较多时，在高维空间中研究样本的分布规律就更复杂。
主成分分析采取一种降维的方法，找出几个综合因子尽可能地反映原来变量的信息量，而且彼此之间互不相关，从而达到简化的目的。
化 覆 盖 率 图1风险因子分布p p主成分分析的计算步骤如下：设观测样本矩阵为（n 为样本数， 为变量数）：为使该样本集在降维中所引起的平方误差最小，必须进行两方面的工作：一是进行坐标变换，即用雅可比方法求解正交变换矩阵；二是选取()m m p <个主成分.将原始数据进行标准化处理，即对样本集中元素：作变换 （i=1,2，…，n ；k=1,2，…， ）作变换，即ik k ik k x x x s -=， 其中：n 为参与评价的指标个数。
主成分分析的明显特征是每个主分量依赖于测量初始变量所用的尺度，当尺度改变时，会得到不同的特征值。
克服这个困难的方法是对初始变量进行以上标准化处理，使其方差为1.计算样本矩阵的相关系数矩阵。
对应相关系数矩阵，计算特征值以及各个主成分的贡献率。
再把贡献率大的因子找出来，从而起到筛选的作用。
5.1.2 主成分分析法求解过程在附录1中给出了1979到2010年北京水资源短缺风险评价的原始数据，我们利用 将这些数据进行标准差标准化处理后计算其相关系数矩阵（见表1）表1 相关系数矩阵 pik x spssp再由相关系数矩阵计算特征值和各个主成分的贡献率和累积贡献率如表2，表3所示。
表2 特征值和贡献率和累积贡献率表3 成分矩阵由表2、3可以看出，第一、第二主成分的累计贡献率已达到了%，我们在第一和第二主成分中选择因子，各个因子系数的大小可以反映因子对主成分的贡献率，所以我们选择了农业用水，第三产业及生活其他用水，降雨量，城市绿化覆盖率，常住人口，作为水资源短缺的主要风险因子。
5.1.3 灰色关联度的原理和求解灰色关联度分析是分析系统中各因素关联的程度的方法，在计算关联度之前，需先计算关联系数。
关联系数：则关联系数定义为：其中：为第k 个点 和 的绝对误差；()()()j X j X i nj i )0(01ˆmin min -≤≤为两级最小差； ()()()j X j X i nj i )0(01ˆmax max -≤≤为两级最大差； 称为分辨率，0< <1,若 越小，关联系数间差异越大，区分能力越强。
一般取 =。
对单位不一，初值不同的序列，在计算相关系数前应首先进行初始化，即将该序列所有的数据分别除以第一个数据。
利用上述方法，我们缺水量来衡量水资源短缺程度，所以把缺水量作为参考序列，各个因子作为比较序列，得到各个因子与缺水量的关联度r （如表4所示）。
表4 各因子关联度值根据关联度的大小，我们同样可以选择农业用水，第三产业及生活其他用水，降雨量，城市绿化率，常住人口。
)0(i X ()0ˆX p p pp5.1.4 结果说明用主成分分析评价影响水资源短缺的主要风险因子和用灰色关联度分析方法对影响水资源短缺的主要风险因子，其结果基本一致，说明对于北京水资源短缺的主要风险因子为农业用水，第三产业及生活其他用水，降雨量，城市绿化率，常住人口。