模糊概率模型北京水资源短缺风险综合评价.doc

PAGE PAGE 1 北京水资源短缺风险综合评价 小组成员：唐佳颖 毛莉莉 谷乐敏 摘要 随着水资源短缺问题的日益严重，对水资源短缺风险研究的重要性越来越突出。本文以北京为例，对水资源风险因子进行识别，对水资源短缺风险评价并进行等级划分，对未来风险进行预测，同时研究相应的降低风险的措施。 问题一要求评价判定水资源短缺风险的主要风险因子。首先，就是进行风险因子的识别，在识别出的因子中挑选主要风险因子。风险因子应分为影响供水量和影响用水量两部分。在供水量方面，我们首先给出了度量水资源系统风险特征的指标，如降水量，污水处理量，水库容量等都具有一定程度的不确定性；在用水量方面，我们给出了人口规模，生活用水，工业用水，农业用水等风险因子。经过识别后最后将风险因子定为气候条件，水资源总量，人口规模，生活用水，工业用水，农业用水。然后利用层次分析法计算出各风险因子的比重，比重靠前的就是主要的风险因子，最后得到主要的风险因子为农业用水，水资源总量和人口规模。 水资源短缺风险即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，这类似于期望的概念，于是在问题二中我们引入模糊概率描述发生水资源短缺的条件，构造关于缺水量的隶属函数，从而建立基于模糊概率的水资源短缺风险评价模型；完成1979-2009风险评价（结果见表格2）后，将风险值由小到大排序，明显观察到风险值呈五级阶梯状分布，故将风险划分为I-V级（见图 4）；接下来，通过计算不同风险因子与总体风险的相关性，选取相关性较大且具有调控价值的风险因子（农业用水，生活用水，污水处理），研究其调控方案，以降低水资源短缺风险。 为了预测北京市未来两年水资源的短缺风险，在第三问中，我们利用多元回归模型，寻找水资源主要风险因子与水资源风险之间的关系，首先画出水资源主要风险因子与水资源短缺风险之间的散点图，然后根据散点图构造函数，根据观察发现农业用水，工业用水，第三产业及生活等其他用水量以及水资源总量与缺水量之间都是呈线性关系的，所以就可以建立起缺水量与各个主要风险因子之间的多元线性回归模型，利用MATLAB统计工具箱中的命令regress求解可得相应的回归系数，这样就得到了缺水量与这些风险因子之间的关系式，然后利用曲线模拟方法中的最小二乘法拟合出各个风险因子与年份之间的关系式，这样就可以预测出未来两年的各风险因子的相应指标值，带入到前面所求的回归方程中去，就可以求出未来两年的缺水量，再利用模型二中的水资源短缺风险评价模型便可预测出北京市未来两年水资源的短缺风险。 最后，基于以上三问的研究，结合当今实际发展，在问题四中，我们向相关部门给出建议报告，提供了详实，全面，简单，可行的方案。 关键字：风险因子 层次分析法 模糊概率 相关性分析 多元回归模型 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。 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 《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： 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。 二、问题分析 2.1对问题一的分析 问题一要求评价判定水资源短缺风险的主要风险因子。首先，就是进行风险因子的识别，在识别出的因子中挑选主要风险因子。 根据题目所述，水资源短缺风险是由供水量和用水量方面存在不均衡性导致的，则风险因子应分为影响供水量和影响用水量两部分。在这两部分下，有若干项风险因子。通过查找相关资料和搜集可靠的数据，我们能够得到导致北京水资源风险的风险因子，并在此基础上判定主要风险因子。在供水量方面，我们首先给出了度量水资源系统风险特征的指标，如降水量，污水处理量，水库容量等都具有一定程度的不确定性；定量的度量上述不确定性以及由此带来的水资源系统风险是风险评价的主要内容。在用水方面，参考题目所给信息，风险因子应当是生活及第三产业用水、工业用水和农业用水。 通过以上分析，