水资源短缺风险综合评价.doc

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20012010年每年的水资源短缺状况进行预测，并提出应对措施。根据1979年至2000年北京市水资源短缺的状况表格我们可以得到年份总用水量（亿立方米）水资源总量（亿立方米）缺水量（亿立方米）缺水程度用水比重197942.92 38.23 4.69 0.11 0.89198050.54 26.00 24.54 0.49 0.51198148.11 24.00 24.11 0.50 0.49198247.22 36.60 10.62 0.22 0.77198347.56 34.70 12.86 0.27 0.72198440.05 39.31 0.74 0.02 0.98198531.71 38.00 -6.29 -0.20 1.19198636.55 27.03 9.52 0.26 0.73198730.95 38.66 -7.71 -0.25 1.24198842.43 39.18 3.25 0.08 0.92198944.64 21.55 23.09 0.52 0.48199041.12 35.86 5.26 0.13 0.87199142.03 42.29 -0.26 -0.01 1.00199246.43 22.44 23.99 0.52 0.48199345.22 19.67 25.55 0.57 0.43199445.87 45.42 0.45 0.01 0.99199544.88 30.34 14.54 0.32 0.67199640.01 45.87 -5.86 -0.15 1.14199740.32 22.25 18.07 0.45 0.55199840.43 37.70 2.73 0.07 0.93199941.71 14.22 27.49 0.66 0.34200040.40 16.86 23.54 0.58 0.41根据统计图的信息可以在Matlab中做出根据图中的拟合函数y=(1.0e+0.05*0.000)-0.0031x-3.0622x2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-7.1545x2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-1.5205x2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-4.4251x2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通过以上的图表信息我们就可以预测出2001-2010年每年的用水情况年份水资源总量（亿方）农业用水(亿立方米)工业用水(亿立方米)第三产业用水(亿立方米)总用水量(亿立方米)200119.20 17.49.213.339.9200216.10 15.57.513.836.8200318.40 13.88.413.936.1200421.40 13.57.714.135.3200523.20 13.26.814.334.3200624.50 12.86.214.733.7200723.80 12.45.815.333.5200834.20 125.215.933.1200921.80 125.216.333.5201026.30 13.15.516.935.5而又可以通过上表得出2001-2010年的缺水量和缺水程度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。要改变这样恶劣的环境就必须采取一定的措施来应对，而解决问题就要找到问题的根本，找出水资源短缺的风险因子，从而调控风险因子，使得水资源短缺得到改善。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。对主要风险因子,如何进行调控，使得风险降低？等级的划分：本文暂且将风险等级分为五类，即风险极限，高风险，中度风险，低风险，无风险，对应的数值为5，4，3，2，1.风险等级划分风险度风险极限高风险中度风险低风险无风险风险度函数（）54321注：风险极限是指达缺水程度到了城市的负荷极限根据实际情况，本文选取偏大型柯西分布隶属函数作为隶属函数其中、为待定系数当风险度为无风险时，取当风险度为中度风险时，隶属度为0.8，即当风险度达到极限时，隶属度为1，即计算出系数、分别为=1.1086、=0.8942、=0.3915、=0.3699于是得到风险度的隶属函数为 利用风险隶属函数计算出风险等级的隶属度如表风险等级隶属度风险度风险极限高风险中度风险低风险无风险风险度函数（）10.91260.80.52450.01使用matlab编程将历年划分等级，得到历年的潜在风险等级如表：历年的风险等级年份风险等级年份风险等级19791199021980219912198121992319822199331983219942198421995219852199621986219972198721998219882199931989220003由表可以看出风险变化趋势为，有增长的趋势，但总的风险把握在中级风险以内。对水资源短缺有影响的指标有很多，大致有三类：1.自然状况；2.产业用水和生活用水；3.管理体制影响。在查阅相关知识后，最终选取了11个指标。潜在风险因子体系如图所示：4、风险预防措施1.蓄水量：蓄水量的大小由水利工程的数量与规模决定，在短期内无法做出有效的调整，目前北京只有官厅、密云水库。于是从长期来说，可以增加水库的容量，甚至是考虑增加水库的数量，以此增加蓄水量；其次是加强管理制度，科学合理的防水补源。2.地下水位：地下水位主要接受大气降水补给，其次为侧向径流补给、河渠渗漏补给、地表水灌溉和井灌回渗以及城市工业和生用水的排泄。随着城市规模扩大和人类活动的加剧，大量的工业废水、生活污水等通过河渠排放渗入地下，使大部分浅层地下水遭受污染。大幅度地提高污水处理率能减少水环境污染,从而改善水质,从质上降低水资源短缺风险。努力实现对工业和城市生活排放的污水进行100 %的处理,处理后的污水应至少能达到农业灌溉要求,能够大量回用。在建立污水厂的同时,就应该对污水回用工程进行规划布置,尽量将水的重复利用率提高到最高水平。提高废水处理率，减少上游污水的排放；3.降雨量：可以通过人工降雨的方法增加降雨量，增大绿化面积，维持一个正常的水循环。以水养林，以林护水。从水资源收益中的一部分拿来支持植树造林，森林覆盖率高了，对于水土保持、降低水资源短缺风险有着显著效果。4.人口总量：人口总量对生活用水会产生直接的影响。总体上人口总量呈增长趋势，生活用水势必会大幅度增加，所以均衡人口流动方向，在有越来越多人涌向北京趋势下，而环境承载力有限。北京水利部门可以与有关部门协商，向中央提交有关报告