水资源短缺风险的综合评价zhengzong

水资源短缺风险的综合评价摘要：本文从风险的角度对北京地区水资源短缺的问题进行了探讨。首先，通过资料分析，列出了可能导致水资源短缺的各方面原因，并建立了相应的风险指标体系。然后，对各个风险指标值进行了获取工作。针对北京地区的实际资料，采用主成分分析法和改进的灰色关联度对风险指标进行定量筛选，最终确定出导致风险的敏感因子，为进一步进行风险评价奠定了基础，同时也为制定风险的防范措施和对策提供了理论依据。为了对水资源短缺风险进行综合评价，我们建立了一个水资源短缺量与来水和用水两个因素之间的线性回归模型，并且对未来两年做了预测，建立数据拟合模型，求解水资源短缺风险及对应的风险等级。关键词：北京地区；水资源短缺风险；敏感因子；风险等级；线性回归；拟合问题的重述近年来，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。《北京2023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。问题的分析从风险的角度来看，目前北京地区面临着较大的水资源短缺风险。风险是存在于任何事物之中的，人类不可能完全消除风险，但是能过尽量减少风险，将危险发生的可能性和损失降到最低。与减小风险，首先应该找出导致风险的主要原因，并得到哪些因素会加大风险，哪些因素会降低风险。从而为制定相关的风险防范措施和对策提供理论依据。哪些因素会加大北京地区水资源短缺风险？哪些因素又会降低水资源短缺风险？本文首先通过系统定性分析，列出了可能加大和降低地区水资源短缺的各方面因素。概括来说，这些因素主要源于以下两个方面：1、来水因素；2、用水因素。由于加大和降低风险的因素较多，而从北京地区科学管理的角度来看，如何充分发挥人力、物力、和财力最大限度的缓解水资源短缺风险，是所急需解决的问题。“事物要抓其主要矛盾”，只有找到加大和降低水资源短缺风险的主要因素，才能有针对性地采取有效措施和策略。本文结合定性分许和定量计算，试图找出加大和降低水资源短缺风险的主要因素，并确定出风险敏感因子。义模型的假设亲与符号说明戴3.1模例型的假设恐（1）除了揭所考虑的因坊子外，其他呼风险因素忽抓略不计；险（2）忽略占因为所研究邀因子的数据梦不全所带来帐的影响；蹈（3）在一齐定时间范围勿内所研究的漂各因子是连天续变化的；浙（4）水资另源系统发生系供水短缺产突生的损失用多缺水量来衡昌量。杂（5）水资并源短缺量归党一化所选取探的最大值即问为所统计年妹份缺水量的晒最大值，忽笋略其对模型腊的影响；耽文中所有提鹿到的关于供嗓水量及用水葵量的单位均铁为亿立方米旷。活3.2符时号说明香模型的建立储与求解餐4.1水消资源短缺主隔要风险因子悄的确定厦牵渣影响水资源性短缺风险的悬因素射加大和降低淹北京地区水京资源短缺风茄险的因素主沃要源于以下族两方面1、膨来水因素;要2、用水因袄素。印以下分别从珠以上方面对享其因素进行雨定性分析:绝a、来水鼻因素:(弦1)地表许水水量：地俱表水水量=滑降水量事—祖蒸发量。降秋水量:它是输水资源的来余源,其大小崭变化直接影病响到水资源稍量的大小,坊当降雨量减软小时,水资门源短缺风险酱就相应增大竞。蒸发量:伞蒸发量增大赔将导致区域妹可用水资源椅减少,从而斜增大水资源唐短缺风险。边(2)沿地下水天然括补给量:此爷补给量越大传,则可用地怪下水也越多劲,可以降低谨水资源短缺赏风险。爬b、用水因天素:(1案)农业用秀水量(2完)工业用袖水量资(梁3)第三火产业用水量题告街风险敏感因组子的确定携本文中,分层别采用主成某分析法和灰重色关联度法损进行指标定闪量筛选。由徐于数学方法容在实际应用语中可能会或什多或少有其设自身的缺陷竹和局限性,灿因此,采用厕不同的数学父方法进行计择算,并将其猜结果互相对市比和验证,扭最终将能得炸出较为准确幕的结果。哨镜利用主成隶分分析方法惧确定风险敏赖感因子满主成分分析亩法是指标筛桐选最常用的爬方法之一,想该方法的本腰质目的是对麻高维变量系纠统进行最佳卫综合与简化桨,同时客观暮地确定各个么指标的权重腾,从而筛选弄出权重大的细指标,确定奸敏感因子。培该方法较层弹次分析法熄和专家打分链法的好处是愿避免了主观气随意性,因殊此本文首先液采用此法进般行指标筛选姨。颤图1石羊鸟河流域水资题源短缺风险委指标体系图捎主成分分析共方法的步骤扬为[8-喂10]葡:填(1)数吐据的标准化固处理区改撤（1）免其中愿为第校个分区第个啊指标的值,富，擦为第钻个指标的样区本均值和样脂本标准差。仿(2)计搞算数据表(叔)碗×肆的相关矩阵根R。疲(3)求傲R的尺个特征值:姿，以及对应肚的特征向量途,它们标库准正交,益称为主轴。宏(4)求琴主成分:铁现（励2）揉(5)精腐度分析:通管过求累计贡泊献率痛来判断,中棚,一般要求范取艘>85旗%的最小组值,则可得珠主平面的维纠数虑m帐,从而可对蔬m弦个主成分进封行综合分析乡。胁(6)在筑获得特征向劈量与特征值葵,并确定主绣超平面的维花数之后,可碍以计算主因崇子载荷矩阵泊,其计算公肚式为:其中滥启寒利用改进的村灰色关联方调法筛选敏感秆性风险因子溜灰色关联方仰法的主要步渣骤如下:率(1)参宿考序列的选透择杠水资源短缺穗风险:由于无水资源的短鹿缺与否主要漆体现在人均宴水资源量上码,当人均水贡资源量越小虑,水资源纯短缺的风险锯就越大,所种以选定人均渣水资源量作爸为参考序列纷。秒各个参考序减列都以余表示之,其劝中冲=1,陈2,爹⋯是,犹,阳为评价区捉数。颤(2)比而较序列的确矩定作其它列入风础险因子表中波的因子组成垄的序列即为放比较序列,沙记为巴,休k猾=1,播2,父⋯粗,班n闻,i=段1,2稍,洪⋯开,担m木,旷m脂为因子数量膛。丢(3)对建参考序列与贯比较序列进耳行无量纲处劣理示处理方法为弟以各序列中霜最大值为1翻,其余均像以此值相除园,此对于指指标值越大越膜好的情况;占对于指标值风越小越好的筐情况,以最厉小指标值除箭以其它指标稀值。旦(4)利曲用下述公式直计算比较序辩列的所有指才标对应于参刃考序列所有蚁指标的关联理系数降浇狸(4)枣式中,周为指标句k粮的绝对差,争ζ庙为分辨系数应,在0～1廊之间变化穿。葡传统的述ζ贪一般取0.哥5,然护而大量计算搁结果表明,朵0.5曾并不是最合巴适的数值,蜓ζ初的取值应遵座循下述以下挣两大原则:愈a、充分啦体现关联度何的整体性,态即关联度向不仅与灵有关,而且毙与所有其它句因子刚(单j影=1,挤2,符⋯册,茎n扶)有关;随b、具有抗劳干扰作用,疏即当系统因兼子的观测序俯列出现异常般值时,能够丽抑制、削弱蹲它对关联空唉间的影响。省因此,分辨掉系数感ζ模的取值规则像如下:耀记片为所有差值软绝对值的均讲值,瞧=毕,并记甚柱(君),则撒ζ差的取值为:琴ε≤ζ≤粗2骑ε渔,且满足耍则埋ζ银在此区间内衰取值。浪(5)迹比较序列剧对应于参考茅序列的关联矮度贼一般用平均驱值,即猴(6)们按关联度蒙大小进行排枕序缘关联度越大枕,比较序列裳与参考序列架关系越密切纯。恶4.2弦问题二的模浓型建立牧为了对水资型源短缺风险贿进行综合评歌价，我们建枯立了一个水兄资源短缺量助与来水和用石水两个因素刷之间的线性垄回归模型。金由模型一，轧主成分分析嫁可知，影响燥用水的因子连主要是工业霉用水、农业我用水、第三冷产业用水以检及废水排放欲量；而影响殃来水的因子参有入境水量夏、年降雨量绩和地表水资庸源总量。西（抚1）柱利用evi安ews软件久求出水资源邻短缺量与各练风险因子之焰间的线性回徒归方程。齿Y=犬靠+C敞约谨（究1）眯溉惹其中，暮为统计数据逝借助名eview杏s歌软件回归所饥得的各因子俯的系数，C肤为常数。碌通过该回归疮方程，我们火将水资源短难缺风险转化否为各个因子联的变化趋势葱，各个因子葵的变化直接绿导致风险的园变化。只要及调节各个因近子就能调节痰风险的大小裤。并通过对双各个因子未朱来值的预测先，间接来预集测水资源短场缺量，即水或资源短缺风启险。上为了风险进龄行综合的评血价及给风险怖等级进行划用分，我们先营是建立一个秃基于快速聚党类法重心法野思想的聚类希模型。再通牌过spss坑软件给风险蚕划分等级，姐给风险进行地一个综合的巷评价。邪（2）陡重心法的原叉理：达若样品之间暑采用欧氏距析离，设某一膏步将类吧与救合并成抄，它们各有谢，缠，府（音=保+颤）个样品，贞它们的重心拍用割，健和讨表示，显然卫有：梢=漠（岩+裕）叔岁某一类抹的重心为川，它与新类补的距离是：=+—唤（3）将1艳979至2趣008年缺邀水年份的缺晒水量，运用树SPSS软沸件进行聚类参分析，将其陡分成叙k难类，然后算蔽出每类的均扬值均（此处的喜类似于聚类缠分析中的类笋中心）。律=票（i为每类危中因子的个随数）欺（4）将各佳个均值泽从小到大进扭行排序，排免序结果为：踢，袭，培…啊，却，（仓t=k帽），算出相倾邻两个均值趋之间的均值驱（润m=k-1拖）。=（+）吧（菌5）再将算埋出的登经过归一化固处理，从而茎将缺水量转雅化成水资源沙风险，并用棚β穷来表示风险炒系数，其值您介于0~1钱之间的小数版。研帐补粥茧=早班注意：因为念缺水量应该痛是大于零的设，所以此处洗的窑min(Y披)待我们选取零崭,而淹max(Y撑)冷的值取从1颂979年到出2023年食缺水量的最草大值。抱（6）归一静化后的伐m魄个孤β很值把0~1娇这一区间分贯成了境m海+1个小区如间，也就把拾风险划分成灶了篮m开+1个等级督，并根据各区风险值所在市的区间对其膨命名。上注意：本沃文对水资源逝风险划分了仆4个等级，态并对其命名执为较低风险仔、低风险、复较高风险和碍高风险。往4.3武问题三的模峰型建立点在问题2中散我们已经建宵立了一个水描资源短缺量屯与风险因子赞之间的风险捞综合评价的勿线性回归模岛型，通过这愁个线性回归愉模型我们知床道了缺水量勒与各因子之拼间的关系，善为了对未来排两年北京市雕的水资源短毁缺风险进行本预测，我们迹可先对7个俊因子建立数闷据拟合模型侧，猴利用MAT滨LAB对7蠢个风险因子乔的变化趋势纱进行拟合预日测，将所求拿得的各因子姓的预测值代祥入到线性回