水资源短缺风险综合评价.ppt

1、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。本文主要针对北京的水资源短缺情况作了综合评估。,一、问题的提出,针对本题的要求，我们有如下四个问题需要解决： 1、评价判定北京市水资源短缺风险的主

2、要风险因子是什么？ 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,1、北京市水资源短缺风险的主要风险因子是什么？ 数据显示1979年到2000年22年来，北京市用水构成发生了很大的变化，农业用水和工业用水在不稳定波动中总体保持下降趋势，而第三产业和生活用水则呈现大幅上升趋势，这主要与北京市人口的过快增长及第三产业的快速发展密切相关。因此可以得出如下结论：农业用水、工业用水和

3、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测？ 通过对22年北京水资源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,方法（1）：熵值法确定权重系数,为了能客观准确评价判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子，又找出可能造成北京水资源短缺的多个平行因素，依据历年的耗水指标，根据熵值法确定各因素的权重系数，找出权重最大的指标就是水资源短缺风险最主要的风

4、险因子。 得出农业用水、工业用水、生活用水，人口数量、降水量、水资源总量的权重值为： 0.1713 0.1623 0.1593 0.1592 0.1746 0.1733 可知在影响北京水资源短缺的影响因素中，降水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)nm c.综合评判,我们划分低、中、高三个等级，其对应的风险程度分别为可以忽

5、略的风险，可以接受的风险，灾变风险。 由模糊综合分析法最后得出北京近几年的缺水情况都比较严重的结论，呈现中上等的风险等级。,方法（3）：多元线性回归和函数的拟合,1、建立一个以北京市“总用水量”和“水资源总量”的差Y作为因变量的多元回归模型。把所有数据带入到多元回归的程序中可得出第一个回归方程及其残差图：,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+2.2964x3-0.0154x4-0.0598x5 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),四、建议报告,通过数据的分析，得知降水量权重最大，影响也最大，所以有关部门做好监测和预测每年水资源短缺量，通过