水资源短缺风险综合评价思路
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水资源短缺下的灾害风险评估与应急措施引言:随着全球人口的不断增长和工业化的快速发展,水资源短缺已经成为当今世界面临的重大问题之一。
水资源短缺不仅会导致生活用水困难,还会对农业、工业和生态环境产生严重影响。
在这种背景下,灾害风险评估与应急措施的制定和实施变得尤为重要。
本文将从不同的角度探讨水资源短缺下灾害风险评估的方法以及应急措施的实施,以期为解决水资源短缺问题提供一定的参考和思路。
一、地区水资源概况分析在进行灾害风险评估和应急措施制定之前,首先需要对地区的水资源情况进行详细分析和评估。
这包括对地区水资源供需状况、水资源分布特点以及不同季节的水资源变化情况等进行全面的了解,为后续工作提供基础数据支持。
二、灾害类型及影响评估在水资源短缺的条件下,灾害风险评估主要关注那些可能对水资源产生严重影响的灾害类型。
如干旱、洪涝、土壤侵蚀等。
对于每一种灾害类型,需要评估其对水资源的影响程度,包括对供水系统、农田灌溉和水生态环境的影响等,以便在制定应急措施时有针对性地解决问题。
三、灾害风险评估模型建立为了准确评估灾害风险,建立灾害风险评估的模型是关键的一步。
常用的模型包括基于统计学方法的灾害概率预测模型、基于物理学原理的灾害过程模拟模型以及基于系统动力学的灾害风险评估模型等。
选择适合地区特点和数据条件的模型,结合实际情况进行合理的建模和参数估计,以期获取准确且实用的评估结果。
四、应急措施制定与实施应急措施的制定和实施是解决水资源短缺问题的关键步骤。
在分析和评估灾害风险后,需要根据实际情况制定相应的应对措施。
这包括水资源管理的制度建设、优化供水系统、改善水资源利用效率、加强灾害预警和应急响应能力等方面。
同时,应急措施的实施需要付诸实践,通过不断调整和改进,才能逐渐提高应对水资源短缺的能力和效果。
五、宣传教育与意识提高水资源短缺问题不仅是一个技术问题,还涉及到公众的参与和认知。
因此,在应急措施的制定和实施过程中,宣传教育和意识提高是至关重要的。
水资源短缺风险综合评价引言随着全球人口的不断增长和经济的快速发展,水资源短缺问题日益严重。
水资源是人类生存和发展的基础,对于许多行业和地区来说都至关重要。
因此,评估水资源短缺的风险是非常重要的。
本文将介绍水资源短缺风险的综合评价方法,以帮助相关部门和组织更好地了解水资源短缺的风险,并采取相应的应对措施。
评价指标评价水资源短缺风险需要考虑多个指标,包括:1.水资源供求状况:评估水资源可利用量和需求量之间的平衡情况。
这可以通过收集和分析水资源的实际利用情况、供水量和人口增长情况来确定。
2.水资源质量:考虑到水资源的可利用性,需要评估水资源的质量,包括水源的化学成分、微生物污染程度等因素。
3.水资源管理政策:评估水资源管理政策的有效性和完善程度,包括水资源的分配和利用政策、水资源的保护和治理政策等。
4.环境敏感性:考虑到水资源的可持续利用和环境保护的需要,评估社会经济发展对水资源的影响程度。
综合考虑以上指标,可以更全面地评估水资源短缺的风险程度。
评估方法水资源短缺风险的综合评估方法可以采用以下步骤:1.数据收集:收集相关水资源数据,包括水资源供求状况、水资源质量、水资源管理政策等。
可以通过调查问卷、现场观察、统计数据等方式获取数据。
2.数据分析:对收集到的数据进行分析,计算水资源供需缺口、水资源利用率、水资源质量指标等。
3.指标权重确定:根据实际情况和需求,确定各个评估指标的权重。
不同指标对水资源短缺风险的影响程度可能不同,因此需要进行权重设置。
4.综合评估:根据所确定的指标权重,对各个指标进行综合评估,得出水资源短缺风险的综合评价结果。
应对措施综合评估水资源短缺风险后,需要针对评估结果采取相应的应对措施。
具体的应对措施可能包括:1.加强水资源保护:通过加强水源地的保护、减少水污染、提高水资源利用效率等方式来保护水资源。
2.改善供水设施:通过改善供水设施和提高供水网络覆盖率来缓解水资源短缺问题。
3.完善水资源管理政策:提出和实施更加完善的水资源管理政策,包括水资源的分配和利用、水资源的保护和治理等方面。
水资源短缺风险综合评价摘要北京市一个重度缺水的超大型城市,水资源对北京来说极度重要,本文对北京水资源风险进行细致性分析以及对未来两年北京缺水的风险进行预测,建立了各项水资源风险模型对风险的高低及影响进行了分析,并认为北京市近期缺水的主要风险在于气候条件和巨大人口规模。
在本文后段针对北京的现状提出相关的解决办法,并提出短期内的“外省外市”借水,制定更严的限水政策,强化人工降雨技术研究力度和实施力度,中期计划为海水淡化,外水调京以及我们城市雪水收集方案。
关键字北京水资源风险应对方案综合评价一问题的重述水资源,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。
北京是一座超大型的国际大都市,是一个严重缺水。
北京地区近年来降水量为37.73亿立方米,人均水资源不足300立方米,是全国的八分之一,世界的三十分之一,远低于际公认的人均水资源危机线。
北京市降水量丰枯连续出现时间2~3年,最长连丰年可达6年,连年枯可达9年,历史记载最长枯水期为期20年,汛期径流占全年的70%左右。
水资源时空不均和连枯联丰的特点给原来水资源紧缺的北京无疑是雪上加霜,属111个特贫水城市之一,是水库存水量全国下降最快的三个城市之一。
水资源紧缺已成为制约经济社会可持续发展的第一瓶颈。
下图为北京市的供水来源和水资源利用北京市供水来源地表用水南水北调地下水再生水62%7%80%13%18%北京水资源利用生活用水工业用水农业用水环境用水10%41%34%15%二、问题分析北京的水资源风险因子主要有:工业污染、农业用水、气候条件、水利工程设施、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摘要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, 利用所给数据及所查询的数据建立了基于集对分析—可变模糊集的区域水资源短缺风险评价模型。
最后选取与max{ b ij}对应的评语为区域水资源短缺风险的评判结果,对北京水资源短缺风险进行五个等级划分之后对北京水资源短缺风险进行分析、评价、得出结论。
结果表明,如果没有南水北调工程,2010 年整个北京的水资源短缺风险将会处于高风险水平,水资源供需状况极度危险,对水资源采取有效的风险管理措施已刻不容缓。
预测结果与北京现状的开发利用程度、缺水量相符,该模型具有一定的可操作性和实用性,并为区域水资源规划和管理提供决策依据。
关键词:水资源短缺;集对分析;可变模糊集;风险分析;综合评价引言水资源短缺受供给和需求两个主要因素影响, 当供给不能满足用水需求时, 就会出现水资源短缺风险。
水资源短缺风险评价是在其风险识别和风险分析的基础上, 把损失频率、损失程度以及其他因素综合起来考虑, 分析风险的影响,寻求风险对策并分析其影响, 为风险决策创造条件。
根据韩宇平等人所给出公式详见参考文献【1】,首先分析数据建立模糊数学模型,对北京水资源短缺划分等级,并对其进行综合评价,以便对北京未来两年水资源短缺风险进行预测,最后提出一些应对措施,保障人类生存和经济法展维持生态环境系统平衡。
1 北京市水资源短缺风险影响因子分析水资源系统的风险因子指引发水资源风险的自然和社会原因。
主要有:水文风险因子、水力风险因子、结构风险因子、可供水量风险因子、用水量风险因子、水环境风险因子和技术风险因子等。
对于北京市,其水资源短缺风险的风险因子可用图1所示的北京水资源短缺风险事故树来进行综述。
图1 北京水资源短缺风险事故树2 模型构建2.1风险率 根据风险理论,荷载是使系统“失事”的驱动力,而抗力则是对象抵御“失事”的能力。
如果把水资源系统的失事状态记为F ∈(λ>ρ),正常状态记为S ∈(λ<ρ),那么水资源系统的风险率为{}F X P P r t ∈=>=)(ρλ (1)式中: X t 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的记录,风险率也可以定义为水资源系统不能正常工作的时间与整个工作历时之比,即∑==NSt t I NS a 11 (2) 式中: NS 为水资源系统工作的总历时;I t 是水资源系统的状态变量。
水资源短缺风险综合评价引言随着全球人口的迅速增长和经济的快速发展,水资源短缺已经成为全球范围内的一个严重问题。
水资源短缺不仅影响人类的生活和生产活动,还给环境带来了巨大的压力。
在这样的背景下,对水资源短缺风险进行综合评价,有助于发现问题、制定对策,保障水资源的可持续利用。
本文将介绍水资源短缺风险综合评价的概念和方法,并探讨其在实践中的应用。
概念水资源短缺风险综合评价是指对一个地区或流域的水资源短缺情况进行全面、系统的评估和分析。
它包括对水资源量、供需状况、生态环境影响等多个方面的综合评价,以确定水资源短缺的风险程度和影响因素,并提出相应的对策和措施。
方法水资源短缺风险综合评价的方法可以分为定性评价和定量评价两种。
定性评价定性评价主要通过对水资源短缺的影响因素进行描述和分析,以确定各个因素对水资源短缺风险的贡献程度。
常用的定性评价方法包括层次分析法、模糊综合评价法等。
通过这些方法,可以对不同因素进行排序和权重确定,从而判断其对水资源短缺的影响程度。
定量评价定量评价是通过建立数学模型,对水资源短缺进行量化分析。
在定量评价中,需要确定评价指标和评价方法。
评价指标可以包括水资源总量、用水强度、水资源开发利用率等方面,评价方法可以采用统计分析、系统动力学模型、模拟仿真等。
应用案例案例一:某市水资源短缺风险评估在某市的水资源短缺风险评估中,首先确定了评价指标,包括年平均降水量、年平均径流量、年用水总量等。
然后利用统计分析方法,对这些指标进行了量化处理,并计算出不同指标的权重。
最后,运用层次分析法,对各个因素进行综合评价,确定了水资源短缺风险的程度和影响因素。
案例二:流域水资源短缺风险评估在流域水资源短缺风险评估中,除了考虑局部的水资源情况外,还需要考虑流域的水循环和水质状况。
因此,需要建立一个复杂的模型,同时考虑水资源供需的平衡、水循环的特点和水质的保护。
通过模拟仿真等方法,可以对流域的水资源短缺风险进行综合评价和分析,为决策提供参考。
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。
水资源短缺风险综合评价摘要:本文通过建立模型来判定北京市水资源短缺风险的主要因子对北京市水资源短缺风险进行综合评价,进而提出调控办法。
对于问题一,影响水资源短缺的因子很多,主要有四方面:第一,农业用水;第二,工业用水;第三,人口规模;第四,气候条件与水利工程设施。
以上四方面分别对应附表中农业用水量,工业用水量,第三产业及生活等其他用水量与水资源总量。
对于主要因子,本文采用关联分析对关联度进行计算量化处理。
首先对数据进行了预处理,以缺水量(总用水量-水资源总量)作为参考数列,把农业用水量,工业用水量,第三产业及生活等其他用水量与水资源总量作为参考数列,然后对个数列进行初始化处理,利用matlab分别计算出以上四方面对缺水量(总用水量-水资源总量)的相关性。
得出总体相关性大小排序如下:0.6477 > 0.6327 > 0.5971 > 0.5844即:水资源总量>第三产业与生活等其他用水量>农业用水量>工业用水量为检验该模型的合理性,本文采用matlab作出以上四个量以及缺水量(总用水量-水资源总量)对时间的关系图,从图中可以直观显示农业与缺水量的相关性较大,与该模型结果吻合,模型具有较好的准确性。
对于问题二,本文建立了合适的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。
本文将改革开放以来的三十年分成六个阶段,每个阶段分为五个点。
采用熵值确定农业用水量,工业用水量,第三产业及生活等其他用水量三方面对水资源短缺影响的权重,得出水资源短缺的综合测评指数Q,再利用六个阶段的Q值与实际数据对比的结果,定义出反映水资源短缺程度的程度系数e。
由于水资源总量相对于其他三方面因子的特殊性,本文决定分两个阶段(分别是1979~2000和2001~2008)拟合出(水资源总量/总用水量)的比值相对于时间的一次函数,根据函数走势对e进行修正,再对程度系数进行区间划分,作为风险等级的指标。
水资源短缺风险综合评价摘要水是维持生态系统完整、人类生存和社会经济发展的基础性资源,然而随着近年来人口增长、生产扩大和城市化进程加快,全球很多地区都面临着不同程度的水问题。
长期以来北京市一直是中国甚至是世界上水资源最为严重短缺的超大城市之一,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,本论文就北京市水资源短缺风险进行了综合评价,并确定了主要风险因子,根据主要风险因子提供了一些节水建议。
对于第一问我们根据提供的数据并经过分析,列出了几个主要的风险因子,并计算他们的方差,根据标准差波动性的大小,并通过层次分析方法来进行等级的分化,从而确定主要的风险因子,通过基于最大熵原理对北京市水资源短缺风险进行综合评价,做出等级分化,最后通过应用线性回归做出未来两年水资源的短缺风险进行预测。
关键词:风险因子短缺风险线性回归综合评价一、问题的提出水资源由供水和需水两方面组成,但是供水和蓄水又存在不确定性,为了确定主要的风险因子,我们根据供水和需水的几个方面通过查阅文献,我们找到了几个风险因子,如何确定其为主要的风险因子?确定出主要的风险因子,如何建立一个模型对北京市水资源短缺风险进行综合评价,并进行等级分化?根据我们算出的数据如何对北京市未来两年水资源短缺风险进行预测并提出相应的意见。
二、问题的解决对于第一问我们采用对查出的数据进行标准差的计算,并用层次分析方法确定主要的风险因子,再利用最大熵原理对北京市水资源短缺风险进行综合评价,利用线性回归对北京是未来两年水资源短缺风险进行预测,并查阅相关文献,提出相应的建议。
我们需要解决下列关键分析:1.数据的处理。
2.建立适当的模型,提高判别结果的精确度。
3.必须通过对已知数据的深挖掘,找出修正判别准则地方法。
我们将整个问题分为如下两个问题,通过标准差比较波动大小从而确定主要的风险因子,然后通过线性回归预测未来两年的水资源情况。
水资源短缺风险综合评价摘要:本文通过建立模型来判定北京市水资源短缺风险的主要因子对北京市水资源短缺风险进行综合评价,进而提出调控办法。
对于问题一,影响水资源短缺的因子很多,主要有四方面:第一,农业用水;第二,工业用水;第三,人口规模;第四,气候条件和水利工程设施。
以上四方面分别对应附表中农业用水量,工业用水量,第三产业及生活等其他用水量和水资源总量。
对于主要因子,本文采用关联分析对关联度进行计算量化处理。
首先对数据进行了预处理,以缺水量(总用水量-水资源总量)作为参考数列,把农业用水量,工业用水量,第三产业及生活等其他用水量和水资源总量作为参考数列,然后对个数列进行初始化处理,利用matlab分别计算出以上四方面对缺水量(总用水量-水资源总量)的相关性。
得出总体相关性大小排序如下:0.6477 > 0.6327 > 0.5971 > 0.5844即:水资源总量>第三产业和生活等其他用水量>农业用水量>工业用水量为检验该模型的合理性,本文采用matlab作出以上四个量以及缺水量(总用水量-水资源总量)对时间的关系图,从图中可以直观显示农业和缺水量的相关性较大,和该模型结果吻合,模型具有较好的准确性。
对于问题二,本文建立了合适的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。
本文将改革开放以来的三十年分成六个阶段,每个阶段分为五个点。
采用熵值确定农业用水量,工业用水量,第三产业及生活等其他用水量三方面对水资源短缺影响的权重,得出水资源短缺的综合测评指数Q,再利用六个阶段的Q值和实际数据对比的结果,定义出反映水资源短缺程度的程度系数e。
由于水资源总量相对于其他三方面因子的特殊性,本文决定分两个阶段(分别是1979~2000和2001~2008)拟合出(水资源总量/总用水量)的比值相对于时间的一次函数,根据函数走势对e进行修正,再对程度系数进行区间划分,作为风险等级的指标。
我国水资源开发利用与保护的思路和建议水资源是人类赖以生存和发展的重要基础资源,而我国作为世界上人口最多的国家之一,其水资源的开发、利用与保护问题备受关注。
为了实现水资源的可持续开发与利用,我国需要制定合理的思路和建议。
首先,加强水资源的保护和生态修复是保障水资源可持续利用的重要措施。
我国地域广阔,水资源分布不均衡,部分地区存在严重的水资源短缺问题。
因此,需要加大力度保护水源地和湿地,禁止乱占用和污染水资源。
同时,开展湿地保护和修复工程,增加湿地面积,改善生态环境,增加水资源的储存和保护能力。
其次,推行节水措施是提高水资源利用效率的关键。
我国水资源短缺,特别是北方地区的干旱地区更是如此。
因此,需要提高社会各个领域的水资源利用效率。
在农田灌溉上,可以推广高效节水灌溉技术,例如滴灌、微喷灌等,减少灌溉用水量的同时提高农作物产量。
在工业生产和城市生活用水方面,可以倡导节约用水的观念,推广节水设备和水电一体化系统,降低用水量的同时提高水资源利用效率。
第三,加强水资源的综合管理和调度是实现水资源合理配置的关键。
我国存在地域分布和季节变化等不同的水资源特点,因此需要建立健全的水资源管理体系。
一方面,可以通过完善法律法规,明确各级政府和相关部门的水资源管理职责,加强水资源监测和评估,及时掌握水资源的总量和需求情况。
另一方面,可以推行跨流域调水、水库调洪、提高水资源调度能力等措施,实现水资源的合理配置和最优利用。
最后,加强科技创新和人才培养是推动水资源开发利用与保护的重要手段。
水资源的开发利用与保护需要借助先进的科技手段,例如水利工程建设、水资源综合开发利用技术等。
因此,需要加大科技投入,加强科研和创新,培养高层次的水利工程师和技术人才,推动水资源开发利用技术的进步和创新。
综上所述,我国水资源开发利用与保护的思路和建议主要包括加强水资源的保护和生态修复、推行节水措施、加强水资源的综合管理和调度,以及加强科技创新和人才培养。
水资源短缺风险综合评价摘要水资源是人类生产、生活不可或缺的重要自然资源。
近年来,受到气候变化和经济社会不断发展的影响,水资源各类风险问题日趋严重,对水资源风险点研究日益收到重视,正确的对水资源进行风险评价计算。
本文主要解决的问题是判定北京市水资源短缺风险的主要风险因子,做出风险等级划分,对未来两年风险进行预测,并向北京市水行政主管部门提些建议。
对于问题一,我们采用主成分分析法来定量分析农业用水、工业用水、第三产业及生活等其他用水、降水量、人口和水资源总量这六个水资源短缺风险因子,将数据无量纲化后,借助matlab计算出主成分载荷,从而得出造成北京市水资源短缺的三个主要风险因子,分别为工业用水、第三产业及生活等其他用水和人口。
对于问题二,采用基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型对北京市水资源短缺风险程度进行综合评价,根据水利学报上涉及的风险性、脆弱性、可恢复性、重现期和风险度作为风险等级划分指标,计算出北京市1979年至2008年水资源评价因素综合性能数值,再运用熵值法确定并得出综合权重,对北京的水资源风险等级进行评价,结果为北京水资源短缺处于高风险期,其高风险指数为0.8795。
并根据三个主要风险因子,提出合理控制北京人口总量,并在一定程度上限制第三产业及生活等其他用水量。
对于工业用水,我们建议提高水资源利用率、加大污水处理力度,从而在一定程度上降低北京水资源短缺风险。
对于问题三,首先预测得出北京市未来两年水资源短缺风险因子的数据,然后根据问题二中所建立的基于熵权的水资源短缺风险模糊综合评价模型进行风险评价。
对于有明显函数关系的风险因子,采用最小二乘法拟合数据,并利用matlab做出图像;对于离散程度较大的风险因子(降水量和水资源总量),采用指数平滑法。
结果高风险指数为0.6039,可以看出北京水资源短缺小幅度得到改善,但仍处于高风险阶段。
由此我们提出节约用水、合理利用水资源和加强水资源管理分配等相应措施。
水资源短缺风险综合评价思路1.风险度量的确定: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。
计算自1979年至今2010年(2000年后的数据自己收集)的风险度量v,将风险度量大于0的求出平均值与标准差。
2.风险因子的确定:通过计算各个影响因素与风险度量之间的相关系数,根据相关系数确定哪些影响因素为风险因子。
其中风险因子的确定可以考虑题目提供的因子,关键是能够找到历年数据的因子,这些数据可以在北京2009统计年鉴上找,可以进入中国统计局网站和北京市统计局网站上收集。
3.利用多元线性回归分析方法建立北京市水资源短缺风险的综合评价模型利用上述讨论的风险因子及逐步回归方法建立以风险度量为因变量,风险因子为自变量的多元线性回归模型。
模型中最后剩下的自变量即为主要风险因子,这些自变量前的回归系数即为该变量每变化一单位对风险度量的影响程度有多大,从而确定该如何调控风险因子,使得风险降低。
该模型可以指出如果这些主要风险因子不加控制,将会对风险度量产生多大的影响,实质即为一综合评价模型。
4.风险等级的划分风险等级的划分可以根据1计算所得的风险度量的均值和标准差来确定,如果1中计算所得的均值>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:均值+标准差—风险较大,均值+2标准差—风险很大,均值+3标准差—风险非常大。
这样可以根据各年的风险度量来确定落在哪个范围,以判断其实什么级别的风险。
5.北京市未来两年水资源短缺风险的预测可以考虑建立以时间为自变量,风险度量为因变量的一元回归模型,该模型有可能是线性的,也可能是曲线的,看具体的数据做出来的图像来判断。
根据该模型可以对未来两年的风险度量进行预测,说明未来两年将处于什么等级的风险。
也可以建立风险度量的时间序列模型来说明。
注意:所建的预测模型是考虑主要风险因子并未发生变化的情况下的情形,可见需要进行调控。
2011年西北农林科技大学数学建模竞赛题A题水资源短缺风险综合评价水资源,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,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。
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。
附表1979年至2000年北京市水资源短缺的状况注:2000年以后的数据可以在《北京2009统计年鉴》上查到。
西安也是我国严重缺水的城市。
你们也可取代北京,对西安水资源短缺风险进行相应的研究。
B题果树树冠问题随着科学技术的迅速发展,人民生活水平也不断提高,对农副产品的生产质量要求也在提高。
农副产品的质量不仅与产地有关(国际上对优质农副产品实行地理标志保护),也与生产管理过程密切相关。
陕北地处黄土高原北部,水土流失严重,土壤贫瘠,人民生活水平长期处于贫困状态。
改革开放后,党和国家对老区人民生活和建设十分关心,投入大量人力才力,加快老区建设。
特别是近十多年来在陕北实施腿耕还林政策,使陕北的生态环境发生了巨大改变,人民生活水平得到了显著改善。
陕北地区盛产大枣,苹果等大宗干鲜果,是这些产品的优质生产区。
这些产品的质量受到品种和生产管理的极大影响。
其中太阳光照的强度和时间是重要条件之一。
有些产品在成熟季节需要较强的和较长时间的太阳光照,如大枣;而另外一些产品在成熟季节不需要太强或太长时间的太阳光照,如苹果的套袋技术就是减少太阳强光照射的技术。
太阳的光照时间和光照强度在不同的时间和不同的地方是不同的。
光照强度与太阳的高度角密切相关,在同一个地方同一天,不同时段太阳的高度角也是变化的。
现在就延安市的地理位置,1)给出秋分这一天的太阳高度角的计算方法,并给出白天间隔一小时的太阳高度角的具体数值;2)给出球形树冠一天超过八小时的受光面积,并比较圆锥形树冠与球形树冠哪一种八小时的受光面积大;3)给出4月1日到10月15日球形树冠一天超受光面积的变化规律。
4)请你设计一种树冠,使其在该地一天超过八小时的受光面积充分大。
2011年西北农林科技大学数学建模竞赛报名信息表对风险程度的综合评价可以将其划为5级,制作如下的级别评价表格分别为:低风险,较低风险,中风险,较高风险,高风险。
水资源系统风险等级划分在问题1中我们分析了影响北京水资源短缺的风险因子主要有水资源总量,农业用水,生活用水和工业水污染。
对水资源短缺的风险必须调控,调控措施主要包括对需水调控和供水调控。
需水调控的核心就是减少水资源的过度需求,其中生活用水是不可压缩的,随着北京市城市化进程的不断加快,人口数量和人民生活水平会不断提高,生活用水将进一步加大,所以我们可以在工业用水方面节约用水,促进水资源的可持续利用。
在供水调控的措施中我们可以建立污水处理厂,提高污水处理量和污水利用率,建立大坝蓄水,增加雨水和洪水利用,进化海水等,还可以从其他地方调水,如南水北调工程可以大幅度减低北京市水资源短缺的风险。
5.3水资源的预测2010和2012水平年分3种情景讨论,分别是平水年(50%)、偏枯年(75%)、枯水年(95%),得出2010、2012水平年北京市水资源短缺风险评价结果如表下表所示。
规划水平年概率风险风险等级50% 201175%95%50% 201275%95%0.990.990.990.990.990.990.440.640.730.950.980.98中风险较高风险较高风险高风险高风险高风险由表可知在3种情景下,2011水平年的水资源短缺风险都处于中等以上风险水平,而2012水平年在3种情景下都处于高风险水平。
近年来北京市一直在加大再生水利用量这在一定程度上缓解了北京市水资源短缺的紧张局面,北京市再生水利用和规划情况见图所示其中2011和2012年再生水利用量是根据现有的趋势预测的,由此计算2011和2012年北京地区水资源短缺风险结果如表所示。
由表可以看出,再生水回用后,2011与2012不同规划水平年北京市水资源短缺风险呈现不同幅度的降低,个别规划年份的降低幅度可达43%,可见再生水回用不失为降低北京地区水资源风险的有效途径之一,但是即便如此,2012各规划水平年北京市水资源短缺风险仍均处于高风险水平。
规划水平年风险再生水回用后风险降低百分率风险等级再生水回用后50% 201175%95%50% 201275%95%0.250.570.840.830.880.88431112131211较低风险中风险较高风险高风险高风险高风险应对措施:经过分析对水资源的再回收利用是降低未来两年水资源短缺风险的主要措施,北京市应给建立更多的污水处理厂,提高水资源的利用率,同时鼓励居民,工厂节约用水,对非饮用水重复利用。
5.4 建议报告建议报告北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一,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。
通过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。
现对北京市水行政主管部门提出以下建议。
一、气候条件随着全球变暖,气候条件对水资源短缺的影响日益严重,但在短期内通过人为的措施来改变气候条件,以达到降低水资源短缺风险有很大的困难。
只有通过提前做好预防措施,以及兴修水利工程设施,控制改善工业污染,合理调度农业用水,完善管理制度,控制人口规模来达到降低水资源短缺风险。
二、水利工程设施北京市各级人民政府应当针对辖区内水环境的特点和水污染防治的需求,采取措施加强水污染物排放控制、再生水利用、水生态修复等方面的科学技术研究和示范推广,提高水环境保护的科学技术水平。
制定鼓励使用再生水的政策,采取措施,发展工业再生水用户,扩大农业再生水灌溉范围。
再生水输配管网覆盖范围内的园林绿化、环境卫生、工程施工等用水应当使用再生水。
再生水设施运营单位应当加强设施的维护管理,保证其正常运行,并对再生水水质负责。
本市应当开展再生水利用的风险研究,建立再生水利用的监测和预警系统。
向水体排放、倾倒工业废渣、垃圾和其他废弃物;市和区、县水行政主管部门编制水资源保护、供水、排水、节约用水、污水处理、再生水利用、雨水利用、灌溉等专业规划。
投资建设污水集中处理设施、再生水输配水管线和再生水利用设施。
河流、湖泊、水库、渠道的水体实行分类管理。
各级人民政府应当按照有关法律、法规的规定,采取有效措施,加强对密云水库、怀柔水库、官厅水库及其上游、京密引水渠和其他饮用水水源地的保护管理,保证饮用水安全。
三、工业污染北京市各级人民政府应当通过合理规划,推动生态工业园区建设,鼓励和引导现有工业企业入驻园区,严格控制审批工业园区以外的新建、改建、扩建新增水污染物的工业建设项目。
鼓励工业企业进行技术改造,推行清洁生产,采用先进的废水处理技术,减少水污染物排放量。
向公共污水处理设施排放工业废水的企业事业单位应当在排放口建设取样井,并为水行政、环境保护行政主管部门和受纳其排水的污水集中处理设施的运营单位提供取样、监测流量的便利条件。