数学建模优秀论文《水资源短缺综合风险评价》.docVIP

2011年中央民族大学数学建模选拔赛 论文题目：水资源短缺风险综合评价 参赛队员 ： 姓名：谭屯子 学院：理学院 专业： 统计学 年级：09级 姓名：盘睿智 学院：理学院 专业：信息与计算科学 年级：09级 姓名：胡 洋 学院：理学院 专业：信息与计算科学 年级：09级  水资源短缺风险综合评价 摘 要 本文针对北京市水资源短缺问题，建立了北京市水资源短缺风险综合评价模型，并根据模型提出了相关对策来避免水资源短缺高风险。本文还实现了对未来年份的水资源风险预测，对风险的控制有一定积极意义。 对于第一问，影响水资源的因素有很多，本文采用主成分分析法，判别出主要风险因子有五个：工业用水、人口、农业用水、水资源总量、降水量； 对于第二问，本文选取区域水资源短缺风险程度的危险性、暴露性、脆弱性作为评价指标,建立了北京市水资源短缺风险的模糊综合评价模型，对北京市水资源短缺风险进行了评价，列出了调控方法使风险降低。 对于第三问，运用时间序列分析分别针对水资源总量与用水总量进行预测。对用水总量采用傅里叶逼近拟合，对水资源总量用复合型序列的分解预测，最后得出未来两年北京市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。 在本文的末尾，我们给北京市水行政主管部门写了一份建议报告。 关键词：主成分分析法，主要风险因子，模糊综合评价模型，时间序列分析，傅利叶逼近，复合型序列的分解预测 问题的提出与分析 3 1.1问题的提出 3 1.2问题的分析 4 基本假设 4 符号说明 5 模型的建立与求解 6 4.1 建模前的准备 6 4.2 建模过程 9 模型分析 18 5.1 模型的优点 18 5.2 模型的缺点 18 5.3模型的改进方向 19 建议报告 19 参考文献： 23 附录： 24 表1 24 图1 24 图2 25 图3 25 图4 25 图5 26 表2 26 表3 27 表5 28 表4 29 附件 30 问题的提出与分析 1.1问题的提出 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： 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。 1.2问题的分析： 1）.通过分析题目，我们可知，影响水资源的因素有很多，我们要提取出影响水资源短缺的最为重要的因素。我们认为有把之分为两类七个风险因子： 供水 降雨量，水资源总量 用水 农业用水，工业用水，第三产业及其它用水，人口数，污水量 为了检验它们与缺水在表面上是否存在关系，我们画出下图形：（见附件） 2）.为了鉴别哪几个因子为主要风险因子，我们首先选择了两种方法：“逐步回归分析”，“主成分分析法”，通过仔细分析它们适用的情形，并分别评判了它们之间的优劣，最终，我们选择了“主成分分析法”。 3）．题目要求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，如今国内尚未形成城市水资源短缺风险模型，我们从灾害系统论出发，经过广泛涉猎前人经验，根据北京市的自然社会经济特点和水源风险的形成原理，最终提出了一套特殊的水资源风险体系。 4）.关于未来两年的水资源的情况的预测，经我们分析认为其为时间