對水資源短缺風險的探討

摘要：本文對北京市水資源短缺問題進行了研究分析，找出影響水資源短缺的主要風險因子。利用Logistic回歸模型模擬和預測水資源短缺風險發生的概率，建立水資源短缺風險評價模型，對主要風險因子進行調控使風險降低。對北京市未來水資源的短缺風險進行預測并提出應對措施。

關鍵詞：風險因子 模糊概率理論 Logistic回歸模型

1 評價判定水資源短缺風險的主要風險因子

水資源短缺主要在于供水量和用水量兩方面，影響這兩方面的因素很多，例如：氣候條件、水利工程設施、工業污染、農業用水、管理制度、人口規模等。再者水資源的來源和去處也存在諸多的不確定性，例如：降水—頻率關系的不確定性、降水—徑流關系的不確定性、流量—頻率關系的不確定性、水位—庫容關系的不確定性、缺水—損失關系的不確定性。由此可見，風險源包括水力風險因子、工程風險因子、可供水量風險因子、需水量風險因子、技術風險因子、水環境風險因子等。

運用Excel軟件對1979年至2008年北京市水資源短缺狀況的數據進行整理，得到圖1、圖3，人口狀況參照圖2。

由圖1可見，水資源總量曲線幾乎都在總用水量曲線的下方，水資源總量小于總用水量。說明水資源總量是影響北京市水資源短缺風險的因素之一。

由圖3，農業用水量和工業用水量呈下降趨勢，但農業用水量所占比例仍然很高，可見農業用水量是影響北京市水資源短缺風險的因素之一。隨著社會經濟的發展，工業設備技術提高，一是耗水量減少，二是污水再利用。因此導致工業用水量減少。

隨著第三產業及生活等其它用水量的上升，北京市第三產業的發展突飛猛進，分析圖2北京市的人口上升導致其生活用水量占總用水量的50.99%。可見人口規模是影響北京市水資源短缺風險的很重要的因素。

綜上所述，北京市水資源短缺風險的主要風險因子有：工業污染、農業用水量、人口規模、水資源總量。

2 模型的建立和求解

基于水資源系統的模糊不確定性，構造一個合適的隸屬函數以評價水資源系統的模糊性。

模糊集為U，U=｛x：0≤μp（x）≤1｝；缺水量x：x=C-S(C：總用水量)。

構造缺水量在模糊集U上的隸屬函：μp（x）=0，0≤x≤Qmin（■）n，Qmin

水資源短缺風險可表示為：r=■μp（x）f（x）dx將北京市1979年至2008年水資源總量和總用水量代入以上公式中，由Logistic回歸模型計算出水資源短缺發生的概率，由基于模糊概率的水資源短缺風險評價模型計算出水資源短缺風險值。最后通過判別分析劃分風險等級與特點見表1。

表1 風險等級劃分表

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由表1結果顯示北京市水資源短缺存在高風險。著重控制總用水量，采取措施提高水資源總量。

備注（符號說明）：S：水資源總量；Qmin：缺水量的最小值；Qmax：缺水量的最大值；β0：自變量的系數；β1：自變量的常數；e：自然對數；n：大于1的正整數，在此我們取

n=2。

3 調控措施

據資料顯示和建立的模型分析預測得出表2：

工業污染方面：北京城市的發展離不開工業，工業用水量所占的比例很大，降低其風險因子可以從技術方面采取措施，將工廠合理的布局，采用先進的工藝和無水工藝，這樣就可以提高水的重復使用率，也可以減少污水的排放量。

農業用水方面：雖然農業用水量逐漸減少，但是農業用水量比例仍然很高，針對這一點我們可以采取改變原始的灌溉技術，采用新型的節水灌溉可以節約用水，也可以開發抗旱的農作物，這樣可以用少量的水也可以使農作物正常的生長。

第三產業和生活用水方面：我們可以采用安裝節水裝置、分質供水、合理規劃城市供水管線、控制和限制人口數量，在法律上建立水法，從根本上解決問題，生活中使用過的水循環使用，作為二級使用。

水源方面：可以通過植樹造林，退耕還湖，改善北京當地的氣候；采取南水北調工程，將南方多水地區的水源引入北京這個缺水的地方，從外界引入水源。

和水量調度管理職能，探索建立流域科學決策民主管理機制。同時，加快水資源統一管理進程，對有關資源管理的職能進行歸并，強化各區域水資源監督管理的能力。南水北調是解決北京水資源短缺的一個很好的辦法，也是一個長遠對策，應該繼續堅持。

參考文獻：

[1]姜啟源.《數學模型》第三版，北京：高等教育出版社，2003年3月:125-127.

[2]趙耐青.《Logistic回歸模型》，復旦大學公共衛生學院:45-46.

[3]姜來文.《水資源價值論》北京：北京科學出版社，2005年5月.

作者簡介：付堯，（1984-），女，長春師范學院畢業，本科，吉林交通職業技術學院助教，教師工作。