基于水资源系统演变不确定性的水资源短缺风险评估

This project is aiming to establish a complete theory and method system of water shortage risk identification, risk assessment and propagation mechanism. Focusing on the natural-social dualistic water cycle, from the prospective of water resources system, the project identifies the main risk factors of water shortage and establishes the water shortage evolution index system. Combining with the influence from water supply, water demand, water distribution and regulation, we will establish the theory of the formation and communication of water shortage risk, and identify quantitatively its driving mechanism.Targeting on the characters of randomness and certainty of the water shortage evolution, and associating with some methods like D-S evidence theory, random set theory, analytic hierarchy process, etc., we will establish the water shortage risk evaluation system and evaluation method. We will take one water shortage area of Jiangxi province---- Yuanhe River as the research area to do a empirical research on quantitative assessment of water shortage risk, and optimize the established theory and methods system with the rational analysis of the evaluation result.

该项目旨在建立一套完整的水资源短缺风险及传播机理识别、风险评估的理论方法体系。以"自然-社会"二元水循环为主线，从水资源系统的角度，识别水资源短缺的主要风险因子，并提出水资源短缺量化评价指标体系；结合供水、需水、配水与调度对水资源短缺的影响，构建水资源短缺风险的形成与传播机理，并定量识别其驱动机制；针对水资源系统演变的随机性和确定性特征，结合D-S证据理论、随机集理论、层次分析法等方法，建立水资源短缺风险评价指标体系和评价方法。选取江西省缺水区域-袁河流域为研究区，进行水资源短缺风险量化评价实证研究，并结合评价结果的合理性分析对建立的理论方法体系进行优化。

随着社会经济的发展，水资源短缺问题越来越突出，成为制约社会经济发展的瓶颈和影响社会稳定的重要因素之一。受降雨、径流及其它各种随机因素的影响，来水、供水和需水过程都会不同程度地存在许多不确定性因素。如何准确评价水资源短缺造成的风险，并对其造成的经济损失进行合理地评价，缓解或避免由于缺水风险所造成的国民经济损失，一直是众多学者关注的热点问题。本研究在前人研究成果的基础上，以江西省缺水最严重的萍乡市为研究对象，综合运用水资源工程、风险分析理论、系统工程、概率论、模糊数学、计算数学等相关专业知识，建立了水资源短缺风险识别框架，采用不同的方法对区域水资源短缺风险进行评价，最后给出合理的应对措施，主要研究内容涵盖如下：.（1）在研究水资源风险识别原理和方法的基础上，对萍乡市水资源系统所面临的风险来源进行全面识别，并建立了各风险因子或风险过程的影响图概念模型，充分反映了水资源系统风险因子间的错综复杂关系。.（2）对萍乡市水资源供需平衡进行分析，建立了水资源供需平衡分析模型，利用Mike Basin对未来水资源供需状况进行了模拟。通过分析可以得到萍乡市区域性缺水情况严重。.（3）根据萍乡市水资源供需平衡分析的结果，得到区域水资源短缺风险的概率统计，对萍乡市水资源短缺风险进行评价，发现湘东区、芦溪县、莲花县处于水资源短缺低风险状态；上栗县水资源短缺状况已经从较低风险提升到中风险，并且在未来还有上升的趋势；而安源区一直处于水资源短缺高风险状态，并且在未来不会得到明显的改善。.（4）基于D-S证据理论，对萍乡市地区风险大小进行评价，排序结果为：安源区>上栗县>芦溪县>湘东区>莲花县，最后得到了萍乡市各地区水资源短缺风险区划图。.（5）在水资源短缺风险分析基础上，利用缺水量与影子价格相乘的方法对区域缺水风险所造成的经济损失进行评估。萍乡市在2020和2030年由于缺水造成的经济损失最高可达100.07和127.18亿元，对国民经济的影响较大。