基于界壳论和云模型的区域水资源可持续利用方案分析与风险评估

摘要

享有“东方第一城”美誉的佳木斯市，资源丰厚、土质肥沃、气候适宜，外加特殊的地理位置，先天的自然条件较适宜农业的发展。佳木斯市水资源可持续利用研究，为佳木斯市可持续发展和水资源可持续利用提供保障，同时对于我国粮食生产安全战略及区域生态环境建设和经济社会的可持续发展均具有重要的影响意义。但近年来，在高强度人类活动的干扰下，佳木斯市水资源开发利用程度低、供需失衡、水污染严重等众多问题的涌现，已严重威胁着区域水资源可持续利用和社会经济可持续发展。 针对佳木斯市水资源可持续利用中存在的诸多问题，本研究以可持续发展观为指导思想，以实现区域水资源可持续利用为目标，分别从确定性和不确定角度对佳木斯市水资源可持续利用方案进行分析，综合评价筛选出水资源可持续利用的最佳方案，为佳木斯市科学合理的制定水资源可持续利用策略提供重要的理论依据。 本研究主要内容及成果如下: (1)区域水资源系统的界壳描述 通过介绍界壳论中界壳的基本要素及作用，结合水资源系统的特有属性，进行区域水资源系统的界壳描述。由于界壳处于系统外围，因此在卫护其系统内部的同时还与外部环境进行交流，根据交流信息匹配出与系统相适应的界壳结构、功能及相关参数，更好的配合系统与环境间的交换工作，以此实现系统与环境间的有序交换和协调发展。在此基础上，从自然界壳和人工界壳的角度出发，进行了区域水资源可持续利用方案的界壳分析，并将本研究中佳木斯市五种水资源可持续利用方案赋予界壳意义，进而更好的诠释了界壳论的广泛应用前景，并在水资源开发、利用、保护和优化配置中得到很好的应用。 (2)基于云模型的佳木斯市水资源可持续利用方案分析 对于水资源可持续利用方案评价的一项重要任务即为水资源可持续利用评价指标体系的建立，本研究结合水资源供需平衡、农业生产能力、国民经济水平和水资源开发利用程度等影响因素，构建佳木斯市水资源可持续利用评价指标体系，在此基础上，加以结合研究区域水资源开发利用特点，建立佳木斯市水资源可持续利用评价指标体系分级标准。以佳木斯市的五种水资源可持续利用方案为例，将云模型的思想应用于水资源系统中，从概念语言的定性描述转化为评价指标的定量分析，通过计算水资源可持续等级程度值，提出了基于云模型的区域水资源可持续利用方案分析方法。 (3)基于界壳的泛系观控模型的佳木斯市水资源可持续利用方案的风险评估 由于水资源系统风险评估是保障水资源安全及其可持续利用的关键所在，因此，在水资源可持续利用的大原则下，本研究从随机性和不确定性角度考虑，将风险的思想引入到水资源系统中，以界壳论和泛系理论作为理论基础，结合风险观控分析技术，运用界壳的泛系观控模型，对水资源系统进行风险评估。通对佳木斯市的五种水资源可持续利用方案进行风险和收益的同步分析，确定出佳木斯市水资源可持续利用的最佳方案。 (4)佳木斯市水资源可持续利用方案的综合分析 通过对佳木斯市水资源可持续利用方案从确定性和不确定性角度的分析，分别对五种水资源可持续利用方案进行最佳适用性分析，总结不同时期最佳方案的决策可以更好的保障佳木斯市的可持续发展。同时，提出了佳木斯市水资源可持续利用策略，为佳木斯市科学合理的制定水资源可持续利用政策提供重要的理论依据。 综上所述，通过对佳木斯市水资源开发利用现状，管理保护措施以及水资源可持续利用方案的界壳描述，了解了界壳论在水资源系统中的广泛应用前景。与此同时，运用云模型和界壳的泛系观控模型对佳木斯市水资源可持续利用方案进行分析评价和风险评估，以此完成区域在不同时期水资源可持续利用方案的优选，最佳方案的决策不仅可为佳木斯市水资源可持续利用政策的调整提供借鉴，同时为实现佳木斯市的水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展提供理论指导。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 水资源可持续利用及水资源系统评价研究

1．2．1 水资源可持续利用

1．2．2 水资源系统评价方法研究

1．2．3 水资源系统不确定性评价研究

1．2．4 评价方法比较分析

1．2．5 水资源可持续利用评价中存在的问题

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

2 研究区域概况及水资源可持续利用方案简介

2．1 佳木斯市概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 行政区划

2．1．3 自然资源

2．1．4 地形地貌

2．1．5 河流水系

2．1．6 气候特征

2．2 社会经济概况

2．3 水资源现状及其开发利用分析

2．3．1 水资源量

2．3．2 水利工程现状

2．3．3 水资源开发利用现状

2．4 水资源开发利用上存在的问题

2．5 水资源可持续利用方案简介

3 区域水资源系统的界壳描述

3．1 界壳论简介

3．1．1 界壳论的基本概念

3．1．2 界壳的基本要素及作用

3．2 区域水资源系统的界壳描述

3．2．1 水资源系统界壳描述

3．2．2 水资源系统界壳的相关要素及作用

3．3 水资源系统界壳理论的初步应用

3．3．1 区域界壳与流域界壳的界壳分析

3．3．2 区域水资源可持续利用方案的界壳分析

3．4 水资源系统界壳理论的应用前景

3．4．1 水资源系统界壳论与水资源保护

3．4．2 水资源系统界壳论与水资源开发

3．4．3 水资源系统界壳论与水资源利用

3．4．4 水资源系统界壳论与水资源优化配置

3．5 本章小结

4 区域水资源可持续利用方案确定性评价

4．1 区域水资源可持续利用方案评价指标体系

4．1．1 指标体系建立的基本原则

4．1．2 建立评价指标体系的方法

4．1．3 评价指标体系框架

4．1．4 评价指标分级标准的确定

4．2 水资源可持续利用方案确定性评价方法简介

4．3 云模型理论

4．3．1 云模型的基本概念

4．3．2 云发生器的算法

4．4 基于云模型的区域水资源可持续利用方案评价

4．5 水资源可持续利用方案评价结果分析

4．6 本章小结

5 区域水资源可持续利用方案不确定性评价(风险评估)

5．1 水资源系统风险的基本概念

5．1．1 水资源系统风险概述

5．1．2 水资源系统风险评估概述

5．1．3 风险评估指标体系

5．2 水资源可持续利用方案风险评估方法简介

5．2．1 概率论和极值统计学方法

5．2．2 重现期法

5．2．3 蒙特卡洛模拟法

5．2．4 JC法

5．2．5 模糊风险分析法

5．2．6 灰色风险分析法

5．2．7 层次分析法

5．2．8 支持向量机法

5．2．9 最大熵风险分析法

5．2．10 界壳的泛系观控法

5．3 界壳的泛系观控模型简介

5．3．1 界壳论简介

5．3．2 泛系理论简介

5．3．3 泛系观控风险模型简介

5．3．4 界壳的泛系观控风险模型简介

5．4 水资源系统的泛系观控分析

5．4．1 区域水资源系统的界壳描述

5．4．2 水资源系统的泛系观控分析

5．5 基于界壳的泛系观控模型的水资源系统风险评估

5．5．1 研究背景及数据来源

5．5．2 界壳的泛系观控模型的构建及应用

5．5．3 研究结果分析

5．6 本章小结

6 佳木斯市水资源可持续利用方案综合分析及展望

6．1 佳木斯市水资源可持续利用方案综合分析

6．2 佳木斯市水资源可持续利用策略

6．3 佳木斯市水资源可持续利用展望

7 结论与创新点

7．1 结论

7．2 创新点

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文