基于Copula函数的水资源供需风险损失模型及其应用

针对传统水资源供需风险损失评价方法无法对供水量和需水量之间复杂的非线性关系进行定量研究,本文首次建立了基于Copula函数的水资源供需风险损失模型.首先基于差分法和原函数存在定理模拟了供水量和需水量的边缘概率分布函数;其次提出了基于非线性优化思想对Copula函数进行参数估计;第三步分别对各种Copula函数进行拟合优度检验和非参数X^2检验,选择最优的Clayton Copula函数模拟供水量和需水量的联合概率分布;最后建立水资源供需风险损失的二重积分表达式.研究结果表明,当不考虑利用外调水和再生水时,2020年北京市水资源供需风险期望损失约为1159.7亿元;利用南水北调水和再生水后,北京市水资源供需风险期望损失约为37.7亿元,下降幅度达96.7%.

基于Logistic回归和NFCA的水资源供需风险分析模型及其应用

我国城市水资源供需研究多从需水的角度考虑供需平衡,而忽略了供需风险的研究。针对这一问题,论文从危险性、暴露性和脆弱性的角度构建水资源供需风险指标体系,建立了基于Logistic回归和非线性模糊综合评价(NFCA)的供需风险分析模型。考虑供水的随机不确定性,以北京市为例,研究多种不同来水条件下的风险,结果表明:在1956—2007年的来水条件下,2020年固有风险均为一级风险;利用外调水和再生水后,现实风险中三级和四级风险占75%,一级和二级风险仍然占了25%。因此在降水量很小的情况下,水资源供需风险仍然处于较高水平。

基于Logistic回归和DEA的水资源供需月风险评价模型及其应用

我国城市水资源供需研究多集中在供需平衡分析方面,而忽略了供需风险的研究。针对这一问题,论文从危险性、脆弱性和损失的角度构建水资源供需风险指标体系,建立了危险性和损失的函数表达式,并且考虑了随机性对损失的影响。利用Logistic回归模型模拟供水量和需水量系列的概率分布,建立了基于数据包络分析的水资源供需风险评价模型,对2020年北京市水资源供需月风险进行定量评价。结果表明:在1956—2012年的来水条件下,北京市月风险具有明显的季节变化特征,其中春季和夏季的风险系数值比较小,在0.4左右波动,秋季的风险系数值较大,基本在0.4到0.6之间波动,冬季的风险系数值最大,在0.6到1之间波动,如果不采取一些措施进行风险调控,1—10月的水资源供需风险会不断增大;利用再生水和南水北调水后,1—12月的风险均有了大幅度的降低,但是1—10月和12月的风险仍然有增大的趋势。