水资源系统风险管理与优化决策论述及运用探讨

水是重要的自然资源，是人类社会经济发展的基础。在经济和社会发展过程中，很多国家所面临的很多挑战越来越多的与水有关。缺水、水质恶化以及洪水是其中需要引起更多留意并采取更多行动的问题之一。因此，研究水问题，从而对水资源进行有效的管理、配置，实现水资源的可持续利用以及水资源与人口、经济、社会和环境的可持续发展，具有十分重要的意义。而水资源的开发利用以及管理等是人类作用于水资源系统的理性活动，这些活动本身存在着复杂的评价决策的问题，从本质上说，评价是一种多级决策问题，因此，从这个意义上来讲，评价与决策是一回事，或者说决策包括评价。同时，由于水资源系统内包含着大量的不确定性因素，给决策增加了难度，也不可避免的带来风险，从某种意义上讲，决策与风险是并存的。因此探讨正确的优化决策模式和风险管理方法以便对水资源系统实施科学管理，是解决水资源问题的一个基础工作，也是本文研究的目的。显见，从水资源工程可行性研究，到其投资建设、运营管理等都存在着大量的决策和风险管理问题，因此，本文从研究更基础的一般的优化决策和风险分析理论出发，结合水资源本身的特点，对水资源系统风险管理和优化决策理论与方法开展研究，理论方法和应用相结合，其主要研究内容和成果概括如下：(1)洪灾可谓是我国自然灾害中最严重的灾害。防洪风险不可避免，但是洪灾损失可以减轻。防洪风险管理的本质，就是综合利用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段，公道调整客观存在于人与自然之间及人与人之间基于防洪风险的利害关系，促进防洪系统整体的协调发展，实现系统整体的长远的最大利益。论文分析了国内外的防洪情况，理顺了防洪系统风险的概念和内涵，给出了防洪风险管理的战略模式，从而为进一步的更具体的实际风险管理操纵提供思路和依据，最后论述了防洪减灾与可持续发展的关系。(2)洪水保险作为防洪风险管理的重要手段，已经越来越被更多的国家重视。然而洪水保险的实施现状并不乐观，因此对洪水保险的理论研究以促进其更有效的实施是非常必要的。由此论文在第二章的基础上，综合应用了经济学、保险学、系统工程等理论和知识，试图寻求洪水保险的内在性质和规律，建立了洪水保险的效用模型，结合洪水保险，基于自我保护、自我保险和市场保险理论，分析了三者与洪水灾害之间的关系，从洪水保险投保者和保险者的角度分析了保险需求特性，以及洪水保险费率变化对被保险对象的影响，该模型和方法能有效的揭示被保险者与保险者的效用属性和价值取向，从而对全面实施洪水保险提供决策支持，具有一定的理论指导价值。最后，结合我国的具体国情提出了洪水保险的若干建议。(3)水资源工程的决策问题，通常是一个群决策问题。对一个复杂的水资源工程的决策问题而言，决策群体面对的往往都是不确定的环境，很难找到或者就不存在决策问题的所谓最优方案。系统状态本身不确定，人们熟悉水平有限，所以通常是在有限的可行方案中寻求相对最优方案。由此论文基于陈守爆提出的工程模糊集理论中相对优属度的思想方法，并考虑决策问题的未来状态的不确定性，对决策状态的不确定性带来的指标值不确定的风险型多人多目标模糊决策问题进行研究，每个决策者选择的指标、指标值以及指标权重可以不同，通过对风险指标分类、规格化，进行二阶段分析求解，从而得到风险型多人多目标模糊决策模型。该模型能有效的反映决策个体的偏好，并考虑指标值的不确定性，思路简单明确，计算方便。最后通过计算实例进一步验证了方法的可行性。(4)决策问题的结果可能会出现方案之间的最后评价值相差很小，实际工作中还需要作进一步的研究。陈守煌将模糊集理论和神经网络相结合，提出了模糊优选BP神经网络模型，此模型中激励函数物理概念明确，易引入人的经验知识。但是，模糊优选BP神经网络模型在练习过程中收敛速度较慢，而且易陷入局部极小点。由此本文在对松花江流域蓄滞洪区方案优选中，应用陈守煌提出的基于遗传算法优化模糊神经网络权重的智能决策的思路，对松花江流域蓄滞洪区方案优选进行智能决策，结果验证了方法的可行性和有效性。(5)目前在多目标决策中，通常确定指标权重的方法是主观确定或者是通过迭代而得到，而这两种方法都有其不足。采用主观权重分析法，会使评价结果受人的主观性影响较大;采用客观权重的模糊评判法则高度依靠方案集。人们一直在寻求一种能同时考虑主观权重和客观权重的多目标决策理论和方法。由此论文在第四章和第五章研究的基础上，通过引入主观权重与客观权重折衷系数的概念，建立了一个兼顾主客观决策相统一的模糊循环迭代模型，并对循环迭代的收敛性进行了证实。该模型能综合考虑决策者的主观意识和决策指标值的本身属性，从而为解决水库防洪调度等的多目标决策问题提供了一种新的思路和方法。最后通过计算实例进一步验证了方法的可行性。(6)水质污染问题已经成为我国环保领域的重要课题，它影响到人类的生存与发展。水质评价是对水环境进一步治理的前期工作。论文中，首先先容了【关键词】：水资源系统风险管理复杂性模糊决策隶属度洪水保险洪水调度评价:可持续利用模糊识别水环境
【论文提纲】：1绪论14-371.1水资源与水资源问题14-181.1.1全球的水资源问题14-161.1.2我国水资源面临的问题16-181.2水资源系统的特点18-201.2.1水资源系统的复杂性191.2.2水资源系统的不确定性19-201.3研究现状综述20-271.3.1猜测理论方法21-221.3.2多目标评价与决策理论22-231.3.3水文水资源系统预告调度管理23-251.3.4水资源可持续发展理论25-261.3.5风险管理理论26-271.4论文选题及主要研究内容27-301.4.1论文研究论题的确定27-281.4.2论文的主要研究内容28-30参考文献30-372防洪风险的系统管理模式研究与方法分析37-502.1引言372.2国内外的防洪情况37-392.2.1中日美国家的防洪态势比较37-382.2.2我国洪灾损失情况38-392.3防洪系统风险的概念和内涵39-422.3.1防洪系统及防洪系统的风险39-402.3.2防洪系统风险决策40-412.3.3防洪风险发生的机理41-422.4防洪风险系统管理的战略模式与方法42-462.4.1防洪风险宏观管理的基本模式42-432.4.2不同利益主体在防洪风险管理过程中的作用43-442.4.3防洪风险管理的实施方法44-452.4.4洪水风险管理的资源化452.4.5防洪风险的系统管理45-462.5防洪减灾与可持续发展46-482.5.1洪水的价值属性46-472.5.2防洪减灾与社会经济可持续发展战略的关系47-482.6结语48参考文献48-503洪水保险的理论分析与研究50-653.1引言503.2洪水保险的定义50-513.3洪水保险效用模型51-563.3.1市场保险，自我保险和自我保护513.3.2效用模型51-533.3.3自我保护与洪灾损失53-543.3.4自我保险与洪灾损失543.3.5部分投保与洪灾损失54-563.4洪水保险需求56-603.4.1洪水保险需求特性56-583.4.2保险费率变化对被保险对象的影响58-603.5洪水保险的实施60-623.6结语62-63参考文献63-654水资源工程的风险型多人多目标模糊决策及投资管理65-804.1引言654.2不依靠市场体系的水资源工程投资的经济分析理论与方法65-684.2.1水库项目的选择664.2.2水库的规模的确定66-684.3水资源工程投资的风险型多人多目标模糊决策68-734.3.1决策问题描述684.3.2风险型指标分类及规范化68-704.3.3风险型多人多目标模糊决策模型70-724.3.4决策者权重的确定72-734.4水资源工程投资决策方法的应用73-764.4.1投资的评价指标744.4.2风险型多人多目标模糊决策过程及结果74-764.5水资源工程投资建设的风险及其管理76-784.5.1水资源工程项目中风险的特点764.5.2水资源工程投资建设的风险控制方法76-774.5.3工程担保与工程保险77-784.6结语78参考文献78-805松花江流域蓄滞洪区方案优选智能决策研究80-915.1引言805.2松花江流域设置蓄滞洪区的必要性80-825.3蓄滞洪区方案模糊优选82-845.3.1系统结构825.3.2输入值82-835.3.3连接权值83-845.3.4计算输出值845.4松花江蓄滞洪区优选智能决策84-895.4.1智能决策模型简介84-855.4.2实现智能决策的关键技术85-875.4.3智能决策模型的计算过程87-885.4.4计算结果88-895.5结语89参考文献89-916水库防洪调度决策的模糊循环迭代模型及应用91-1006.1引言916.2我国防洪调度的背景91-926.3水库防洪调度问题的模糊循环迭代模型92-976.3.1水库防洪调度的目标函数926.3.2通常的防洪目标权重确定方法92-936.3.3模糊循环迭代模型93-966.3.4收敛性的证实96-976.4算例应用97-996.5结语99参考文献99-1007水环境质量综合评价的多指标模糊识别方法及应用100-1147.1引言1007.2水环境质量情况概述100-1037.2.1全球水环境质量情况100-1017.2.2我国水环境质量情况101-1027.2.3我国水污染依然严重102-1037.3水环境质量综合评价的主要方法1037.4多指标模糊识别模型103-1087.4.1确定样本的指标特征值的级别隶属度104-1067.4.2确定指标权重106-1077.4.3确定样本级别107-1087.5水质猜测方法108-1097.6实例应用109-1127.7水环境的综合治理1127.8结语112-113参考文献113-1148区域水资源可持续开发利用与评价研究114-1288.1引言1148.2区域水资源可持续利用与水资源承载力114-1158.3水资源开发利用模型115-1208.3.1区域水资源开发利用总体模式115-1168.3.2水资源开发模型116-1188.3.3水资源最优利用模型118-1208.4基于因子分析法的水资源可持续利用评价120-1258.4.1因子分析法的算法步骤120-1228.4.2评价实例应用122-1258.5区域水资源可持续开发利用的协调性125-1268.6结语126参考文献126-1289总结与展望128-1319.1全文总结128-1299.2展望129-131创新点摘要131-132作者在博士生期间参加课题和完成论文132-133致谢133-135