小城镇水安全理论模型及应用研究

论文摘要

城镇化地区由于社会经济的迅速发展，人口的增加以及水利工程的相对滞后，常造成水资源短缺、水污染，生态环境恶化等现象，并由此影响当地国民经济的可持续发展。本文以农村小城镇为研究对象，在查阅国内外大量文献资料、分析国内外水安全研究现状的基础上，研究小城镇在城镇化过程中出现的水问题，提出了水安全的评价预警方法和水安全保障调控措施。主要内容包括： (1)明晰了我国小城镇的内涵和特征，分析了我国小城镇目前的状况以及未来的发展态势。阐述因城镇化产生的水文效应，以及给小城镇带来的水问题。重点对小城镇水安全理论进行了研究，给出了小城镇水安全的定义和内涵，提出了小城镇水安全研究的理论基础，分析了影响小城镇水安全的主要因素。 (2)建立了水安全评价的DPSR概念模型，制定了建立水安全评价指标体系的基本原则；基于DPSR原理建立了小城镇水安全评价指标体系；在参考国内外标准和国内相关研究的基础上提出衡量小城镇水安全状况的评价标准；针对水安全系统存在的大量的随机、模糊和灰色因素，采用集对分析理论对其确定不确定性进行分析，并根据其原理建立了水安全评价排序模型。 (3)对水安全预警的概念及其内容进行了研究，给出了水安全预警实现的步骤和警度、警限的确定原则；对小城镇的水安全进行预警分析，并在水安全评价指标体系的基础上进行小城镇水安全的预警；探讨了基于统计学习理论的支持向量机方法，并将其模式分类算法应用于水安全预警，构建了基于SVM的小城镇水安全预警模型。 (4)分析了小城镇饮用水安全的现状，提出了小城镇饮用水安全的管理和保护措施；应用风险理论对饮用水安全进行了初步风险分析；运用博弈理论方法对小城镇目前的水资源短缺和水污染机理进行分析，表明引入市场调节和有政府干预的机制是改善水资源合理利用和水环境保护的有效方法。 (5)在实例应用方面，基于集对分析评价排序模型对松江区内11个小城镇的水安全状况进行评价，评价结果表明水环境安全是松江各小城镇水安全的主要威胁；最后应用基于支持向量机的预警评价模型对松江区未来2005，2010和2020年的水安全状况进行预警评价，针对评价结果采用博弈方法进行实例分析，并在此基础上提出了松江水安全调控的工程及管理措施。

论文目录

• 前言
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 国内外对水安全问题的关注
• 1.1.2 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水安全相关概念和研究综述
• 1.2.2 水安全分析和评价方法综述
• 1.2.3 城镇水安全研究综述
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 小城镇水安全研究的理论分析
• 2.1 城镇化及其对水安全的影响
• 2.1.1 我国小城镇的基本概况及发展态势
• 2.1.2 城镇化对水安全的影响
• 2.2 小城镇水安全的理论分析
• 2.2.1 小城镇水安全研究的理论基础
• 2.2.2 小城镇水安全的定义和内涵
• 2.2.3 小城镇水安全的特征
• 2.3 小城镇水安全影响因素分析
• 2.4 小城镇水安全与水系统
• 2.5 小结
• 第三章 小城镇水安全评价指标体系及方法
• 3.1 小城镇水安全评价指标体系
• 3.1.1 指标体系的概念模型
• 3.1.2 建立指标体系的基本原则
• 3.1.3 小城镇水安全评价指标体系
• 3.2 评价指标的筛选
• 3.3 指标体系评价标准
• 3.4 基于集对分析理论的水安全评价
• 3.4.1 集对分析理论方法
• 3.4.2 基于集对分析的水安全评价排序模型
• 3.5 小结
• 第四章 小城镇水安全预警
• 4.1 小城镇水安全预警分析
• 4.1.1 水安全预警理论
• 4.1.2 小城镇水安全预警分析
• 4.1.3 小城镇的水安全预警评价体系
• 4.2 基于 SVM的水安全预警
• 4.2.1 统计学习理论基础
• 4.2.2 SVM的分类算法
• 4.2.3 最小二乘支持向量机方法
• 4.2.4 SVM模型和参数确定
• 4.3 基于支持向量机的水安全预警模型
• 4.4 小结
• 第五章 小城镇饮用水安全管理和博弈分析
• 5.1 小城镇饮用水安全分析
• 5.1.1 农村饮水安全状况
• 5.1.2 城镇饮水安全
• 5.2 小城镇饮用水安全的风险管理
• 5.2.1 饮用水安全的风险识别
• 5.2.2 饮用水安全的风险分析
• 5.3 小城镇饮用水安全措施
• 5.3.1 水源地保护措施
• 5.3.2 供水水质安全保护措施
• 5.4 小城镇水安全的博弈分析
• 5.4.1 博弈概念简述
• 5.4.2 小城镇水资源短缺的博弈分析
• 5.4.3 小城镇水污染的博弈分析
• 5.4.4 有激励的水资源和环境利用的动态博弈
• 5.5 建立小城镇水安全的保障机制
• 5.5.1 适应农村城镇化发展要求，做好水安全的科学规划
• 5.5.2 水务一体化管理是保证
• 5.5.3 建立多元化的水利工程投融资体系
• 5.5.4 建立和完善保障水安全的相关法律法规
• 5.6 小结
• 第六章 实例应用与分析──以上海市松江区城镇为例
• 6.1 松江区概况
• 6.1.1 自然地理
• 6.1.2 社会经济
• 6.1.3 水资源状况及特点
• 6.1.4 水环境状况
• 6.1.5 水灾害状况
• 6.2 松江区小城镇水安全分析
• 6.2.1 基于集对分析的水安全评价
• 6.2.2 水安全评价排序结果及分析
• 6.3 松江区水安全预警评价研究
• 6.3.1 预警指标体系
• 6.3.2 基于 SVM的水安全预警
• 6.3.3 指标预测
• 6.3.4 评价结果
• 6.4 松江区小城镇水污染的博弈应用
• 6.5 松江区水安全调控措施
• 6.5.1 水安全调控措施
• 6.5.2 水安全管理措施
• 6.6 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文