近年来随着社会经济的发展和人口的不断增加,城市用水量也在不断加大,缺水日趋严峻。我国各大中城市普遍呈现供水紧张的状况,水资源短缺已经成为制约城市发展的一个重要因素。与此同时,中国的城市用水环境也在加剧恶化,而城市污水排放正是水环境恶化的最主要原因之一。尤其是一些发展迅速的城市,几乎过半的污染物未经处理就直接排入河流和湖泊,这些都对城市用水以及污水处理能力提出了更高的要求。本文运用非线性动力学理论分析方法,建立了天津市城市生活用水系统模型,并进行了随机动力学分析;还运用数据包络分析(DEA)方法对天津市16家污水处理厂污水处理状况进行了评价研究。1.因为城市生活用水系统中的用水量受社会、经济、人口、城市化、技术进步以及环境约束等多方面因素的影响,所以本文建立了一个城市生活用水的随机非线性动力学模型,根据拟不可积Hamilton相关理论和Oseledec乘性遍历定理,计算了模型的最大Lyapunov指数,分析了系统的局部稳定性;根据扩散边界的形态判断了奇异边界的性质,得到了全局稳定性条件;通过对平稳概率密度形状变化的判断,得到了城市生活用水系统发生随机分岔的条件,并分析了系统的随机分岔行为,最终给出城市生活用水系统发生分岔的可能性,并分析的发生分岔的物理意义。2.本文还结合天津市实际污水处理状况,对天津市16家污水处理厂,选取6个输入指标(建设总投资、处理厂占地面积、员工总数、单位电耗、直接成本、总成本)和7个输出指标(污水处理收费单价、干污泥产量、BOD去除率、COD去除率、SS去除率、氨氮去除率、磷去除率),并利用这些指标建立了评价指标体系,运用DEA方法对该指标体系进行分析,构造了该指标体系的具有阿基米德无穷小的C 2? R模型。由于模型计算十分复杂,所以本文利用DEAP软件对该模型进行计算,并得到计算结果,最后对该计算结果进行分析。采用有效性的概念评价各个评价决策单元(DMU)即各个污水处理厂绩效,从而判断各个污水处理厂是否DEA有效,并给出其投入产出指标改进方向。