一个国家或地区提供清洁水的能力模型-2016年美国大学生数学建模E题中文版论文.docVIP

摘要 任务一建立一个模型模型中一个国家或地区的供水量地表水量地下水量污水净化量需水量由生活用水量农业用水量工业用水量农业用水量总人口数量和年均降水量工业用水量与该地区的生产总值有关 任务二 对于任务三，本模型选取了几个影响供水量和需水量有代表性的因素即年降水量、年均气温、森林覆盖率、人口总数进行预测。分别对中国山东省2005—2014这10年中各个因素与年份的数据进行分析，根据目前数据的发展趋势预测出未来15年这些因素的化，用本模型对山东省未来15年水资源的状况进行分析评价。 对于任务四工业污水规定的指标排放 水资源一直是全球关注的热点，未来也不例外，只有找出问题所在，才能对症下药，该模型通过对影响一个地区供求水量的主要因素的分析，衡量出一个地区提供清洁水的能力，并以此为基础，提出合适的干预计划，为解决全球水资源问题提供帮助。 关键字模型水资源供水量需水量线性回归 1 模型引进 5 1.1 问题的重述 5 1.2问题的分析 5 1.2.1 任务1的分析 5 1.2.2 任务2的分析 5 1.2.3 任务3的分析 6 1.2.4 任务4的分析 6 1.2.5 任务5和任务6的分析 6 2 假设与符号 6 2.1 假设 6 2.2 定义与符号说明 7 3 模型的建立和求解 7 3.1 单个因素对某地区供水量的影响 8 3.1.1某地区年均气温、年均降水量、森林覆盖率对地表水资源量的影响 8 3.1.2 某地区年均气温、年均降水量对地下水资源量的影响 8 3.1.3 某地区人口总数、人均用水量对日常用水量的影响 9 3.1.4 某地区生产总值GDP对工业用水量的影响 9 3.1.5 某地区年均降水量和人口总数对农业用水量的影响 9 3.2函数整理 10 3.2.1 供水量函数 10 3.2.2 需水量函数 10 3.2.3 一个地区提供清洁水的能力 10 3.3 为了检验该模型的准确性与可用性，该模型选用中国的山东省做为一个测试地区 11 3.3.1 地表水资源量总函数 11 3.3.2 地下水资源量总函数 13 3.3.3 工业用水量总函数 14 3.3.4 农业用水量总函数 15 3.3.5 供水能力评估 17 3.4 缺水原因分析与整治措施 17 3.4.1 关于山东缺水的原因 17 3.4.2 整治措施 18 3.5 对未来15年的预测 18 3.5.1 对年均降水量的预测 18 3.5.2 对年均温度的预测 19 3.5.3 对森林覆盖率的预测 20 3.5.4 对人口数量的预测 20 3.6 干预计划 21 3.6.1 干预计划的提出： 21 3.6.2 干预计划的实施 22 4 模型的评价（优缺点） 23 5 模型的改进（总结） 23 6 参考文献 23 7 附录 24 1 模型引进 1.1 问题的重述 为了对地区提供清洁水的能力进行评定，我们建立了一个评定的模型。 1.2问题的分析 任务 任务1要求建立一个模型衡量一个地区为提供清洁水的能力，需要提供一个衡量标准，本文将某一地区的供水量和需水量的比值作为衡量标准，通过这个比值来衡量一个地区为其人口提供清洁水的能力。 某一地区的供水主要来源与地下水地表水 某一地区的需水量主要包括生活用水农业用水和工业用水假设生活用水由人口数量和人均用水量决定农业用水由工业用水主要由某一决定通过以上因素来决定某一地区的需水量 1.2.2 任务2 根据地图中提供的信息，处于亚洲中国的山东省符合要求的地区， 通过对山东省的数据收集，可以找到年均气温、年均降水量、森林覆盖率、地下水地表水生活用水农业用水工业用水人口数量人均用水量 通过模型证明山东省缺水之后，通过物理短缺和经济短缺分析缺水的原因。 1.2.3 任务3 因为已经有了相关的数据，我们可以将变量和年份之间的关系进行函数拟合，从而可以预测未来15年山东省的各项所需数据，然后根据模型进行数据代入，达到预测的目的。 此外还可以结合实际情况和所选地区的相应政策分析出来在未来15年内哪些因素会有较大的变化，依然可以从社会和环境两个方面进行分析。社会方面包括对节水的宣传，人口的增长等，环境方面包括对于环境的政策变化，污水排放的限制和污水净化能力的提升等。 1.2.4 任务4 干涉计划的制订主要还是从模型的角度入手。根据模型的内容，我们仍然可以将所有的影响因素分成社会和环境两类因素。干预计划的制订可以根据两类因素中对于水供应的影响进行制定，尽可能的将负面影响的因素控制减小，正面影响的因素加大力度发展。除此之外，因为山东省东面临海，也可以进行海水淡化等措施进行对清洁水供给来源的开发。 1.2.5 任务5和任务 通过任务4的干涉，会通过对模型中的森林覆盖率、年均降水量、年均温度、污水排放量、污水处理量、人口数量的增长和地区的生产