2018年東三數(shù)學建模聯(lián)賽e優(yōu)秀論文終稿

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1、專業(yè)整理封一答卷編號（參賽學校填寫）：答卷編號（競賽組委會填寫）：論文題目：E組別：本科生參賽隊員信息(必填)：姓名學號聯(lián)系電話參賽學校：WORD格式專業(yè)整理封二答卷編號（參賽學校填寫）：答卷編號（競賽組委會填寫）：評閱情況（學校評閱專家填寫）：學校評閱1.學校評閱2.學校評閱3.評閱情況（聯(lián)賽評閱專家填寫）：聯(lián)賽評閱1.聯(lián)賽評閱2.聯(lián)賽評閱3.WORD格式專業(yè)整理E.我國水資源現(xiàn)狀的分析發(fā)展及預測摘要本文通過近五年我國水資源相關信息與數(shù)據(jù)，進行科學性的分析研究，判斷出我國水資源現(xiàn)狀及其存在的問題，如何科學有效的管理規(guī)劃未來水資源的管

2、理，以及和水資源指標之間的內(nèi)在聯(lián)系。為今后我國水資源的可持續(xù)發(fā)展起到積極作用。針對問題一，我們收集了2012-2016年的水資源公報數(shù)據(jù)信息，通過列表做折線圖，我們發(fā)現(xiàn)我國用水量呈上升趨勢，并且預測在2030年會超過水資源開發(fā)利用中全國用水總量紅線7000億立方米。為此我們分析了各個指標，并且結合我國國情和特點，發(fā)現(xiàn)了在水資源問題中影響因素較大的因子。我國是農(nóng)業(yè)大國，全年總用水量約有近50%用來農(nóng)業(yè)發(fā)展，并且這個數(shù)字仍在不斷上升，我們發(fā)現(xiàn)，盡管我國每年的農(nóng)業(yè)用水量極大，但是農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)卻很低，這導致了極大的浪費，與我國短缺的

3、水資源問題相悖。因此，我們著手分析農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)這一數(shù)據(jù)進行分析：假設農(nóng)田灌溉用水有效利用率系數(shù)函數(shù)為y=aebt，經(jīng)Excel擬合得到農(nóng)田灌溉用水有效利用率系數(shù)函數(shù)y=0.510e0.012x，從而預測2030年農(nóng)田灌溉用水有效利用率系數(shù)偏差為2.6%。針對問題二，首先我們明確的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)、萬元工業(yè)增加用水量以及用水效率的定義函數(shù)表達式，聯(lián)系分析水資源開發(fā)利用數(shù)據(jù)，得到農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)、萬元工業(yè)增加用水量以及用水效率相關模型（4）（5）。我們收集廣東省2008-2016年的數(shù)據(jù)，使用最小二乘法進行擬合得到工

4、業(yè)和農(nóng)業(yè)用水占比系數(shù)與其他指標的函數(shù)關系表達式，通過使用MATLAB待定系數(shù)法進行在保證目標的前提下的擬合，直觀得到其余各個指標的變化趨勢，解決多變量不能一一求解的問題，得到要確保每年要以約1.57%的萬元工業(yè)增加值用水量才能達到目標這一結論。針對問題三，我們利用灰色關聯(lián)度矩陣，利用MATLAB軟件的處結果圖形與關聯(lián)矩陣，通過圖像直觀分析該關聯(lián)矩陣R初得出萬元工業(yè)增加值用水量、萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量即農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的內(nèi)在規(guī)律，再利用MATLAB的K-means函數(shù)，以萬元工業(yè)增加值用水量、萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量即農(nóng)田灌溉水有效

5、利用系數(shù)為影響因子，將全國31省按各省相對于K-means函數(shù)中聚點的相對位置分層，選擇較為具有代表性的省，導入數(shù)據(jù)到SPSS中進行差分。進一步分析得出結果。問題四則是對以上結果的總結與概括，對每個問題進行了評價分析，結合我國國情和當今發(fā)展現(xiàn)狀，給國家水利部提交一份建議書，為今后我國水資源發(fā)展做出貢獻。關鍵字：MATLAB，用水效率，待定系數(shù)法，最小二乘法，灰色關聯(lián)度矩陣WORD格式專業(yè)整理一、問題重述1.1問題背景水是生命之源，新中國成立以來特別是改革開放以來，我國的水資源開發(fā)利用、配置保護和管理等工作取得顯著成績，為社會發(fā)展做出了

6、巨大貢獻。但是我國的基本國情和水情產(chǎn)生了當前人多水少、水資源時空分布不均勻的問題，并且還有水資源短缺、污染，水資源惡化等一系列問題十分突出，這已成為當前我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主要問題。隨著社會發(fā)展，水資源需求將在較長一段時間內(nèi)持續(xù)增長，供需矛盾將更加尖銳，形勢也將十分嚴峻。為解決水資源問題，2011年中央1號文件和中央水利工作會議明確要求實行最嚴格水資源管理制度。2012年國務院發(fā)布《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，每年發(fā)布《中國水資源公報》，確立水資源開發(fā)利用、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”：1.確立水資源開發(fā)利

7、用控制紅線，到2030年全國用水總量控制在7000億立方米以內(nèi)。2.確立用水效率控制紅線，到2030年用水效率達到或接近世界先進水平，萬元工業(yè)增加值降低到40億立方米以下，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.6以上。3.確立水功能區(qū)限制納污紅線，到2030年主要污染物入河湖總量控制在水功能區(qū)納污能力范圍之內(nèi)，水功能區(qū)水質(zhì)達標率提高到95％以上。1.2問題概述現(xiàn)要求收集近五年相關信息數(shù)據(jù)完成問題：1.根據(jù)2012-2016我國水資源公報，分析我國水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和問題并與國家提出的2020年和2030年目標偏差并進行對比。2.構建相關數(shù)學

8、模型，如何保證在不超過水資源開發(fā)利用量和用水效率控制紅線的前提下實現(xiàn)萬元工業(yè)增加用水量呈下降趨勢以及農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)提高到0.6以上的目標。3.構建相關數(shù)學模型，分析不同省的萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量、耕地實際灌溉畝均用水