文档介绍：数学建模水资源保护
摘要
“水资源保护方案”数学模型的目的是设计出水资源浪费的最少的途径,,人均占有量2200立方米,国际水资源警戒线是1000立方米,农业用水4000多亿立方米。所以计算出一个有效的、可行的、且成本可行的2013年的水策略来满足到2025年为止的方案。该题我们需要考虑多种情况。例如:淡水存储量和消耗的不同、地理不同、气候的变化、人口的变动、水的污染等等因素,基于最佳水资源保护方案模型,对于题目实际情况进行研究和分析,用MATLAB软件计算,对问题运用了灰色预测模型和回归方程也,提出了问题答。
,每年水资源总量不同,导致每年水的需求不一,因此,我们要从工业用水、农业用水以及生活用水来具体分析。,气候差异较大导致降雨量不同,从而地表水和地下水会有影响,则要对这两个变量进行分析。问题3在工业、农业、,所以我们也要具体的分析。
,我们要考虑到2013-2025年间水资源不足,要考虑盐淡水这项技术的成本。
关键字:水资源水污染 MATLAB 灰色预测模型回归方程盐淡水
一问题重述
水资源逐渐成为这个世界大多数国家发展的极限约束。建立一个数学模型来决定一个有效的、可行的、且成本可行的2013年至2025年水策略来满足到2025年为止未来水资源需求,就以中国为例来确定一个最佳水策略。特别地,我们的模型必学考虑到淡水存储量和消耗,除盐淡化和节水。如果可能,利用我们的模型来讨论要考虑的策略的经济、物理和环境影响。草拟一个向中国环境规划署领导人提供一个非技术的报告简述你的方法、可行性和执行成本,并说明为什么这个方案是“最佳水资源保护方案”。
水资源对于经济文化发展和人民生活密切相关。由于在特定的时空条件下,水资源由来水和用水两方面问题组成。来水可描述为水资源具体由地表水资源总量、地下水资源总量、污水处理量和海水盐淡化这四方面构成的。用水量描述为总用水量,具体由农业用水、工业用水、第三产业以及生活用水等其他用水构成。从这两方面入手,可以把水资源的来源和去向。运用数学建模的方法进行分析,进而计算出最佳的水资源保护方案。
对于水资源总量,主要有地表水、地下水、污水处理和海水盐淡化等因素构成。这些量是能够进行量化的,可以根据权威数据,利用多元线性回归的方法对上述因素进行探讨,建立其与回归方程,从而反映出各因素与水资源总量之间的关系,经统计检验认为回归结果显著后可用于预测和控制。
对于农业、工业、第三产业用水以及生活等其他用水因素。虽然因素能够量化,但考虑到其具有变化和不同预测性,考虑依据往年的数据进行曲线的拟合函数,最终运用灰色关联分析的方法确定最佳水资源保护方案。
对于中国的地型的多样和气候变化考虑水资源的总水量。
对全国水资源保护方案进行综合评估,并做出等级划分,对用水量进行调控使用水量降低,并预测全国未来的水资源储存量。
参考实际提出合理化建议。
三模型假设
(降水)全部进入地下水资源总量
,可约为一常数
、农业、生活用水有相关性
四符号说明
y为水资源总量
y0为回归方程所给出的值成为回归值
x1,x2,x3分别为地表水、地下水、污水处理量
a,b,c分别表示农业用水、工业用水、第三产业及生活用水
S1,s2,s3,s4分别为MSF、高温MED、VC、ED盐淡化技术投资费用
m1,m2,m3,m4分别为MSF、高温MED、VC、ED盐淡化技术运用费
K1,k2,k3,k4分别为投资费用MSF、高温MED、VC、ED的增加值
n1,n2,n3,n4分别为运用费用的MSF、高温MED、VC、ED增加值
五模型的建立与求解
多元线性回归分析
由于地表水资源总量、地下水资源总量和污水处理与供水量关系的不确定,采用多元线性回归分析的方法。确定这三个因素与供水量之间的函数关系时。选取2001----2008年供水量与其部分影响因素数据如表1.
表1 2001-2008年供水量与其部分影响因素数据
设供水量为y,影响水资源总量的因素为地表水资源总量得下水资源总量和污水处理量。
由此可以根据(5)。(用MATLAB算,步骤附入)
未来水需求预测和预测可信度分析
一个人国家的