2019年中考數(shù)學(xué)趣味數(shù)學(xué)：淺談城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展與水資源的合理利用

一、引盲

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類帶給自然的災(zāi)害也隨之加重.生態(tài)環(huán)境的平衡與人類的發(fā)展已日趨成為一對矛盾的對立體.保護生態(tài)平衡就必須放棄人類的部分發(fā)展;堅持發(fā)展則勢必會對環(huán)境造成破壞.要發(fā)展，同樣清楚放棄生態(tài)平衡會得到怎樣的報復(fù).尋找一條使人類發(fā)展與生態(tài)環(huán)境能夠相互平衡的可持續(xù)發(fā)展道路，成了當今人類的當務(wù)之急.水，作為生態(tài)環(huán)境中最重要的因素，對它的利用倍受世人關(guān)注.北京，中國的首都，中國經(jīng)濟發(fā)展的代表與希望.這些決定著北京必須擁有一個好的水環(huán)境.然而眾所周知，這個擁有一千多萬人口的特大型城市卻是被世界公認的嚴重缺水的城市，人均水資源擁有量僅為世界平均水平的1/30.對水資源的科學(xué)利用就北京來說，有著它更重要的意義.作為一個北京人，我認為我有義務(wù)去為北京的水資源思考.這里，我將就平谷縣馬坊鎮(zhèn)的水資源合理利用的問題，闡述一下尚不成熟的想法.

平谷縣馬坊初是北京市小城鎮(zhèn)建設(shè)試點，代表著在21世紀北京最具發(fā)展?jié)摿Φ倪h郊小城鎮(zhèn)，它的水資源狀況也因此顯得十分重要.它地處平谷縣西南，轄區(qū)內(nèi)基本為平原地形.本次將選取馬坊鎮(zhèn)的初中心區(qū)進行研究，討論水資源問題對其經(jīng)濟發(fā)展的影響.

馬坊鎮(zhèn)鎮(zhèn)中心面積為6平方千米，全部為平原地形，無河流過境，全部由地下水源供水.本次討論按規(guī)劃習(xí)慣，將水源消耗分為生活區(qū)包括商業(yè)服務(wù)區(qū))，工業(yè)區(qū)，農(nóng)業(yè)區(qū)三種用地類型.

二、解決問題

馬坊鎮(zhèn)鎮(zhèn)中心在實際自然條件下，最多可發(fā)展多大規(guī)模的工業(yè).

三、基本數(shù)據(jù)

1.由于工業(yè)發(fā)展多利用農(nóng)田地，與生活類用地矛盾不大，因此生活類用地為規(guī)劃目標0.4平方千米.工業(yè)用地設(shè)為x平方千米，則農(nóng)業(yè)用地為6-0.4-x)平方千米.

2.三個基本用地類型的用水指標依照現(xiàn)行的北京市城鎮(zhèn)用水標準依次為：

農(nóng)業(yè)每年500立方米/畝每日2升/ );

生活每日6升/ ;

工業(yè)每日10升/ .

3.井的出水量：按照中國的實際狀況，每口井每天工作8小時，出水120噸.但考慮到北京的實際情況以及使用習(xí)慣，北京市的井大都全天工作，因此本次討論中每口井每天出水360噸.

四、計算

每種用地類型每日的需水量;#p#分頁標題#e#

生活：0.4× ×6升/ =2.4× 升;

工業(yè)：x× ×10升/ =x× 升;

農(nóng)業(yè)：5.6-x)· ×2升/ =11.2-2x)× 升;

總需水量=2.4× 升+x· 升+11.2-2x)× 升=13.6十8x)· 升.

∵m= ·V )，

∴總需水量=13.6+8x)· 噸.

若想滿足使用需要，則總用水量≤總出水量.

∵總用水量隨x的增加而增大單位面積每日的需水量工業(yè)最大)，

∴x的最大值決定于總出水量的最大值前提：總出水量≤地下水得到的補給量)若想提高總出水量，有2種方法： 1)改用大功率的抽水機，提高單口井的出水量.

本方法肯定會使井所在的局部地區(qū)地下水人不敷出，致使地下水位下降，甚至引起局部塌陷等嚴重后果.而無井地區(qū)的地下水資源卻還很豐富.#p#分頁標題#e#

2)多建并

本方法可以使井的分布更加均勻合理，最大限度開發(fā)地下水資源.

∴應(yīng)選擇方法2)，且每口井的日出水量不大于360噸，否則會出現(xiàn)方法1)導(dǎo)致的后果.

那么，究竟該建幾口井，怎么建呢?

首先，井的位置應(yīng)均勻分布在轄區(qū)內(nèi).

其次，關(guān)于井的數(shù)量.根據(jù)北京市現(xiàn)行的規(guī)劃指標，井的分布密度最高為每200畝一口井.否則分布過密，相鄰兩口井它們在地下抽的水卻是一個區(qū)域的，這樣既使每口井的日出水量都不大于360噸，也會出現(xiàn)方法1)導(dǎo)致的后果.

∵井數(shù)= l畝≈666 ，馬坊鎮(zhèn)中心區(qū)現(xiàn)有20口井)，

∴總出水量max=360噸×45=16200噸.

∵總需水量≤總出水量，

∴最大需水量13.6+8x)×10 3 =16200噸).于是x=0.325.

五、結(jié)果

在不破壞自然生態(tài)的前提下，平谷縣馬坊鎮(zhèn)鎮(zhèn)中心區(qū)最多可以建設(shè)0.325平方千米的工業(yè)區(qū).

六、誤差分析及幾席說明

1.本次討論所應(yīng)用的數(shù)據(jù)均為規(guī)劃資料，與馬坊鎮(zhèn)中心區(qū)的實際情況之間會有些出人.

2.對于農(nóng)田的用水本次討論取了每天的平均值，然而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際的需水量與季節(jié)有關(guān)，并非每日都一樣.

3.由于實際需要，每口井均24小時不間斷的出水而生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)的用水日間與夜間的差異卻很大，為彌補這個用水量在時間上的變化的缺陷，建議多建設(shè)一些營水工程，把夜間抽出的水蓄起來以備日間使用，并把一些對時間要求不大的工廠改在夜間進行生產(chǎn).

4.建井的位置與地下水資源的分布，地形的高低等有關(guān)，實際建設(shè)中不一定必須按200畝一口的標準建設(shè)，且建設(shè)還受資金條件的影響.

5.以上結(jié)果為理論值，與實際應(yīng)用會有偏差.

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