8000 7000 25.00% 20.00% 6000 5000 4000 3000 2000 5.00% 1000 0 2012 2013 2014 2015 2016 2020 2030 0.00% 10.00% 供水量占当年水资源总量 15.00% 用水量/亿㎡ 由此图我们可以看出，2012到2016年全国供水量主要呈下降趋势，但是通过计算往年增长率得知，现我国总用水量年均增长率为1.01％， 由此可预测出，2020年与2030年我国总用水量分别为6634亿m3和7335.4m3，再次做出折线图：
用水量/亿m3 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2012 2013 2014 2015 2016 2020 2030 6040.2 用水量/亿m3 6131.2 6183.4 6095 6103.2 6634 7335.4 我们发现随着人口增长和经济的持续高速发展，到2020年和2030年，全国用水量较往年有很大增长，并且在2030年总用水量超过了水资源开发利用红线即2030年控制在7000亿立方米以内。这可以说明，我国仍面临着水资源供需严重紧迫的问题。 我国现水资源总量为2.8万亿立方米，居世界第六位，但人均占有量为2240立方米，约为世界人均水平的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。总量并不丰富、人均占有量低、水资源分配不均是我国水资源现状的一部分，并且随着社会发展人口在不断增长我国人均占有水资源量仍面临着挑战。
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（2）农田灌溉水有效利用系数与万元工业增加值用水量折线图：
0.545 0.54 0.535 0.53 0.525 0.52 0.515 0.51 0.505 0.5 2012 2013 2014 万元工业增加值用水量/㎡＝工业用水量(立方米)/工业增加值(万元) 2015 2016 0.542 69 67 59.5 0.53 0.523 0.516 农田灌溉水有效利用系数 80 70 58.3 0.536 52.8 60 50 40 30 20 10 0 我们由此图看到，近几年的数据表示我国万元工业增加值用水量呈总体下降趋势，我国近两年工业增加值随着国家经济实力的不断进步定会不断增长，但这不意味着万元工业增加值用水量也在下降，由分子与分母的关系即可得出。据了解，目前我国工业万元产值用水量约为80亿立方米，是发达国家的10-20倍，我国水的重复利用率为40%左右，而发达国家为75%-85%左右，工业用水量巨大且重复利用率低，是我们水资源开发利用存在的一大问题。
由图还知，我国近五年农田灌溉水有效利用系数逐年上涨，但仍在0.5-0.55之间，部分地区可能只有0.3-0.4左右，可见我国农田灌溉水有效利用率之低。发达国家早在40-50年代就开始采用节水灌溉，现在很多国家实现了输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、滴灌化，灌溉科学化、自动化，灌溉水利用系数达到0.7-0.8，经对比我国水资源的浪费很严重，这是目前我国水资源现状之一。
（3）废污水排放量折线图：
790 785 780 775 770 765 760 755 2012 2013 2014 2015 2016 775 771 770 765 785 废污水排放量/t
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这是我国近五年废污水排放量的总趋势，呈下降状态。年平均污水占总比约7%，据统计，我国每年的污水约80%未经任何处理直接排入江河湖库，90%以上的城市地表水体，97%以的城市地下含水层收到污染。由此，水资源水环境恶化，也是我国水资源现存在的问题。
从这几方面因素来看，我国农业用水量占主要地位，而农业用水效率较低，大部分都被浪费掉，所以我们主要对农田灌溉水有效利用系数进行分析：假设农田灌溉用水有效利用率系数函数为y=aebt，使用Excel进行参数拟合得到农田灌溉水有效利用系数。
农田灌溉有效利用系数拟合 0.545 0.54 0.535 0.53 0.525 0.52 0.515 0.51 0 1 2 y = 0.5102e0.0123t 3 4 5 6 经Excel线性拟合所得出的函数为y = 0.510e0.012t ，由此可知，当到2030年时，t取18，y=0.5844。
计算与国家2030年的目标偏差A：
A=
得目标偏差A=2.6%
综上所述，我国现在水资源开发利用现状及存在的主要问题如下：
1.水资源供需矛盾日益尖锐
我国总水资源总量占世界的6%，而人口却占全球的23%左右，人均水资源量很低，只有世界平均值的四分之一，甚至曾被联合国可持续发展委员会列为世界人均水资源最贫乏的国家之一。并且我国人口基数大，随着社会发展人口数仍将保持上涨趋势，面临着重大挑战。 2.水资源浪费严重
我国虽拥有着较多的水资源，却也是水资源浪费最严重的国家之一，生产同样多的粮食，我国要比其他发达国家多用一倍的水，我国万元产值的耗水量为225m3，发达国家却仅有110m3。此外，城市生活用水量虽远低于农业用水和工业用水量，但生活中人们对水资源的毫不吝啬和肆无忌惮的浪费却与前两者相差无几，这反映了人们节约水资源的意识的淡薄，与当前我国水资源现状形成极大地反差。 3.水污染严重
近几年我国的污水排放量有所下降，但仍存在很大问题。下降并不能说明情况好转，
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由于用廉价淡水稀释污水从而达到排污标准成为众多排污企业的惯用伎俩，大量未经处理不达标的污水废水北直街排入江河湖海库等公用水体，甚至一些地区陷入“越污染—越缺水—越污染”的恶性循环，此外，滥用化肥、农药、水土流失对水资源带来了严重的污染。由于水资源污染日益加剧，部分公共水体的承载能力被打破，出现严重的水质退化，导致水资源利用量进一步减少。
4.2 问题二
4.2.1 符号说明 h 用水效率 p 城市一年总产值 w 城市全年总用水 s 万元工业增加值用水量 u 工业增加值 f 农田灌溉用水利用系数 a1 工业用水占比 a2 农业用水占比 w2 城市农田用水总量 w3 农田实际吸水总量 2R 拟合优度
4.2.2 问题概述
保证在不超过水资源开发利用量和用水效率控制红线的前提下实现万元工业增加用水量呈下降趋势以及农田灌溉水利用系数提高到0.6以上的目标。
4.2.3 模型的建立与求解
模型建立：
为了分析在农田灌溉水有效利用系数确定和工农业用水占比系数可预测的情况下，各指标的变化情况需要构建以下变量指标的函数关系式，因此需要明确各个指标的定义。
1.用水效率：所用单位体积水产生的生产力结果或收益结果。在一个省所产生的效果，直观表示为每立方米的水所产生的经济效益，即该省全民生产总值与该省一年内总用水量的比值。 记做：
h = （1）
2.万元工业增加值用水量：工业用水量/工业增加值。
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记做：
S = （2）
3.农田灌溉水有效利用系数：在一次灌水期间被农作物利用的净水量与水源渠首处总引进的水量的比值。在一个省中即可表示为一年内该省农田实际吸收水的总量与一年内该省农业用水总量的比值。
记做：
由（1）（2）（3）式可得
f = （3）
P =
（4）
P = （5）
其中a1,a2分别为表格中所算工业用水占比和农业用水占比。
由（4）（5）式，得到用水效率、万元工业增加值用水量和农田灌溉用水有效利用系数之间的关系，即可建立其相应关系模型。
模型求解：
为确保水资源开发利用量和用水效率不超过控制红线的前提下保证万元工业增值用水量呈下降趋势以及农田灌溉水有效利用系数提高到0.6以上，我们以广东省为例进行分析，收集了历年广东省水资源信息数据，2008年至2016年的数据如下：
年份200820092010201120122013201420152016w总用水量(亿m3)农业用水(亿m3)工业用水(亿m3)工业用水占比农业用水占比462.5224.8141.10.30510.4861461.5227.7137.20.29730.4934463.4228.7136.20.29390.4935469227.5138.80.29590.4851469227.5138.80.29590.4851451227.6121.60.26960.5047443.2223.7119.60.26990.5047442.5224.31170.26440.5069433.1227112.50.25980.5241 我们用工业和农业的用水占比系数绘制散点图，并进一步分析在农田灌溉水有效利
用系数红线确定限制的条件下其他指标的变化趋势，来分析并说明如何调节相关参数来确保其他红线能够不被超过。下面是工业与农业近几年的散点图像
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