2022美赛B题思路分析:水和水电共享

2022 MCM水和水电共享

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背景

几个世纪以来，人们一直在河流和溪流上修建水坝来阻挡水，从而建立水库，作为管理供水的一种手段。这些水库储存水以供各种用途(e。g., 农业、工业、住宅)，提供了一个休闲和娱乐的区域(e。g., 钓鱼，划船)，协助防止下游的洪水，并向发电的涡轮机供水

。水力发电（水力发电）是指这些涡轮机将下降或快速水流的势能转化为机械能时产生的电能

精力

随着气候变化，许多地区来自大坝和水库的水源的水量正在减少。因此，水坝可能无法满足这些地区对水的需求。此外，低水流减少了水力发电厂的发电量，导致这些地区的电力供应中断。如果大坝后水库水位足够低，就停止发电。

美国的自然资源官员。亚利桑那州(AZ)、加利福尼亚州(CA)、怀俄明州(Wy)、新墨西哥州(NM)和科罗拉多州(CO)目前正在谈判，以确定管理格伦峡谷和胡佛大坝的用水和发电的最佳方式，以解决这些相互竞争的利益。数百年来的协议继续影响着当前的水资源管理法规、政策和实践。这些协议从科罗拉多河系统分配的水比该系统中要多的要多。该系统很可能会继续工作，因为一些用户没有进行全部分配。如果科罗拉多河流域的干旱情况继续下去，那么在某一时刻的水量将不足以满足利益攸关方的基本水和发电需求。因此，针对当前和未来的供水条件制定一个合理、合理的水资源分配计划是至关重要的

。

附加指导

州自然资源谈判代表已经要求你的团队在他们的五个州(AZ、CA、Wy、NM和CO)制定一个水资源分配计划。这些官员认为，最近的降雨短缺和高温将持续存在，导致供应（水的可用性）和需求（电力需求）的问题。他们提供了以下指导意见：

格伦峡谷大坝（鲍威尔湖）和胡佛大坝（米德湖）的运行应该密切协调，因为从格伦峡谷大坝流出的水为胡佛大坝提供了部分水的输入。

这一系列的两个大坝的配置所提出的挑战是确定对这五个州的农业、工业和住宅的适当的水和电力分配。

你的解决方案应该解决什么水流应该从格伦峡谷和胡佛大坝当感兴趣的社区的需求在规定水平和两个水库的水在规定高度（尊重水高度之间的关系在水库和水库的水量）。建议如何重新运行模型的频率，以考虑到供求配置文件中的变化。

墨西哥声称拥有这五个州消耗其股份后剩余的剩余水。你的计划应该能解决墨西哥的权利问题。

在你的计划分配水后，讨论应该允许多少水（如果有的话）从科罗拉多河流入加利福尼亚湾？

要求

在根据谈判代表的指导制定水资源分配计划时，你应该：

开发和分析一个数学模型，将帮助谈判者响应一组固定的水供应和需求条件。使用这个模型来告知大坝的运营：当米德湖的水位为M，鲍威尔湖的水位为P时，每个湖应该抽取多少水来满足规定的需求？如果没有额外的水供应（来自降雨等）， 考虑到需求是固定的，需要多久需求才能得到满足？随着时间的推移，必须提供多少额外的水来确保满足这些固定的需求？

使用您的模型来推荐最佳的方法来解决一般（农业、工业、住宅）使用和电力生产的水可用性的竞争利益。明确地说明您用于解决冲突利益的标准。

使用你的模型来解决，如果没有足够的水来满足所有的水和电的需求，应该做些什么。

在以下条件下，您的模型表示了什么？

o利益相关的社区对水和电的需求会随着时间的推移而变化。当受影响地区的人口、农业和工业出现增长或萎缩时，会发生什么？

o可再生能源技术的比例超过了您在分析中使用的初始值。o还实施了额外的节水和节能措施。

你的解决方案不应该利用或依赖于任何现有的历史协议或这些州的组织或个人的当前政治权力，而是代表你的团队在该地区分配水的最佳数学解决方案。

作为你提交的解决方案的一部分，准备一篇一到两页的文章，适合在《干旱与渴》杂志上发表，该杂志是为美国西南部的水基础设施经理出版的月刊。

您的PDF解决方案总共不超过25页，应该包括： 当一页的摘要表。

表的内容。

在你完整的解决方案。

为干旱和口渴》杂志写的两页的文章。

引用列表。

注意：MCM的限制为25页。您提交的所有方面都有25页的限制（摘要表、目录、参考列表和任何附录）。您必须引用您的想法、图像和报告中使用的任何其他材料的来源。

词汇表

水力发电（水力发电）：涡轮机产生的将下降或快速水流的势能转化为机械能。