長(zhǎng)江水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型論文

1、<p>　　2013高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽</p><p><b>　　承諾書</b></p><p>　　我們仔細(xì)閱讀了《全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽章程》和《全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽參賽規(guī)則》（以下簡(jiǎn)稱為“競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則”，可從全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽網(wǎng)站下載）。</p><p>　　我們完全明白，在競(jìng)賽開始后參賽隊(duì)員不能以任何

2、方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊(duì)外的任何人（包括指導(dǎo)教師）研究、討論與賽題有關(guān)的問題。</p><p>　　我們知道，抄襲別人的成果是違反競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則的，如果引用別人的成果或其他公開的資料（包括網(wǎng)上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。</p><p>　　我們鄭重承諾，嚴(yán)格遵守競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則，以保證競(jìng)賽的公正、公平性。如有違反

3、競(jìng)賽章程和參賽規(guī)則的行為，我們將受到嚴(yán)肅處理。</p><p>　　我們授權(quán)全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽組委會(huì)，可將我們的論文以任何形式進(jìn)行公開展示（包括進(jìn)行網(wǎng)上公示，在書籍、期刊和其他媒體進(jìn)行正式或非正式發(fā)表等）。</p><p>　　我們參賽選擇的題號(hào)是（從A/B/C/D中選擇一項(xiàng)填寫）：</p><p>　　我們的參賽報(bào)名號(hào)為（如果賽區(qū)設(shè)置報(bào)名號(hào)的話）：</p

4、><p>　　所屬學(xué)校（請(qǐng)?zhí)顚懲暾娜?lt;/p><p>　　參賽隊(duì)員(打印并簽名)：1.</p><p><b>　　2.</b></p><p><b>　　3.</b></p><p>　　指導(dǎo)教師或指導(dǎo)教師組負(fù)責(zé)人(打印并簽名)：</p><p&g

5、t;　?。ㄕ撐募堎|(zhì)版與電子版中的以上信息必須一致，只是電子版中無需簽名。以上內(nèi)容請(qǐng)仔細(xì)核對(duì)，提交后將不再允許做任何修改。如填寫錯(cuò)誤，論文可能被取消評(píng)獎(jiǎng)資格。）</p><p><b>　　日期：年月日</b></p><p>　　賽區(qū)評(píng)閱編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：</p><p>　　2013高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽</p

6、><p><b>　　編號(hào)專用頁</b></p><p>　　賽區(qū)評(píng)閱編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：</p><p>　　賽區(qū)評(píng)閱記錄（可供賽區(qū)評(píng)閱時(shí)使用）：</p><p>　　全國(guó)統(tǒng)一編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)送交全國(guó)前編號(hào)）：</p><p>　　全國(guó)評(píng)閱編號(hào)（由全國(guó)組委會(huì)評(píng)閱前進(jìn)行編號(hào)）：<

7、;/p><p>　　長(zhǎng)江水質(zhì)評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)模型的建立與分析</p><p><b>　　一摘要</b></p><p>　　水資源污染日趨嚴(yán)重，本文僅就長(zhǎng)江流域若干觀測(cè)點(diǎn)的最近10年的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，探討水資源污染的預(yù)測(cè)與控制的問題。</p><p>　　針對(duì)問題一、我們首先采用模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸

8、一化綜合處理，確定了水質(zhì)新的綜合評(píng)判指標(biāo)函數(shù)Ψ。在對(duì)整個(gè)長(zhǎng)江流域所有觀測(cè)站的位置關(guān)系作一定的簡(jiǎn)化假設(shè)后,得到長(zhǎng)江綜合評(píng)定函數(shù)值Ψ=,水質(zhì)為良好,對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)水質(zhì)情況給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)：主要污染的為四川樂山崛江大橋和江西南昌滁搓,主要污染物為氨氮。</p><p>　　針對(duì)問題二、考慮到江水的流動(dòng)性和自降解性，測(cè)點(diǎn)濃度不能與污染源等同起來，所以我們把每個(gè)監(jiān)測(cè)值看作是由上游對(duì)它的影響和本地污染兩部分組成的。所以我們考慮水流

9、速度、測(cè)點(diǎn)間距計(jì)算出降解次數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出一個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)下一個(gè)測(cè)點(diǎn)的影響度，通過減去來自上游的影響進(jìn)而求出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的本地污染度。這樣就可以通過比較本地污染度找出主要污染源了。具體計(jì)算出主要污染源有:江西南昌滁槎、四川瀘州沱江二橋、四川樂山岷江大橋、湖南長(zhǎng)沙新港、湖南岳陽城陵磯、重慶朱沱、湖南岳陽樓等地區(qū)。</p><p>　　針對(duì)問題三、問題要求預(yù)測(cè)未來十年的水質(zhì)污染趨勢(shì)，我們用預(yù)測(cè)未來10年中六種水的比例來評(píng)價(jià)水質(zhì)污

10、染趨勢(shì)。具體用灰色系統(tǒng)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。又由于每年的總評(píng)價(jià)河長(zhǎng)不一樣，所以不能直接預(yù)測(cè)，但是比例是不會(huì)變的，我們把10年的六種水的比例用同一個(gè)總價(jià)河長(zhǎng)（我們假定為10000）轉(zhuǎn)化。再進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出未來10年的六種水的河長(zhǎng)，然后再轉(zhuǎn)化為比例值?？梢钥闯鑫磥?0年長(zhǎng)江劣Ⅴ類水越來多，污染越來越嚴(yán)重。</p><p>　　針對(duì)問題四、我們把6種水重新分為3類：清潔水（I、Ⅱ和Ⅲ）、污染水（Ⅳ和Ⅴ）、劣質(zhì)水（Ⅴ）。用灰色系統(tǒng)

11、方法預(yù)測(cè)未來10年原6種水的比例，折算出新3類水的比例，建立廢水率與3類水比例的逐步回歸模型，確定未來10年每一年廢水率與各種水比例之間的回歸方程。然后根據(jù)回歸方程得到在控制狀態(tài)下（Ⅳ和Ⅴ類不超過20%、劣Ⅴ類沒有）的廢水率，然后與不加控制的預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，得到需要處理的廢水量（億噸）。</p><p>　　針對(duì)問題五、根據(jù)我們所做模型的分析和預(yù)測(cè)結(jié)果，以及目前我國(guó)治理長(zhǎng)江水質(zhì)污染的現(xiàn)狀給出：合理制定工業(yè)發(fā)展規(guī)劃

12、、污水處理設(shè)施的利用、控制排污總量、加大執(zhí)法力度等四點(diǎn)建議和意見。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水質(zhì)評(píng)價(jià) 模糊綜合評(píng)價(jià) 綜合指數(shù)評(píng)價(jià) 灰色系統(tǒng) 逐步回歸</p><p><b>　　二問題的重述、提出</b></p><p>　　針對(duì)問題一根據(jù)長(zhǎng)江近兩年多的水質(zhì)情況做出定量綜合評(píng)價(jià)，并且各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。需要我們中各種物質(zhì)的濃度進(jìn)行測(cè)定

13、，分析是否超過某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的過程。題目中只給出了4種物質(zhì)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過查閱資料我們知道一般分析水質(zhì)情況的方法有指數(shù)評(píng)價(jià)法、模糊評(píng)價(jià)法、灰色評(píng)價(jià)法、物元分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法等諸多方法[1]。我們?cè)谶@里先用模糊評(píng)價(jià)法作出評(píng)價(jià)，然后用比較簡(jiǎn)單常用的指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行驗(yàn)證。</p><p>　　針對(duì)問題二通過對(duì)長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的研究、分析，判斷這兩個(gè)污染源主要在哪些地區(qū)，需要我們根據(jù)附件三提

14、供的各個(gè)測(cè)點(diǎn)的污染物的濃度值進(jìn)行分析，但是題目只給出了各個(gè)測(cè)點(diǎn)的污染物的濃度值，我們很容易理解一個(gè)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值高不一定說明該點(diǎn)就是主要污染源。因?yàn)榻橇鲃?dòng)的，一個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括兩個(gè)部分，即來自上游的污染物的影響和本地的污染物的濃度。各測(cè)點(diǎn)本地污染物的濃度才是我們考察的目標(biāo)。那么上游污染物對(duì)下測(cè)點(diǎn)的影響度該怎么計(jì)算呢？這就要考慮兩測(cè)點(diǎn)間距離、水流速度及污染物降解與上游污染物影響度之間的關(guān)系。</p><p>

15、　　針對(duì)問題三通過依照過去10年的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，不考慮治理措施，對(duì)長(zhǎng)江未來水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)，分析未來10年的情況。需要我們根據(jù)歷史數(shù)據(jù)支持和題目所給數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：過去10年每一年中6類水的比例，以及水流量總量及排污量等不確定因素。我們可以灰色系統(tǒng)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。且用一年中6類水的比例也可充分表明水質(zhì)狀況。</p><p>　　針對(duì)問題四通過根據(jù)我們的預(yù)測(cè)分析，要求未來10年內(nèi)每年長(zhǎng)江干流的Ⅳ類和Ⅴ類水的比例

16、控制在20%以內(nèi)，且沒有劣Ⅴ類水,計(jì)算出每年需要處理污水的量。需要我們?cè)趩栴}三的預(yù)測(cè)中知道6類水的比例反映水質(zhì)污染的程度，且題目也是要求我們通過對(duì)污水的處理達(dá)到對(duì)6類水的比例進(jìn)行控制的目的，即6類水的比例是我們的控制目標(biāo)，污水量是我們的控制點(diǎn)。所以我們要先找到污水量與6類水比例之間的關(guān)系，我們采用多元回歸對(duì)污水排放比例和6類水的比例進(jìn)行逐步回歸分析，這樣我們可以得到一個(gè)回歸方程，它就是我們要找排污比例與6類水比例之間的關(guān)系式，通過它我們

17、就可以在給定控制標(biāo)準(zhǔn)下的污水排放上限，然后跟我們預(yù)測(cè)的不加控制的排污量比較就得到了需要處理的污水量。</p><p>　　針對(duì)問題五提出我們對(duì)解決長(zhǎng)江水質(zhì)污染問題切實(shí)可行的建議和意見。需要我們從實(shí)際出發(fā)了解長(zhǎng)江水質(zhì)污染問題的根本所在，提出合理化建議。</p><p>　　題目附件中給出了解決上述問題的各類數(shù)據(jù)：</p><p>　　附件3給出了長(zhǎng)江沿線17個(gè)觀測(cè)站(

18、地區(qū))近兩年多主要水質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，以及干流上7個(gè)觀測(cè)站近一年多的基本數(shù)據(jù)(站點(diǎn)距離、水流量和水流速);</p><p>　　附件4是“1995~2004年長(zhǎng)江流域水質(zhì)報(bào)告”給出的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);</p><p>　　附表是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中4個(gè)主要項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類為可飲用水。污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的降解系數(shù)，考慮取0.2(單位：1/天)。</p>&l

19、t;p>　　已知條件：通常認(rèn)為一個(gè)觀測(cè)站（地區(qū)）的水質(zhì)污染主要來自于本地區(qū)的排污和上游的污水；污染物都有一定的自然凈化能力(指標(biāo)稱為降解系數(shù))；自然凈化能力可以認(rèn)為是近似均勻的。</p><p><b>　　三符號(hào)說明</b></p><p><b>　　四基本假設(shè)</b></p><p>　　1.假設(shè)污染物排放入長(zhǎng)

20、江后迅速混合在水中。</p><p>　　2.假設(shè)我們研究的長(zhǎng)江是一條平直的河流。</p><p>　　3.假設(shè)各檢測(cè)指標(biāo)無相互作用。</p><p>　　4.假設(shè)一個(gè)地區(qū)的污染只來自于上游的污水和本地區(qū)的排污。</p><p>　　5.假設(shè)預(yù)測(cè)不考慮突變因素，如洪水、干旱等。</p><p>　　6.假設(shè)溶解氧(DO

21、)濃度越高水質(zhì)越好，不考慮過含氧情況。</p><p>　　7.假設(shè)所給數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。</p><p>　　8.假設(shè)水質(zhì)狀況只與題目給我們的 4 個(gè)項(xiàng)目有關(guān)，不考慮其他項(xiàng)目</p><p><b>　　五模型的建立和求解</b></p><p>　　5.1長(zhǎng)江水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)模型</p><p>　

22、　5.1.1數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理和綜合</p><p>　　(此段概念說明，如在二問題中的筆墨較多，則可有可無。)</p><p>　　按照上述要求,根據(jù)附表中提供的項(xiàng) 目標(biāo)準(zhǔn)限值,對(duì)數(shù)據(jù)歸一化處理: 以一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)某一時(shí)刻為例,依次記四個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)的實(shí)際測(cè)量值為, 歸一化的水質(zhì)指標(biāo)值 </p><p>　　1）溶解氧的處理 首先將數(shù)據(jù)作極小化處理，即令倒數(shù)變換 ，然后通過

23、極差變換將其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即令</p><p>　　2)指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)的處理 對(duì)所有高錳酸鹽數(shù)據(jù)作極差處將其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即令 </p><p>　　3) 指標(biāo)氨氮的處理 對(duì)所有氨氮數(shù)據(jù)作極差處理，將其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即令</p><p>　　4) 指標(biāo)值的處理 值 (

24、酸堿度 )的大小反映出水質(zhì)呈酸堿性的程度。通常的水生物都適應(yīng)于中性水質(zhì)，即酸堿度的平衡值 (值略大于 )，在這里不妨取正常值，偏離值越大水質(zhì)就越壞 。為此，對(duì)所有的 值數(shù)據(jù)作均值差處理將其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即令</p><p><b>　　。</b></p><p>　　記為第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)第j個(gè)月的水質(zhì)綜合指標(biāo)值，為第個(gè)個(gè)觀測(cè)點(diǎn)第個(gè)月歸一化后的水質(zhì)指標(biāo)值，考慮不同項(xiàng)目指標(biāo)對(duì)水

25、質(zhì)影響程度的不同，將四個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)的權(quán)重設(shè)為，水質(zhì)綜合指標(biāo)值的表達(dá)</p><p><b>　　() (5) </b></p><p>　　5.1.2單個(gè)觀測(cè)點(diǎn)水質(zhì)的評(píng)估向量和長(zhǎng)江全流域水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)</p><p>　　知道了一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)28個(gè)月份的水質(zhì)綜合指標(biāo)，要求對(duì)該觀測(cè)點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)能夠反映水質(zhì)情況、是否可飲用和可飲用的程度等目標(biāo)。由此構(gòu)

26、造個(gè)觀測(cè)點(diǎn)水質(zhì)綜合指標(biāo)向量Qi=[Qi1,Qi2],其中 </p><p><b>　　=</b></p><p>　　為第個(gè)觀測(cè)站水質(zhì)的綜合值，Qi2為第個(gè)觀測(cè)站水質(zhì)為不可飲用水的月份個(gè)數(shù)。假設(shè)一個(gè)觀測(cè)站代表一塊水域，設(shè)該水域內(nèi)水質(zhì)均勻，水量為, 17個(gè)觀測(cè)站代表的水域覆蓋了整個(gè)長(zhǎng)江流域且不重復(fù)覆蓋，構(gòu)造整個(gè)長(zhǎng)江流域水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)函數(shù)為</p><

27、;p>　　ψ= (6)</p><p>　　權(quán)重的確定是參照附件 3 中的數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計(jì) 28 組數(shù)據(jù)中“主要污染指標(biāo)中”各 指標(biāo)出現(xiàn)次數(shù)，依據(jù)次數(shù)越多，權(quán)重越大的思想計(jì)算各權(quán)重取a1=0.2,a2=a3=0.35,a4=0.1,根據(jù)（5）式計(jì)算四個(gè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的綜合指標(biāo)，同時(shí)考慮水質(zhì)污染月份的個(gè)數(shù)，將其分類對(duì)應(yīng)為優(yōu)質(zhì)

28、，良好，輕微污染，污染和嚴(yán)重污染，則得到水質(zhì)污染的劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。</p><p>　　根據(jù)式對(duì)個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理求得, 然后計(jì)算水質(zhì)綜合指標(biāo)Qi=[Qi1,Qi2], 結(jié)合表的水質(zhì)綜合指標(biāo)分類限值 , 即可對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)水質(zhì)情況給出相應(yīng)的評(píng)價(jià):主要污染的為四川樂山崛江大橋和江西南昌滁搓,主要污染物為氨氮。對(duì)于整個(gè)長(zhǎng)江流域的水質(zhì)的綜合評(píng)定,關(guān)鍵在于如何確定,已知主干流和各觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系如圖所示 </

29、p><p>　　設(shè)每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水域長(zhǎng)度為,對(duì)應(yīng)水流橫截面積為,則有</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　考慮支流的,有如下假設(shè): </p><p>　　1)干流相鄰兩個(gè)觀測(cè)站的水流橫截面積之差 , 即為兩觀測(cè)站間所有支流水流橫截面積之和；</p><p>　　2）兩觀

30、測(cè)站之間所有支流水流的橫截面積相等；</p><p>　　3）支流匯入干流的水量在下一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處瞬間與干流水質(zhì)均勻混合 , 即在支流進(jìn)入干流到下一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)水質(zhì)不混合；</p><p>　　4）對(duì)于支流對(duì)應(yīng)水域的長(zhǎng)度,考慮觀測(cè)點(diǎn)與干流間的距離,根據(jù)觀察適當(dāng)賦值即可；</p><p>　　5）當(dāng)一個(gè)支流上有兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)時(shí),認(rèn)為兩者對(duì)應(yīng)的水流截面積相等；</p>

31、<p>　　6）任意觀測(cè)站到下一個(gè)干流觀測(cè)站之間水質(zhì)均勻,與該觀測(cè)站水質(zhì)相同。</p><p>　　根據(jù)上述假設(shè)和處理結(jié)果,來確定所有觀測(cè)點(diǎn)的和。</p><p>　　對(duì)于干流觀測(cè)站對(duì)應(yīng)的可以根據(jù)附3-2(長(zhǎng)江干流主要觀測(cè)站點(diǎn)的基本數(shù)據(jù))求得 。假設(shè)第個(gè)觀測(cè)點(diǎn)第個(gè)月的水流量為,第個(gè)觀測(cè)點(diǎn)第個(gè)月的水流速度為,則第個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的平均水流截面積為</p><p>

32、;　　對(duì)于觀測(cè)站7, 其對(duì)應(yīng)的是該觀測(cè)點(diǎn)到長(zhǎng)江入海口的距離,從圖上僅能知道,不妨設(shè),可以得到長(zhǎng)江干流個(gè)各站點(diǎn)間距離和水流橫截面積。</p><p>　　對(duì)于支流上各觀測(cè)點(diǎn)的由觀測(cè)站到干流距離和干流入口處到下一干流觀測(cè)站距離共同決定,根據(jù)圖各觀測(cè)地點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系確定。對(duì)于各支流觀測(cè)點(diǎn)的, 根據(jù)假設(shè),結(jié)合圖示位置關(guān)系 , 則有</p><p>　　結(jié)合的數(shù)值解得，但無法定量解得,考慮其它支流

33、的水流橫截面積情況,不妨令。</p><p>　　確定了所有觀測(cè)點(diǎn)的和, 利用(7)式和(6)式可得, 水質(zhì)為良好 。</p><p>　　5.2主要污染物CODMn和NH3-N的污染源分析</p><p>　　5.2.1因?yàn)橹Я骰ゲ桓蓴_且不受干流影響，所以支流可以先分離出來單獨(dú)考慮。</p><p>　　我們先找出長(zhǎng)江支流個(gè)測(cè)點(diǎn)從年月到年月

34、個(gè)月中和兩項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)， 然后求平均得到支流每個(gè)測(cè)點(diǎn)和的監(jiān)測(cè)值和 （見圖）</p><p>　　又由于和在項(xiàng)指標(biāo)中的權(quán)重為0.35和0.35，所以它們兩者之間的權(quán)重可以重新劃分為0.5和0.5。我們?cè)诎押头謩e進(jìn)行歸一，然后再加權(quán)平均得到綜合指標(biāo)。</p><p><b>　　用柱形圖表示</b></p><p><b>　　我們

35、取為比較標(biāo)準(zhǔn)。</b></p><p>　　可以看出污染較嚴(yán)重的測(cè)點(diǎn)依次是：測(cè)點(diǎn)（江西南昌滁槎）、測(cè)點(diǎn)（四川瀘州沱江二橋）、測(cè)點(diǎn)（四川樂山岷江大橋）、測(cè)點(diǎn)（湖南長(zhǎng)沙新港）、測(cè)點(diǎn)（湖南岳陽樓）。 </p><p>　　因?yàn)楦鱾€(gè)支流之間是互不干擾的,所以我們可以初步判斷這個(gè)地區(qū)為主要污染源。</p><p>　　5.2.2然后我們?cè)賮砜紤]干流上的污染源。&

36、lt;/p><p>　　我們假設(shè)同一個(gè)測(cè)點(diǎn)上的監(jiān)測(cè)值在幾天之內(nèi)是不變的，也就是說，可以用同一時(shí)刻上上游的監(jiān)測(cè)值經(jīng)過幾天降解后的剩余兩表示其現(xiàn)時(shí)刻對(duì)下游的影響。</p><p>　?、?對(duì)干流各個(gè)測(cè)點(diǎn)間降解天數(shù)（次數(shù)） 的計(jì)算：</p><p>　　各測(cè)點(diǎn)水流速度（13 個(gè)月平均）。（單位由秒換算成天）</p><p>　　測(cè)點(diǎn)之間水流平均速度：&

37、lt;/p><p><b>　　各測(cè)點(diǎn)間距離：；</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　?、诟鶕?jù)表中數(shù)據(jù)算出干流各測(cè)點(diǎn)和 13個(gè)月的平均監(jiān)測(cè)值 和 </p><p>　　因?yàn)闆]有數(shù)據(jù)，我們?cè)谶@里不考慮第一個(gè)測(cè)點(diǎn)上游對(duì)它的影響，認(rèn)為它的監(jiān)測(cè)值就</p&g

38、t;<p>　　等于本地污染。從第2點(diǎn)開始計(jì)算本地污染（降解）：</p><p>　　所以本地污染 和 的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo) 為（先把 和進(jìn)行歸一，然后加權(quán)平均）：</p><p>　　用柱形圖表示（見圖 ）</p><p>　　因?yàn)楦闪魉|(zhì)整體情況優(yōu)于支流，所以在確定干流污染源時(shí)不能用支流的比較標(biāo)準(zhǔn)。我們?nèi)〉贸龈闪魑廴驹礊椋簻y(cè)點(diǎn)4（湖南岳陽城陵磯）、

39、測(cè)點(diǎn) 2（重慶朱沱）。</p><p>　　5.3對(duì)長(zhǎng)江未來水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)分析</p><p>　　正文，總分形式寫。這個(gè)是一個(gè)小的總起段。</p><p>　　由于河流水質(zhì)狀況存在許多的影響因素， 而題中所給數(shù)據(jù)又十分有限，系統(tǒng)存在很強(qiáng)的不明確的因素，于是我們考慮用灰色系統(tǒng)法對(duì)其進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。，</p><p>　　灰色系統(tǒng)

40、模型是依據(jù)系統(tǒng)中已知的多種因素的綜合資料， 將此資料的時(shí)間序列按微分方程擬合去逼近上述時(shí)間序列所描述的動(dòng)態(tài)過程， 進(jìn)而外推， 達(dá)到預(yù)測(cè)的目的。這種擬合得到的模型是時(shí)間序列的一階微分方程，因此，簡(jiǎn)記為 模型。</p><p><b>　　建立 模型</b></p><p>　　給定原始時(shí)間 1995---2004 年資料列：</p><p>&l

41、t;b>　　=（</b></p><p>　　對(duì)坐 AGO 生成，有，，則</p><p>　　對(duì)作緊鄰均值生成，令</p><p><b>　　k=2,3…10</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　對(duì)上述 的參數(shù)a，b按下述

42、算式辨識(shí)：</p><p><b>　　基于與 ，有</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　將代入辨識(shí)算式，有</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>

43、　　得模型為</b></p><p><b>　　灰微分方程</b></p><p><b>　　白化方程</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　?、郯谆匠痰臅r(shí)間響應(yīng)式</p><p><b>　　得還

44、原方程</b></p><p>　　預(yù)測(cè)結(jié)果（見下表 ）</p><p>　　把預(yù)測(cè)值轉(zhuǎn)換成比例（見下表 ）：</p><p>　　未來 10 年長(zhǎng)江水質(zhì)污染情況趨勢(shì)用折線圖表示（見下圖 ）</p><p>　　由圖可以輕易看出，劣Ⅴ類水在未來10年中上升趨勢(shì)很快，Ⅴ類水上升趨勢(shì)較慢，</p><p>　　

45、其它類水成下降趨勢(shì)。也就是說如果不加控制，長(zhǎng)江水質(zhì)污染將會(huì)越來越嚴(yán)重。 </p><p>　　5.4對(duì)長(zhǎng)江水資源污染的控制分析</p><p>　　在問題三中我們是對(duì)長(zhǎng)江全流域的水質(zhì)情況做的預(yù)測(cè)?，F(xiàn)在我們用同樣的方法用過去10年長(zhǎng)江干流的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來10的6類水的比例，以及總流量和廢水排放量。 然后我們重新把水分為3大類：</p><p>　　清潔水：I類、Ⅱ類和Ⅲ

46、類 </p><p>　　污染水：Ⅳ類和Ⅴ類 </p><p><b>　　劣質(zhì)水：劣Ⅴ類 </b></p><p>　　各類比等于包含原類別的加和，所以3類水的比例，以及總流量和廢水排放量（見表）</p><p>　　然后根據(jù)廢水比例對(duì)三類水比例進(jìn)行逐步回歸分析，得出逐步回歸 方程。 按照題意，如果要控制污染水的比例在

47、以下，劣質(zhì)水為,所以將代入回歸方程可計(jì)算出廢水允許最大排放量 。那么需要處理的廢水量,。</p><p>　　5.5合理化建議和意見</p><p>　　5.5.1合理制定工業(yè)發(fā)展規(guī)劃</p><p>　　人口在增長(zhǎng)，社會(huì)在發(fā)展。絕對(duì)阻止工業(yè)的發(fā)展是不現(xiàn)實(shí)的，我們能在控制工業(yè)發(fā)展規(guī)模一定的情況下，根據(jù)長(zhǎng)江目前污染狀況，合理規(guī)劃工業(yè)的地理位置，使長(zhǎng)江的生態(tài)生命力（降解

48、能力）達(dá)到最大。比如：在江西南昌滁槎地區(qū)，污染已經(jīng)很嚴(yán)重，工業(yè)發(fā)展規(guī)模就應(yīng)該相對(duì)減少。 </p><p>　　5.5.2污水處理設(shè)施的利用</p><p>　　中國(guó)目前有相當(dāng)一部分的污水處理場(chǎng)處于停止?fàn)顟B(tài)，沒有發(fā)揮作用，主要原因是處理費(fèi)用高，企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)利益的目的下以犧牲環(huán)境為代價(jià)。這就要求環(huán)保部門加大管理力度，不定期進(jìn)行檢查。加大處罰力度。 每個(gè)工業(yè)企業(yè)建立自己的處理廠，嚴(yán)格執(zhí)行許可證

49、排污制度。</p><p>　　5.5.3控制排污總量</p><p>　　一個(gè)地區(qū)的污水排放不僅要控制污染物濃度，還要控制總量，每個(gè)地區(qū)的總量上限根據(jù)水質(zhì)評(píng)測(cè)給出，總的排放量不能超過上限，否則就要關(guān)閉一些企業(yè)。 </p><p>　　5.5.4. 加大執(zhí)法力度</p><p>　　環(huán)境保護(hù)并非新鮮事物，法規(guī)已很健全，關(guān)鍵在于執(zhí)法不嚴(yán)。如果能

50、夠提高執(zhí)法人員的素質(zhì)，加強(qiáng)執(zhí)法力度，（對(duì)違法亂紀(jì)現(xiàn)象予以嚴(yán)辦?。┻€我山河指日可待。</p><p>　　六對(duì)問題進(jìn)行進(jìn)一步討論、改進(jìn)</p><p>　　對(duì)于水質(zhì)污染發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)分析 , 我們主要考慮的是 、 劣類水質(zhì)百分比的變化趨勢(shì) , 為此 , 對(duì)模型作如下改進(jìn) ：1）將可飲用水 , 即 類水綜合考慮；2） 由于 類水沒有符合要求的線性回歸方程 , 同樣用取余的方法求得。</p

51、><p>　　根據(jù)根據(jù)前10 年數(shù)據(jù)對(duì)未來10 年水質(zhì)污染發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè) , 有以下結(jié)果：可飲用水呈逐年遞減的趨勢(shì) , 10年以后劣類遞增的速率較快。長(zhǎng)江流域水質(zhì)呈整體下降的趨勢(shì) , 需要即時(shí)治理 。</p><p>　　七對(duì)本文所建模型評(píng)價(jià)</p><p>　　模糊綜合評(píng)判法所做的對(duì)長(zhǎng)江沿岸17個(gè)城市28個(gè)月的平均值所做的綜合評(píng)價(jià)由于沒有考慮季節(jié)對(duì)它們的影響，時(shí)間方面具

52、有一定的局限性，同時(shí)由于題目給的評(píng)判水等級(jí)的項(xiàng)目只有4個(gè)，且PH值對(duì)其影響不大，所做出的評(píng)判難免有一定的誤差，但通過用總體說來該模型還是比較成功的。通過用原理簡(jiǎn)單、常用的綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)結(jié)果吻合的很好，說明我們的模糊綜合評(píng)價(jià)法是客觀有效的。 逐步回歸模型通過連續(xù)使用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)不斷回歸得到 15 個(gè)不同的回歸方程，使所得到的結(jié)果更有說服力，避免了單一回歸方程計(jì)算未來10年的廢水率而帶來的誤差。 </p><

53、p><b>　　八參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 史曉新，夏軍，水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)灰色模式識(shí)別模型及應(yīng)用， </p><p>　　http://www.syepi.com/hbkx/default.asp?cmd=show&id=397，2005-9-