2005年全国大学生数学建模B题论文概述.docx

长江水质的评价和预测 摘要 针对问题一，本文以溶解氧，高锰酸盐指数，氨氮三个准值项目为评价因素，建立了综合模糊评价模型，得出综合评价矩阵。对综合评价矩阵内3个因素的单项指标值，运用加权求平均的思想，得到模糊评价的综合指标，并通过合理的区间划分，将指标与原有的六个评价等级对应了起来。经过计算，得出结果：长江近两年多来水质的综合指标为1.767551，属于II类水中偏差的范围；各地区水质中最好的地方为湖北丹江口胡家岭，最差的地方为江西南昌滁槎。 针对问题二，本文建立了基于一维水质模型的长江干流水质模型。将众多污染源等效为长江站点上的7个面污染源，采用叠加的思想，以求解排放污染物的浓度为目标，将七个由单面污染源构成的一维水质模型叠加在一起，组成长江水质模型，进行求解。并定义了排放强度为排放污染物浓度与水流量的乘积，来作为污染源的排放程度的衡量标准。经过求解，得出高锰酸盐指数和氨氮的污染源最严重的地方均为湖南岳阳附近，也就是湖北宜昌至江西九江河段。 针对问题三，本文根据数据局部波动，整体减小的趋势，建立了灰色预测GM（1,1）模型的改进模型，在使用灰色预测GM（1,1）模型进行预测的同时，结合迭代的思想，每次都用被预测年份前10年的数据进行预测，将预测出的数据迭代进灰色预测模型，不断递推出未来年份的情况。该模型对未来十年可饮用水的百分比预测如下： 年份 类型2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年可饮用水69.61 68.02 66.47 64.95 63.46 62.01 60.59 59.21 57.85 56.53 针对问题四，本文利用问题三GM（1,1)模型，先对长江干流未来十年可饮用水的百分比进行了预测，同时利用多项式拟合的方法对劣V类水的预测百分比进行了改进，再对年废水排放量进行线性预测。最后以前面预测的长江水中各类水的百分比，作为废水排入长江后分别转化为各类水的百分比，结合废水年排放量，建立数学求解模型，进而得到每年需要处理的污水。该模型对未来十年每年需要处理的污水预测如下： 需要处理的废水/亿吨44.0855.8468.0480.6593.63106.98120.64134.6148.83163.31??针对问题五，本文从长江水质的评测和预测得出的结论出发，从地理和时间上给出地域产业调整，政策落实，基础设施完善 关键词：综合模糊评价 一维水质模型 灰色预测 差分 迭代 一、问题重述 水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资源的保护和治理应是重中之重。专家们呼吁：“以人为本，建设文明和谐社会，改善人与自然的环境，减少污染。” 长江是我国第一、世界第三大河流，长江水质的污染程度日趋严重，已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。2004年10月，由全国政协与中国发展研究院联合组成“保护长江万里行”考察团，从长江上游宜宾到下游上海，对沿线21个重点城市做了实地考察，揭示了一幅长江污染的真实画面，其污染程度让人触目惊心。为此，专家们提出“若不及时拯救，长江生态10年内将濒临崩溃”（附件１），并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤（附件2）。 附件3给出了长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上７个观测站近一年多的基本数据（站点距离、水流量和水流速）。通常认为一个观测站（地区）的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。一般说来，江河自身对污染物都有一定的自然净化能力，即污染物在水环境中通过物理降解、化学降解和生物降解等使水中污染物的浓度降低。反映江河自然净化能力的指标称为降解系数。事实上，长江干流的自然净化能力可以认为是近似均匀的，根据检测可知，主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数通常介于0.1~0.5之间，比如可以考虑取0.2　(单位：1/天)。附件4是“1995~2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。下面的附表是国标(GB3838-2002) 给出的《地表水环境质量标准》中4个主要项目标准限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。 请你们研究下列问题： （1）对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。 （2）研究、分析长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区? （3）假如不采取更有效的治理措施，依照过去10年的主要统计数据，对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析，比如研究未来10年的情况。 （4）根据你的预测分析，如果未来10年内每年都要求长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例控制在20%以内，且没有劣Ⅴ类水,那么每年需要处理多少污水？ （5）你对解决长江水质污染问题有什么