长江水质综合评价与预测论文.doc

　　　　　　　长江水质综合评价与预测 　　　　　　　　　　　　　摘要 　　本文针对长江水质综合评价和污染趋势预测问题提出了合适的模型和算法过程如下 　　问题一，根据附表三所给数据，对长江近两年水质进行定量综合评价，我们选取综合指数评价法[1]，首先将各类污染指标做标准化处理使量纲标准化，四项污染指标 　　问题二，利用一维水质模型[2]，建立微分方程，在理想的化条件下根据公式：本地区水质污染=本地污染排放+ 得到长江干流主要污染物在单位时间内的排污量，根据排污量的大小，我们得到高锰酸盐主要排放地位湖南岳阳 湖北宜昌和江苏南京。氨氮的主要污染地区为湖南岳阳 重庆朱沱。 问题三，为了简化问题， 可饮用水：Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 污染水 ：Ⅳ类 Ⅴ类 劣质水 ：劣Ⅴ类 对十年的预测值取剔除年数值后的平均值，3]预测排污量与年份关系，预测得到未来十年的排放4]来预测三大类水所占比例的未来发展趋势，得到可饮用水比例下降，污染水和劣质水比例升高的结论，最终无法饮用。 三中水、污染水、劣质水多元线性回归建立关于十年总流量与总污染排放量的线性方程组，总流量的条件下得到在规定内时污水的排放根据三的的总排放量 问题五 最后根据长江水质的综合评价和预测给国家政府部门几个建议 在长江中上游对污染物排放进行整治，加强废水污物的处理 对一些污染严重的工厂进行整治和迁移 关键词： 水质综合指数评价法 数据 一维水质模型 　　　　　一元线性回归模型 线性方程组 　　水是人类赖以生存的生命之源，保护水就是保护我们自己，长江作为我国第一大河流，更要加强对其治理2004年10月，“保护长江万里行”考察团对长江做了实地考察，揭露长江污染程度已让人触目惊心。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”，并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤。 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。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) 请根据附表三给出的长江干流十个观测点和七个支流近28个月观测值和附表四给出的长江近十年水质情况研究下列问题： （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切实可行的建议和意见。 　　　　　　　　　　　二、问题分析 　　长江水质的评价指标要体现出不同污染物，污染物不同的量对水质分类的影响，5]，即将各因子依次与给出的水质分级标准进行比较，给出每个因子的级别，从中选取最劣因子的级别作为该水质的级别评价，这样对于水质的评价有可能会出现以偏盖全的结果。因此需建立综合考虑各影响因子的联系和相关性的评价模型，综合评价水质级别。 　　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未完全降解的污水。若在一段没有新污染排入的流域中，其污染物是由上游漂留下来的，污染物受到自然降解作用，污染物的质量变化在流域的漂流进程中随时间的推移呈平稳下降的趋势线。若在流域某处打破了污染物质量变化的趋势线，就说明该处排入了新的污染物而作为一个污染源，使污染物质量变化的趋势变化越大，反映该处的排污量越大。我们就可以用这种方法来确定污染源的位置，并比较排污量大小。 　　考虑到年总排污量与长江的年总流量之比和各类水质所占河长百分比之间有密切的联系，可以用多元线性回归的模型来反映两者间的关系，进一步求得在题目的约束条件下的未来年处理污水量。 　　　　　　　　三、 基本假设： 1、降解作用在整个流域中平稳进行，取整个流域的降解系数恒为0.2（单位：1/天）。 2、干流相邻两站点间的流速是平稳的，忽略河道形状对水流速的影响，取两站点所测得的水流量的算术平均值作为水流在两站点间的平均流速。 3、假设污染源就在监测站点上方，并且污染物在污染源处全部排放后到监测站时已经混合均匀 4、考虑长江年水流量是平稳的，可将年流量的历史数据的算术平均值作为未来长江年水流量的预测值。 5、预测 符号说明： P 综合评价指数 wi 权重值 xi