长江水质的评价与预测范例.docx

 PAGE \* MERGEFORMAT 33 A题: 长江水质的评价和预测 摘要 水是生命之源，生存之本，因此研究长江水质状况是非常有必要的。本文通过对长江水质的分析，包括对水质的定量综合评定、污染源位置的分布情况和长江水质的未来发展趋势，提出改善和解决长江水质污染问题的切实合理措施，以此来唤醒更多的人来保护水资源。 针对问题(1), 本文首先对附件3中2003年6月至2005年9月这两年多来不同地区不同月份的各种影响水质情况的主要项目进行分析，要对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，考虑到多个地区（即评价对象）和多个项目（即评价指标），综合分析后确定采用TOPSIS法对长江水质做出定量综合评价，并对各地区的水质污染状况进行分析。 针对问题(2)，分析已知条件附件3所给数据，分别确定各观测站点污染物浓度、水流速、相邻站点间距等，通过建立污染物讲解系数微分方程模型，根据降解系数与各参数之间联系求解各观测站点实际污染物浓度值，最后比较个观测站点高锰酸盐指数和氨氮的实际浓度值，确定高锰酸盐指数主要来源为：四川攀枝花溶洞、湖北宜昌南津关、湖南岳阳城陵矶；氨氮的污染源的主要区域：重庆朱沱、湖南岳阳城陵矶。 针对问题(3),水质污染趋势预测问题，我们队数据进行预处理，选取水文年全流域的值与各单类水质所占百分比进行线性回归预测，对每一类水质分别采用了数据拟合，并用MATLAB软件一元线性回归预测出长江未来10年水质污染趋势。 针对问题(4)，通过对附件4中1995年至2004年过去十年间废水排放总量与劣Ⅴ类水质所占总水量的百分比进行数据拟合。根据拟合图像确定当劣Ⅴ类水质为0时，能够排放的废水量，再结合问题(3)所预测未来10年长江Ⅳ、Ⅴ类水质的总百分比与废水量做数据拟合进行求解。 针对问题(5), 解决长江水质污染问题的建议和意见，通过附件1和附件2文献资料，结合前面问题所求解的一些数据和对长江未来10年水质污染状况预测，对改善长江水质提出一些较为可行的建议和意见。 关键词：TOPSIS法 一元线性回归 MATLAB软件 数据拟合 一、问题重述 1、问题背景 我国自古就有水是生命之源的说法。在现代化社会快速发展的今天，人民生活水平在提高、社会在进步、科技在发展，而自然环境却与我们背道而驰。为了保护我们赖以生存的家园，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。我们作为其中的一份子，就要从自我做起，呼吁每一个人，保护水资源，保卫地球，让自然环境与我们携手前进！ 2、问题的相关信息 已知附件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。一般来说，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。 3、需解决的问题汇总 (1) 对长江近两年多的水质做出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。 (2) 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的主要区域? (3) 在不采取有效治理措施的前提下，依照过去10年的主要统计数据，预测长江未来水质污染的发展趋势(例如研究未来10年) 。 (4) 根据预测，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,试求每年需要处理污水量？ (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 本文主要研究长江近两年水质污染状况，并做定量的综合评价。对主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源进行分析，在此基础上，预测出未来10年长江水质污染的发展趋势，以此来更加清楚而深刻地呼吁人们要保护水资源。根据对水质的研究，对解决长江水质污染问题提出切实可行的建议。 1、对长江水质做定量综合评价的问题分析 本题要求对17个观测点(地区)进行了数据检测，要对长江水质做定量综合评价，首先要选择正确的综合评定