长江水质的评价和推测.doc

长江水质的评价和推测 一?摘要 我们通过对水质污染项目标准限值?站点距离?水流量以及水流速的分析,讨论了长江水质的评价和预测问题? 问题一中,我们首先运用了数据的归一化和综合进行了数据处理得出模型一然后由假设1,构造整个长江流域水质综合评价函数,再结合附件(3)的数据绘制出图表进行分析? 问题二中,我们通过对长江干流上7个观测点近一年多的基本数据(站点距离?水流量和水流速)以及降解系数等的分析讨论得到了长江干流近一年多主要污染物(CoDMn)和(NH3—N)的污染源主要在哪些地区及其排序,请见表五.二3-1以及表五二3-2? 问题三中,根据十年的数据,用时间序列预测法预测出以后十年的污染情况问题四中,对十年的污水排放总量进行拟合,预测出后十年的污水排放量,进行模型优化 综合评价 预测 模型优化 二?问题重述 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)?依据题中所给的关于长江问题的近期数据,对下属几个问题进行分析: (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20%以内,且没有劣Ⅴ类水,那么(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? 本问题要求对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? 三?模型的假设 1?水体中各污染物的降解系数都是相同的2?一个观测站代表一块水域,且水质均匀,17个观测站代表的水域覆盖了整个长江流域且不重复覆盖; 3?干流相邻两个观测站的水流横截面积之差即为两观测站间所有支流水流横截面积之和? 四?符号说明 符号 表示的意义 单位 备注 第i个观测点与第一个站点四川攀枝花的距离 KM 第i个观测点的水流速度 第i个观测点第j种污染物的浓度j=1,2分别为CODMn和NH3-N 第i个观测点第j种污染物经降解后在下一观测点的浓度 第i个观测点第j种污染物的总量g 第i个观测点第j月的每秒的流量 降解系数 1/每天 江水流过相邻观测点所消耗的时间 天 水质综合指标 长江流域水质综合评价函数 第年第类水所占百分比 权重值 对应的水域长度 对应的水流横截面积 模型的分析 本题问题是研究长江一年多的主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染地区?题目中讲到:污染地点的主要污染只来自于本地的排污和上游的污水?据此可以假设上下两观测点间的支流水体以及各种污水都只在下观测点处注入长江?计算从下面的观测电注入的污染物应该还要考虑下面观测点的污染总量与上观测点的污染物通过降解以后得到下观测点的余值的差值? 六?模型的建立与求解 问题一 1?模型建立: (1)数据的归一化和综合 按照上述要求,根据附表中提供的项目标准限值,对数据进行归一化处理; 建立模型一: 模型二: 2?模型的求解及数据分析 以一个观测点某一时刻为例,依次记四个项目指标的实际测量值为,归一化的水质指标值? 对于溶解氧(DO),定义 对于高锰酸钾指数(CODMn),定义 对于氨氮(NH3-N),定义 对于 PH值,因为PH值在6-9之间,假设当PH=7时,水质是最好的,所以定义 记为第i个观测点第 j个月的水质综合指标值,为第 i个观测点第j个月归一化后的水质指标值,考虑不同项目指标对水质影响程度的不同,将四个项目的权重设为?建立模型一: 单个观测点水质的评估向量和长江水流域的综合评价? 知道了一个观测点28个月份的水质综合指标值,可构造各个观测点水质综合指标向量其中 为第 个观测站水质的综合量值, 为第个观测站水质为不可饮用水的月份个数? 由假设1,构造整个长江流域水质综合评价函数为 3?水质等级标准的确定 根据上述对数据的处理方法,计算附表中四个主要项目标准限值对应的指标值,为了便于以后的计算,将PH值按照氨氮的指标严格分类,,四个项目的权重系数分别取可以得到四个项目标准对应的综合指标值,同时考虑水质污染月份的个数,将