长江水质的评价和预测.doc

PAGE PAGE 5 长江水质的评价和预测 摘要 本文探讨的是如何定量评价和预测长江水质的问题。针对所提出的前四个问题，依次建立了模糊综合评价模型、污染物的主要污染源判别模型和灰色系统预测模型。最后，根据上述模型得出的数据对长江的水质进行分析，得出长江水质的污染状况，并据此对环保部门提出几点参考性建议。 对于问题一，首先对水质类别评判指标的标准限值进行初步分析，发现PH值对水质划分没有设定严格的标准限值且涵盖范围较大。故在评价近两年长江水质情况时，未将其考虑在内。然后对长江流域17个观测站点的3个评价指标的监测值进行平均化处理。最终利用模糊综合评价法，通过计算机求解，得出各站点的多指标模糊概率和模糊综合质量系数，从而确定出站点水质的类别及其污染程度，具体结果见表5-1。 对于问题二，为找出污染物的主要污染源，计算出了长江流域干流上7个站点中污染物的排放量。由于河流对污染物质有一定的自然降解能力，因此各站点的排污量是该站点污染物的总量与由上游站点污染物总量的差值。通过主要污染源的判别模型，得出高锰酸盐和氨氮在各站点上的排放量，并确定排放量较高的站点为对应污染物的主要污染源。具体结果见表6-1。 对于问题三，因为水质的六个类别反映了水质的污染程度，因此不同类别的水质的河长比例就反映着一定时期内的水污染状况。故而可以将对长江未来十年水质污染发展趋势的预测，转化为对未来十年内不同水质的河长比例的预测。在文中，是建立灰色系统预测模型对其进行预测。借用已有的10年数据作为预测的初始数列，预测出2005年至2014年不同时段各种水质等级所对应的河长百分比，具体结果见表7-2。 对于问题四，为解题方便，将水质原有的6种类别根据其用途划分为A,B,C三类，其中A类水为可饮用水，B类水为可用水，C类水为废水。为达到规定的水质标准，进行处理的污水由B类水超过20%的部分和必须进行处理的C类水组成。通过已知已知及预测所得的数据，最终得到2005年至2014年历年污水处理总量，具体结果见表8-2。 针对问题五，结合上述建立的长江水质评价及预测模型，分析长江流域近10年和未来10年的水质污染情况。并根据长江的水质污染情况对相关部门提出几点参考性意见。 关键字：模糊综合评价 判别 灰色系统 1.问题重述 1.1问题背景 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。长江是我国第一、世界第三大河流，长江流域也是我国经济发展最快的地区之一。但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。因此在发展经济同时，如何处理好与水资源的关系是一个严峻而重要的课题。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。并提出“若不及时拯救，长江生态10年内将濒临崩溃”的呼唤。 1.2长江水质的评价和预测的相关信息 现给出了长江沿线17个观测站(地区)近两年多主要水质指标的检测数据(附件3)，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。 表1-1：4个主要项目标准限值(单位：mg/L) 序号 指标 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类 劣Ⅴ类 1 溶解氧(DO)≥ 7.5(或饱和率90%) 6 5 3 2 0 2 高锰酸盐指数(CODMn)≤ 2 4 6 10 15 ∞ 3 氨氮(NH3-N)≤ 0.15 0.5 1.0 1.5 2.0 ∞ 4 PH值(无量纲) 6~9 注：其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。水域功能和分类标准[1]如下： Ⅰ类 主要适用于源头水、 国家自然保护区； Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等； Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 1.3本文