数学建模长江水质的评价和预测_1

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1、高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一

2、项填写）：B我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名)：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：50高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：50长江水质的评价和预测摘要本文针对文章提出的不同问题，应用不同的理论对问题进行分析求解。

3、对于问题（1），我们在对原始数据进行归一化综合处理的基础上，确定了水质新的综合评判指标，并对整个长江流域所有观测站的位置关系进行简化假设，得到长江综合评定函数值，水质为良好，主要污染物为氨氮，次要污染物为溶解氧，污染严重的地区为四川乐山和江西南昌，较为严重的地区为四川泸州沱江和湖南长沙新港（详细结果见正文表4-3）。对于问题（2），我们首先建立了关于污染浓度的反应扩散方程，然后用三种方法来反演污染源强迫函数。解法一为用差分离散法来反演出，解法二是简化扩散方程后用微分方程来分段反演出，解法三是考虑支流影响得出解析解来反演出。分别分析f

4、的数据结果1、2、3并综合考虑这三批数据结果，得出相同的结论：高锰酸钾盐污染源主要在湖北宜昌南津关——湖南岳阳城陵矶地区，氨氮污染源主要分布在四川攀枝花——重庆朱沱地区和湖北宜昌南津关——湖南岳阳城陵矶地区。对于问题（3），我们仅考虑水文年全流域各类水质百分比的变化情况，建立回归分析模型并对回归系数进行F检验，得到预测结果为：可饮用水逐年下降，10年后将低于50%，受污染水质逐年递增，其中劣V类水增长速率较快，10年后达到25%。在对问题（4）的讨论中，我们首先利用一元线性回归模型对污水处理量进行预测分析，出现了两组与实际情况不好的

5、数据；然后将IV+V类和劣V类综合考虑，建立了二元线性回归模型并进行了F检验，得到了较好的结果：年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年（亿吨）75.19589.047102.9116.75130.6143.46157.32171.17185.02198.87污水处理量逐年递增，最小处理量为75.195亿吨，最大处理量为198.87亿吨。最后，在问题（5）中我们提出了解决长江水质污染问题一些意见和建议。501问题的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，

6、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

7、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

8、。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、