长江水质的量化评价与预测分析建模_本科论文.doc

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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中选择一项填写）：B我们的参赛

2、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）：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）：长江水质的量化评价与预测分析摘要本文分析评价了长江近年的水质情况，确定出长江主要污染源，并分析预测了未来10年长江的污染情况。建立了模糊综

3、合评价模型来评价长江水质。由所给17个观测站28个月的水质数据，分别求出每个观测站水质处于各类污染的隶属度，建立单因子模糊评判矩阵，结合评价指标的权系数向量，求出反映17个观测站水质状况的模糊综合评判矩阵，并进行归一化处理。求解得长江全流域1类水质断面占17.65%，2类水质断面47.06%，3类水质断面23.53%，4类水质断面5.88%，5类水质断面5.88%，并得到各断面的水质情况。改进稳态一维对流扩散水质模型，分别求出长江干流上六个江段高锰酸盐（CODMn）和氨氮(NH3-N)的污染量。再结合支流的地理位置及支流观测站的污染浓度数据，分析相关图象

4、，得出长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐和氨氮的污染源均主要分布在：湖北宜昌至湖南岳阳江段沿岸、重庆朱沱至湖北宜昌江段沿岸，以及岷江流域的四川乐山地区。根据过去10年的长江流域水质数据，利用灰色预测理论中的GM(1,1)模型，对长江未来水质污染的发展趋势做出预测并进行了残差检验，预测结果精度优良。用MATLAB编程求解得出10年后可饮用水的河长预测比例。结果如下（单位：%）：年份2005200620072008200920102011201220132014比例67.5566.2264.7163.2461.8160.4059.0357.6956.3855

5、.10若要求未来10年内每年长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例都控制在20%以内，且没有劣Ⅴ类水，则每年需要处理的污水量为（单位：亿吨）：20052006200720082009污水年处理量24.089728.606433.065137.616742.331020102011201220132014污水年处理量47.205152.256257.559763.084668.8667最后针对所作的水质评价与预测，提出解决长江水质污染问题的切实可行的建议和意见。一、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

6、重视。现已知长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据、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）以及“1995~2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。一般说来，江河自身对污染物都有一定的自然净化能力，反映这种能力的指标称为降解系数。根据检测，主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数可以考虑取0.2　(单位：1/天)。给出国标(GB3838-2002)《地表水环境质量标准》中的4个主要项目标准限值（见附件8），其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。现需要做以下工作：（1）对长江近两年多的水质情况做定量综合评价，并分析各地

7、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）对解决长江水质污染问题提出切实可行的建议和意见。二、问题分析水质的评价与预测的难点在于某观测点的水质状况一直处于动态变化之中，且在一定程度上受到上游水质的影响。对于问题一，水质情况是一个

8、模糊概念，在进行长江水质综合评价时很难给出确切的表达，可以考虑利用模糊理论进行水