长江水质的评价与预测

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1、长江水质的评价和预测摘要在长江水质日趋下滑的情况下，经过对长江水质的评价和预测，对长江水质污染问题提出合理的建议和意见。针对不同的问题，建立不同的模型，提出不同的解决方案。对于问题1，为不同的水质设置不同的权重值，经过分析对水质做出定量的综合评价；对各地区水质的污染情况，在对每一个地区在近两年多的28个月中水质情况统计的基础上，计算出该地区污染的种类及各种类污染出现的频率，通过计算分析每个地区的污染情况。对于问题2，用Matlab程序解出时间矩阵T，用污染物的含量减去降解后的剩余量得到自排量。比较每一个观测点的自排量，可以得出长江干流近一年多主要

2、污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区。对于问题3，运用灰色理论的GM（1，1）模型，解得关联度e=0.9993，灰色关联度精度等级为1级（好），最终得出如不治理，长江水质将会越来越差。对于问题４，取1995~2004年文年水的IV和V类水质分别所占百分比和长江的年总流量作为预测原始值，预测出2005~2014年的IV和V类水质分别所占百分比和长江的年总流量。设长江污水年排放量与长江的年总流量的比作为因变量Y，利用spss软件的分析功能，可以估算出未来10年的年处理污水量。问题５，在问题1对长江近两年多的水质情况定量的综合评价，并分析各地

3、区水质的污染状况；问题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；问题3对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析的基础上，对解决长江水质污染问题提出一些切实可行的建议和意见。关键词：水质问题权重灰色模型预测法变量剔除线性回归20一、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

4、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”，并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤。通常认为一个观测站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)。现需讨论下列问题：（1）对长江近两

5、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有什么切实可行的建议和意见。二、问题分析(一)问题一的分析问题一可以分解为两个方面进行讨论。对于近两年多水质情况

6、的定量评价方面，引进评价指数和权。将三类水质在不同流域的评价指数设为，各类水质的百分比设为；把I、II、III、IV、V和劣V水质的权分别记为6、5、4、3、2、1。计算出，通过分析比较，定量做出水质的综合评价。对于各地区水质的污染状况，在上述对每一个地区在近两年多的28个月中水质情况统计的基础上，再找出该地区污染的种类及各种类污染出现的频率，建立表格，通过计算分析得出结论。(二)问题2的分析设7的观测点分别为，为i到i+1观测点的距离，模型里假设各段之间水流为匀速，以两观测点的平均速度作为的速度，则20，。用Matlab程序解出时间矩阵T，高锰

7、酸盐量（或氨氮含量），设降解后的剩余量为，则观测点的自排量。比较每一个观测点的自排量，可以得出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。(三)问题3的分析运用灰色预测的原理，建立GM(1,1)模型，编写程序，得出未来１０年的水质情况。(四)问题4的分析取1995~2004年文年水的IV和V类水质分别所占百分比和长江的年总流量作为预测原始值，预测出2005~2014年的IV和V类水质分别所占百分比和长江的年总流量。设长江污水年排放量与长江的年总流量的比作为因变量Y，利用spss软件的线性回归分析功能，对1995~2004年

8、的每年长江干流水文年各类水质所占河长的百分比做为历史数据进行回归分析，得到各个因子的常量系数，即可得到Y的表达式，由此得出，且未来的年处