“截排”vs“清源”-2016深圳杯数学建模A题

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1、赛区评阅编号（由赛区组委会填写）：2016年山西省大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。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章程和参赛规则的，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

2、出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。我们参赛选择的题号（从A/B/C/D中选择一项填写）：A我们的报名参赛队号（12位数字全国统一编号）：04002012参赛学校（完整的学校全称，不含院系名）：太原理工大学参赛队员(打印并签名)：指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：赵国贞日期：2016年5月12日（此

3、承诺书打印签名后作为纸质论文的封面，注意电子版论文中不得出现此页。以上内容请仔细核对，特别是参赛队号，如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）24赛区评阅编号（由赛区组委会填写）：2016年山西省大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人备注送全国评奖统一编号（由赛区组委会填写）：全国评阅统一编号（由全国组委会填写）：此编号专用页仅供赛区和全国评阅使用，参赛队打印后装订到纸质论文的第二页上。注意电子版论文中不得出现此页，即电子版论文的第一页为标题和摘要页。24“截排”vs“清源”摘要本文我们就深圳市“截排”和

4、“清源”两种主要治理措施对污水处理系统的影响及实施判定条件等进行了研究分析，并基于结果对政府治污的“一、三、五、八年目标”，进行了合理性评估。针对问题一：对于“截排”措施，我们以建污水处理厂费用、COD浓度、合流水量、合流水质等为重要指标，以收集的污水处理厂费用、深圳各月30年内平均降雨量及其影响下的COD浓度变化等数据为依托，分析了“截排”对污水处理系统成本的影响以及研究雨水对COD浓度影响导致的设备损害程度。用非稳态水质模型模拟不同截流倍数下受纳水体的水质变化情况，求出截流倍数；并采用截流倍数分析法分析截流倍数对污水处理系统的影响

5、。对于“清源”措施，我们以分流增加了的修污水管网的费用及梳理错接污水管的费用为重要指标，通过收集数据，分析了“清源”对污水处理系统成本的影响。最后通过收集海绵城市的定义，明确了“截排”、“清源”对海绵城市建设的影响。针对问题二：对于“截流”来说，通过调查及收集资料，算出污水处理厂污水溢出的处理费用及“补水”费用；并由污水处理厂的处理规模与运行成本的数据，用MATLAB拟合其关系，得污水处理厂运行成本；再加上建立污水处理厂费用，进而求得“截流”措施所需总费用。对于“清源”来说，由需建的管道长度、单位长度的管道成本费和单位长度整治河道费用

6、、整治河道长度，可求得建设及梳理污水管网所需的费用，进而求得采用“清源”措施所需总费用。比较“截流”成本费及“清源”成本费，花费较少者即为选定方案。针对问题三：将深圳某一区域政府治污的“一、三、五年目标”代入问题二中，求得“截流”方式总费用（2415.7万元）及“清源”方式总费用（万元）。比较知长期看“清源”方式更适合深圳这一区域发展。同时计算实施两种方案时花费，得这一区域现阶段更适合两种措施同时进行。后通过计算评估政府治污“一、三、五、八年目标”的可行性。关键词：COD浓度；截流倍数分析法；海绵城市建设；MATLAB；最小二乘法24

7、一、问题重述1.1背景随着经济的高速发展，很多弊端也随之暴露出来。比如工厂的污水随意排放，流入河流与江海，严重污染了水环境，对我们的生存造成了严重的影响。从而，必须采取适宜有效的途径，缓解并改善水污染现象，还居民一个和谐，健康，无污染的家园。当前，深圳市一些地区出现水环境质量差、内涝积水频发；雨污混流普遍，雨季雨水冲击造成污水处理失效，规划的雨污分流体制与实际的雨污混流制并存等一系列问题。为切实加大治水力度，加快提升深圳市水环境质量，深圳市特采取以“截排”和“清源”两种治理措施为首的一系列有力措施。1.2问题本文尝试通过分步骤来解决下

8、面的问题：（1）通过构建数学模型，量化分析雨污“分流”与“混流”收集机制对污水处理系统以及海绵城市的建设的影响。（2）在既能达到治污要求，又能尽量节省开支的原则下，给出区域治污时实施“清源”与“截流”的判定条件。（3）选