长江水污染问题研究-2005年全国数学建模A答案

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1、2015南京邮电大学（第七届）数学建模竞赛 承诺书本次竞赛的章程与《全国大学生数学建模竞赛章程》（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）相同，我们已认真阅读。我们明白，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。如有违反参赛规则的行为

2、，我们的比赛成绩将被取消。 我们参赛选择的题号是（从A/B中选择一项填写）：B参赛队员(打印并签名)：1.2.3.（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 为汇总参赛信息，请认真填写以下电子表格（不是手写），如表格空间不够，可缩小字体： 姓名学院专业学号手机邮箱A题：长江水污染问题研究摘要针对问题一，我们建立了一个以百分制为基础的、可定量的污染物评价判定标准，并依此与权重分析相结合，建立了我们对一个地方的环境综合评价标准。最后结合水质等级划分表，得出了

3、17个观测点的水质情况（见下表1），并得出了对长江整体流域的水质综合评价：1.干流的水质基本较优，为可饮用水Ⅱ类;2支流中.岷江、湘江和赣江的水质较差，有较重的污染，在分别与大渡河、洞庭湖、鄱阳湖汇合后，由于水量增加，污染物有所浓度下降；3.支流夹江、沱江水质中等，有轻微的污染，不宜饮用；4.丹江口水库中的水很好，没有污染，很适合饮用；表117个观测点的水质等级1四川攀枝花龙洞Ⅰ类10四川泸州沱江二桥Ⅲ类2重庆朱沱Ⅱ类11湖北丹江口胡家岭Ⅲ类3湖北宜昌南津关Ⅱ类12湖南长沙新港Ⅲ类4湖南岳阳城陵矶Ⅱ类13湖南岳阳岳阳楼Ⅲ类5江西九江河西水厂Ⅱ类14湖北武汉宗关

4、Ⅳ类6安徽安庆皖河口Ⅱ类15江西南昌滁槎Ⅳ类7江苏南京林山Ⅱ类16江西九江蛤蟆石Ⅳ类8四川乐山岷江大桥Ⅲ类17江苏扬州三江营Ⅴ类9四川宜宾凉姜沟Ⅲ类针对问题二，我们建立了衡量一个地区是否为主要污染源所在地的定量指标：单位时间排放的污染物质量，并且将原来不便于计算和分析的数据做了预处理，利用Excel编辑函数简化计算，得到长江干流七个地区近两年每个月的单位时间排放的污染物质量，可以得到单位时间污染物排放质量的月均值，选取月均值相对较高的地区为主要污染源所在地，分析得到湖南岳阳、江苏南京、江西九江、湖北宜昌为CODMn主要污染源所在地，湖南岳阳、江西九江、湖北宜昌

5、为NH3-N主要污染源所在地。针对问题三，水质污染趋势预测问题，我们进行了数据预处理，选取每年水文年全流域的值进行线性回归预测，在每个单类水质的水线性回归结果不是很理想的情况下，我们对模型进行了修正。首先对I类水采用了指数函数拟合，以解决I类水再怎么减少都不会少于百分之0的问题。其次对于变化规律复杂的II、III类水，因为讨论重点在水质污染的预测问题，所以我们不具体讨论II、III类水，而是将其结合I类水，讨论可饮用水和不可饮用水总体的预测问题。用matlab线性回归预测出长江总体未来10年可饮用水和不可饮用水的百分比情况，研究出污染趋势：可饮用水呈逐年线性递

6、减的趋势，并且如若不整理10年后会少于百分之50，所以长江的及时治理非常重要，否则污染速度严重。针对问题四，我们建立了由每年各类水（除I类水）的水量计算需要处理的排放污水量的模型，对往年的数据进行处理，建立线性不定方程，添加合理约束条件，利用LINGO求可行解，得到了排放的污水在各类水中所占的百分比，选取问题三中的线性回归预测模型，计算出未来10年中每一年不可饮用水所占的百分比，选取问题三中的指数函数拟合模型计算出未来10年中每一年劣V类水所占的百分比，根据推导公式计算，得到结果如下：年份200520062007200820092010201120122013

7、2014需处理污水量（亿吨）243.66271.41301.81332.21362.60393.00423.40453.80484.19514.59表2未来十年每年需要处理的污水量针对问题五，我们参阅附件一和附件二并结合自身经验，对解决长江污染问题给出了三点切实的建议。关键词：线性回归预测，不定线性方程组一．问题重述：水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资源的保护和治理应是重中之重。专家们呼吁：“以人为本，建设文明和谐社会，改善人与自然的环境，减少污染。”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

8、政府部门和专家们的高度重视。2004年