数学建模长江水质污染分析及预测

《数学建模长江水质污染分析及预测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、长江水质状况分析摘要本文通过对长江水质污染设立评价指标，成功地对过去长江水质情况做出了评价，并分析了各地区的水污染状况。在此基础上，对未来十年长江水质污染趋势做出了大胆的预测，给出了令人堪忧的结果，最后对长江水质污染的治理提出了几点可行的建议。第一问，采用线性加权平均法，给出了长江水质的评价指标，得到了长江水质不断恶化，且以江西南昌滁槎最为严重的结论。第二问，通过建立微分方程模型建立污染物浓度关于距离的模型，解出七个检测点的排污值，然后对图表进行分析，得到结果为：CODMn主要污染源湖北宜昌南津关湖南岳阳城陵矶NH3-N主要污染源湖北宜昌南津关湖南岳阳城陵矶重庆朱沱第三问，我们首先根

2、据长江水质变化的趋势，结合第四问，将六类水进行重新归类（I，II，III为饮用水，IV，V为第二类，劣V为第三类），通过数据拟合的办法，对未来十年三类水的百分比进行了近似预测。得到结果为未来十年Ⅳ类和Ⅴ类劣Ⅴ类水之和占百分比为：年份2005200620062008200920102011201220132014I，II，III类0.60470.57310.54360．5137.0.48610.46040.43580.41230.390.3695其次，我们还使用线性回归模型对第三问重新做出了分析。第四问，我们分别根据第三问的方法，进一步考虑，得到了满足条件下未来十年每年需要处理的废水量

3、年份2005200620072008200920102011201220132014污水处理量102125149176204233264297332368仍然对第四问用了灰色预测模型和线性回归模型进行分析求解。第五问，结合前面四问的研究结果，对长江水质污染的现状给出了合理可行的建议。关键词：长江水质污染线性加权平均法微分方程模型线性回归模型一、问题提出长江乃中国的第一大江，流淌了千万年，哺乳了无数中华儿女。她在我们心目中早已成一种精神寄托。伴随着中国经济高速的发展，长江水质受到了日益严重的挑战。水质严重恶化，危及沿江许多城市的饮用水，癌症肆虐沿江城乡；物种受到威胁，珍稀水生物日益灭绝

4、。若不采取措施解决污染问题，长江将重蹈淮河覆辙，最终受害的人是整个长江流域的百姓。对此，有必要对长江水质污染状况作研究分析。本文要解决五个问题。一是根据已有数据对长江近两年的水质情况作出定量的综合评价，并分析各地水质的污染状况。二是研究分析长江干流近一年主要污染物污染源在哪些地区。三是依据现在的情况，预测未来长江的污染趋势。四是求出每年要处理多少污水才能保证Ⅳ类和Ⅴ类水比例在20%以内，且没有劣Ⅴ类水。五是给出解决长江水质污染问题切实可行的计划。二、基本假设假设1：长江自然进化能力均匀，不随时间和空间变化。假设2：地表水环境的四个指标（PH值，溶解氧，高锰酸盐，氨氮）相互独立假设3：

5、所给的数据是真实情况的反映三、符号说明溶解氧，高锰酸盐，氨氮指标的权重综合评价模型的评价值废水的排放量四、问题分析水是生命之源，长江的水质状况更与我们的生产生活密切相关。对长江水质的评价和预测有利于我们了解长江的污染状况，帮助我们采取切实有效的措施进行综合治理。五、模型的建立与求解5.1问题一模型建立与求解5.1.1问题一的分析问题一要求对长江两年多的水质情况做出定理的综合评价，首先我们假设地表水环境质量的四项指标（溶解氧，高锰酸盐，氨氮，PH值）之间是相互独立的，于是我们可以采用线性加权平均法来作为评价指标。其次，通过分析各地区28个月的水质检验报告，得到四项质量指标的平均值，再计

6、算各指标之间的权重，最后，将两者的乘积进行线性求和，得到各地区28个月水质情况的综合评价。5.1.2问题一模型的建立由附件3的表格，我们可以计算出17个监测点28个月各项指标的平均值，其结果如表一：各监测站两年半平均质量指标质量指标监测站PH值溶解氧（DO）高锰酸盐（CODMn）氨氮NH3-N18.269.1542.430.1827.918.932.100.3337.758.512.880.2647.828.683.790.3357.427.752.430.1667.397.462.580.2377.657.492.090.1387.495.565.240.9298.078.972.

7、740.43107.686.863.340.81117.889.291.950.09127.087.112.490.92137.728.324.190.39147.947.423.320.20157.115.702.324.63167.627.913.740.29177.688.143.020.29表一下面我们计算各项指标的权重，由附录三看到，PH值对质量分类的影响较小，于是我们设置其权重为0.1其他各项共占0.9.我们研究其他三项指标的权重，分析每项指标