B大气污染评价模型

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1、2015年河南科技大学模拟训练二承诺书我们仔细阅读了数学建模选拔赛的规则.我们完全明白，在做题期间不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人研究、讨论与选拔题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反选拔规则的,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，严格遵守选拔规则，以保证选拔的公正、公平性。如有违反选拔规则的行为，我们将受到严肃处理。我们选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：B队员签

2、名：1.2.3.日期：2015/8/212015年河南科技大学数学建模竞赛选拔编号专用页评阅编号（评阅前进行编号）：评阅记录（评阅时使用）：评阅人评分备注关于大气污染预报问题的数学建模摘要近年来，伴随着社会经济的迅速发展，但经济增长模式相对传统落后，对生态平衡和自然环境造成一定破坏，因此，控制大气污染，提高环境空气污染质量就成了迫切的需要。本文正是以京津冀地区的空气污染问题为背景，针对单污染源空气污染扩散和多污染源空气污染扩散分别建立不同的模型来进行研究的。对于问题1，我们借鉴国家空气质量标准，并采用加权平均的思

3、想引入了综合空气质量指数来评价某个地区的空气质量环境综合空气质量指数数值越大，则表明综合污染程度越重。对于问题2，根据京津冀地区的污染数据统计与分析，最后将大气污染源分为三大类：工业源，生活源，交通运输源，并分别对京津冀三个地区的主要污染物和他们的产业结构做研究和分析。对于问题3，采用了经典的高斯模式来建立单污染源空气污染扩散模型，然后用Matlab模拟出工厂分别在早上8点，中午12点，晚上9点空气污染浓度分布和空气质量等级。对于问题4，先建立了多污染源空气污染扩散模型，然后以汽车尾气污染源为例，利用线源模式对汽

4、车尾气扩散浓度分布进行预测，最后将我们用模型模拟出来的结果与实际结果进行对比，结果发现误差不是很大，说明模型比较符合实际。最后，针对京津冀地区空气污染的具体情况和对自己建立模型的分析，给京津冀地区环保部门提出了实现“APEC”蓝天的可行性措施和建议。关键词：综合空气质量指数污染源高斯模式Matlab线源模式21一、问题重述大气是指包围在地球外围的空气层，是地球自然环境的重要组成部分之一。人类生活在大气里，洁净大气是人类赖于生存的必要条件。一个人在五个星期内不吃饭或5天内不喝水，尚能维持生命，但超过5分钟不呼吸空气

5、，便会死亡。随着地球上人口的急剧增加，人类经济增长的急速增大，对生态平衡和自然环境造成一定的破坏，地球上的大气污染日趋严重，其影响也日趋深刻，如由于一些有害气体的大量排放，不仅造成局部地区大气的污染，而且影响到全球性的气候变化。空气污染的弊病日益突出，特别是日益加重的雾霾天气已经干扰到社会的出行秩序和生活质量。因此，加强大气质量的监测和预报是非常必要。目前对大气质量的监测主要是监测大气中、、CO、、悬浮颗粒物（主要为PM10）等的浓度，研究表明，城市空气质量好坏与季节及气象条件的关系十分密切。以城市京、津、冀地区

6、的污染物含量及气象参数的数据来解决以下问题：（1）参考现有国标和美标，建立衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。（2）查找数据并列出京津冀地区主要污染源及其污染参数，分析影响空气质量的主要污染源的性质和种类。（3）建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。现有河北境内某一工厂废气排放烟囱高50m，主要排放物为氮氧化物。早上9点至下午3点期间的排放浓度为406.92mg/m3，排放速度为1200m3/h；晚上10点-凌晨4点期间的排放浓度为1160mg/m3，排放速度为5700m3/h；通过你

7、的扩散模型求解该工厂方圆51公里分别在早上8点、中午12点、晚上9点空气污染浓度分布和空气质量等级。（4）建立多污染源空气污染扩散模型，并以汽车尾气污染源为例求解分析以下问题：北京在2015年1月15日已经连续三天发生重污染，假设从16日开始北京启动汽车单双号限行交通管制措施，求解北京市二环、四环、六环路在16日早上8点、中午12点、晚上9点时空气污染浓度梯度变化及空气质量等级。（5）根据你们的模型和求解结果，分析总结影响空气质量的关键参数，为京津冀地区环保部门撰写一份建议报告，给出实现“APEC”蓝天的可行性措

8、施和建议。二、模型假设1、各组数据真实可信，各参数不随测量地点的改变而改变，且是在同一地点同一时间采集，不考虑人为因素，具有统计、预测意义。2、假设京津冀三个地区发展状况相同，各个城市不会出现重大空气污染事故，或环境不会变好，环境不会出现强烈波动，即发展速度没有明显差异。3、各城市的检测时间具有随机性，城市空气质量好坏与气象条件的关系十分密切，与其他因素关系不大。4、污染