长江水质评价与预测1
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测引言长江是亚洲最长的河流，其流域范围涵盖中国境内的11个省市区，是中国的经济和文化中心。
饮用水是人类生活中必不可少的资源，长江作为中国一个重要的自然水库之一，其水质的安全性对于饮用水的安全至关重要。
长江水质的差异很大，具体取决于水体参数、化学物质和营养物质的含量，污染物、农药和药物的含量等。
水体参数包括温度、溶解氧、电导率、pH值、悬浮固体等。
化学物质和营养物质包括氮、磷、无机和有机碳等。
污染物主要包括重金属、有机氯、有机磷和持久性有机污染物等。
长江水质的评价和预测是一项重要且复杂的任务，不仅涉及到环境科学、水文学、地质学等学科，还需要依赖大量数据和模型的支撑。
长江水质评价数据来源长江沿岸站点在长江中游、下游的主要支流、还有汉江、金沙江、澜沧江、墨竹激卢江等河流进行了监测，覆盖了不同流域。
其中，长江站点共19个，还有6个源自主要支流的站点。
数据来自国家环境监测站，包括全新光谱（F）和范围光谱（W）等数据。
还包括各种长期观测数据、水文数据、污染源数据等。
分析方法为了评价长江水质，研究人员使用各种数据分析方法。
以下是最常用的方法：1.多元统计学方法：该方法适用于多维度的数据分析，可以很好地将水质的差异分析出来。
2.模型方法：通过建立模型，通过安全阈值和工业排放水排放标准来评估水质。
例如，水质生态式（TAS）模型常用于水质评价。
3.基于水环境质量指数（WQI）的方法：将水质评估结果分解为各项指标，并计算出每个指标的权重。
然后，将这些权重加权为水环境质量指数（WQI），该指数被认为是评估水质最有效的方法之一。
4.集成多项投影寻踪（PLS）模型：该方法使用多个输入变量来预测WQI值。
该模型可以共同解释两个数据集之间的相关性。
评价结果通过上述方法，研究人员得出结论：尽管长江沿岸水质受到人类活动的影响，但仍有几个监测站点的水质趋向改善。
在径流流域内，长江的水质大多数舒适区已经进入，但还有一些站点处于低水平和近危险水平。
长江水质的评价和预测
《数学模型》作业 NO:01 信息工程学院 08级通信2班刘一欣 200800800153长江水质的评价和预测摘要本文首先对附件3、4中的数据进行分析汇总。
通过对高锰酸盐指数和氨氮这两个指标，以及各个观测点在这28个月中水质类型的分布情况的分析，得出了近两年多长江水质的综合评价：虽然江水中污染物的浓度上升不明显，氨氮浓度甚至略微下降，但是Ⅲ类以下水质的比例明显上升。
所以，与03年相比，04年的污染范围扩大了，污染物质的总量也有所增加。
上游排出污染物必然会对下游造成影响，所以在讨论某地区水质状况时，不能只看当地的污染情况，还要考虑上游污染物到达本地后对它的影响。
由于河流本身具有自净能力，上游排放的一部分污染物在向下游流动过程中得到了一定程度的净化。
为了体现这一思想，我们引入了忽略弥散的一维稳态单组份水质模型[1]，将上游污染物对下游的影响和下游本身排污相分离，确定了两种污染物的主要分布区域。
得出结论：长江干流近一年多来，高锰酸盐的污染源集中在攀枝花龙洞以及宜昌南津关至岳阳城陵矶地区；而氨氮污染源集中在攀枝花龙洞至重庆朱沱段以及宜昌南津关至岳阳城陵矶段。
在问题三中，为了预测未来10年水质污染发展趋势，我们使用简单指数增长预测模型以及指数平滑预测模型两种方法，对过去10年的数据进行拟合，得到排污量和各类水质所占比例的预测值（由于篇幅有限，此处仅列出排污量预测）：Ⅴ类水。
所以根据公式：4,56*(max(0,20%))n m q q =-+，并利用问题三中由指数平滑结合各地实际情况，给出了我们认为可行的意见和建议。
问题重述水既是人类赖以生存的宝贵资源，也是组成生态系统的要素，被列为当今可持续发展的最优先领域。
作为中国第一、世界第三的长江，流域内淡水资源量占中国总量的百分之三十五，面积达一百八十万平方公里，人口占中国总量的三分之一；在中国国土开发、生产力布局和社会经济方面，具有重要的战略地位。
然而某些地方的某些企业，为追求经济效益，置环境于不顾，直接向江内排放污水，导致长江水质的污染程度日趋严重。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测
中国长江是世界第三大河流，也是中国经济、文化、人口等多方面的重要支柱和组成部分。
然而，由于城市化、工业化、农业化等活动的不断推进，长江的水环境受到了越来越多的影响和污染，水质问题越来越突出，对水资源的保护和利用构成了严峻的挑战。
长江水环境评价是衡量长江水质现状和水环境质量的重要手段。
目前，水质参数包括水量、颜色、浊度、PH值、溶解氧、BOD、COD、氨氮、总磷、总氮等。
测量和监测这些水质参数是评价长江水环境质量的关键。
水质监测的主要方法包括现场实测和动态监测。
现场实测是指从江河、湖泊等水面上取样，然后在带回实验室进行分析化验。
动态监测则是通过在线监测仪器对河流的取样进行监测，可以得到更准确的数据。
通过水质监测，可以精确了解长江的污染程度以及污染物来源和分布。
预测长江水环境质量也是非常重要的工作。
长江在不同季节、不同水位、不同气象条件下都有着不同的水环境特征，预测其水环境质量需要考虑这些多元因素的影响。
预测模型有许多种，根据预测目的的不同，可采用基于理论模型和基于统计模型两种方法。
基于理论模型的预测方法，是通过建立数学模型，考虑长江流域的物质循环、水动力学、水生态学等方面的过程，进行预测。
基于统计模型的预测方法，则是通过分析历史数据建立统计模型，进而预测未来水环境质量。
在长江水质评价和预测的工作中，提高水质监测和预测技术、加强数据共享和管理、规范行业排放和治理等方面都具有重要意义。
同时，弘扬"绿水青山"理念，推动生态环境保护、促进绿色发展，也是实现长江流域水质持续改善的必经之路。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测一．摘要：本文在参考一些数据,文献的基础上对长江水质以及变化趋势综合分析并建模，对母亲河的水质做出了一个客观的评价并对水质的变化趋势做出了预测，针对问题一，运用主成分分析法对长江流域主要城市水质检测报告进行分析，选取主成分，并把主成分得分按方差贡献率加权求和，得出每个地区的污染综合评价指数，进而可以计算长江流域的污染综合评价指数。
对问题二，我们建立了一个简单的模型，忽略各个支流对干流的影响，各个站点排放的高锰酸盐和氨氮的质量只与其本身的降解有关，利用质量守衡定理，得到了一些相关的数列，从而算出了长江干流各个站点的高锰酸盐和氨氮的排放量，并对其进行降序排布，排在前面的自然就是高锰酸盐和氨氮的主要污染源地区。
针对问题三，用可饮用水的比例刻画长江水质的好坏。
分析近两年的百分比发现其呈现波动下降的趋势。
因此，建立基于灰色GM（1，1）模型和时间序列分析法的组合式模型，预测未来十年可饮用水占总水量百分比，以描述长江水质污染情况趋势：若不治理，长江10年后可饮用水的比例在大多数情况下将低于50%。
关于问题四的解决，我们根据问题三废水排放的及各类水质比例的预测，按照比例粗略地算出了若长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例控制在20%以内，且没有劣Ⅴ类水时，2005－2014这十年间需处理的污水量。
在最后，我们针对本篇论文的背景，同时结合长江水质恶化这样的严峻形势，给出了一些那建议，希望能引起有关部门的重视。
关键词：水质评价主成分分析灰色GM（1，1）模型时间序列分析二．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，已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。
由此，针对长江水系的水质恶化日益严重的问题，要求由题目中所给出的附件的统计数据以及附表《地表水环境质量标准》的相关内容建立相应的模型，对长江近两年的水质进行定量的综合评价，并由此分析出各地区的水质污染状况及长江干流主要污染物高锰酸盐指数和氨氮污染源主要在哪些地区的相关问题。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江作为中国第一大河流，其水质一直备受关注。
长期以来，受城市化和工业化发展的影响，长江水质一直处于下降状态。
随着国家环保政策的不断加强和人们环保意识的提高，长江水质逐渐得到改善。
本文将从长江水质的评价和预测两个方面进行详细的分析，希望为长江水质的改善提供参考。
我们来评价一下当前的长江水质状况。
根据最新的监测数据显示，长江水质整体呈现出稳中有升的态势。
在城市污染源治理力度加大的影响下，长江上游及支流水质明显改善。
而且大部分地区的水质已经从劣Ⅴ类别提升到Ⅳ类别，水质总体状况有所改善。
长江下游水域的水质依然较差，受到城市排污、农业面源污染和工业废水排放的影响，水质仍然不容乐观。
除了表层水质的改善，底泥污染也是长江水质问题的一大隐患。
底泥中的有害物质严重影响了水生态系统的健康。
为了更好地改善长江水质，我们需要对其未来的发展趋势进行预测和分析。
从政策层面来看，国家对长江生态保护和水质改善的政策力度将会持续加大。
相信随着政策的不断落实和措施的不断完善，长江水质将得到更大程度的改善。
从技术层面来看，随着环保技术的不断进步和应用，长江水质的监测、治理和保护将更加有效和精细，各项治理工作将更加精准和有力。
市场力量在长江水质改善中也将发挥积极的作用，从而推动相关企业加大环保投入，提高治污效率，改善长江水质。
长江流域的生态环境保护和水质改善也离不开全社会的参与。
政府、企业、科研机构和公众要共同努力，形成合力，共同推动长江水质的改善。
政府作为主体，要加大资金投入，强化监管责任，切实加强水质保护工作力度，从根源上减少各类污染源的排放。
企业要主动承担环保责任，加大环保投入，引进先进技术，提高污染治理效率，积极履行社会责任。
科研机构要加强技术创新，为长江水质治理提供技术支持和智力保障。
公众要提高环保意识，主动支持环保措施，积极参与长江流域的生态环境保护工作。
只有形成全社会合力，才能更好地实现长江水质的改善和生态环境的保护。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测摘要本题主要以长江水质的检测和预测问题为研究对象，在研究过程中，针对长江水质的评价、污染源的确定、水质的预测和控制四个问题分别建立数学模型，并求解。
针对问题一，主要通过考虑污染物对水质类别的影响，并利用目标-手段分析法从中找出影响各地区水质评价值的主要因素为：酸碱度、溶解氧含量、高猛酸盐指数、氨氮含量和水质类别，通过建立判断矩阵，确定各影响因素对评价值的权重，并对数据统一标准量化处理，加权求和即可得到17座城市近两年多的水质评价平均值。
并通过考虑长江干流、支流在各水期的污染情况对长江水质的综合影响，由此建立关于长江水质的综合评价模型，评价值越大说明水质越好，对模型求解可得长江水质的综合评价值为0.8335，分析结果可得水质最好的地区为湖北丹江口，水质最差的地区为江西南昌滁槎。
针对问题二，通过分析可得，各地区排污量等于各地区监测量与上游排污量的差值，由于江水具有降解能力，需考虑污染物浓度与降解系数、水流速度和时间的关系，并建立关于降解浓度的微分方程，求得降解浓度的表达式，由此可得上游排污量对下游监测值的影响量，据此可建立关于各地区排污量的数学模型，对模型求解并分析结果可得高锰酸盐等主要污染物的排放地区为：湖南岳阳。
针对问题三，首先建立排污量与年份的一元多项式回归模型，其次根据各类水所占百分比与长江总流量和排污量的关系，建立多元线性回归模型，将整理后的数据代入各模型中利用matlab回归命令求解即可得到排污量与年份，各类水百分比与总流量和排污量的函数关系式，并据此预测未来10年的长江水质情况，具体结果见模型求解。
针对问题四，根据问题三的求解结果，在满足未来十年内没有劣Ⅵ类水，Ⅳ类和Ⅴ类水所占百分比低于20%的条件下，以每年处理污水量最少为目标，建立最优化模型，并利用lingo软件编程求解，解得未来10年内最少污水处理量分别为：93.3，116.2，140.7，166.95，194.85，224.4，255.6，288.6，323.1，359.4。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江是中国的母亲河，它承载着中国数千年的文明和历史。
随着工业化和城市化的迅速发展，长江水质受到了严重的污染，给长江流域的生态环境和人民的健康带来了巨大的威胁。
长江水质的评价和预测是非常重要的课题，它关乎着长江流域的生态安全和可持续发展。
长江水质的评价是指对长江水体中的各种污染物进行监测和分析，以确定水质的优劣和变化趋势。
评价长江水质的方法有很多种，包括采样监测、实验室分析、水质模型等。
通过这些方法，可以了解长江水体中的污染物种类、含量和分布情况，为制定有效的水污染防治措施提供科学依据。
长江水质的评价还可以为长江流域的管理者和公众提供及时的水质信息，引起广泛的关注和重视。
长江水质的预测是指根据过去的水质数据和环境变化趋势，预测未来一段时间内长江水质的变化情况。
预测长江水质的方法主要包括统计分析、时间序列分析、水质模型等。
通过这些方法，可以对长江水质在不同季节和不同地点的变化趋势进行预测，为长江流域的管理者和公众提供及时的水质预警和预报信息，采取相应的应对措施，减少水环境风险。
评价和预测长江水质的研究工作已经取得了一些进展，但仍然面临着一些困难和挑战。
长江流域的地理辽阔，环境复杂，水质监测点多、污染源复杂，导致长江水质的评价和预测工作受到了很大的局限性。
长江流域的水污染物种类繁多、浓度不同、分布广泛，使得长江水质的变化规律难以准确把握。
长江流域的人口密集、经济发达，水资源需求大，长江水环境保护和治理的任务十分繁重。
评价和预测长江水质的研究需要加强数据共享、技术创新、管理集约化，发挥政府、企业和公众的合力，加快长江流域水环境治理的步伐。
评价和预测长江水质的研究成果对长江流域的生态保护和环境治理具有重要意义。
评价和预测长江水质的科学依据可以为政府部门制定长江流域的水环境标准和规划提供数据支持和技术指导。
评价和预测长江水质的预警和预报信息可以帮助决策者和公众及时了解长江水质的变化状况，引起关注，警示风险。
长江水源调查报告长江水质的评价和预测
变化趋势总结
通过分析数据，发现长江水质整体稳定，但部分区域如江苏、安徽等省份的河流 存在水质变差的风险，需要加强管理和保护。
04
预测分析
水质预测模型和方法
基于水文和水质…
利用长江流域内的水文和水质监 测数据进行多元线性回归，建立 模型来预测未来水质变化。
水质评价标准和方法
水质评价标准
根据国家《地表水环境质量标准》和《生活饮用水卫生标准 》等相关法规和规定，将长江水质分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 类，其中Ⅰ类为最优，Ⅴ类为最差。
水质评价方法
采用单因子评价和综合评价相结合的方法，其中单因子评价 主要考虑各水质指标是否达标，综合评价则考虑各水质指标 之间的相互影响。
长江全长6,300多公里，是中国第一长河，也是亚洲最长的河 流
长江发源于青藏高原唐古拉山脉各拉丹冬峰西南侧的沱沱河 ，干流流经青海、*、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西 、安徽、江苏、上海等11个省（自治区、直辖市）
主要水源区域和污染源
主要水源区域
长江上游及沿江地区，包括沱沱河、通天河、金沙江、川江、汉江、赣江等 河流
基于主成分分析…
利用主成分分析方法，将复杂的 水质影响因素简化为几个主成分 ，建立模型来预测未来水质变化 。
基于人工神经网…
利用人工神经网络算法，将水质 影响因素和未来水质变化之间的 关系进行学习，建立模型来预测 未来水质变化。
水质预测结果和分析
01
根据建立的多元线性回归模型，预测未来十年内长江流域的水质变化趋势，预 测结果包括未来十年内各断面的高锰酸盐指数、氨氮、总磷等指标的变化趋势 和变化范围。
通过对长江水源进行调查，可以了解长江水资源的数量和质量状况，为合理利用和保护水 资源提供基础数据。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测1 问题分析长江未来水质污染的发展趋势，直接影响每年需要处理的污水量，因此我们需要对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析。
水质情况及污染源所在地是我们预测的主要依据，所以首先对水质情况做出综合评价，然后找出污染源所在地。
（1）我们先定义了“水质指数”的概念：每项指标归化后的加和，指数越大，水质越好，反之，水质越差。
通过“水质指数”的大小对长江近两年的水 质情况作出定量的综合评价。
通过统计数据，整理出17个地区近两年多的每项指标的平均值，对每项指标标准化，然后统一归化求和，进而用“水质指数“对长江近两年多的水质情况作出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。
（2）一个地区的水质污染来自于本地区的排污和上游的污水，在寻找污源所在地时，我们只需要根据本地区的污染量就可以确定污染源所在地，所以我们用一个地区的全部污染量减去对应上游的污染量，所得之差即是本地区的污染量。
因为污染量的具体值不容易求解，所以我们用污染物浓度的大小表示污染量的多少。
（3）对长江未来水质污染的发展趋势做预测分析，我们以废水量及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水的百分含量作为预测对象。
而干流、支流上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水的百分含量又有较大差别，所以我们必须分别预测干流及支流上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水的百分含量。
2模型假设（1）对时间赋权重，03年：0.2；04年：0.3；05年：0.5； （2）水环境质量标准的4项指标的权重相等；（3）研究污染源所在地区时，以04年4月到05年4月，即13个月的数据为研究对象；（4）自然净化能力的降解系数为0.2，非自然降解系数为0.8；（单位：/天） （5）一个观测站（地区）的水质污染来自于本地区的排污和上游的污水，而不来自于其他地方；（6）相邻两个站点之间的水流速度均匀； （7）长江干流的自然净化能力近似是均匀的；3 符号说明（1）)(ij a ：不同地区的不同指标值；i=1,2,3…17； 4,3,2,1=j ； （2）l ：相邻两个站点的距离； （3）v ：平均水流速度；（4）),(j i m ：第i 个月第j 个地区的水流量，6...3,2,1,13...3,2,1==j i ； （5）c k ：第k 个指标的浓度（单位：lm g ），1=k 时c k 为高锰酸盐的浓度，2=k 时为氨氮的浓度；（6）)1,(+j i c ：第i 个月由第j 个地区流向第1+j 个地区的污染量； （7）),(1j i c ：第i 个月第j 个地区的全部污染量； （8）),(2j i c ：第i 个月第j 个地区的本地区污染量；4 模型的建立与求解4.1对长江近两年多的水质情况做定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。
长江水质的评价与预测及建议
湖北宜 湖南岳 江西九 安徽安 江苏南 四川乐 四川宜 昌南津 阳城陵 江河西 庆皖河 京 关 矶 0.89 -0.14 水厂 -0.71 口 -0.26 山 -0.43 林 山岷江 宾凉姜 大桥 1.14 沟 -0.29
-1.05
0.05
四川泸 湖北丹 湖南长 湖南岳 湖北武 江西南 江西九 江苏扬 州沱江 江口胡 沙 二桥 1.6 家岭 -0.15 港 1.15 新 阳岳阳 汉 楼 -0.65 表 1.2.6.5 此表给出了 2003 年 6 月 17 个地区的污染程度的综合评价，综合得分越高污染程度 越严重。表中显示四川乐山岷江大桥，四川泸州沱江二桥，湖南长沙新港的综合污染指 数较高，且干流污染程度要小于支流的污染程度。 分别取 17 个地区在 28 个月里综合得分作为该地区两年来的污染指数。各地区两年 来的污染情况如图 1.2.6.6 所示： 关 -0.5 宗 昌 槎 0.47 滁 江蛤蟆 州三江 石 -0.45 营 -0.68
1.2.4 在以确定的全部 p 个主成分中合理选择 r 个来实现最终的评价分析 一般用方差贡献率 r 的确定以累计贡献率
i
k 1
p
(i 1, 2, , p)
k
k 1 k 1 p
i
来ห้องสมุดไป่ตู้释主成分 F i 所反应的信息的大小 达到足够大（一般大于 85%）为原
k
(i 1,2,, p)
四、问题分析
水质是由多个指标进行测量评估的，对于多样本多指标的量进行综合评价。我们可
2
以利用 Topsis、模糊综合评价、主成分分析等方法，由于使用 Topsis 法要确定各个指 标的权重，权重的确定可以使用专家评定法，主层次分析法等，这些评定方法都具有一 定的主观性，不能确定评定结果是客观有效的，因此我们不予使用。由于模糊综合评价 法不能对水质作出定量的分析，所以我们采用主成分分析分对长江水进行综合评价。 主成分分析是一种将多因子纳入同一系统进行定量化研究、理论成熟的多元统计分 析方法。通过分析变量之间的相关性，使得所反映信息重叠的变量被某一主成分替代， 减少了变量数目，从而降低了系统评价的复杂性，再以方差贡献率作为每个主成分的权 重，由每个主成分的得分加权即可完成对水质的综合评价。 为了确定高锰酸钾和氨氮的主要污染源，我们需要知道各个河段之间的污水排放 量， 两个观测站之间的污水排放量等于下游观测站的污水量减去上游的观测站排下来的 污水量， 而上游排下来的污水量等于上游观测站检测到的污水减去自然降解的污染物的 量。从而我们可以通过比较各个河段的污染物的排放量确定污染源的位置。 长江水质被分成了六类，各类水的污染程度不同，要预测未来十年长江水质状况， 可以通过预测未来十年各类水的比重和污水排放量来表征未来十年长江水质。对未来各 类水所占的比重和污水排放量的预测我们可以使用 GM(1,1)模型。 要确定每年处理多少污水，我们首先要确定各类水的量，各类水的量我们可以用各 类水的比重乘以长江水的总量得出， 要是没有劣五类水， 我们必须处理所有的劣五类水。 为了把四类五类水的量控制在 20%以内，我们必须处理到超出范围的那部分污水，所以 要处理污水的总量就等于全部的劣五类水的量加上四类水五类水中超出 20%的部分。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江是中国的母亲河，也是世界第三大河流。
它承载着近一半的中国人口和许多重要城市的生活用水，扮演着重要的经济、文化和生态功能。
随着工业化和城市化的加速发展，长江的水质面临着严峻的挑战。
本文将对长江水质进行评价和预测，并探讨长江水质改善的路径和措施。
对长江水质进行评价。
长江流域的主要水质问题包括有机污染物、重金属污染、营养盐过剩和化学品污染等。
根据相关数据显示，长江水质整体上呈现出海域污染较重、重金属超标、有机物污染等情况。
上游的水质相对较好，而下游城市的排污负荷极重，导致水质恶劣。
水体的理化指标和生物学指标均明显超标，水体富营养化加剧，水生态系统受到严重影响。
对长江水质进行预测。
随着中国大力推进生态文明建设和水污染防治工作，长江水质有望逐步改善。
政府将进一步加大水污染治理力度，推动工业企业实施清洁生产，严格水质排放标准和口径管理，严厉打击非法排污行为，加强水环境执法检查，健全长江流域水环境警示监测网络，形成源头控制、终端治理和严格监管相结合的长江水质保护体系。
推进生态修复。
长江流域水土保持、生态修复和环境治理成为当前重点工程，全力推进湿地保护及生态修复项目，加强污染物治理处理、水功能区和水源保护区规划建设，实施“河长制”，推动城乡水系修复，努力提高水生态系统的稳固性和承载力。
加强水资源管理。
长江流域生态环境综合治理规划和水资源保护规划正在编制实施，以最严格的岸线保护制度和河流管理制度为保障，大力开展江河整治工程，做好水资源核查和监管。
加强工农业和生活用水的减排治理，严格控制污染物排放总量，坚持水资源高效利用和节约用水。
加强科技支撑。
利用大数据、人工智能、信息技术、遥感技术和高端装备技术来加强长江水质监测、评估和预警，提高水污染防治技术水平。
加强长江流域环境保护科研，强化污染物溯源和追踪技术研究，提出切实可行的长江水质综合治理方案。
长江水质的改善需要政府、企业和社会各界的共同努力。
长江水源调查报告长江水质的评价和预测
对长江干流及主要支流的水源地进行划定，设立水源保护区，严 格控制水源地周边的人类活动，防止污染。
加强水质监测
增加水质监测站点，提高监测频次和精度，实时掌握水质状况，及 时发现污染源，为采取相应的保护措施提供依据。
建立预警系统
建立水源地水质预警系统，设定水质指标阈值，当水质指标超过阈 值时，立即启动应急处理措施，保障供水安全。
神经网络模型等。
参数确定
根据模型特点，确定关键参数，如 回归模型的自变量、神经网络的层 数和节点数等。
数据准备
收集历史水质数据，进行数据清洗 和预处理，确保数据质量和准确性 。
预测模型验证与结果分析
1 2
模型验证
通过交叉验证、Bootstrap等方法，对预测模型 进行验证，评估模型的准确性和稳定性。
调查目的
通过对长江水源的调查，了解其 水质状况，为保护和管理长江水 源提供科学依据。
调查范围与方法
调查范围
本次调查范围包括长江干流及主要支 流的水源地、沿岸工业企业和城市污 水处理厂等。
调查方法
采用现场采样、实验室分析和数据统 计等方法，对长江水源的水质、水量 、水生态等方面进行全面调查。
02
长江水源现状分析
加强公众宣传教育，提高公众环保意识
加强公众宣传教育
通过媒体、公益活动等多种渠道，加强对公众的环保宣传教育，提 高公众对长江水源保护的认知和意识。
提高公众参与度
鼓励公众参与长江水源保护活动，设立环保热线和投诉平台，方便 公众反映环保问题，提高公众的参与度和积极性。
培养环保意识
在学校、社区等场所开展环保教育，培养公众的环保意识和责任感， 推动形成人人关注、人人参与长江水源保护的良好氛围。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江是中国最长的河流，也是世界上第三长的河流。
长江流域的水质评价和预测是一个重要的环境问题，关系到人们的生活水源和生态环境的保护。
下面将从水质评价和预测两个方面进行分析。
水质评价：长江流域的水质评价主要通过监测水体中的各项指标来进行。
常见的指标有溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、铜、锌等。
这些指标可以反映水体的富营养化程度、水中有机污染物的含量以及重金属污染情况等。
通过采集水样，并进行实验室分析，可以得到水体中各项指标的浓度。
将这些浓度值与相关的水质标准进行对比，就可以评价出长江水质的好坏。
还可以通过长期的监测数据统计，得出长江水质的长期变化趋势。
水质预测：水质预测是指预测未来一段时间内水质的变化趋势。
长江流域的水质预测可以采用数学模型来进行。
数学模型是一种用数学方程描述系统行为的模拟工具。
通过收集长江流域的水质数据、天气数据和其他相关因素，可以建立一个数学模型来预测水质的变化趋势。
这个模型可以通过计算机来进行模拟，输出未来一段时间内水质指标的预测结果。
还可以通过对不同场景下的模拟实验，评估不同控制措施对水质的改善效果，从而为水质治理提供决策支持。
长江水质评价和预测的目的是为了保护长江的生态环境和人民的生活水源。
通过及时监测和评估长江的水质状况，可以发现问题并采取相应的措施进行治理。
水质预测可以提前预知水质的变化趋势，为水资源的合理利用和水污染治理提供科学依据。
通过水质评价和预测，可以提高长江流域水环境管理的效率和水质保护的水平。
需要指出的是，长江水质评价和预测是一个复杂的系统工程，需要多学科的合作和综合利用各种技术手段。
只有这样，才能更好地保护长江的水质，确保长江的可持续发展。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测摘要本文在充分分析数据的基础上，运用了模糊综合评判方法对长江的水质做出了定量的综合评价，建立了一维水质模型对主要污染源进行了分析判定，运用回归分析和灰色预测对长江未来的水质状况进行了预测分析，并求得要控制污染每年所要处理的污水量，最后针对现实情况对如何解决长江水质污染问题提出了三方面建议。
问题一：针对水质评价具有的模糊性，建立了模糊综合评价系统，对17个观测点近两年水质状况进行定量评价，得出综合质量等级和综合质量系数，并据此进行排名，得出水质最好的两个地区是江苏南京林山和湖北丹江口胡家岭，水质最差的两个地区是江西南昌滁槎和四川乐山岷江大桥。
并根据综合评价表格（见正文）分析了主要污染地区的主要污染指标。
问题二：由7个干流观测点，可分为6个河段。
以河段为对象进行分析。
首先建立了一维水质模型得到污染物浓度随河段长度的变化规律，然后将每个河段的污染源等效为中央污染源，根据污染物质量守恒得到排污方程，据此解出每个河段的排污量，求出每千米每月的平均排污量，由此指标的大小确定长江干流排污量最大的区段,即可以确定主要污染源。
代入数据计算，发现和的主要污染源都在第3个河段，即从湖北宜昌到湖南岳阳那一带。
问题三：我们将长江水分为三类，第Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类为可饮用水，Ⅳ类和Ⅴ类为轻度污染水，劣Ⅴ类为重度污染水，以这三类水的百分比来刻画长江的水质状况，预测长江未来这三类水的百分比。
首先综合考虑影响长江水质状况的因素，建立了各类水比重的多元回归模型，然后利用spss软件的逐步筛选法，剔除次要因素，得到简化的回归模型，得到各类水比重与排污量之间的回归方程。
然后由已知的排污量序列，运用灰色预测方法，建立GM(1,1)模型，预测出未来十年的排污量，代入回归方程，求得未来十年三类水的比重（具体结果见正文中表格），发现如果不采取有效措施，长江水质在未来十年将发生严重恶化。
问题四：基于问题三中的线性回归方程，根据条件，建立了线性规划模型，求得每年排污量的上限值为218.18亿吨。
长江水质的评价与预测 (1)
13组聂本武（建模）张丰宇（写作）. 长江水质的评价与预测摘要本文讨论如何设计对长江水质污染情况进行综合评价，对各个地区水质污染状况分析，并判断出污染物高锰酸盐和氨氮的主要污染源，以及对未来水质情况进行预测的模型，然后根据预测的情况对长江未来的水质情况采取切实可行的治理方案，并提出合理的建议与意见。
根据题目附件中已有的数据和搜集的一些综合评价和预测模型，并根据实际情况作了适当的假设，对不同要求的题目建立了不同模型并进行了较为完整的求解。
对于问题一：题目要求对长江水质污染情况做出定量的综合评价。
根据题目要求建立了模糊综合评价模型（模型一）来评价长江水质。
本文首先对附件3中—这两年多来17个观测站28个月的水质数据进行处理，分别求出各个观测站水质处于各类污染的隶属度，建立单因子模糊评价矩阵，结合评价指标的权系数向量，求出反映17个观测站水质状况的模糊综合评价矩阵，并进行归一化处理。
评价结果为：长江全流域I类水质断面占%，II类水断面%，III类水断面%，IV类水断面%，V类水断面%，并得到各地区的水质情况。
对于问题二：题目要求判断出污染物高锰酸盐和氨氮的主要污染源。
根据题目要求建立了稳态一维对流扩散水质模型（模型二）。
本文首先利用附件3中给出的相关数据，求出长江干流6个江段高锰酸盐和氨氮的污染量，再结合支流的地理位置及支流观测站的污染浓度数据，分析相关图像。
最后得出长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐和氨氮的污染源均主要分布在：湖北宜昌至湖南岳阳江段、重庆朱沱至湖北宜昌江段以及四川乐山地区。
对于问题三：题目要求预测未来10年的水质情况。
根据题目要求建立了GM(1,1)模型（模型三）。
本文首先利用灰色系统理论对长江未来水质污染的发展趋势做出预测，然后用1996—2004年的模拟值、残差对报告表进行检验。
经检验可知预测结果合理。
最后得出结论为：可饮用水逐年下降，十年后将低于%。
对于问题四：题目要求根据预测结果并将IV、V、VI类水的比例控制在一定的比例内，求出每年需要处理的污水量。
长江水质的综合评价与预测
长江水质的综合评价与预测摘要文章首先引入水污染指数，对四种主要污染物进行单项评价，并结合17个观测点的地理位置分析支流的污染状况和影响。
应用水污染指数划分各河段的水质等级，计算出4种污染评价因子的超标率，进而对长江近两年多的水质情况做出定量的评价。
然后将干流以观测点为节点分为几个河段，利用质量守恒定律和溶液的混合规律求出各个河段的排污浓度，并用其大小确定高锰酸盐和氨氮污染源主要分布在湖北宜昌南津关至湖南岳阳城陵矶的河段内。
接着采用“学习－预测－再学习－再预测”的人工神经网络非线性时间序列模型对未来10年长江水质分类、废水排放量进行预测。
结果表明，长江河段水质质量呈逐年下降趋势，第Ⅰ类、Ⅱ类水所占百分比明显下降，在预测的时间段内第Ⅳ类、Ⅴ类两类水所占的比例超过40%，尤其是劣Ⅴ类水基本超过10%。
废水排放总量则按每年约6%~7%的速度递增。
继而根据附件所给数据分析总污水排放量与总流量及各种水质河长百分比间的关系，建立污水排放总量和各种水质流量的线性回归模型，求出各种水质的污水排放量。
再以第Ⅳ类、Ⅴ类水所占比例不超过20%为约束条件，污水净化成本最小为目标建立优化模型，解出未来10年污水处理量：最后，根据可持续发展的原则建立沿江经济与长江水资源相互作用的Logistic模型，分析了长江污染对沿江经济发展的相互关系，给出了合理的污水治理费用的计算方法。
关键字：长江污染；污染指数；神经网络；线性回归模型一、问题重述长江是中国第一、世界第三大河流，长江流域横跨我国华东、华中、西南三大经济区，地理位置优越，拥有丰沛的水量，对于解决我国水资源短缺的基本矛盾，支撑、保障、促进我国经济社会全面发展具有不可替代的重要地位。
但是，近年来，随着人口的增长，工农业生产和城镇建设的迅速发展，长江流域废污水排放量呈逐年增加之势。
调查统计表明，1998年全流域的污水排放量为189亿t，2001年上升至220亿t；流域内3万多km评价河长中，1998年超标河长达19%，2000年上升到26%，2001年为26.3%，流域省界断面水质超标率也呈上升趋势，严重影响到长江总体水质，影响到沿江人民的生活质量，影响到经济社会现代化进程。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江作为中国最长、流域面积最广的大河，一直以来都备受关注。
随着经济的快速发展和城市化进程加快，长江的水质问题也日益凸显。
长期以来，长江水质一直备受关注，并且受到了各种因素的影响，包括地区性的、季节性的、自然的和人为的因素。
通过对长江水质的评价和预测，我们能更好地了解长江水质的现状和未来发展方向。
对长江水质进行评价是非常重要的。
长江流域的工业与农业发展快速，同时城市化进程也在不断加快，这些都给长江水质带来了很大的压力。
工业生产和农业活动所排放的废水、废气和固体废物，都直接或间接地污染了长江水体。
由于长江经过的城市众多，城市污水排放也成为长江水质的一大困扰。
流域内的土壤侵蚀、山地退耕、水土流失等自然因素也会影响到长江水质。
综合上述影响因素，长江的水质问题愈发严重，已成为亟待解决的重要环境问题。
长江水质的评价需要考虑多方面的因素。
我们需要考察长江流域的工业排放情况，包括污水排放及废气排放，以及与工业相关的废弃物处理情况。
农业活动也是重要影响因素之一。
我们需要考虑农业面源污染的情况，包括化肥、农药等化学物质对水体的污染；农田面源污染也是需要考虑的，例如农田径流对水体的影响。
城市生活污水也是需要考虑的因素，在城市化进程中，城市污水处理设施的完善情况及处理效果都会直接影响到长江水质。
自然因素如土地利用类型、降水情况等也需要纳入评价范畴。
对长江水质的预测也是十分重要的。
预测长江水质的变化，可以帮助我们制定相应的保护和治理措施。
通过分析长江水质的历史数据和现状，结合流域内外部因素的发展趋势，我们可以对未来长江水质的变化做出一定的预测。
预测长江水质的变化，不仅可以指导相关部门及时采取措施，还可以引起社会各界的关注，推动相关工作的开展。
预测长江水质的变化受到多种因素的影响。
经济的发展水平是决定长江水质的重要因素之一。
随着经济的不断发展，工业和农业活动所产生的污染物排放量也会不断增加，对水体的污染也会随之加剧。
长江水质的评价与预测及建议
要确定每年处理多少污水，我们首先要确定各类水的量，各类水的量我们可以用各 类水的比重乘以长江水的总量得出，要是没有劣五类水，我们必须处理所有的劣五类水。 为了把四类五类水的量控制在 20%以内，我们必须处理到超出范围的那部分污水，所以 要处理污水的总量就等于全部的劣五类水的量加上四类水五类水中超出 20%的部分。
楼
关
槎
石
营
综合得 分
1.6 -0.15 1.15 -0.65 -0.5 0.47 -0.45 -0.68
表 1.2.6.5 此表给出了 2003 年 6 月 17 个地区的污染程度的综合评价，综合得分越高污染程度
越严重。表中显示四川乐山岷江大桥，四川泸州沱江二桥，湖南长沙新港的综合污染指
数较高，且干流污染程度要小于支流的污染程度。
问题二 2.1 模型求解
基于以上分析，可利用污染物质在河流中运动变化的基本模型——“稳态一维对流
扩散模型”：
∂c ∂t
+uLeabharlann ∂c ∂x=E
∂2c ∂x 2
+
s1
+
s2
(1)
其中，c 为整个断面的平均浓度；u 为流速；E 为离散系数；x 为河道长度；t 为时
使用 SPSS 软件进行数据处理：首先将处理后的数据阵导入到 SPSS 的数据编辑窗口，
然后通过“分析→因子分析”得到提取的主成分的个数及其贡献率。将主成分一栏的四
个数据作为矩阵 B1 的元素,然后通过公式计算出特征向量。将特征向量与标准化后的数
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江水质的评价和预测一、引言长江是中国第一大河流，是我国重要的水资源和生态系统。
然而，随着经济的快速发展和人口的增加，长江的水质面临着巨大的压力和挑战。
评价和预测长江水质的变化对于保护和管理长江生态环境具有重要的意义。
本文将综合应用水质评价方法和水质预测模型，对长江水质进行全面的评价和预测。
二、长江水质的评价方法水质评价是通过对水样的采集和分析，从生态、环境和人类活动等多个维度来评估水体的质量。
在长江水质评价中，需要考虑以下因素：1. 物理指标：包括水温、溶解氧、浑浊度等。
水温能够反映水体的热平衡状态，溶解氧能够反映水体的呼吸能力，浑浊度则能够反映水体的透明度。
2. 化学指标：包括总氮、总磷、溶解性有机物等。
总氮、总磷是水体营养盐的主要成分，溶解性有机物则能够反映水体的有机物污染情况。
3. 生物指标：包括浮游植物、浮游动物、底栖动物等。
这些生物指标能够反映水体的生态平衡状态。
评价长江水质的方法主要包括水样采集、实验分析和数据处理，如采用主成分分析、聚类分析等多种数学方法对大量数据进行处理和解释。
三、长江水质的预测模型水质预测模型是利用历史数据和现有信息来预测未来一段时间内水质的变化。
长江水质预测模型的建立需要考虑以下因素：1. 时间因素：长江水质具有一定的季节性和周期性。
因此，需要基于历史数据来分析水质的季节特征和变化规律，建立时间序列模型。
2. 空间因素：长江流域的地理环境复杂多样，水质在不同区域的分布存在差异。
因此，需要基于地理信息系统 (GIS) 技术，结合水质监测站点数据和地理因素，建立空间预测模型。
3. 影响因素：长江流域的水质受到多种因素的影响，包括气候、人口密度、工业废水排放等。
因此，需要收集和整理相关数据，构建多元回归模型来分析水质与这些因素之间的关系。
水质预测模型可以采用统计分析方法，如回归分析、时序分析等，也可以采用人工智能算法，如神经网络、遗传算法等。
四、长江水质评价与预测的应用长江水质的评价和预测在水环境管理和保护中具有重要的应用价值。
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长江水质的评价与预测摘要本文旨在通过分析题目中给出的各类抽样检测数据，对长江目前水质情况进行评价并预测未来10年长江水质的变化趋势。
针对问题一：使用了污染超标倍数和平均超标率这两个指标，在确定质量标准时参考了水质评价超标项目以《地表水环境质量标准》(GB3828-2002) Ⅲ类标准进行超标项目评价，即若某一地区出现在某一时间段内某一指标超标即可说明该地区在该时间段可能属于属于Ⅳ类、Ⅴ类或者是劣Ⅴ类水质，但不是可饮用水。
根据提出的两个指标就可以确定各地区各时间段水质情况以及长江总体的综合情况。
（具体分析结果见正文）针对问题二：先计算出水流从上游观测站点到相邻下游观测站点所需时间(1)i j t ，然后再利用浓度和水流量计算出某一站点主要污染物的量1ij Q，但该量包括了该地区自身排放和上游未降解完的污染物，故计算自身排放时用1ij Q 减去上游未降解完的即可，然后根据各地区自身排放污染物量进行排序。
据此确定了高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要分布在湖南岳阳、江西九江和湖北宜昌这三个地区。
针对问题三：首先从附录四中提取出1995到2004年水文年干流和支流的各类水质河长相关数据，采用了基于时间的灰色预测模型进行预测。
首先对1995年到2004年相关数据进行预测后与原始数据进行比较，通过相对误差检验得出检验合格的结论。
然后再分别预测对2005年到2014年水文年支流、干流中6类水质所占河长、长江历年总流量和废水排放量等进行预测。
然后利用预测值对10年污水量河长占总河长比例进行回归分析发现污水百分比呈逐年上升的趋势（从2005年的30%到2014年的45%），由此说明长江污水的处理迫在眉睫。
针对问题四：通过对预测数据的观察发现未来支流河长与干流河长比基本为一定值，于是假设此比例作为长江总水量分配到支流和干流的比例，据此便可确定Ⅳ类、Ⅴ类或者是劣Ⅴ类的污水量。
另外对预测Ⅳ类、Ⅴ类水质所占河长比例的观察可知这两类河长比例基本都大于20%，由此可知大多数年份都需要进行污水处理。
首先计算出未处理前的污水量然后计算出希望处理后的最大污水量，两者之差即可为各年需要处理的污水量。
针对问题五：首先提出了由第三问分析结果可知的当前迫切需要采取措施控制污染排放量的建议，然后主要从导致长江污染的化工厂、钢铁厂、农药排放、森林覆盖率等方面提出合理性的建议。
关键词：污染超标倍数 平均超标率 基于时间的灰色预测 相对误差检验1、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”（附件１），并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤（附件2）。
附件3给出了长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上７个观测站近一年多的基本数据（站点距离、水流量和水流速）。
通常认为一个观测站（地区）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)。
附件4是“1995~2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。
下面的附表是国标(GB3838-2002)给出的《地表水环境质量标准》中4个主要项目标准限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。
需要解决的问题：（1）对长江近两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）根据第三问的预测分析，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。
附表: 《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中4个主要项目标准限值单位：mg/L2、模型假设与符号说明2.1 模型假设假设一：在模型二中忽略各污染物内部反应与相互作用项，如生物化学中的生长与降解变化。
假设二：在模型四中假设检测干流和支流河长之比即为长江总水流量分配到支流和干流之比。
假设三：在模型四中假设某一年对污水进行处理后对下一年的水质监测没有影响。
假设四：在模型一中假设各地区水流匀速。
3、问题分析此题研究的主要是通过对长江沿线17个观测站主要指标监测数据和附录四中“1995~2004年长江流域水质报告”中相关数据的分析，分析最近几年及未来长江的污染情况进行评价以及提出适当的处理措施。
对于问题一：首先引入了指标污染超标倍数去衡量每一个地区每一个时间段的超标情况和平均超标率衡量每一个地区在抽样时间段28个月内的平均超标情况，在此问中提及的污染物评价标准都是以《地表水环境质量标准》(GB3828-2002)Ⅲ类标准进行超标项目评价，即若出现超标情况就说明该地区水质属于Ⅳ类、Ⅴ类或者是劣Ⅴ类情况，也即此时的水不再是可饮用水，据此可以对每一个地区每一个月的各类污染指数进行一个具体的分析，并且还可以对长江总体水质情况进行一个综合评价。
对于问题二：要求分析长江干流近一年多主要污染物高猛酸盐指数和氨氮的污染源主要分布地区。
由于一个地区某一污染物主要有两个来源：该地区的排放和上游地区未降解完的，而在确定某地区是否是污染源时主要是考虑该地区自身排放污染物的含量，故此问对污染源的确定也就是转化为求各地区自身排放污染物的含量。
但附录三中各地区主要污染物含量包括了自身排放和上游地区未降解完的，即在此问中主要是通过计算各地区上游未降解完的污染物含量来计算各地区自身排放。
在此假设各地区水流都是匀速的，先利用相邻站点的距离和水流速计算出水流从一个站点到相邻站点的时间然后再计算出各地区单位时间的各种污染物总量，接着利用主要污染物的降解系数计算水流从某一站点到相邻站点后剩下污染物，综上利用各地区污染物总量减去上游未降解完的，便可以确定每一地区自身排放污染物量，通过对各地区自身污染物排放量进行排序便可以确定主污染源。
针对问题三：主要是确定长江近10年的污染情况，首先通过对附录四中数据得观察发现由于没有平水期的数据不可能从枯水期、丰水期角度预测某一年的污染情况，故决定通过各水文年数据预测未来污染情况，由于此问中要求对未来10年进行预测属于中长期预测，故选用基于时间序列的灰色GM（1,1），此种预测方法可以及时补充和利用新的信息，提高灰区间的白化性，使预测结果更接近真实值。
通过水文年预测每年干流和支流各类水质所占河长，另外还需要对每年长江总流量和废水排放量进行预测，通过预测出的数据在假设Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类为污染水的情况下分析得出各年污染水所占河道比例和各年废水排放量的变化情况，由此对未来十年长江干流和支流污染量的污染量的变化趋势作出总体的分析说明。
针对问题四：要求在满足未来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类水这一条件下，确定未来五年需要处理的污水量。
此问中在假设某一年对污染水进行一定处理后对下一年的污染水评判没有影响和假设抽取的支流和干流评判河道长度之比能作为长江支流和干流的水量之比，据此确定长江干流Ⅳ类和Ⅴ类污水量和处理后的长江干流Ⅳ类和Ⅴ类污水量，根据两者之差从而确定需要处理的污水量。
针对问题五：根据以上四问的结果及附录一和附录二的信息提出解决长江污染问题的合理性建议。
主要从导致长江污染的化工厂、钢铁厂、农药排放、森林覆盖率等方面提出合理性的建议。
4、问题一的求解4.1 模型一的准备4.1.1 分别统计出长江沿线17个观测站各个时间段总体水质分类情况，如统计处2003年6月17个观测站水质类别1个观测站属于第一类，10个观测站属于第二类，4个观测站属于第三类，2个观测站属于第四类。
利用EXCEL作出2003年6月到2005年9月共计28个月长江沿线17个观测点各类别水质的分类情况如下图：注：系列1、系列2、……系列6分别对应Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类。
从上图可以粗略的看出长江总体水质随时间的变化情况，总体可饮用水呈现下降趋势而污水则呈现上升趋势。
4.1.2 相关定义说明：定义一：污染超标倍数=（污染物实测值-某污染物质量标准）/某污染物质量标准。
定义二：超标率=超标位点总数/监测位点总数4.2 模型一的建立设ijk a 为第i 个观测站在第j 个时间段的第k 个指标污染超标倍数，ijk x 对应实测值；ikd 为第i 个观测站点的第k 个指标超标位点数，ik m 为对应超标率；在确定质量标准时参考了水质评价超标项目以《地表水环境质量标准》(GB3828-2002) Ⅲ类标准进行超标项目评价，即若出现超标情况则说明该地区的水为污染水，记第Ⅲ类标准为k c，k=1,2,3,4分别对应溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮和PH 这四个指标。
综上分析可知：ijk kijk kx c a c -=28ikik d m =4.3 模型一的求解以四川乐山岷江大桥为例说明求解过程，利用MATLAB 编程求解出四川乐山岷江大桥各污染指标的超标情况及各地区各指标的平均超标率（代码见附录）注超标倍数说明了污染情况的严重程度。
如: 四川乐山岷江大桥在2003年6月出现溶解氧氧超标情况，则说明该月该地区水为不可饮用水。
依此可以分析各地区各月的各污染指标超标情况并可据此对该地区各指标总体进行评价。
用上面类似的方法求出了17个地区各个污染物指标的平均超标率，综合求出17个观测站的4个污染指标平均超标情况如下表：从上表可以看出四川攀枝花龙洞，四川乐山岷江大桥，四川宜宾凉姜沟，四川泸州沱江二桥，江西南昌滁槎这五个地方都出现了CODMn和NH3-N超标情况，并且四川乐山岷江大桥CODMn和NH3-N的平均超标率分别为：7/28和10/28，即该地区在抽样的28个月内有7个月出现高锰酸盐超标的情况，有10个月出现氨氮超标的情况。