长江水质评价和预测
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
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法预测的未来10年的水质分类情况,得到要处理的污水量:年份 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 处理量 1.51 28.42 34.49 40.93 47.62 54.59 61.91 69.43 77.27 85.37 根据我们对近两年长江水质状况的分析以及未来10年长江流域水污染情况的预测,结合各地实际情况,给出了我们认为可行的意见和建议。
关键词:长江水污染,一维稳态水质模型,简单指数预测,指数平滑预测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。
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。
长江水质的评价和预测3
长江水质的评价和预测摘 要本文首先根据长江流域17个观测站近两年多主要水质指标的检测数据,应用统计学中求平均值原理进行综合分析,以溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N )、PH 值(无量纲)的浓度为主要研究对象,得到在过去28个月中,长江这四项指标的平均浓度(17个观测站结果加权平均),。
其结果见图1;进而以同样方法分析统计这28个月长江水质的数据,并对过去两年多来长江水质做出定量的综合评价,其结果见表2。
在对各地区水质污染情况分析时,采用统计平均的方法对17个观测站28个月来的四项指标分别统计分析,得到17个观测站(地区)中溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N )、PH 值(无量纲)在过去两年多的平均浓度,见表2,从而说明了长江干流上的主要污染状况,即各观测站近两年来的水质情况,见表3;并指出了长江干流上近一年多主要污染物高锰酸盐指数、氨氮的污染源在何地,其具体结果见表7。
如果不采取更有效的治理措施,依照过去10年的主要统计数据,运用专业统计软件SPSS 和数学软件Matlab 中的polyfit 函数进行曲线拟合,求出了未来10年长江水质发展趋势,具体见图6,特别是对未来十年中每年的污水排放量做了较为精确的预测,其结果见图7。
根据这一预测数据,为了将长江干流未来10年的Ⅳ类水和Ⅴ类水的比例控制在20%以内,而且没有劣Ⅴ类水,首先对过去 10年中这两类水的比例与污水量之间,通过数据拟合得到了这二者之间的函数关系式:mX '≥(0.1953m X -52.8477-y)/0.1953 再利用上述预测数据,进一步确定了未来10年每年需要处理的污水量,具体结果见表9;最后根据上述研究结论,为解决长江水质污染问题提供了一些切实可行的建议和意见,具体见问题5的表述。
在模型优化中,对衡量本地排污的模型中加入总量的分析,结果表明单采用浓度分析与采用浓度与总量结合分析的结果是相似的。
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和运用数据的基础上,运用了综合加权法的评定思想对长江水质做出了定量评价,充分考虑污染物分解和水流速会造成的影响建立了污染含量的计算模型对污染物的主要污染源进行了判定,运用数据采用广义的多项式回归方程拟合长江水质未来发展趋势,在预测的基础上建立线性规划模型求得每年要处理的污水总量,最后针对长江水质提出了解决长江水质污染问题的建议。
问题一:针对评价因子的多数性,本文用综合加权法,找到评价因子的权重建立了评价模型(见正文式(1))。
得到长江水质等级分类限值,综合评价了目前长江水质属于第Ⅲ类水。
利用17个观测站点的监测数据对观测点水质情况进行排名,得出目前湖北丹江口胡家岭、江西九江河西水厂和江苏南京林山地区水质最好,四川乐山岷江大桥和江西南昌滁槎地区水质较差。
问题二:长江干流上有7个观测点6个河段,考虑每段的降解系数和水流速,建立污染含量的计算模型,得到每个站点污染物含量之后找到两个污染物含量最高的段点,即分别为高锰酸钾和氨氮的污染源。
问题三:为方便解决第三问和第四问,我们将水质等级Ⅰ至Ⅲ类水合称为第一类水(可饮用水),Ⅳ和Ⅴ类水合称为第二类水(轻度污染水),劣Ⅴ类水为第三类水(重度污染水),预测这三类水未来所占比重的发展趋势。
为了预测未来趋势,本文用多项式回归模型拟合得到各类水关于废水年排放率的函数方程,然后将也是用拟合得到的未来十年废水年排放率代入函数方程求得未来十年三类水的比重数据(见正文和附录),发现未来第三类水比重是逐年增加,水质将会越来越差。
问题四:基于问题三得到的预测数据,建立线性规划模型,得到废水年排放率阈值为1=1.89%θ,污水年排放阈值2=180.210θ(亿吨)。
根据长江年处理污水量=污水年预测排放量-污水年排放阈值的公式,求得未来十年的年污水处理量(见表5.4)。
问题五:根据题目中做出的对长江水质现阶段的评价、地区污染物的分析和未来的预测,我们以“预防为主、防治结合、标本兼治”为基本方针,提出了对长江治理的一些意见。
长江水质的评价和推测
长江水质的评价和推测一、摘要我们通过对水质污染项目标准限值、站点距离、水流量以及水流速的分析,讨论了长江水质的评价和预测问题。
针对模型一我们首先运用了数据的归一化和综合进行了数据处理得出模型一然后由假设1,构造整个长江流域水质综合评价函数,再结合附件(3)的数据绘制出图表进行分析。
针对模型二我们通过对长江干流上7个观测点近一年多的基本数据(站点距离、水流量和水流速)以及降解系数等的分析讨论得到了长江干流近一年多主要污染物(CoDMn)和(NH3—N)的污染源主要在哪些地区及其排序,请见表五.二3-1以及表五二3-2。
关键词:标准限值数据归一化综合评价二、问题重述长江是我国第一、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)。
依据题中所给的关于长江问题的近期数据,对下属几个问题进行分析:(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?本问题要求对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。
三、模型的假设1、水体中各污染物的降解系数都是相同的2、一个观测站代表一块水域,且水质均匀,17个观测站代表的水域覆盖了整个长江流域且不重复覆盖;3、干流相邻两个观测站的水流横截面积之差即为两观测站间所有支流水流横截面积之和。
四、符号说明符号表示的意义单位 备注 i L第i 个观测点与第一个站点四川攀枝花的距离KM1......7i =i v第i 个观测点的水流速度/m sij N 第i 个观测点第j 种污染物的浓度j=1,2分别为CODMn 和NH3-N/mg l'ij N第i 个观测点第j 种污染物经降解后在下一观测点的浓度/mg lij w第i 个观测点第j 种污染物的总量 gij V第i 个观测点第j 月的每秒的流量3mτ降解系数1/每天0.10.5τ≤≤(1)i i t +江水流过相邻观测点所消耗的时间天ij P水质综合指标 ψ长江流域水质综合评价函数ij y第i 年第j 类水所占百分比k a 权重值 i D 对应的水域长度 i S对应的水流横截面积五、模型的分析本题问题是研究长江一年多的主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染地区。
长江水源调查报告-长江水质的评价和预测
长江水源调查报告-长江水质的评价和预测
≥
7.5
(或饱和率90%)
6
5
3
2
2
高锰酸盐指数(coDmn)≤
2
4
6
10
15
∞
3
氨氮(Nh3-N)≤
0.15
0.5
1.0
1.5
2.0
∞
4
ph值(无量纲)
6---9
二、模型假设
1)长江干流的自然净化能力可以认为是近似均匀的。
2)要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数取0.2。
3)不考虑由于自然灾害所引起的特殊值。
4)假设各物质间没有化学反应。
5)假设长江水的密度均为1g/cm 。
6)不考虑人为因素在水体自净过程中的作用,污染物除流出外不因腐烂沉积或其他任何方式从江中消失。
7)假设长江主干流上的主要城市以外排入的污水的量少,可忽略不记。
8)流入江中的污染物能以很快的速度与江中的水均匀。
长江水质
长江水质的评价和预测(05年数学建模)2008-06-23 14:02A题:长江水质的评价和预测摘要:在第一问中,我们对长江近两年多来的观测数据做了一系列处理,将各种污染物的浓度标准正交化,得出一个年平均值标准,然后以此考察各观测站的水质情况,并定量进行分析,绘制了图表,得出了长江水质污染总体上越来越严重的结果;然后分析比较各类主要污染物在各观测站污染程度的高低,综合评判了各观测站水质情况的好坏。
在第二问中,我们首先利用微分方程刻画出两点间污染物浓度的差值同降解解数以及距离的关系,然后建立浓度差值模型并绘制图表,通过分析两站点间的差值,方便快捷的找到了主要污染物的污染源。
在第三问中,我们先对各类水所占百分比赋权重,在验证了所赋权重的可靠性后,我们算出每年的污染指标,并依照过去10年的统计数据,预测了长江水质的污染趋势将会不断恶化,劣Ⅴ类水的比例将达到20%。
在第四问中,我们首先将水文年里干流中各类水的百分比变化情况反映在折线图上,并研究了各类水的变化规律,由此,我们推算出刚好使得干流水质超标的临界排放亮。
最后,我们线性拟合了年污水排放量的变化趋势,并预测了今后十年的污水排放总量。
从而,我们得到了每年应处理的污水量:年份 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014处理的污水总量 71 83 96 109 122 135 148 161 173 186在第五问中,我们从经济管理的角度出发考虑如何有效的控制污物的排放量。
提供了两种管理方案:排污收费和排污征税。
对排放污水的企业分别采取不同的收费手段,在保证企业能够获得利润的前提下最大程度的限制污水的排放。
经计算,我们推荐采用排污征税方案,并且建议从创新的金融工具中筹集污水防治资金。
最后,我们对本模型的一些不足之处做了补充和修订,对第三问中的综合指标采用逐年预测法重新预测,每次预测一个指标,并将其作为新样本点预测下一个指标。
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
长江水质的评价和预测一、摘要文章在已有数据的基础上,建立了水质依靠流量、流速和解降系数的数学模型,找出了污染源的所在地。
建立一元线性回归模型,对后十年污水治理做出了预测。
利用Matlab,C语言程序进行求解。
得出了有关结论。
针对问题一,根据03,、04年长江流域的水质报告表,对长江近两年的水质情况的综合评价是:饮用水占%32。
对每个地区近两年的的68,非饮用水%水质情况进行统计,找出该地区污染种类出现的频率是:Ⅰ类水比例为30%、Ⅱ类水比例为23%、Ⅲ类水比例为20%、Ⅳ类水比例小于1%、Ⅴ类水比例为30%、劣Ⅴ类水比例小于2%。
因此水质评价和污染频率推测污染情况相当严重。
针对问题二,根据主要的污染物在各个观测点的观测数据,建立水质依靠流量、流速和降解系数的数学模型。
对长江干流沿岸各个地段的排污量进行统计,找出了该地区污染源所在地区:长江中游湖北宜昌至湖南岳阳段。
针对问题三,根据各年的的废水排放总量,采用一元线性回归模型找出废水排放量总量与年份之间的关系。
根据附件4污水排放量,对未来十年废水排放总量占长江总流量比例进行预测。
从预测结果中,发现污水百分比呈逐年上升的趋势(从2005年的%.6),由此说明长江污水的处理迫在眉2427.3到2014年的%睫。
针对问题四,依照过去10年的Ⅳ类、Ⅴ类水和Ⅵ类水的统计数据,通过数据拟合构建了一元线性回归模型、预测的未来十年Ⅳ类、Ⅴ类水和Ⅵ水占长江总水量的百分比。
引入流量的概念,得到长江的总流量HS。
从而求出未来十年每年需要处理的污水量为:75.195亿吨。
针对问题五,提出了解决长江水质污染问题从四个方面着手的方案:沿长江工厂的整治,民众意识的唤醒,上游植被的保护,以及法律的硬性要求。
关键词:模糊综合评价法微分方程权重线性回归模型二、问题的提出题目给出长江沿线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。
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。
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。
长江水质评价
长江水质污染的评价和预测摘要本文研究的是长江水质的评价和预测问题。
对给出的问题逐一建模解答:首先,采用改进的水质综合评价指标--水质质量系数(P)法,对长江水资源总体和各个观察站的水质做出了评价,得出长江可饮用水资源占总资源96.43%;然后,利用一维扩散模型求解长江干流主要污染物的污染源,得出了现实很符合的结果(如下表);接着,应用自相关—滑动平均模型ARMA(P,Q)对长江未来10年污染的发展趋势做出了预测,为长江治理工作提供了科学的依据;最后,我们根据模型,为长江的治理提出了独特的建议。
改进的水质综合评价指标---水质质量系数(P)法,对水质的综合评价真实,是本篇论文的突破,为以后水质综合评价提供了新的方法。
长江水域主要污染物的污染源分布表关键词:水质质量系数(P)法一维扩散方程自相关—滑动平均模型ARMA(P, Q)一、问题重述长江是我国第一、世界第三大河流,长江水质的污染程度日益严重,已引起人们的普遍关注。
对现有水质的评价为制定水体的综合防治方案和安全引用提供科学的依据。
水质评价的主要目的有:1)对不同地区各个时期水质的变化趋势进行分析; 2)分析对工农业生产和生态环境的影响; 3)分析对人体健康的影响。
单项污染指标的具体浓度,仅能反映这项指标的瞬间水质状况,而不能反映有多种污染物共同排放所形成的复杂水质状况。
故应采用综合指标对各种污染物的共同影响进行评价,即选择合理的综合评价指标对解决问题至关重要。
对长江干流主要污染物的污染源的探索和对长江未来10年的污染发展趋势的研究为长江的治理提供了科学的依据;二、模型假设及符号说明模型假设:1、假设干流观察站点之间流速为平均速度;2、假设污染物在长江中的扩散为面源一维扩散模型;3、假设干流观察点之间降解系数恒为0.2;.4、长江干流的自然净化能力是均匀的。
符号说明:DO---代表水中溶解氧浓度,mg/L;CODMn —高锰酸钾浓度,mg/L; NH3-N —氮氨浓度,mg/L; 以下符号需要时再做声明。
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。
长江水质
长江水质的评价和预测(05年数学建模)2008-06-23 14:02A题:长江水质的评价和预测摘要:在第一问中,我们对长江近两年多来的观测数据做了一系列处理,将各种污染物的浓度标准正交化,得出一个年平均值标准,然后以此考察各观测站的水质情况,并定量进行分析,绘制了图表,得出了长江水质污染总体上越来越严重的结果;然后分析比较各类主要污染物在各观测站污染程度的高低,综合评判了各观测站水质情况的好坏。
在第二问中,我们首先利用微分方程刻画出两点间污染物浓度的差值同降解解数以及距离的关系,然后建立浓度差值模型并绘制图表,通过分析两站点间的差值,方便快捷的找到了主要污染物的污染源。
在第三问中,我们先对各类水所占百分比赋权重,在验证了所赋权重的可靠性后,我们算出每年的污染指标,并依照过去10年的统计数据,预测了长江水质的污染趋势将会不断恶化,劣Ⅴ类水的比例将达到20%。
在第四问中,我们首先将水文年里干流中各类水的百分比变化情况反映在折线图上,并研究了各类水的变化规律,由此,我们推算出刚好使得干流水质超标的临界排放亮。
最后,我们线性拟合了年污水排放量的变化趋势,并预测了今后十年的污水排放总量。
从而,我们得到了每年应处理的污水量:年份 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014处理的污水总量 71 83 96 109 122 135 148 161 173 186在第五问中,我们从经济管理的角度出发考虑如何有效的控制污物的排放量。
提供了两种管理方案:排污收费和排污征税。
对排放污水的企业分别采取不同的收费手段,在保证企业能够获得利润的前提下最大程度的限制污水的排放。
经计算,我们推荐采用排污征税方案,并且建议从创新的金融工具中筹集污水防治资金。
最后,我们对本模型的一些不足之处做了补充和修订,对第三问中的综合指标采用逐年预测法重新预测,每次预测一个指标,并将其作为新样本点预测下一个指标。
长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测长江是我国最大的、流经面积最广的河流之一,其流域覆盖了全国五分之一的土地,涉及11个省市区。
然而,由于人类活动的不断增加,长江水质不断恶化,生态环境也受到了很大的影响。
这也使得长江水质的评价和预测变得尤为重要。
长江水质评价是指对长江流域内各段河段水质的调查、分析、评价、通报与预测等过程,该过程主要根据国家的水质标准进行评价。
通常采用对水质数据进行分析的方式,包括水质监测、水质评价以及水质统计等环节。
水质监测是针对水体中各项指标进行定点采样和分析,来判断水体的污染情况和治理效果。
水质评价是指基于水质监测数据和水质标准,判断水体的优良程度和污染程度。
而水质统计是指对长江各段水体的水质数据进行分析和统计,形成水质评价的综合评定结果。
长江水质预测是通过水质监测、分析、预测技术等多种手段,对未来一定时间内长江各段水质状况进行合理科学的预测。
长江水质预测通常需要考虑多种因素,如自然因素、入河排污等人为因素等,以及长江水区域内的天气变化等。
同时,预测需要采用多种方法,如数学模型、回归分析法、人工神经网络等,以获取较为准确的预测结果。
除了评价和预测,应该更加关注长江水质治理和保护。
需要从根源上降低污染物排放,加强水资源保护和高效利用,完善长江水质监测和预警系统,全力打造全流域水环境管理与治理体系,加强协同治理等手段,为长江水质的可持续保护和健康发展提供有力的支持。
总之,长江水质的评价和预测是长江水环境保护工作的重要组成部分,长江流域水质的改善和保护固然需要一系列的措施加以推进,但评价和预测也可以为长江水环境保护的管控及时做出恰当的决策,将长江水质管理的工作落实到每一个细节,并协同打造出更加有效的综合治理机制,实现长江水质的良性发展和可持续保护。
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长江水质评价和预测摘要水质评价和预测是实施水污染控制规划的重要基础。
本文结合模糊数学和灰色系统预测理论,构建长江水质评价和预测的数学模型并利用数学软件对模型进行了求解,解决了如何综合评价长江水质以及如何预测水质的污染情况问题。
问题一,结合水质评价的特点, 建立了模糊综合评价模型,对长江近两年多的水质情况做出了定量的综合评价。
用模糊综合评价法对各断面水质的综合评价。
由所给17个观测站28个月的水质数据,分别求出每个观测站水质处于各类污染的隶属度,建立单因子模糊评判矩阵,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判矩阵,并进行归一化处理。
求解得江全流域1类水质断面占17% ,2类水质断面47%,3类水质断面23%,4类水质断面6%,5类水质断面6%,并得到各断面的水质情况。
问题二:建立了稳态一维对流扩散水质模型,分别求出长江干流上六个江段高锰酸盐(CODMn)和氨氮(NH3-N)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,分析相关图象,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沿岸、重庆朱沱至湖北宜昌江段沿岸,以及岷江流域的四川乐山地区。
问题三,根据过去10年的长江流域水质数据,利用灰色预测理论中的GM(1,1)模型,对长江未来水质污染的发展趋势做出预测。
用MATLAB编程求解得出10年后可饮用水的河长预测比例。
结果如下(单位:%):年份2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014比例67.5566.2264.7163.2461.8160.459.0357.6956.3855.1问题四:若要求未来10年内每年长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例都控制在20%以内,且没有劣Ⅴ类水,则每年需要处理的污水量为(单位:亿吨):2005 2006 2007 2008 2009 污水年处理量24.0897 28.6064 33.0651 37.6167 42.33102010 2011 2012 2013 2014 污水年处理量47.2051 52.2562 57.5597 63.0846 68.8667问题五,针对所作的水质评价与预测,提出解决长江水质污染问题的切实可行的建议和意见。
关键词:模糊综合评价模型稳态一维对流扩散水质模型灰色预测理论一.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。
请你们研究下列问题:(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)根据你的预测分析,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)你对解决长江水质污染问题有什么切实可行的建议和意见二:问题分析1对问题一的分析针对水质评价的特点、要求以及求解过程中的难点, 采用了直接确定多指标权重和有限样本隶属度的模糊分析法,对问题1进行了模糊综合分析法。
水质情况是一个模糊概念,在进行长江水质综合评价时很难给出确切的表达,可以考虑利用模糊理论进行水质评价。
模糊综合评价就是由给出的评价标准和实测值,经过模糊变换,对待评价对象给出总的评价的一种方法。
建模时需要找出影响水质的各主要因素,确定评价因子集、评价集、隶属函数,然后通过计算各因素的权重和隶属度,得到综合隶属度,确定水质级别。
根据国家水质标准来综合评价。
2对问题二的分析建立了稳态一维对流扩散水6质模型,分别求出长江干流上六个江段高锰酸盐(CODMn)和氨氮(NH3-N)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,分析相关图象,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的主要分布第一步:确定七个观测站之间受污染最严重的江段。
污染物在河流中符合一级反应动力学,可以建立稳定一维均匀河流水质模型,分别求出长江干流上六个江段高锰酸盐和氨氮的污染量(包含了该江段支流所汇入的污染、该江段沿岸产生的污染、上游污染经自然净化后剩余的污染);第二步:对于上一步中求得的污染严重的江段,进一步缩小范围确定主要污染源地区。
再结合支流、湖泊的地理位置及支流观测站的污染浓度数据,作出相关图象,进行分析。
3对问题三的分析根据过去10年的主要统计数据,要对未来10年的水质污染作出科学的预测。
利用灰色预测理论中的GM(1,1)模型,对长江未来水质污染的发展趋势做出预测并进行残差检验。
4对问题四的分析要解决的是如何使未来10年内每年的干流Ⅳ、Ⅴ类水的比例控制在20%以内,且没有劣Ⅴ类水。
由于污水的定义自身不能明确表明各种污染指标的浓度,因此考虑自然降解的情况下,预测未来10年内每年的污水处理量将非常困难,但是可以考虑从数据上来挖掘信息。
三.模型假设1.长江干流的自然净化能力近似均匀,在任何情况下都保持恒定0.2.2.所有的数据都来自科学采集3.入河排污口水量与水质变化稳定4.长江各观测河段的水流水质状态稳定5.四川攀枝花上流的污染忽略。
四.定义与符号说明Q 水流量;u 水流速;C(i =1,2,3):表示第i 种污染物的浓度实测均值iI(i =1,2,3):第i 种污染物的权重;iS第i 种污染物的六个级别浓度标准限值的均值i :x 河道长度;W 污染指标权重;t 时间k 降解系数附:k=0.2五.模型建立与求解问题一:水质污染情况是一个模糊概念,利用模糊理论进行水质评价,水质污染程度是一个模糊概念,在进行评价时很难给出确切的表达,应用模糊理论处理问题,评价结果比较合理、更加接近客观实际。
模型建立:1. 建立模糊评判矩阵记模糊评判矩阵为n m ij r R ⨯=)(,m=3 n=5其中)(x a r ij ij =表示在第i 个观测站测得的处于第j 级污染程度的隶属度,隶属度是通过对隶属函数的计算来确定的。
由于劣Ⅴ类污染物指标较极端,我们根据标准将水质分成5级。
以DO 的监测值为自变量x,对第j 级别的隶属度为⎪⎩⎪⎨⎧><=<=-<=5.715.765.1/)6(601)(x x x x x Do μ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤<<--<<-=5.7,5,05.76,5.1/)5.7(65,5)(2x x x x x x x DOμ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤<<--<<-=6,3,065),6(53,2/)3()(3x x x x x x x DOμ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤<<--≤<-=5,2,053,2/)5(32,2)(4x x x x x x x DOμ⎪⎩⎪⎨⎧≥<<--≤=3,032),3(2,1)(5x x x x x DOμ以codmn 的监测值为自变量x,对第j 级别的隶属度为()⎪⎩⎪⎨⎧<<->=<==422/)4(40211x x x x x mn μ ⎪⎩⎪⎨⎧<=>=<<-<=<-=2,60642/)6(422/)2()(2x x x x x x x u mn()⎪⎩⎪⎨⎧>=<=<<=-<<-=10,401064/)10(642/)4(3x x x x x x x mnμ ()⎪⎩⎪⎨⎧>=<=<<=-<<-=15,6,01510,5/)15(106,4/)6(4x x x x x x x mnμ()⎪⎩⎪⎨⎧>=<=<<-=15,110,01510,5/)10(5x x x x x mnμ以NH3—N 的监测值为自变量x,对第j 级别的隶属度为()⎪⎩⎪⎨⎧>=<<-<==⎪⎩⎪⎨⎧<<-<=<-<==⎪⎩⎪⎨⎧<<-<=<->=<==⎪⎩⎪⎨⎧<<-<=<->=<==⎪⎩⎪⎨⎧<<->=<==0.2,10.25.1,5.0/)5.1(5.1,0)(0.25.1.5.0/)0.2(5.10.1,5.0/)0.1(5.1,0)(5.10.1,5.0/)5.1(0.15.0,5.0/)5.0(5.1,5.0,0)(0.15.0,5.0/)0.1(5.015.0,35.0/)15.0(0.1,15.0,0)(5.015.0,35.0/)5.0(5.0,015.0,154321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x N N N N N μμμμμ 将各监测断面的监测数据代入前面确定的隶属函数中,就可以计算其隶属度,进而建立每个断面的单因子模糊评价矩阵。
2. 确定评价指标的权系数向量当对多个(m 个)目标进行综合模糊评价时,还要对各个目标分别加权。