关于长江水质的综合评价与预测问题
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。
CUMCM：05A长江水质综合评价与预测
CUMCM：05A长江水质综合评价与预测05A长江水质综合评价与预测
一、题目特点
1. 题目大, 要解决的问题太多, 尤其是数据量太大、太复杂；
2. 问题极具开放性、灵活性、创造性和即时性。
二、解决问题的主要方法
问题1
是多因素多属性的综合评价分析问题, 可用的方法有综合加权法、模糊综合评判法、主成份分析法、灰色聚类、多目标决策、神经网络等方法, 无论用哪一种方法都应该有一个合理的综合评价指标( 函数) , 作为综合评价的依据。
问题2
是由历史数据来确定长江干流的主要污染源, 事实上这是一个微分方程的反问题。
可利用简化的一维水质模型( 连续形式或差分形式) 研究污染物的降解作用, 从而可以确定各地区污染物的浓度变化。
并假设排污点在江段内均匀分布, 或者所有的排污源都集中在某一点处。
最后根据各江段排污量的多少确定主要的污染源在哪里。
问题3
是对未来1 0 年水质变化的预测问题, 这是一个典型的小样本的预测问题, 可用的方法有很多, 如灰色预测、时间序列、回归分析、拟合( 指数据拟合、线性拟合、分段非线性拟合、二次拟合) 等等。
只是这些方法如何来使用, 使用方法不当可能会导致错误,有的会得到荒唐的结果。
事实上,对于没有明显变化规律( 或趋势) 的数据样本做预测, 用任何方法都是不可靠的。
问题4
是在问题3 ) 的基础上进一步研究对水质的控制问题。
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。
长江水质的评价及预测
论文题目：长江水质的评价及预测摘要本文主要通过对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，根据近十年长江流域的水质报告，研究、预测未来长江水质变化趋势，并分析制定出解决长江水质污染问题的合理建议及计划。
针对问题一：通过分析近两年水质污染中四种主要指标含量，通过层次分析法计算出权重，然后进行灰色关联分析，得到近两年17各地区的主要指标灰色关联度，综合排序后，得出结论：干流水质最好的区段是四川攀枝花龙洞段，支流水质最好的是湖北丹江口胡家岭；水质最差的城市是湖南岳阳岳阳楼（洞庭湖出口）地区，干流水质最差的是湖南岳阳城陵矶段，主要污染可能是来自于洞庭湖。
针对问题二：将长江干流7个观测站点分为长江分为6个江段，建立微分方程模型，先计算出每月每段的高锰酸盐和氨氮的量，再求六个污染源近一年多里每个月各个观测段的高锰酸钾和氨氮含量的平均值。
最后进行对比，找到高锰酸钾和氨氮含量最高的观测段，发现主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源存在于湖北宜昌南津关至湖南岳阳城陵矶段。
针对问题三：用水文年的数据进行预测长江未来十年水质变化情况，建立灰色预测模型来预测长江未来水质的发展趋势，将结果进过对比分析，发现可饮用水的比例在不断下降，2014年可饮用水比例下降到56.54，2014年劣V类水的比例上升到19.95，排污量有明显的上升趋势，2014年排污量达到了531.31。
总体来说排污量和劣质水比例的不断增加，可饮用水的比例不断减少，未来十年长江的水质会不断变差。
针对问题四：通过建立废水排放量与各类水百分比之间的二元线性回归模型，计算出长江所能承受的最大污水排放量为210.92亿吨，将这个排放量与预测的排放量作差，可得到未来十年每年需要处理的污水量。
最后得出随着年限的增加，每年需要处理的污水数量有不断上升的趋势，而每年污水的排放量也在快速增长。
针对问题五：通过对上述问题的讨论，对长江水质进行分析的出评价和预测结果，总结出水质污染的根本原因。
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。
长江水质的评价与预测(8,1)
裴丽芳
问题分析 主要内容：评价，预测 重点：数据分析，方法选择（切合题意， 考虑细节），结果计算
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。
（1）问题有两部分： 问题有两部分： 一是综合评价， 一是综合评价，二是各地区情况 参考数据： （2）参考数据： 附件3 地表水环境质量标准》 附件3，《地表水环境质量标准》
பைடு நூலகம்
对某观测站两年的评价分析（二） 某观测站两年的评价分析（ 两年的评价分析 评 价 指 时间
03年6月 年 月 溶解氧 高锰酸盐
标 观 测 值 氨氮
x13
PH值
x14
评价值
p1
x11
x12
04年 04年8月
x 28,1
x 28, 2
28
x 28,3
x 28, 4
p 28
对某站的总体评价值： 对某站的总体评价值：p = ∑wi pi
评 价 指 观测站 溶解氧 站1
x11
高锰酸盐
标 观 测 值 氨氮
x13
PH值
x14
评价值
p1
x12
站17
x17 ,1
x17 , 2
17
x17 ,3
x17 , 4
p17
某月的总体评价值： 某月的总体评价值：p = ∑wi pi
i=1
这里
wi为第 i 个站点的权重 个站点的权重.
最后求全部28个 最后求全部 个 月评价值的加权 和，即得两年的 总体评价。 总体评价。
i=1
这里
wi为第 i 个月的权重 个月的权重.
最后求全部17个 最后求全部 个 站评价值的加权 和即得两年的总 体评价。 体评价。
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。
关于长江水质的综合评价与预测问题(DOC)
承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（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）。
我们完全明白，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（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
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本文针对长江水质的水污染问题，进行长江水质的综合评价与其污染程度进行预测。
针对问题一，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。
通过对附表: 《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中4个主要项目标准限值的分析，利用层次分析法，确定溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、PH值四个因素对长江水质的影响程度，也即是各个所对应得权重。
全国一等奖 长江水质的评价和预测
长江水质的评价和预测摘要本文对问题分别建立不同模型进行评价和预测，分析如下：问题一我们结合模糊综合评判（Kuzzy）模型和内梅罗（N. L. Nemerow）指数评价模型对长江近两年来水质情况进行了定量的综合的分析评价。
统计结果表明近两年多来长江流域的水质状况一直处于轻度污染中。
优于和达到Ⅲ类水质标准的月份有23个，占82.14％；符合Ⅳ类水质标准的月份有3个，占10.71％；符合Ⅴ类水质标准的月份有1个，占3.57％；无水质为劣Ⅴ类。
江西南昌滁槎的污染最为严重最大梅罗污染指数达到8.110且长期处于超重度污染状态，该地区的水生态系统已遭受严重破坏。
问题二利用假设条件建立微分方程求解得到污染物浓度随时间的延长沿指数曲线逐渐减小，求解七个测站点近一年多，每个月污染物的排放量直观的发现最主要的污染物排放地是湖南岳阳高锰酸盐最大排放量达到6.4089kg/s，氨氮最大排放量达到6.5799 kg/s、其次是湖北宜昌。
问题三我们将灰色理论应用到水质预测模型建立了GM（1，1）模型，同时结合高斯的曲线拟合方法，成功的预测出未来10年不同等级水质占有的百分含量，利用时间响应函数对近10年回代检验，与实际数据比较误差都在0.09左右。
问题四利用运用GM（1，1）模型预测未来10年的污水排放量和问题三中的预测结果，建立模型进行求解，分别得出未来10年的污水处理量为29.0597，2.8190，36.6129，40.2927 43.8392，47.1466，50.0885，52.6148，54.6210，56.0455。
问题五拯救长江，执法先行。
加强执法人员和政府官员的弹劾力度，设立新的政绩评价准则让经济与环境利益并重，重视孩子的环保教育并且大力提倡“绿色中国”、“以法制国”才是真正有效可行的治污之略。
关键词：模糊综合评判内梅罗污染指数灰色理论高斯曲线拟合1、问题的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 。
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。
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承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（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）。
我们完全明白，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（包括指导教师）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竞赛章程和参赛规则的，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。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名) ：1. 郝琪琪2. 高盈超3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：关于长江水质的综合评价与预测问题摘要作为世界第三大河流的长江，面临着前所未有的水资源污染问题，由于污染严重，长江岸边形成了许多污染带，在干流21个城市中，重庆、岳阳、武汉、南京、镇江、上海六大城市累计污染带长度占长江干流污染带总长的73%。
本文针对长江水质的水污染问题，进行长江水质的综合评价与其污染程度进行预测。
针对问题一，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。
通过对附表: 《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中4个主要项目标准限值的分析，利用层次分析法，确定溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、PH值四个因素对长江水质的影响程度，也即是各个所对应得权重。
同时，再结合模糊综合评价模型，利用最大隶属度的原则，对长江水质的四个影响指标合理准确的评估，从而对长江近两年的水质情况作出定量的综合评价。
并利用模糊模型的结果对各地区水质污染状况进行分析。
针对问题三，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。
利用附件3中的各种数据，借助MATLAB软件建立灰色预测GM(1,1)模型，对其残差检验、关联度检验、后验差检验进行验算，较为科学的预测出长江水未来十年的水质状况。
利用灰色模型处理数据不仅对数据没有很强的限制，而且精度高，计算简便，能科学的预测出未来十年水质污染的发展趋势。
针对问题四，通过建立非线性规划模型，借助附表四的数据和问题三已经解决的未来十年的预测问题，可以明确长江处理污水排放量的函数关系。
针对问题五，提出治理水质的切实可行的办法这一要求，我们从分析的数据与问题出发，分别就问题的根源、影响因素与较高权重等方面，较为科学、全面、系统的提出了问题的解决方案。
综上所述：近两年在长江区域主要污染物起主导作用的是溶解氧，次之是高锰酸盐指数，高锰酸盐浓度主要对四川乐门沱江二桥影响最为显著，尤其是在2013年12月到2014年六月影响最为显著。
对四川泸州沱江二桥影响次之，在这两个地区出现较高的高锰酸盐浓度，对其水质影响严重。
氨氮浓度主要对江- 1 - / 17西南昌滁槎影响最为显著，在个别月里严重超标，影响尤为恶劣。
关键词：层次分析法模糊综合评价 GM(1,1)模型非线性规划模型一、问题重述作为世界第三大河流的长江，面临着前所未有的水资源污染问题，由于污染严重，长江岸边形成了许多污染带，在干流21个城市中，重庆、岳阳、武汉、南京、镇江、上海六大城市累计污染带长度占长江干流污染带总长的73%。
本文针对长江水质的水污染问题，进行长江水质的综合评价与其污染程度进行预测。
要解决的问题如下：（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。
建立基于层次分析法的迷糊综合评价模型，来解决实际问题。
（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在哪要些地区。
建立统计模型，来分析长江干流的主要污染物的污染状况。
（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，建立GM(1，1) 灰色预测模型，科学的对长江污染发展趋势作出预测。
（4）根据预测分析，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(约束条件),那么每年需要处理的污水。
建立非线性回归方程，借助软件行合理规划。
二、问题的分析针对问题一，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。
通过对附表: 《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中4个主要项目标准限值的分析，利用层次分析法，确定溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、PH值四个因素对长江水质的影响程度，也即是各个所对应得权重。
同时，再结合模糊综合评价模型，利用最大隶属度的原则，对长江水质的四个影响指标合理准确的评估，从而对长江近两年的水质情况作出定量的综合评价。
并利用模糊模型的结果对各地区水质污染状况进行分析。
针对问题三，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。
利用附件3中的各种数据，借助MATLAB软件建立灰色预测GM(1,1)模型，对其残差检验、关联度检验、后验差检验进行验算，较为科学的预测出长江水未来十年的水质状况。
利用灰色模型处理数据不仅对数据没有很强的限制，而且精度高，计算简便，能科学的预测出未来十年水质污染的发展趋势。
针对问题四，通过建立非线性规划模型，借助附表四的数据和问题三已经解决的未来十年的预测问题，可以明确长江处理污水排放量的函数关系。
针对问题五，提出治理水质的切实可行的办法这一要求，我们从分析的数据与问题出发，分别就问题的根源、影响因素与较高权重等方面，较为科学、全面、系统的提出了问题的解决方案。
三、对问题的合理假设（1）假设各个测量数据不存在人为的影响因素。
（2）一个观测站的水质污染主要来自本地区的排污和上游的污水，河水在通过观测点后立即被混入下段区域的污水。
（3）不考虑洪水干旱等特殊气候对水质的影响。
（4）两观测点之间江水的流速是所测的两点流速的平均值。
四、符号说明五、问题一的解决方案（1）通过附表提供的数据利用层次分析法把问题层次结构分两层：第一层为目标层(O);第二层为准则层（C），相关条件，共有四个因素，依次是A溶解氧(DO)、B 高锰酸盐指数(CODMn)、C 氨氮（NH3-N ）、D PH 值（无量纲）。
构造的判断矩阵如表一所示。
w= 0.4673 0.2772 0.1601 0.0954 t= 4.0310若想使结果具有科学性需对归一化向量进行一致性检测，如果满足CR<0.1，则结果具有说服力，否则需从新构造判断矩阵，再进行一致性检验，知道满足条件为止。
对w 向量进行一致性检验，一致性指标RI 的取值如表二所示也即RI 取值为0.90，则一致性指标CI=1n - ,CI=41-≈0.01033，一致性比率指标CR=CIRI,CR=0.01148<0.1,于是w 可作为C 层对O 层的权重向量 （2）通过模糊数学综合评价长江水质情况，设U={1234u ,u ,u ,u }为研究对象的四个因素集。
V={123456v ,v ,v ,v ,v ,v }为长江水质的六个评价等级。
根据附表3提供从2003年六月到2005年九月17个长江流域的城市的数据可以构造模糊评价矩阵R=(i j r )x n m 如下表所示：R=2691453426111382566220001312395623141395959595951⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎩⎭，根据模糊数学综合评价模型可知：综合评价B=R w,其中取模型M(,∧∨)计算，max{(),1} (1,2,,);j i ij b a r i n j m =∧≤≤=其评判结果只取决于在总评价中起主要作用的那个因素，即采用最大隶属度原则得出评价向量B=0.6792 0.4029 0.2327⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭,在计算过程中PH 值严重偏离正常范围，因而舍去PH 值对水质的影响。
因而可以得出结论：近两年在长江区域主要污染物起主导作用的是溶解氧，次之是高锰酸盐指数，如下图所示：根据图示可分析出：长江流域近两年，安徽安庆皖河口、江西九江河西水厂、湖南岳阳城陵矶地区主要受溶解氧含量的影响；江苏扬州三江营、江西九江蛤蟆石、江西南昌滁槎地区主要受高锰酸盐的影响。
六、问题二的解决方案研究、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在哪要些地区，解决该问题要对高锰酸盐指数和氨氮的数据进行统计分析。
利用附表三中的数据，再借助MATLAB软件进行绘图统计，最终确立两个因素对长江流域主要污染的地区。
在绘制的过程中为方便起见，借助附表中各个城市对应的不同标号代表各个城市的名称，例如：1 代表四川攀枝花龙洞，2 代表重庆朱沱，一次类推共17个城市由图示可知，在排除一些个别离散较大的数据后，可以得出以下结论：（1）高锰酸盐浓度主要对四川乐门沱江二桥影响最为显著，尤其是在2013年12月到2014年六月影响最为显著。
对四川泸州沱江二桥影响次之，在这两个地区出现较高的高锰酸盐浓度，对其水质影响严重。
（2）氨氮浓度主要对江西南昌滁槎影响最为显著，在个别月里严重超标，影响尤为恶劣。
然而在四川宜宾姜沟、泸州沱江二桥、湖南长沙新港也出现较为严重的氨氮污染。
（3）氨氮、高锰酸盐指数在第一问中综合评价中就占有相当大的比重。
因而对长江流域各地的水流影响都非常严重。
同时还出现局部影响严重的现象。
七、问题三的解决方案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。
建立GM(1，1)灰色预测模型，通过1995-2004这十年的数据对长江流域未来十年的水质情况进行预测分析。
（1）根据附表四提供的数据，对1995-2004这十年间的长江流域总流量和废物总排出量进行数据分析和拟合，粗略的显现这十年间随着年份的x的增长，总流量，废物总排水量之间的关系。
借助MATLAB 绘图如下：由图示可知：(a) 长江流域在1998年由于特大洪水的影响，使数据不具有客观性，因而在GM(1，1)模型预测时要着重关注这一年份，最为其中的特殊点处理。