數(shù)學(xué)建模之長江水質(zhì)監(jiān)測問題-全文預(yù)覽
【正文】 流近似的處于穩(wěn)定狀態(tài)，斷面均勻，普通對流擴(kuò)散方程為 上式是解決污染物的一般方程，結(jié)合問題二的情況，假設(shè)觀測站干流的污染物濃度在一個(gè)月內(nèi)保持不變，則，又因?yàn)?所以上式進(jìn)一步簡化為： 其中，為斷面水流平均流速，為某組分子在處的濃度。（15號），可知此處水質(zhì)情況最差，其次水質(zhì)差的地方為四川樂山岷江大橋（8號）、湖南長沙新港（12號）以及四川瀘州沱江二橋（10號），此四處水質(zhì)污染嚴(yán)重；水質(zhì)最好的地方是湖北丹江口胡家?guī)X再將權(quán)重歸一化處理，評價(jià)因素權(quán)重的集合為A=[,]?！? （或飽和率90%）65 3 2 0 2 高錳酸鹽（CODMn) ≤246 10 15 ∞ 3氨氮（NH3N）≤ ∞ 4 PH值（無量綱） 694個(gè)指標(biāo)將水質(zhì)分為6個(gè)等級。符號符號意義氧氣屬于第i等級的隸屬度高錳酸鹽屬于第i等級的隸屬度氨氮屬于第i等級的隸屬度第i種指標(biāo)的權(quán)重各觀測點(diǎn)模糊關(guān)系矩陣第i種指標(biāo)的實(shí)時(shí)均值 平均排污量 相對排污量 斷面水流平均流速 某組分子在處的濃度 降解常數(shù) 每年長江總水流量 每年總排污量 V類水所占的比例 劣V類水所占比例4模型的建立與求解（1）確立評判指標(biāo)：根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）中4個(gè)主要項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值設(shè)置表，結(jié)合28個(gè)月的各觀測點(diǎn)的測量結(jié)果，選取溶氧量（DO）、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和氨氮（NH3N）為評價(jià)因子，設(shè)置評價(jià)因子集：，求出17個(gè)觀測點(diǎn)28個(gè)月的個(gè)評價(jià)因子的均值，得到17個(gè)點(diǎn)的評價(jià)因子集。結(jié)合考察團(tuán)的調(diào)查結(jié)果，給出合理的建議和意見。年排污量，利用灰色預(yù)測方法對未來的年排污量做出預(yù)測，最后根據(jù)總排污量的增長趨勢來推斷出可飲用水比例的變化趨勢，從而可以預(yù)測出未來10因此，考慮到降解系數(shù)，求得污染物隨時(shí)間的變化量，通過相鄰兩主要觀測點(diǎn)之間每千米的相對排污量判定污染源，即本地新增污染物的量等于本地區(qū)現(xiàn)有的污染物減去上游通過降解后到達(dá)該處的污染物的總量，再比上兩地之間的距離，得到相對排污量。2問題分析問題需要對長江水質(zhì)作出評價(jià)和預(yù)測，根據(jù)附件中已知的數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的評價(jià)預(yù)測模型，分析得出長江水質(zhì)過去十年以及未來十年的污染狀況。(4) 對長江近兩年多的水質(zhì)情況做出定量的綜合評價(jià)，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。最后，對模型中運(yùn)用的方法進(jìn)行了優(yōu)、缺點(diǎn)評價(jià)，在模型的推廣中提出了可以建立類似模型解決生活中的一類問題。在相對誤差較小的情況下對未來10年的水質(zhì)情況作出了預(yù)測，分析得出結(jié)論：未來10年可飲用水所占的比例越來越低，排污量有明顯的上升趨勢。因此，建立污染物流量隨時(shí)間變化的微分方程模型。（15號），其次水質(zhì)差的地方為四川樂山岷江大橋（8號）、湖南長沙新港（12號）以及四川瀘州沱江二橋（10號），此四處水質(zhì)污染嚴(yán)重；水質(zhì)最好的地方是湖北丹江口胡家?guī)X針對問題一：考慮到問題一中需要對長江水質(zhì)情況作出定量的評價(jià)，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況，為此，建立模糊綜合評價(jià)模型確定了其隸屬度函數(shù)，建立評判因子的權(quán)重矩陣，求得最終結(jié)果為：水質(zhì)最差的地方是江西南昌滁槎由于污染源的污染物排放量等于本地區(qū)污染物的流量與上游流下的污染物流量之差。為此，專家們提出“若不及時(shí)拯救，長江生態(tài)10年內(nèi)將瀕臨崩潰”。(1)研究、分析長江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源的主要分布地區(qū)。 發(fā)表對解決長江水質(zhì)污染問題切實(shí)可行的建議和意見。這個(gè)比較量要能夠快速而準(zhǔn)確的反映出各測站點(diǎn)的水質(zhì)污染狀況，因此我們評價(jià)整個(gè)長江流域的水質(zhì)狀況采用模糊綜合評價(jià)模型。根據(jù)常識(shí)可知，污染物的污染源就是新增污染物較多的地方。為此，首先利用回歸分析方法確定出可飲用水的比例與總排污量和總水流量的關(guān)系式，然后根據(jù)過去10分析總結(jié)前幾個(gè)問題的結(jié)果，找出水質(zhì)污染的原因。假設(shè)三：干流的相鄰兩觀測站點(diǎn)之間的排污口主要集中在下游處；假設(shè)四：干流污染物的富集主要受上游影響，支流的影響忽略不計(jì)。定義：對于DO越大越優(yōu)型：，對于COOMn和NH3N越小越優(yōu)型：，其中，為第i種指標(biāo)的權(quán)重，是第i種指標(biāo)的實(shí)時(shí)均值，分別為多級濃度標(biāo)準(zhǔn)的最大值和最小值。具體計(jì)算結(jié)果見下表：表1：各觀測站水質(zhì)等級序號123456789水質(zhì)級序
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