【正文】 422320122345224023242530221406222344222222235032622022224222222還可以用于對石油、礦產(chǎn)的開采進行評價與預測等。還有，對廢水排放量的預測沒有考慮到水質(zhì)的變壞對經(jīng)濟發(fā)展和污水排放量的影響，這由于沒有相關數(shù)據(jù)同樣無法去研究，只能就僅有的十個數(shù)據(jù)進行分析處理。該模型沒有考慮枯水期和豐水期的數(shù)據(jù)，但水文年是指在一年內(nèi)所有檢測數(shù)據(jù)的平均值，因此所得出的結果是很強的參考性，可以為更好更合理地保護長江水質(zhì)應采取的措施提供依據(jù)。因此對一些相對污染較少的地區(qū)，不能夠很好的判斷。那么由此求解出的最佳權重系數(shù)可能也是不同的，進而求得的各地區(qū)在2003年7月份至2005年9月份間每個月份的綜合評估值也可能是不同的?？傊?，長江的治理不是某個人或者某個單位的事情，它關系到整個中華民族的發(fā)展，也需要我們?nèi)褡宓呐Γ恳粋€人都應積極投入到其中，從自己做起。②、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構和工業(yè)布局。(3)整治污染河段對于已經(jīng)被嚴重污染的河段，應采取積極的措施使之恢復供水和生態(tài)功能，亡羊補，尚未過晚，這也是整治長江的重點。因此，我們認為，解決水體污染問題要分為三步：污水的源頭、正在形成的污水和對已被污染的水體三方面同時采取相應的措施，“三管齊下”解決問題。 問題五解答：對解決長江水質(zhì)污染問題的建議和意見水質(zhì)污染是導致水質(zhì)性缺水、生態(tài)環(huán)境惡化、威脅人民飲水健康的最大根源。由數(shù)據(jù)可知：除1998年發(fā)生98特大洪水長江總流量異常增大外，其它年份的長江總流量都在9500億立方米毫無規(guī)律地上下徘徊，因此未來十年的長江總流量可取除98年外其它年的平均值，計算得：9535億立方米。 從上表中可以很容易地看出，廢水排放量逐年加大，而且廢水排放量加大的速度越來越快。以水文年的干流和支流數(shù)據(jù)處理過程為例，來說明分析過程。這樣，問題歸結到廢水排放量的問題，因此，要做出水質(zhì)預測首先對廢水排放量進行預測。由圖一和圖二可知：長江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)的污染源主要在：湖南岳陽、湖北宜昌、江蘇南京?？紤]自然降解對河道污染的緩解作用，根據(jù)污染物濃度（與污染標準比較）來判斷該地區(qū)是否為某種主污染物的主要污染源，　(單位：1/天)。步驟四：各研究對象的綜合評估值的計算取出某一研究對象，將其數(shù)據(jù)進行步驟一、步驟二的處理。從整體思路上講，既有矩陣處理，又有非線性規(guī)劃問題，若用LINGO求解非線性規(guī)劃問題，過程將十分復雜；況且在本模型中這二者是無法分割開來求解的，于是我們采用數(shù)值方法利用MATLAB軟件求解。設第i個研究對象的DO值、CODMn值的倒數(shù)和NH3N值的倒數(shù)等三個指標值分別為、和，第i個研究對象關于這三個指標的線性綜合評估值計算公式為：權重系數(shù)的確定是首先要解決的問題?！堋?PH值（無量綱）69分析該表可認為江水中高錳酸鹽指數(shù)和氨氮越低越好，溶解氧（濃度）越高越好。江水中4個主要項目標準限值見表二：表二：《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中4個主要項目標準限值（單位：mg/L）序號 （7）。（3）對處理污水不影響長江的年總流量，長江的總河長。主要問題：每年長江總流量（單位：億立方米）、廢水排放總量 （單位：億噸）與長江流域水質(zhì)報告表有怎樣的聯(lián)系。要保證預測的準確性就需分時段對同一水類的河長進行預測，獲得近兩年的水文資料可進一步驗證和修正模型?？傻玫乩矸植肌?問題1 要對長江近兩年多的水質(zhì)情況做出定量的綜合評價，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況，需要根據(jù)2003年6月份至2005年9月份長江流域主要城市水質(zhì)檢測報告，選擇指標，建立合理的綜合評價系統(tǒng)：按指標分別計算評估值，依據(jù)計算所得的評估值分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。以國標(GB38382002) 給出的《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》為標準。通常認為一個觀測站（地區(qū)）的水質(zhì)污染主要來自于本地區(qū)的排污和上游的污水。詳見第20頁。問題三，我們建立模型三：由附表所給的數(shù)據(jù)進行曲線似合，得到每類水所對應的函數(shù)關系，進而進行預測。算得國標水質(zhì)標準Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ類水的水質(zhì)綜合評估值分別為： 。我們參賽選擇的題號是（從A/B/C/D中選擇一項填寫）： B 我們的參賽報名號為（如果賽區(qū)設置報名號的話）： 所屬學校（請?zhí)顚懲暾娜? 參賽隊員 (打印并簽名) ：1. 2. 3. 指導教師或指導教師組負責人 (打印并簽名)： 日期： 年 月 日賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進行編號）：高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽編 號 專 用 頁賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進行編號）：賽區(qū)評閱記錄（可供賽區(qū)評閱時使用）：評閱人評分備注全國統(tǒng)一編號（由賽區(qū)組委會送交全國前編號）：全國評閱編號（由全國組委會評閱前進行編號）：長江水質(zhì)的評價和預測摘要水是人類賴以生存的資源，保護水資源就是保護我們自己，對于我國江河水資源的保護和治理應是重中之重。高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽承 諾 書我們仔細閱讀了中國大學生數(shù)學建模競賽的競賽規(guī)則.我們完全明白，在競賽開始后參賽隊員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊外的任何人（包括指導教師）研究、討論與賽題有關的問題。如有違反競賽規(guī)則的行為，我們將受到嚴肅處理。問題一，我們建立模型一：問題一，我們建立模型一：選擇CODMn和NH3N等三個指標，構造目標目標函數(shù)，應用數(shù)值方法結合蒙特卡洛法解決矩陣處理中穿插著非線性規(guī)劃的問題，規(guī)劃出各指標的權重系數(shù)，建立綜合評估系統(tǒng)，得出2003年6月份至2005年9月份各地區(qū)水質(zhì)的綜合評估值。結論是：長江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)的污染源主要在湖南岳陽、湖北宜昌、江蘇南京；主要污染物氨氮的污染源主要在湖北宜昌、湖南岳陽、重慶朱沱。詳細結果見表十七（第19頁）最后，我們結合以上四個問提出控制污染源、加強污水處理、整治污染河段和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構等四條切實可行的建議和意見?，F(xiàn)有長江沿線17個觀測站（地區(qū)）近兩年多主要水質(zhì)指標的檢測數(shù)據(jù)，以及干流上７個觀測站近一年多的基本數(shù)據(jù)（站點距離、水流量和水流速）。 “1995~2004年長江流域水質(zhì)報告”給出了主要統(tǒng)計數(shù)據(jù)。（4）根據(jù)預測分析，如果未來10年內(nèi)每年都要求長江干流的Ⅳ類和Ⅴ類水的比例控制在20%以內(nèi)，且沒有劣Ⅴ類水,那么每年需要處理多少污水？ （5）對解決長江水質(zhì)污染問題提出一些切實可行的建議和意見。 根據(jù)附件3“長江干流主要觀測站點的基本數(shù)據(jù)”中的部分數(shù)據(jù)，綜合于表一：表一：觀測站點間的距離觀測站點四川攀枝花重慶朱沱湖北宜昌湖南岳陽江西九江安徽安慶江蘇南京站點間距離095017282123262327873251注：（單位：km）。 問題3假如不采取更有效的治理措施，依照過去10年的主要統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對長江未來水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢做出預測分析，比如研究未來10年的情況。根據(jù)問題三中的可靠預測，計算應處理的Ⅳ類、Ⅴ類水和劣Ⅴ類水的質(zhì)量，這三個數(shù)據(jù)的和即為每年應處理的廢水總量。（2）pH值對其水質(zhì)的綜合評估值無影響。 （6）對長江水質(zhì)變化起決定性作用的是廢水排放量，而與其它的的因素無關。按指標分別計算各個研究對象的綜合評估值，即可對長江近兩年多的水質(zhì)情況做出定量的綜合評價，并以此為依據(jù)分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。即若，則。為能更好地解決問題，我們有必要對算法做一些分析和介紹：以上問題的解決過程中，大部分工作是矩陣處理，通過比較不同權重系數(shù)下的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水中相鄰兩類水的綜合評估標準值的平方差的比重和確定最佳的一組權重系數(shù)的過程，則是非線性規(guī)劃問題。將這組值代入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ類水的水質(zhì)綜合評估標準值、和的計算公式，就能求得目標函數(shù)在既定權重系數(shù)下的取值?！堋?PH值（無量綱）69②各地區(qū)在2003年7月份至2005年9月份間每個月份的綜合評估值詳細結果如下表四：表四：各地區(qū)各月綜合評估值點位名稱200306200307200308200309200310200311200312四川攀枝花重慶朱沱湖北宜昌南津關湖南岳陽城陵磯江西九江河西水廠安徽安慶皖河口江蘇南京林山四川樂山岷江大橋四川宜賓涼姜溝四川瀘州沱江二橋湖北丹江口胡家?guī)X湖南長沙新港湖南岳陽岳陽樓湖北武漢宗關江西南昌滁槎江西九江蛤蟆石江蘇揚州三江營點位名稱200401200402200403200404200405200406200407四川攀枝花龍洞重慶朱沱湖北宜昌南津關湖南岳陽城陵磯江西九江河西水廠安徽安慶皖河口江蘇南京林山四川樂山岷江大橋四川宜賓涼姜溝四川瀘州沱江二橋湖北丹江口胡家?guī)X湖南長沙新港湖南岳陽岳陽樓湖北武漢宗關江西南昌滁槎江西九江蛤蟆石江蘇揚州三江營點位名稱200408200409200410200411200412200501200502四川攀枝花龍洞重慶朱沱湖北宜昌南津關湖南岳陽城陵磯江西九江河西水廠安徽安慶皖河口江蘇南京林山四川樂山岷江大橋四川宜賓涼姜溝四川瀘州沱江二橋湖北丹江口胡家?guī)X湖南長沙新港湖南岳陽岳陽樓湖北武漢宗關江西南昌滁槎江西九江蛤蟆石江蘇揚州三江營點位名稱200503200504200505200506200507200508200509四川攀枝花龍洞重慶朱沱湖北宜昌南津關湖南岳陽城陵磯江西九江河西水廠