長江水質(zhì)的量化評(píng)價(jià)與預(yù)測分析建模-預(yù)覽頁
【正文】 記模糊評(píng)判矩陣為，其中表示在第i個(gè)觀測站測得的處于第j級(jí)污染程度的隸屬度，隸屬度是通過對(duì)隸屬函數(shù)的計(jì)算來確定的，隸屬函數(shù)一般采用“降半梯形”的函數(shù)。當(dāng)對(duì)多個(gè)（m個(gè)）目標(biāo)進(jìn)行綜合模糊評(píng)價(jià)時(shí)，還要對(duì)各個(gè)目標(biāo)分別加權(quán)。我們以污染物的超標(biāo)情況決定權(quán)重，各因素的監(jiān)測值相對(duì)于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)越大,對(duì)污染的貢獻(xiàn)越大,從而權(quán)重越大，可用下面的公式求權(quán)重系數(shù)：①對(duì)于CODMn和NH3N指標(biāo)：②對(duì)于DO指標(biāo)，因?yàn)橛贒O與其它因素性質(zhì)相反,實(shí)測DO濃度大,說明水質(zhì)污染不嚴(yán)重,水質(zhì)好。例如：水流速度很大時(shí)，許多污染物到下游時(shí)還不及降解，濃度變化緩慢。所以一維對(duì)流擴(kuò)散的水質(zhì)模型可簡化得到這里的穩(wěn)定一維河流水質(zhì)模型：其中x為河段長度 u為河段平均流速 c為污染物濃度 k為降解解數(shù)對(duì)（2）式分離變量積分得：其中c0為初始位置的污染物濃度。 ② 模型求解由于所給數(shù)據(jù)為13個(gè)月的各觀測點(diǎn)（干流上）的離散數(shù)據(jù)，考慮用13個(gè)月的污染物總合來表征各江段的污染狀況。但比照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB38382002）可知，其仍屬于可飲用水范圍。即鄱陽湖湖畔基本無CODMn污染。由上文結(jié)果可分析得知——污染最嚴(yán)重的湖北宜昌南津關(guān)至湖南岳陽城陵磯江段的NH3N主要污染源仍為該江段沿岸地區(qū)，而不是洞庭湖。NH3N濃度比較：圖5：四川樂山與四川宜賓NH3N污染濃度比較注：“交匯前”指四川樂山觀測站，“交匯后”指四川宜賓觀測站結(jié)論：近一年中，四川樂山的NH3N污染濃度普遍高于四川宜賓，且第11月這四個(gè)月份均屬于污染狀態(tài)。然而，由于只有過去十年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，信息不完整，故用曲線擬合法、多元回歸模型等皆不能得到令人滿意的結(jié)果，所以用對(duì)信息質(zhì)量要求不高的灰色系統(tǒng)分析法[3]來作預(yù)測，建立GM（1，1）模型。圖6：可飲用水河長比例預(yù)測值進(jìn)行殘差檢驗(yàn)，結(jié)果如下：表5：長江全流域可飲用水的河長比例實(shí)測值與預(yù)測值比較（單位：%）年份1995199619971998199920002001200220032004預(yù)測實(shí)測747768殘差0相對(duì)誤差0從上表可以看出，除1998年因?yàn)殚L江發(fā)生罕見自然災(zāi)害，預(yù)測值誤差較大外。污染如此嚴(yán)重，長江生態(tài)瀕臨崩潰。在假定干流和支流的污染河段上，單位長度河段的污水含量大致相同的前提下，利用簡單的比例關(guān)系可粗略地預(yù)測未來10年內(nèi)每年的污水處理量。2．長江水質(zhì)的污染程度日趨嚴(yán)重，為了能有效地治理長江的污水，必須對(duì)其主要污染源進(jìn)行治理。用對(duì)信息質(zhì)量要求不高的灰色系統(tǒng)分析法來作預(yù)測，建立GM（1，1）模型。結(jié)果符合：長江水體污染越來越嚴(yán)重的情況下，每年的污水處理量遞增的規(guī)律。 模型改進(jìn)方向：可以考慮時(shí)間因素，建立二階偏微分方程模型。2． 加強(qiáng)長江水污染治理。進(jìn)而是沿江湖泊、二級(jí)支流治理。關(guān)閉或責(zé)令停業(yè)整改污染排放已經(jīng)超標(biāo)的造紙、皮革、鋼鐵、化工等重污染企業(yè)。將處罰費(fèi)用于長江污染整治工作中。 九、附件清單附件1：數(shù)據(jù)處理附件2：建立單因子模糊評(píng)判矩陣附件3：確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)向量附件4：求綜合模糊評(píng)判矩陣附件5：分別求出長江干流各江段污染物總量附件6：.利用灰度預(yù)測對(duì)長江全流域未來10年可飲用水河長比例預(yù)測附件7：預(yù)測未來10年污水處理量附件8：地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)附件1．?dāng)?shù)據(jù)處理將題目所給附件2中長江流域主要城市水質(zhì)檢測報(bào)告中的數(shù)據(jù)以矩陣形式保存到MATLAB中，數(shù)據(jù)名為d,，16列分別代表PH、DO、CODMn、NH3N濃度和本月、上月水質(zhì)等級(jí)。nh3=zeros(17,5)。 if x1, do(j,1)=do(j,1)+1。 elseif x15amp。x1=5, do(j,3)=do(j,3)+(x13)/2。 do(j,5)=do(j,5)x1+3。x24, mn(j,1)=mn(j,1)+(4x2)/2。 mn(j,3)=mn(j,3)+(x24)/2。 elseif x210amp。 end if x3, nh3(j,1)=nh3(j,1)+1。 elseif x3amp。x3, nh3(j,3)=nh3(j,3)+()/。 nh3(j,5)=nh3(j,5)+()/。nh3(i,j)=nh3(i,j)./sum(nh3(i,:))。s(3)=mean([ 1 2])。a=zeros(17,3)。w=zeros(17,3)。nh3(i,:)]。 end endfor i=1:17, for j=1:5, C(i,j)=B(i,j)/sum(B(i,:))。%v(i,j)為i月第j個(gè)觀測點(diǎn)的流速for i=1:6, for j=1:13, jun_v(i,j)=(v(j,i+1)+v(j,i))/2。endt=t./3600./24。%L_nh3(i)表示第i個(gè)站點(diǎn)排放nh3_n總量a=%降解系數(shù)，單位為（1/天）Q=[3690 13800 21000 25600 28100 29500 29800 3720 13100 19800 20500 29800 34000 34500 4010 14200 20300 22600 29500 32100 33100 4660 16400 22700 24100 27000 31900 32100 3740 10600 24000 25900 32100 33400 35100 6280 47600 53500 53800 72800 74200 81000 3260 16200 19100 22300 24800 31000 38400 1500 8170 10600 12000 14600 17000 19600 951 6550 7400 10700 13200 14100 14900 712 4020 4570 8190 10900 12300 14400 612 3603 4510 7980 10300 13700 15100 623 4740 5180 7040 14300 21400 21500 642 3650 5400 7240 15100 20200 22100]。 L_nh3(i)=k*sum(nh3(:,i).*Q(:,i)nh3(:,i1).*Q(:,i1).*exp(a.*t(:,i1)))。各江段分別排放NH3N總量（單位：萬噸）39。x1=zeros(1,n)。endC=sum(z1)。deta_a=C*D(n1)*E。b=deta_b/deta。endg=x3.^2/100。L2=34706。%長江干流未來十年5類水含量（單位：%）x3=[ ]。 m(i)=*L1*(l2(i)+l3(i))*x
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