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正文內(nèi)容

長(zhǎng)江水質(zhì)的量化評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)分析建模(專業(yè)版)

  

【正文】 %長(zhǎng)江干流未來十年5類水含量(單位:%)x3=[ ]。deta_a=C*D(n1)*E。 L_nh3(i)=k*sum(nh3(:,i).*Q(:,i)nh3(:,i1).*Q(:,i1).*exp(a.*t(:,i1)))。 end endfor i=1:17, for j=1:5, C(i,j)=B(i,j)/sum(B(i,:))。s(3)=mean([ 1 2])。 elseif x3amp。x24, mn(j,1)=mn(j,1)+(4x2)/2。 if x1, do(j,1)=do(j,1)+1。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)。結(jié)果符合:長(zhǎng)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。污染如此嚴(yán)重,長(zhǎng)江生態(tài)瀕臨崩潰。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。所以一維對(duì)流擴(kuò)散的水質(zhì)模型可簡(jiǎn)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(zhǎng)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。記模糊評(píng)判矩陣為,其中表示在第i個(gè)觀測(cè)站測(cè)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)。模糊綜合評(píng)價(jià)就是由給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)測(cè)值,經(jīng)過模糊變換,對(duì)待評(píng)價(jià)對(duì)象給出總的評(píng)價(jià)的一種方法。%,%,%,%,%,并得到各斷面的水質(zhì)情況。改進(jìn)穩(wěn)態(tài)一維對(duì)流擴(kuò)散水質(zhì)模型,分別求出長(zhǎng)江干流上六個(gè)江段高錳酸鹽(CODMn)和氨氮(NH3N)的污染量。建模時(shí)需要找出影響水質(zhì)的各主要因素,確定評(píng)價(jià)因子集、評(píng)價(jià)集、隸屬函數(shù),然后通過計(jì)算各因素的權(quán)重和隸屬度,得到綜合隸屬度,確定水質(zhì)級(jí)別。由于劣Ⅴ類污染物指標(biāo)較極端,我們根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將水質(zhì)分成5級(jí)。 ② 利用(3)式,建立反映六江段污染物總量的模型考查干流上相鄰兩點(diǎn)間的污染情況,即在考慮自然降解的情況下這段流域上支流和干流的污染狀況。b. 鄱陽湖對(duì)上游NH3N污染的凈化作用更加明顯。(三)問題四根據(jù)問題三的預(yù)測(cè),長(zhǎng)江水體的污染將日益嚴(yán)重,急待解決的是如何使未來10年內(nèi)每年的干流Ⅳ、Ⅴ類水的比例控制在20%以內(nèi),且沒有劣Ⅴ類水。不足之處及改進(jìn)方向:1.對(duì)未來10年污水處理量的粗略預(yù)測(cè)中,忽略了自然降解的情況,得出的結(jié)果可能比實(shí)際值偏大。對(duì)未治理或治理后未達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水一律不準(zhǔn)向湖泊水域直接排放。 elseif x1=6amp。 mn(j,2)=mn(j,2)+(x22)/2。x31, nh3(j,2)=nh3(j,2)+(1x3)/。c=zeros(17,3)。 endenddisp(39。endL_codmn=L_codmn/1000/1000/10000%單位換成萬噸L_nh3=L_nh3/1000/1000/10000%單位換成萬噸disp(39。deta=(n1)*FC^2。%長(zhǎng)江干流未來十年劣5類水含量(單位:%)l2=x220*ones(1,10)。%長(zhǎng)江干流未來十年廢水總量(單位:萬噸)x2=[ ]。F=sum(z1.^2)。for i=2:7, L_codmn(i)=k*sum(codmn(:,i).*Q(:,i)codmn(:,i1).*Q(:,i1).*exp(a.*t(:,i1)))。 end B(i,j)=max(tj)。s(2)=mean([2 4 6 10 15])。 nh3(j,2)=nh3(j,2)+()/。 elseif x22amp。 x3=d((i1)*17+j,4)。對(duì)每個(gè)污染源必須進(jìn)行有效的治理,各排污單位要根據(jù)其廢水的特點(diǎn),選擇相應(yīng)的污水處理工藝和設(shè)備對(duì)污水進(jìn)行治理,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。4.根據(jù)前述GM(1,1)模型,利用簡(jiǎn)單的比例關(guān)系粗略地預(yù)測(cè)未來10年中每年的污水處理量。到2014年,%,即近一半為非飲用水河段??梢姸赐ズ瞎S對(duì)洞庭湖水質(zhì)基本沒有NH3N污染,湖水湖畔入口流域的NH3N污染起到了凈化作用。s1與江水的自然降解和污染物濃度有關(guān)。下面建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型來解決兩年多的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)問題。對(duì)于問題一,水質(zhì)情況是一個(gè)模糊概念,在進(jìn)行長(zhǎng)江水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)時(shí)很難給出確切的表達(dá),可以考慮利用模糊理論進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。由所給17個(gè)觀測(cè)站28個(gè)月的水質(zhì)數(shù)據(jù),分別求出每個(gè)觀測(cè)站水質(zhì)處于各類污染的隸屬度,建立單因子模糊評(píng)判矩陣,結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)向量,求出反映17個(gè)觀測(cè)站水質(zhì)狀況的模糊綜合評(píng)判矩陣,并進(jìn)行歸一化處理。再結(jié)合支流的地理位置及支流觀測(cè)站的污染濃度數(shù)據(jù),分析相關(guān)圖象,得出長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽和氨氮的污染源均主要分布在:湖北宜昌至湖南岳陽江段沿岸、重慶朱沱至湖北宜昌江段沿岸,以及岷江流域的四川樂山地區(qū)。對(duì)于問題二,要研究分析長(zhǎng)江干流近一年多高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的主要污染源地區(qū),可考慮分兩步的策略——第一步:確定七個(gè)觀測(cè)站之間受污染最嚴(yán)重的江段。以溶解氧(DO)為例,即溶解氧應(yīng)有對(duì)應(yīng)于5個(gè)級(jí)別的隸屬函數(shù)。干流上各江段污染物總量可以表達(dá)為:其中,表示干流上第i+1個(gè)觀察站(地區(qū))的污染量,表示水流量,為污染物濃度。分析可知鄱陽湖入口——江西南昌滁槎河段為NH3N的主要污染源。利用解決問題三的方法,基于過去10年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),分別預(yù)測(cè)未來10年(2005=i=2014)內(nèi)的:1. 每年污水年均排放量Pi;2. 每年全流域非飲用水類的河長(zhǎng)比例qi;3. 每年干流Ⅳ、Ⅴ類水和劣Ⅴ類水的河長(zhǎng)比例ri、ti。模型改進(jìn)方向:可以考慮建立與自然降解有關(guān)的連續(xù)微分方程模型。4.努力喚醒并提高全民的環(huán)保意識(shí),大力普及環(huán)保教育,加強(qiáng)環(huán)保宣傳。x1=, do(j,1)=(x16)/+do(j,1)。 elseif x24amp。 nh3(j,3)=nh3(j,3)+()/。for i=1:17, for k=1:28, c(i,:)=d((k1)*17+i,2:4)+c(i,:)。綜合模糊評(píng)判矩陣:39。各江段分別排放CODMn總量(單位:萬噸)39。deta_b=D*FC*E。%需處理的5類水l3=x3。%長(zhǎng)江流域未來十年廢水含量(單位:%)P=[303 389 414 469 ]。E=sum(z1.*x0(2:n))。L_nh3(1)=sum(nh3(:,1).*Q(:,1))*k。%A(i)表示第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重 for j=1:5, for k=1:3, tj(k)=min(A(k),R(k,j))。s(1)=mean([ 6 5 3 2])。x3, nh3(j,1)=nh3(j,1)+()/。 end if x22, mn(j,1)=mn(j,1)+1。 x2=d((i1)*17+j,3)。3. 加大工業(yè)廢水污染治理和監(jiān)督管理力度。為了檢驗(yàn)預(yù)測(cè)值的精確性,對(duì)過去10年的數(shù)據(jù)自身預(yù)測(cè)的情況下,進(jìn)行了殘方檢驗(yàn),結(jié)果再次證明了利用灰色理論——GM(1,1)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)的科學(xué)性。表6:對(duì)長(zhǎng)江流域未來十年可飲用水河長(zhǎng)比例的預(yù)測(cè)(單位:%)年份2005200620072008200920102011201220132014比
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