【文章內(nèi)容簡介】 62333干流6041621363766522665867836895699670857161支流41122435654578847790495715113252473535935449255172 因全流域三大類水所點百分比為干支流三大類水所占百分比的平均值，故可得十年內(nèi)水文年長江水質(zhì)變化情況見表十二：表十二：十年內(nèi)水文年長江水質(zhì)變化情況（百分比） 時間 類型2005200620072008200920102011201220132014全流域ⅠⅡⅢ類ⅣⅤ類劣Ⅴ類干流ⅠⅡⅢ類56ⅣⅤ類劣Ⅴ類支流ⅠⅡⅢ類ⅣⅤ類20劣Ⅴ類1315 模型四：污水處理模型首先，尋求各年長江年總流量（單位：億立方米）、廢水年排放總量 （單位：億噸）與長江流域水質(zhì)報告表中數(shù)據(jù)的聯(lián)系，目的是得到廢水年排放量與各類別水河長、長江年總流量的一一對應關系。對污水的處理是為了滿足既定目標：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。為了滿足上述要求，可將需處理的ⅣⅤ類和劣Ⅴ類水綜合于下表十三：表十三：未來十年需處理的預測值時間 類型2005200620072008200920102011201220132014全流域ⅣⅤ類劣Ⅴ類全流域河長47163497785216454312562295791559368605896157762333由未來第j年第i類水（ⅣⅤ類（i=1）和劣Ⅴ類(i=2)）所占百分比為：；未來第j年水文年全流域的河長為：可得：未來第j年需處理的第i類水的河長為： 表示未來第j年需處理的污水的河長為：用Matlab求解可得到未來十年需處理的污水河長如下表十四：表十四：未來十年需處理的污水河長時間2005200620072008200920102011201220132014處理污水河長509461237199825592781015111280121781305413589注：（單位：km） 模型四解答：近十年(1995—2004) 長江總流量為下表：表十五：近十年長江總流量時間1995199619971998199920002001200220032004長江總流量9205951313127951399241021099809405注：（單位：億立方米）。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。經(jīng)查詢可知污水的密度為：。因未來十年需處理污水總百分比如表十六：表十六：未來十年需處理污水總百分比時間2005200620072008200920102011201220132014處理污水百分比由未來十年的長江總流量，需處理污水總百分比，以及污水的密度，可求得未來十年需處理的污水質(zhì)量為：表十七：未來十年需處理的污水質(zhì)量時間2005200620072008200920102011201220132014處理污水質(zhì)量325注：（單位：億噸）。由此可見，若要保證長江水質(zhì)，每年的廢水處理量要不斷加大，這對我國治污部門來說，是一個極大的考驗，要在十年時間內(nèi)，至少要達到這樣巨大的污水處理能力，因此，需要我們大家每個人盡自己的一份力來保護我們的長江。 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。尤其是長江作為中國最大的江河，流域面積廣闊，其水質(zhì)的變化對長江流域的人民影響巨大。根據(jù)我們的數(shù)據(jù)預測如果未來十年之內(nèi)不采取保護長江的措施，十年之后長江的水域有近70%會屬于IV、V 和劣V 類，因此要采取必要的措施來防止長江遭到進一步的惡化?，F(xiàn)今，國內(nèi)外的污水處理方法種類繁多，各有千秋，但它們多針對一種或幾種特殊情況，無法也不可能解決所有的問題。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。以下是具體思路和做法：(1)控制污染源根據(jù)前面的分析可以知道支流上的污染源對于水質(zhì)的影響很明顯，尤其是岷江、贛江、湘江支流對于長江的污染最為嚴重所以應該對這些流域的工廠企業(yè)的排污進行監(jiān)控，對超標行為進行罰款，并通過媒體予以曝光。(2)加強污水處理制定環(huán)保投資政策，保證資金來源。在長江流域投資的企業(yè)根據(jù)具體的類別，%～1% 用于環(huán)境保護，其中一部分用于水污染控制及治理，以便有效地控制水質(zhì)污染。(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。凈化河道水質(zhì)與修復生態(tài)系統(tǒng)，可將人工技術自然恢復結合起來。(4)相應措施 ①、長江流域管理機構應會同地方環(huán)保部門，根據(jù)長江水量，提出流域內(nèi)每個省（區(qū)）許的最大排污量，實行排污總量控制。建立長江水水質(zhì)監(jiān)測控制系統(tǒng)，在省界斷面、水處、退水口、排污口和之流入長江等處實行水質(zhì)統(tǒng)一監(jiān)測。②、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構和工業(yè)布局。③、加強處罰力度，由于我國對于企業(yè)污染排放超標最多處罰10 萬，因此對于企業(yè)的管理不會有效，應該根據(jù)污染的程度加重處罰的力度。長江的治理不是某個人或者某個單位的事情，關系到整個中華民族的發(fā)展。希望我們的國家能夠在保持經(jīng)濟發(fā)展的同時維持一個好的環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，達到人與自然的和諧統(tǒng)一?？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。．在模型一中綜合模型一的建立和求解兩個過程，不難看出模型一關鍵步驟在于用數(shù)值方法規(guī)劃出最佳的那組權重系數(shù)。應用數(shù)值方法結合蒙特卡洛法解決在矩陣處理的總體思路下穿插著非線性規(guī)劃的這么一個較為復雜的問題，是本模型求解過程中的一個創(chuàng)新點。 實上，目標函數(shù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ水中相鄰兩類水的綜合評估標準值的平方差的比重和，不過是權衡標準之一，我們完全有理由建立其它的權衡標準。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。 模型檢驗：在模型一的求解中，運用十四次仿真計算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ水中相鄰兩類水的綜合評估標準值的平方差的比重和的最大值，實際上是對隨機產(chǎn)生的十四萬組權重系數(shù)下的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ水中相鄰兩類水的綜合評估標準值的平方差的比重和的比較。結果應該是比較精確的。．在模型二中 用各觀測站點所測得的數(shù)據(jù)減去上游污染物經(jīng)衰減理論得到的數(shù)據(jù)，來判斷該地區(qū)是否為污染源，并且給出了主要污染物的三個主要污染地區(qū)。，因此對一些相對污染較少的地區(qū)，不能夠很好的判斷。．在模型三中我們用擬合二次多項式的方法，得到了未來十年廢水排放總量和水文年干支流總的河長的預測曲線；對水文年ⅠⅡⅢ類的干支流進行反函數(shù)擬合；對水文的ⅣⅤ類干支流進行對數(shù)函數(shù)擬合。由擬合函數(shù)預測出未來十年的長江未來水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢。．在模型四中該模型用了模型三中水文年的預測數(shù)據(jù)，在滿足條件：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，來求得未來十年每年應處理的污水河長。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)。 對于水質(zhì)污染的評價與預測，本文運用了權重系數(shù)理論、衰減理論與曲線分析三種模型方法，針對不同問題進行處理。運用權重系數(shù)理論可以更準備地對長江水質(zhì)進行評價，更明顯的突出問題所在，本文用到了多種曲線擬合對未來十年長江水質(zhì)數(shù)據(jù)的預測，曲線擬合的思想具有很強的移植性，因此，該模型可以很好推廣。由于掌握資料廣度所限，只能就題目中所給的資料進行分析，模型還比較粗糙，略去了一些情況，比如降解系數(shù)與溫度有關，由于數(shù)據(jù)不足無法進行討論研究，只能簡單認為全年全段都是恒值（），事實上，好的模型中該條件不可忽略。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。這些均不同程度地使得模型缺少健壯性。在對長江水質(zhì)的評價的過程中主要運用了權重系數(shù)理論，對長江水質(zhì)的預測方面主要采用了曲線擬合的思想，這兩種思想有很強的適應性，因此，該模型有很好的推廣性，可以用它推廣到對其它河流水質(zhì)的評價與預測，如黃河、珠江、松花江等。也可用于對某一公司、企業(yè)的主品進行評價，或預測銷售。還可以用于對石油、礦產(chǎn)的開采進行評價與預測等。因此該模型的移植性很強。[1] 鄭阿奇，曹 戈，MATLAB實例教程第2版，北京：電子工業(yè)出版社。附錄程序一所需Excel表格（放于sheet2，文件名為“wenti1”）22322224241322322323223022480441224104241222302202202540222423622122225032423232262322260322232603242262821292222243324233063222250322245424321406320220222323022555220422632