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《2005a长江水质的综合评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、案例长江水质的综合评价模型9.1.1长江水质的评价和预测（2005年大学数学建模A题）1、问题水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资源的保护和治理应是重中之重。专家们呼吁：“以人为本，建设文明和谐社会，改善人与自然的环境，减少污染。”长江是我国第一、世界第三大河流，长江水质的污染程度日趋严重，已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。2004年10月，由全国政协与中国发展研究院联合组成“保护长江万里行”考察团，从长江上游宜宾到下游上海，对沿线21个重点城市做了实地考察，揭示了一幅长江污染的真实画面，其污染程度让人触
2、目惊心。为此，专家们提出“若不及时拯救，长江生态10年内将濒临崩溃”（附件１），并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤（附件2）。附件3给出了长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上７个观测站近一年多的基本数据（站点距离、水流量和水流速）。通常认为一个观测站（地区）的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。一般说来，江河自身对污染物都有一定的自然净化能力，即污染物在水环境中通过物理降解、化学降解和生物降解等使水中污染物的浓度降低。反映江河自然净化能力的指标称为降解系数。事实上，长江干流的自然净化能力可以认为是近似均
3、匀的，根据检测可知，主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数通常介于0.1~0.5之间，比如可以考虑取0.2(单位：1/天)。附件4是“1995~2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。下面的附表是国标(GB3838-2002)给出的《地表水环境质量标准》中4个主要项目标准限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。请你们研究下列问题：（1）对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况（2）研究、分析长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区?序号Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类劣Ⅴ类17.5（或饱和率90%）6
4、53202高锰酸盐指数(CODMn)≤2461015∞3氨氮（NH3-N） ≤0.150.51.01.52.0∞4PH值（无量纲）6---9分类标准值项目溶解(DO)≥附表:《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中4个主要项目标准限值单位：mg/L2、问题说明针对长江水质的综合评价这一问题，采用动态加权综合评价方法来解决。假设17个城市为被评价对象，共有四项评价指标（或属性）DO、CODMn、NH3-N和PH值，分别记为和，前三项指标都有6个等级，相应的分类区间值如表（1）所示，而PH值没有等级之分。《地表水环境质量标准》(GB
5、3838—2002)中4个主要项目标准限值mg/L指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类劣Ⅴ类溶解氧(DO)[7.5,∞)[6,7.5)[5,6)[3,5)[2,3)[0,2]高锰酸盐指数(CODMn)(0,2](2,4](4,6](6,10](10,15](15,∞)氨氮（NH3-N）(0,0.15](0.15,0.5](0.5,1](1,1.5](1.5,2](2,∞)PH值（无量纲[6,9]3.1基本假设（1）本文只以长江流域中的17个观测点为研究对象，不考虑长江流域的其它部分和未提到的其它支流。（2）假设高锰酸盐和氨氮的降解系数都为0.2。（3）各年的
6、水质情况的检测数据互不影响。（4）各个污染指标不相关，互不影响。（5）评价和预测水质时忽略其他环境因素。（6）各监测站的监测数据代表该地区的水质情况（7）长江干流的水流速度均匀变化。3.2符号说明（1）DO————表示水中溶解氧（2）CODMn————表示水中高锰酸盐指数（3）NH3-N————表示水中氨氮4问题分析整个水质评价工作应包括五个环节：1、确定调查范围，设计检测站点；2、水污染调查与监测，得到各站点的监测值；3、确定评价指标与水质分级以及各指标在各等级的标准值；4、建立数学模型，进行综合评价；5、划分水环境质量等级，并作出评价结论。可
7、用下面的流程图（图1）来表示，其中环节4和环节5是本文要做的工作，即建立数学模型进行综合评价，并划分水环境质量等级，作出评价结论。图1水质评价流程图各观测站点分布图水质评价工作的第一步就是确定调查范围，设计检测站点。由题目中的附件3可知此次水质评价工作的范围为长江中下游地区（从四川攀枝花到江苏扬州），在这之间设计了17个监测站点。参照中国地图册，画出长江中下游流域与各个观测站点（地区）的大致分布，如下面图3所示：监测数据的采取水质评价工作的第二步是每隔一段时间对水质调查与监测，得到各个指标的监测值序列。题目中的附件3已给出了这17个检测站近两年多
8、主要水质指标的监测数据。标准的选取水质评价工作的第三步是确定评价指标、水质分级以及质量标准值。这里质量标准值采用《地表水环境质量标准》(
