数学建模论文-城市表层表层土壤重金属污染分析

《数学建模论文-城市表层表层土壤重金属污染分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、平顶山学院数学建模论文城市表层表层土壤重金属污染分析摘要本文采用离散点数据插值法拟合原始数据，确定重金属元素空间分布情况，确定污染区域；通过内梅罗综合指数法对各区域的污染程度进行评定，确定各区域污染程度。通过数据分析，明确污染主要来自主干道路区和工业区，工业活动是污染主要来源，人为活动是主要影响方式。污染传播用扩散方程来描述，通过对不同元素的扩散方程解进行拟合，并对其进行相关系数分析，据此来获得污染传播情况；建模结果表明扩散微分方程能很好的描述污染传播情况；忽略海拔对污染扩散的影响，根据扩散方程的解取最大值获得某种重金属元素污染源的位置

2、不止一个，分别为：As(18313,10106)、（12687,3034），Cd（21489,11424）、（4255,2349）等。关键字：内梅罗综合指数离散点数据插值扩散自由定律二维扩散方程28平顶山学院数学建模论文28平顶山学院数学建模论文目录问题一重金属元素空间分布及污染程度21.1重金属元素空间分布与分析21.2重金属污染程度判别71.2.1单因子污染指数法71.2.2内梅罗综合污染指数7问题二重金属污染分析102.1重金属污染来源与成因分析102.1.1重金属之间相关性分析102.1.2各功能区重金属元素圆饼图分析112.2

3、重金属污染程度132.2.1从整体的角度分析13问题三重金属的传播特征和污染源位置153.1特征分析153.2模型假设153.3符号说明153.4传播模型建立与求解163.5求污染源位置坐标173.6模型验证193.7确定重金属污染源的位置21问题四模型的评价与改进224.1模型的优点224.2缺点和改进224.2.1模型缺点224.2.2模型改进224.3模型的推广23参考文献24附录2528平顶山学院数学建模论文问题重述近年来，城市污染已成为人们关注的焦点。现通过对某城区进行调查，将该城区分为一公里左右的网格，对网格内的表层土壤进行

4、采样调查，得到采样点的位置，海拔，所属功能区，及采样点重金属浓度。通过对所得样本值进行分析，处理；数据分析后建立模型，利用给出的主要重金属元素背景值，依据所得数据完成以下任务：(1)给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。(2)通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。(3)分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。(4)分析所建立的模型的优缺点，确定还应收集的信息；依据这些信息，用建立的模型解决问题，从而对污染进行预测和研究城市地质环境的演变模式。28平顶山学院数学建模论文问题

5、一重金属元素空间分布及污染程度1.1重金属元素空间分布与分析由于各种重金属在各个区域的浓度都不同，所以对不同区域的影响程度也不同，根据题中所给采样点的坐标和各重金属的浓度，用MATLAB软件绘制[附录一]出该地区的三维图和重金属在该区的三维分布图及8种重金属的浓度为等值线的三维地形图[附录二]。　　　　　　　　　　　图１　　该地区三维图28平顶山学院数学建模论文图２　　Ａｓ的等浓度三维分布图　　　　　　　　　　图３　　Ｃｄ的等浓度三维分布图　　　　　　　　　　　28平顶山学院数学建模论文图４　　Ｃｒ的等浓度三维分布图　　　　　　　　　　

6、图５　　Ｃｕ的等浓度三维分布图28平顶山学院数学建模论文　　　　　图６　　Ｈｇ的等浓度三维分布图　　　图７　　Ｎｉ的等浓度三维分布图28平顶山学院数学建模论文　　　　　图８　　Ｐｂ的等浓度三维分布图　　　　　　　　　　　　　图９　　Ｚｎ的等浓度三维分布图28平顶山学院数学建模论文从上面的八个污染元素的浓度立体图和二维平面图形可以看出来Ａｓ的主要污染来源是主干道区和工业区，Ｃｄ的主要污染来源于工业区、主干道区、生活区，Ｃｒ的主要污染来源是山区、主干道区区及公园绿地区，Ｃｕ的主要污染来源是生活区、工业区、山区及主干道路区，Ｈｇ的主要污染是来

7、源是工业区、生活区及山区，Ｎｉ的主要污染来源是山林区和工业区，Ｐｂ的主要污染来源于工业区和生活区，Ｚｎ的主要污染来源于生活区和主干道区。1.2重金属污染程度判别土壤污染评价方法采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法1.2.1单因子污染指数法计算公式为：式中，为土壤中污染物i的环境质量指数；为污染物i的实测质量分数（mg·kg-1）；为污染物i的评价标准(mg·kg-1)[1]，一般取二类标准。1.2.2内梅罗综合污染指数计算公式为：=式中，为某地区的综合污染指数；为土壤污染物中污染指数最大值；为土壤污染物中污染指数平均值。经计算得出

8、各地区单因子污染指数如下表28平顶山学院数学建模论文表1各地区单因子污染指数表地区污染指数重金属1生活区2工业区3山区4交通区5公园绿地去As0.59530.76320.54840.84660.599Cd1