C题数模论文1

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1、河南理工大学2014年数学建模竞赛论文答卷编号（竞赛组委会填写人题目编号：（C）论文题目：垃圾焚烧厂的经济补偿问题参赛队员信息（必填）:姓名专业班级联系电话队员1邓振立电气12-0618300609551队员2XXXXXXXXXXXXXXXXXX队员3XXXXXXXXXXXXXXXXXX评阅1.评阅2.评阅3.答卷编号（竞赛组委会填写）:评阅情况（学校评阅专家填写）:垃圾焚烧厂的经济补偿问题摘要众所周知，垃圾焚烧厂的污染问题已经是世界性难题。其小，污染物的传播受风力的影响最为巨大。因此，首先利用Excel软件

2、对附件四中的数据进行分类处理，将附件四中2011年风力、风向数据分成四个季度，分别制作风向概率雷达图。根据风向概率图，提出应该在不同风向上建立不同级别的动态监测体系的新想法。考虑到雨洗作用，加入降雨量作为变量。基于高斯烟羽模型，建立风速和降南量对污染物扩散的影响的综合数学模型。然后，利用主成分分析和因子分析相结合的方法，选取污染物中具有代表性的S0,、NOx、烟尘三种物质进行研究。运用Matlab编程，绘制出其和对应浓度分布图。认为应该将三种污染物对空气的污染程度分成六个不同等级。并且构造变权函数，再根据权重

3、矩阵进行综合评价的想法。从而提出独特的赔偿方案。其次，对于之前建立的模型进行稳定性分析。对比附件二，对垃圾焚烧厂的规模效应进行分析。考虑到高斯烟羽模型的局限性，通过讨论发生故障的I大I素，在考虑焚烧炉除尘装置损坏或岀现其他故障的情况下，其污染物排放量会在短期内急剧升高。因此，要对源强0的数值进行相应的修改。考虑其比例增加系数0以及故障发生概率卩，其烟气抬升高度H=n.Q^H^u由于实际排烟率Q受故障发生的影响。所以，在故障发生时烟气有效高度H=H^H要进行相应调整，从而建立了“优化高斯烟羽模型”。并进一步

4、讨论了动态监测体系及补偿新方案。最后分析模型优缺点，在考虑风力、风向、降雨量的情况下，应该结合地势地形等因索对污染物扩散进行进一步研究，从而确立一套完善的动态监测系统以及一套完善的补偿方案。关键词雷达图；雨洗作用；动态监测体系；高斯烟羽模型；稳定性分析；变权函数一、问题的重述“垃圾围城”是世界性难题，在今天的屮国显得尤为突出。2012年全国城市生活垃圾清运量达到1・71亿吨，比2010年增长了1300万吨。因此，垃圾焚烧止逐步成为中国垃圾处理的主耍手段之一。事实上垃圾焚烧厂的建造对环境的污染风险与周围居民的关

5、系，是一个值得考虑的问题。深圳市某地点计划建立一个中型的垃圾焚烧厂，计划处理垃圾量1950吨/天（设置三台可处理垃圾650吨/天的焚烧炉，排烟口高度80米，每天24小时运转）。从构建环境动态监控体系、并根据潜在污染风险对周围居民进行合理经济补偿的需求出发，有关部门希望能综合考虑垃圾焚烧厂对周围带来环境污染以及其他危害的多种因素（例如，焚烧炉的污染物排放量、居住点离开垃圾焚烧厂的距离、风力和风向及降南等气象条件、地形地貌等等），在进行科学定量分析的基础上，确立一套可行的垃圾焚烧厂坏境影响动态监控评估方法，并针对

6、潜在环境风险制定出合理的经济补偿方案。现要求你们从实际出发，通过数学建模完成以下任务：（1）假定焚烧炉的排放符合国家新的污染物排放标准（参见附件1）,根据垃圾焚烧厂周边坏境设计一种坏境指标监测方法，实现对垃圾焚烧厂烟气排放及相关环境影响状况的动态监控。以你设计的环境动态监控体系实际监控结果为依据，设计合理的周围居民风险承担经济补偿方案。（2）由于各种因素焚烧炉的除尘装置（如袋式除尘器）损坏或出现其他故障导致污染物的排放增加，致使相关各项指标将严重超标（如：烟尘浓度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二噁英类及重金

7、属等排放超标，附件2给出了一台可处理垃圾350吨/天的焚烧炉正常运作时的在线排放监测记录）。请在考虑故障发生概率的情况下修正你设计的监测方法和补偿方案。二、问题的分析据资料显示，垃圾焚烧正逐步成为屮国垃圾处理的主要手段之一。经过分类处理后的垃圾在焚烧炉中焚烧处理。这样既可避免垃圾填埋侵占大量的土地，乂可利用垃圾焚烧产生的能量进行发屯等获得可观的经济效益。针对问题一，利用Excel软件对附件四中的数据进行分风向处理，将附件四提供的数据分成四个季度，然后统计出齐季度齐风向所占的比例，提岀应该在不同风向上建立不同级

8、别的监测体系的新想法。利用SPSS软件因子分析和主成分分析，发现影响污染物浓度扩散的主要因素为风速、降雨量和地形地貌。因此，利用高斯烟羽原理建立风速和降雨量对污染物扩散影响的综合模型。再运用Matlab编程，将排放的污染物构造出基于高斯烟羽模型的垃圾焚烧炉的SO2、NOx、烟尘浓度分布图。从而提出独特的赔偿方案，应该将三种污染物对空气的污染程度分成六个不同等级，并且构造变权函数，再根据权重矩阵进行综