水质的评价和预测模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第7期工程数学学报Vo1．22N0．72005年l2月CHINESEJOURNALOFENGINEERINGMATHEMATICSDec2005文章编号：1OO5—3085(2005)07—0035—06水质的评价和预测模型张震，张超，张吴指导教师：指导组(解放军信息工程大学信息工程学院，郑州450002)编者按：本文构造了“s”型的变权函数．对属于不同水质类别的同种污染指标进行了动态加权；根据7个观测站的位置将干流分为8段，计算中6段的排污量，将本段内所有污染源等效为⋯个段中央的连续稳定源，计算出其对该段段末观测站浓度的影响值。以

2、上两点具有独到想法。全文思路正确。表述清晰，假设可靠。摘要：本文首先考虑到水质类别的差异和相同类别水质在数量上的差异对综合评价的影响。构造“S”形的变权函数，对属于不I二J水质类别的I种污染指标进行“动态加权”，建立基于逼近理想点排序法的评价模型和利用灰色关联度的分析方法。对长江水质状况做出了综合评价：其次，根据7个观测站的位置将干流分成8段，把每段河道内所有污染源都等效为一个段中央的连续稳定源，分别利用稳态条件下的一维水质模型及质量守恒定律。得出中间6段每个月的排污量，综合比较各河段一年多来的总排污量得到主要污染源的分布区域：然后，Hj每年不可饮用_炎水的百分比之和刻画水质状况。综合利

3、用灰色GM(1，1)模型和时间序列分析方法，对变化趋势进行了预测最后，建立不可饮用类水的百分比与长江水总流量和废水排放量的线性叵l归模型，计算在满足约束条件下排污量的极限值，用排污量的预测值减去极限值，得到未来10年的污水处理量。关键词：逼近理想点排序法：⋯维水质模型：GM(1，1)模型：时间序列分析i线性回归分类号：AMS(2000)76Z10中图分类号：O212文献标识码：A1问题分析问题一要求对长江两年多的水质情况做出定量的综合评价，应先对一个月内各观测站的水质情况做出评价，然后再综合考虑每个月的情况给出评价。附表所给出的水质评价仅仅体现了污染最严重的一项指标所达到的水质类别。即突

4、出主因素，为进一步细化评判，还要综合兼顾其他各因素的作用，并且对于此种多属性问题。可以借助“空间距离”概念的角度来解决，因此采用“逼近理想解的排序法”(T0PSIS法)。在综合评价中，各指标水质类别区间的差异可以通过数据标准化消除。在确定各指标权重时。为体现出各项指标水质类别的差异以及相同类别水质在数量上的差异，想到构造一个“S”形曲线作为变权函数，对属于不同水质类别的同种污染指标进行动态赋权。问题二要求污染物主要的分布区域。可用七个观测站把干流分成八段，将每段作为一个区域，考虑中间的六个区域。由于段尾观测站的观测值受上游以及本段污染源的影响，所以，考虑用段首观测站的观测值代替上游的污染

5、源，将本段内所有污染源等效为一个段中央的连续稳定源。利用一维水质模型求出两者对段尾观测站的影响值。将两个影响值相加就等于段尾观测站的观测值，从而求解每段排污源的排污量。问题三要求对长江未来水质污染的发展趋势做出预测。首先。要确定预测水质污染的物理量。因为Ⅳ、V、劣V类的水质属于不可饮用类水，所以用这三类水质每个时段的每个评价范围所对应百分比之和刻画水质的污染。分析可知，此数据具有确定的增长趋势和平稳的周期波动特性。则用以下方法预测：①利用灰色GM(1，1)模型对此序列的确定性增长趋势进行预测，②利用时间序列分析法对此序列的平稳周期变化趋势进行预测。两种预测值之和在一定的维普资讯http:

6、//www.cqvip.com工程数学学报第22卷程度上体现出水质污染的发展趋势。问题四是要在满足一定约束条件下，求出未来10年内每年需要处理的废水量。首先，要对未来10年的废水排放量做出预测；然后，在满足约束条件时，求出所允许的废水排放量的极限值，这两个量之差就是每年要处理的废水量。每年长江水的总流量及废水排放总量会对不可饮用类水的百分比含量产生影响，可以采用“线性回归”的方法来刻画此关系，由此能够得到所允许废水排放量的极限值。2模型假设与符号说明2．1模型假设1)假设问题中所给出的数据能客观地反映现实情况，值得相信：2)假设河道的长度远大于其宽度与深度：3)假设相邻观测点问河道中的污

7、染源可等效成稳定连续点源，且位于该段河道的中央；4)假设在短时期内，河道中各观测点问的水流速度保持稳定。2．2符号说明(略)3模型的建立及求解3．1问题一3．1．1某个月内河流沿线的17个观测点水质情况的量化评价1)构造变权函数四项污染物对水质的污染程度分为I、II、III、Ⅳ、V、劣V类6个等级，不妨设对应的数值分别为1，2，3，4，5，6(见图1)。分析可知，当水质的类别从I变化NIII时，其权值变化应该较缓慢；从III类水变到