全国大学生数学建模竞赛
参赛队员1周少甫
2马铮
3周哲
长江水质的评价和趋势分析模型
【摘要】本文要解决的问题是对长江沿江各处水质情况的相关数据进行分析以确定哪些地方的水质污染较少和以后水质发展的一个相关的趋势。通过对长江近几年水质的相关分析并结合了实际情况对题目进行了简化假设。在整体考虑各个问题的基础上抓住研究长江水质情况这根主线建立了对长江水质的评价和趋势分析模型。
关于问题一的解决方法首先我们对长江近两年多来的观测数据做了一系列相关的分析和处理将各种污染物的浓度进行标准的正交化以得出一个年平均值标准然后以此年平均值标准考察沿江各个观测站的水质遭受污染的情况并定量的进行相关数据的分析并以此绘制了相关系列的图表得出了长江水质污染总体上呈越来越严重的趋势最后分析比较各类主要污染物在沿江各各观测站污染程度的高低综合评判了各
f观测站水质情况的好坏。
关于问题二的解决方法首先我们应用微分方程刻画出两个观测站之间污染物浓度的差值同污染物被降解的系数以及两个观测站距离的关系然后建立浓度差值模型并绘制图表通过分析两站点间的差值方便快捷的找到了主要污染物的污染源。
关于问题三的解决方法首先我们对各类水质所占百分比的变化赋予权重在验证了所赋权重的可靠性后我们算出每年的污染指标然后依照过去10年的统计数据预测了长江水质的污染趋势将会不断恶化变得越来越严重国标将水质分为了六类劣Ⅴ类水的比例将达到20。
关于问题四的解决方法首先我们将水文年里干流中各类水的百分比变化情况反映在折线图上并对各类水质的变化规律进行相关的研究由此我们推算出刚好使得干流水质超标的临界排放量最后我们线性拟合了年污水排放量的变化趋势并预测了今后十年的污水排放总量。从而我们得到了每年应处理的污水量
f
关于问题五的解决方法我们从经济管理的角度出发考虑如何有效的控制污物的排放量。提供了两种管理方案排污收费和排污征税。对排放污水的企业分别采取不同的收费手段在保证企业能够获得利润的前提下最大程度的限制污水的排放。经计算我们推荐采用排污征税方案并且建议从创新的金融工具中筹集污水防治资金。
最后我们对本模型的一些不足之处做了补充和修订对第三问中的综合指标采用逐年预测法重新预测每次预测一个指标并将其作为新样本点预测下一个指标。这样最后的预测结果精度将会提高另外在第四问的计算中我们引进随机函数
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