長(zhǎng)江水質(zhì)的評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè).doc

長(zhǎng)江水質(zhì)的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)摘要在長(zhǎng)江水質(zhì)日趨下滑的情況下，經(jīng)過(guò)對(duì)長(zhǎng)江水質(zhì)的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，對(duì)長(zhǎng)江水質(zhì)污染問(wèn)題提出合理的建議和意見(jiàn)。針對(duì)不同的問(wèn)題，建立不同的模型，提出不同的解決方案。對(duì)于問(wèn)題1，為不同的水質(zhì)設(shè)置不同的權(quán)重值，經(jīng)過(guò)分析對(duì)水質(zhì)做出定量的綜合評(píng)價(jià)；對(duì)各地區(qū)水質(zhì)的污染情況，在對(duì)每一個(gè)地區(qū)在近兩年多的28個(gè)月中水質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，計(jì)算出該地區(qū)污染的種類(lèi)及各種類(lèi)污染出現(xiàn)的頻率，通過(guò)計(jì)算分析每個(gè)地區(qū)的污染情況。對(duì)于問(wèn)題2，用Matlab程序解出時(shí)間矩陣T，用污染物的含量減去降解后的剩余量得到自排量。比較每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的自排量，可以得出長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源主要在哪些地區(qū)。對(duì)于問(wèn)題3，運(yùn)用灰色理論的GM（1，1）模型，解得關(guān)聯(lián)度e =0.9993，灰色關(guān)聯(lián)度精度等級(jí)為1級(jí)（好），最終得出如不治理，長(zhǎng)江水質(zhì)將會(huì)越來(lái)越差。對(duì)于問(wèn)題，取19952004年文年水的IV和V類(lèi)水質(zhì)分別所占百分比和長(zhǎng)江的年總流量作為預(yù)測(cè)原始值，預(yù)測(cè)出20052014年的IV和V類(lèi)水質(zhì)分別所占百分比和長(zhǎng)江的年總流量。設(shè)長(zhǎng)江污水年排放量與長(zhǎng)江的年總流量的比作為因變量Y，利用spss 軟件的分析功能，可以估算出未來(lái)10年的年處理污水量。問(wèn)題，在問(wèn)題1對(duì)長(zhǎng)江近兩年多的水質(zhì)情況定量的綜合評(píng)價(jià)，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況；問(wèn)題2研究、分析長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源主要在哪些地區(qū)；問(wèn)題3對(duì)長(zhǎng)江未來(lái)水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)解決長(zhǎng)江水質(zhì)污染問(wèn)題提出一些切實(shí)可行的建議和意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：水質(zhì)問(wèn)題 權(quán)重 灰色模型預(yù)測(cè)法 變量剔除 線性回歸一、問(wèn)題重述長(zhǎng)江是我國(guó)第一、世界第三大河流，長(zhǎng)江水質(zhì)的污染程度日趨嚴(yán)重，已引起了相關(guān)政府部門(mén)和專家們的高度重視。2004年10月，由全國(guó)政協(xié)與中國(guó)發(fā)展研究院聯(lián)合組成“保護(hù)長(zhǎng)江萬(wàn)里行”考察團(tuán)，從長(zhǎng)江上游宜賓到下游上海，對(duì)沿線21個(gè)重點(diǎn)城市做了實(shí)地考察，揭示了一幅長(zhǎng)江污染的真實(shí)畫(huà)面，其污染程度讓人觸目驚心。為此，專家們提出“若不及時(shí)拯救，長(zhǎng)江生態(tài)10年內(nèi)將瀕臨崩潰”，并發(fā)出了“拿什么拯救癌變長(zhǎng)江”的呼喚。通常認(rèn)為一個(gè)觀測(cè)站的水質(zhì)污染主要來(lái)自于本地區(qū)的排污和上游的污水。一般說(shuō)來(lái)，江河自身對(duì)污染物都有一定的自然凈化能力，即污染物在水環(huán)境中通過(guò)物理降解、化學(xué)降解和生物降解等使水中污染物的濃度降低。反映江河自然凈化能力的指標(biāo)稱為降解系數(shù)。事實(shí)上，長(zhǎng)江干流的自然凈化能力可以認(rèn)為是近似均勻的，根據(jù)檢測(cè)可知，主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的降解系數(shù)通常介于0.10.5之間，比如可以考慮取0.2(單位：1/天)?，F(xiàn)需討論下列問(wèn)題：（1）對(duì)長(zhǎng)江近兩年多的水質(zhì)情況做出定量的綜合評(píng)價(jià)，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。（2）研究、分析長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源主要在哪些地區(qū)?（3）假如不采取更有效的治理措施，依照過(guò)去10年的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)長(zhǎng)江未來(lái)水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)分析，比如研究未來(lái)10年的情況。（4）根據(jù)預(yù)測(cè)分析，如果未來(lái)10年內(nèi)每年都要求長(zhǎng)江干流的類(lèi)和類(lèi)水的比例控制在20%以內(nèi)，且沒(méi)有劣類(lèi)水,那么每年需要處理多少污水？（5）對(duì)解決長(zhǎng)江水質(zhì)污染問(wèn)題有什么切實(shí)可行的建議和意見(jiàn)。二、問(wèn)題分析 (一)問(wèn)題一的分析問(wèn)題一可以分解為兩個(gè)方面進(jìn)行討論。對(duì)于近兩年多水質(zhì)情況的定量評(píng)價(jià)方面，引進(jìn)評(píng)價(jià)指數(shù)和權(quán)。將三類(lèi)水質(zhì)在不同流域的評(píng)價(jià)指數(shù)設(shè)為ij，各類(lèi)水質(zhì)的百分比設(shè)為i；把I、II、III、IV、V和劣V水質(zhì)的權(quán)分別記為6、5、4、3、2、1。計(jì)算出i和j，通過(guò)分析比較，定量做出水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。對(duì)于各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況，在上述對(duì)每一個(gè)地區(qū)在近兩年多的28個(gè)月中水質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，再找出該地區(qū)污染的種類(lèi)及各種類(lèi)污染出現(xiàn)的頻率，建立表格，通過(guò)計(jì)算分析得出結(jié)論。(二)問(wèn)題2的分析設(shè)7的觀測(cè)點(diǎn)分別為， Si為i到i+1觀測(cè)點(diǎn)的距離，模型里假設(shè)各段之間水流為勻速，以兩觀測(cè)點(diǎn)的平均速度作為Si的速度，則 ，。用Matlab程序解出時(shí)間矩陣T，高錳酸鹽量（或氨氮含量）Q=c*q，設(shè)降解后的剩余量為，則觀測(cè)點(diǎn)的自排量M=Q-P。比較每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的自排量，可以得出長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源主要在哪些地區(qū)。(三)問(wèn)題3的分析運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)的原理，建立GM (1, 1) 模型，編寫(xiě)程序，得出未來(lái)年的水質(zhì)情況。(四)問(wèn)題4的分析取19952004年文年水的IV和V類(lèi)水質(zhì)分別所占百分比和長(zhǎng)江的年總流量作為預(yù)測(cè)原始值，預(yù)測(cè)出20052014年的IV和V類(lèi)水質(zhì)分別所占百分比和長(zhǎng)江的年總流量。設(shè)長(zhǎng)江污水年排放量與長(zhǎng)江的年總流量的比作為因變量Y，利用spss 軟件的線性回歸分析功能，對(duì)19952004 年的每年長(zhǎng)江干流水文年各類(lèi)水質(zhì)所占河長(zhǎng)的百分比做為歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到各個(gè)因子的常量系數(shù)，即可得到Y(jié)的表達(dá)式，由此得出，且未來(lái)的年處理污水量=期望長(zhǎng)江年總流量，經(jīng)過(guò)上述方法可以估算出未來(lái)10年的年處理污水量。(五)問(wèn)題5的分析在問(wèn)題1對(duì)長(zhǎng)江近兩年多的水質(zhì)情況定量的綜合評(píng)價(jià)，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況；問(wèn)題2研究、分析長(zhǎng)江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源主要在哪些地區(qū)；問(wèn)題3對(duì)長(zhǎng)江未來(lái)水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)解決長(zhǎng)江水質(zhì)污染問(wèn)題提出一些切實(shí)可行的建議和意見(jiàn)。三、模型假設(shè)1. 每一個(gè)觀測(cè)站的水質(zhì)污染物主要來(lái)自本地區(qū)的排污河上游的污水，河水在通過(guò)觀測(cè)點(diǎn)后立即混入下段區(qū)域的污水；2. 降解作用在整個(gè)流域中是平穩(wěn)進(jìn)行的，主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的降解系數(shù)取0.2（單位：1/天）；3.不考慮洪水干旱等特殊氣候?qū)λ|(zhì)的影響；42005年2014年的評(píng)價(jià)河長(zhǎng)與2004年的評(píng)價(jià)河長(zhǎng)相等；5.任意兩觀測(cè)點(diǎn)之間的江水流速是所觀測(cè)的兩點(diǎn)流速的平均值。四、定義與符號(hào)說(shuō)明：三類(lèi)水質(zhì)在不同流域的評(píng)價(jià)指數(shù)（）；：第i類(lèi)水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)的平均值；：第j類(lèi)流域評(píng)價(jià)指數(shù)的平均值；：各類(lèi)水質(zhì)的百分比（）；：第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（）；：第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)到i+1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的距離（）；：第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的水流速度（）；：從i觀測(cè)點(diǎn)到i+1觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間（）；：第i段流域的長(zhǎng)度（）；：第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)自排量（）；：降解系數(shù)=0.2/天；：濃度；：水流量；：年廢水排放總量。五、模型的建立與求解（一）問(wèn)題一模型的建立和求解：對(duì)于問(wèn)題1，根據(jù)附件4中03年、04年的報(bào)告表，運(yùn)用權(quán)重的表達(dá)式： 計(jì)算出百分比如下表1： 年份時(shí)段全流域干流支流平均值2003年枯水期3.7223.7883.7653.758豐水期3.8354.0713.7873.898水文年4.0204.2223.9784.0752004年枯水期3.6733.5483.6993.640豐水期3.7033.6783.6833.688水文年3.6883.6973.6843.690表1 近兩年來(lái)長(zhǎng)江流域水質(zhì)報(bào)告圖表2 2003年長(zhǎng)江流域水質(zhì)折線圖表3 2004年長(zhǎng)江流域水質(zhì)折線圖對(duì)于問(wèn)題2，根據(jù)附件3近兩年的28個(gè)月中的水質(zhì)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再找出該地區(qū)污染的種類(lèi)及該種類(lèi)污染出現(xiàn)的頻率。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表4：觀測(cè)站pHDOCODMnNH3-N四川攀枝花龍洞001/281/28重慶朱沱0000湖北宜昌南津關(guān)0000湖南岳陽(yáng)城陵磯0000江西九江河西水廠0000安徽安慶皖河口0000江蘇南京林山0000四川樂(lè)山岷江大橋06/284/289/28四川宜賓涼姜溝001/283/28四川瀘州沱江二橋05/281/285/28湖北丹江口胡家?guī)X0000湖南長(zhǎng)沙新港01/28010/28湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓003/280湖北武漢宗關(guān)01/2800江西南昌滁槎1/288/282/2821/28江西九江蛤蟆石004/280江蘇揚(yáng)州三江營(yíng)01/2800表4 各地污染頻率統(tǒng)計(jì)表從上表可以看出江西南昌滁槎出現(xiàn)了PH值超標(biāo)情況；四川樂(lè)山岷江大橋，四川瀘州沱江二橋，江蘇揚(yáng)州三江營(yíng)，湖北武漢宗關(guān)，江西南昌滁槎，湖南長(zhǎng)沙新港這6個(gè)地區(qū)出現(xiàn)了含氧量超標(biāo)情況；四川攀枝花龍洞，四川樂(lè)山岷江大橋，四川宜賓涼姜溝，四川瀘州沱江二橋，湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓，江西南昌滁槎，江西九江蛤蟆石這7個(gè)地區(qū)出現(xiàn)了高錳酸鹽超標(biāo)情況；四川攀枝花龍洞，四川樂(lè)山岷江大橋，江西南昌滁槎，四川瀘州沱江二橋，湖南長(zhǎng)沙新港，四川宜賓涼姜溝這6給地區(qū)出現(xiàn)了氨氮超標(biāo)情況。經(jīng)過(guò)上述分析統(tǒng)計(jì)，結(jié)合圖表可以看出2003年到2004年的水質(zhì)情況下降，而且在水文年的水質(zhì)較好，枯水期的水質(zhì)最差。四川攀枝花龍洞CODMn，NH3-NC未達(dá)標(biāo)率分別為：1/28，1/28，即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有1個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況，1個(gè)月出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。四川樂(lè)山岷江大橋DO，CODMn，NH3-N的未達(dá)標(biāo)率分別為：6/28，4/28，9/28，即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有6個(gè)月出現(xiàn)含氧量超標(biāo)情況，4個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況，9個(gè)月出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。四川宜賓涼姜溝CODMn，NH3-NC未達(dá)標(biāo)率分別為：1/28，3/28，即該地區(qū)即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有1個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況，3個(gè)月出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。四川瀘州沱江二橋DO，CODMn，NH3-N的未達(dá)標(biāo)率分別為：5/28，1/28，5/28，即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有5個(gè)月出現(xiàn)含氧量超標(biāo)情況，1個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況，5個(gè)月出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。湖南長(zhǎng)沙新港DO，NH3-N的未達(dá)標(biāo)率分別為：1/28，10/28，即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有1個(gè)月出現(xiàn)含氧量超標(biāo)況，10個(gè)月出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓CODMn，未達(dá)標(biāo)率為：3/28，即該地區(qū)即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有3個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況。湖北武漢宗關(guān)湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓DO未達(dá)標(biāo)率為：1/28，即該地區(qū)即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有1個(gè)月出現(xiàn)含氧量超標(biāo)情況。江西南昌滁槎PH，DO，CODMn，NH3-NC未達(dá)標(biāo)率分別為：1/28，8/28，2/28，21/28即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有1個(gè)月出現(xiàn)PH超標(biāo)情況，8個(gè)月出現(xiàn)含氧量超標(biāo)情況，2個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況，21個(gè)月出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。江西九江蛤蟆石CODMn，未達(dá)標(biāo)率為：4/28，即該地區(qū)即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有4個(gè)月出現(xiàn)高錳酸鹽超標(biāo)情況。湖北武漢宗關(guān)湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓DO未達(dá)標(biāo)率為：1/28，即該地區(qū)即該地區(qū)在抽樣的28個(gè)月內(nèi)有1個(gè)月出現(xiàn)含氧量超標(biāo)情況。（二）問(wèn)題二模型的建立和求解：模型里假設(shè)各段之間水流為勻速，以兩觀測(cè)點(diǎn)的平均速度作為Si的速度，則，記對(duì)應(yīng)的流域段長(zhǎng)度為，則。分別運(yùn)用Matlab程序解出：；速度矩陣江水流過(guò)所需時(shí)間矩陣單位時(shí)間內(nèi)高錳酸鹽量（單位：g）：，運(yùn)用Matlab程序解得：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)氨氮量（單位：g）：，運(yùn)用Matlab程序解得：上游高錳酸鹽經(jīng)過(guò)降解到下游時(shí)剩余高錳酸鹽量，上游氨氮經(jīng)過(guò)降解到下游相鄰觀測(cè)點(diǎn)時(shí)剩余氨氮量，運(yùn)用Matlab程序解得：Q1 = 19.0, 3.09, 13.0, 4.68, .443e4, 45.0 28.6, .627, 10.3, 6.62, .571e4, 5.88 27.3, 6.50, 213., 103., .977e4, 196. 44.1, 21.3, 456., 203., .985e4, 290. 53.6, 110., 385., 168., .946e4, 392. .108e4, .243e4, .305e4, .200e4, .456e5, .934e4 3.73, 12.6, 633., 230., .740e4, 538. 1.92, .234, 1.10, .542, .108e4, 4.20 .694, .487e-1, .968, .331, 669., .917 .458e-1, .268e-2, .135e-1, .251e-1, 334., .316 .415e-2, .624e-5, .369e-2, .154e-1, 407., .366 .223e-2, .173e-5, .445e-2, .478e-1, 568., 2.49 .156e-1, .922e-4, .962e-3, .384e-2, 467., .948Q2 = 1.24, .185, 1.62, .369, 412., 3.53 .466, .770e-1, 1.03, .589, 405., 4.63 .436, .390, 19.1, 10.3, 573., 20.8 .734, 1.16, 22.8, 17.4, 606., 37.5 9.24, 9.34, 23.6, 13.9, .113e4, 33.0 15.9, 88.2, 260., 154., .599e4, 817. .373, 1.81, 39.3, 23.7, 740., 43.5 .410e-1, .316e-1, .139, .751e-1, 108., .229 .347e-1, .191e-1, .645e-1, .293e-1, 34.9, .755e-1 .267e-2, .111e-2, .156e-2, .207e-2, 29.2, .243e-1 .691e-3, .191e-5, .332e-3, .206e-2, 17.1, .244e-1 .528e-3, .493e-6, .402e-3, .490e-2, 34.7, .188 .142e-2, .291e-4, .521e-4, .556e-3, 32.7, .619e-1任意地區(qū)自身排放高錳酸鹽和氮氨排放量分別為即為某地區(qū)高錳酸鹽和氮氨總量減去上游相鄰城市經(jīng)過(guò)降解后剩下即可，分別如下：，利用matlab解得：如下所示：時(shí)間A1A2A3A4A5A6A720040484874828146197844678446778170446552004051599628791593997379092373509062094200406100254257377134788877529741590660042004071118454076726191.01E+056999744380575102004082169221146742901.03E+05640325400059278200409383082.08E+051.79E+052.07E+051.36E+05731201.77E+05200410260825916706577741746890577007242220041142001633820140311993211936320352762004121521.68514.31776037449303602330129799200501854.45226868341769261603164636000200502550.86485.4902025536319303658334730200503685.390061087828864257406450238698200504706.273001296020996302004599333149平均值8986.02337077.950708.2370086.4657375.7745568.8557428.85如下所示：時(shí)間A1A2A3A4A5A6A7200404553.52896.85759.86654.47586.66078592.47200405260.43536.55939.965596555.480953100.4200406160.42555.66901.67890.94414.748841965.2200407186.42951.33630.88653.24302.664121567.520040837401792.84550.78523.47690.142141722200409565.27600.115427158801804643985663200410260.83725.64391.27988.74688.345301492.5200411902205.925444319.93211.91932979.7720041276.083340.511843316.915841939.11489.920050149.842170.81005.43449.822892430.8316820050291.81981.6811.83431.413392448.94681200503161.982559.6984.22956.815734887.3429.8120050464.22299.57023040.821142997.34419.9平均值481.58463047.4314140.9546358.8625030.3544249.7232405.496通過(guò)比較平均值的大小，得出高錳酸鹽超標(biāo)的污染A4污染最嚴(yán)重，A7次之，A5為第三，A1最輕。氨氮超標(biāo)的污染A4最嚴(yán)重，A5次之，A3為第三，A1最輕。（三）問(wèn)題三模型的建立和求解：GM (1, 1) 模型：灰色系統(tǒng)理論的實(shí)質(zhì)是將無(wú)規(guī)律的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加生成，得到規(guī)律性較強(qiáng)的生成數(shù)列后再重新建模。由生成模型得到的數(shù)據(jù)再通過(guò)累加生成的逆運(yùn)算累減生成得到還原模型，再還原模型作為預(yù)測(cè)模型?；疑Ｐ褪穷A(yù)測(cè)工作的基礎(chǔ)模型。對(duì)于采集的原始數(shù)據(jù)序列:記為原始序列，為由經(jīng)過(guò)一次累加生成的序列，其中，表示的均值生成序列， 表5通過(guò)運(yùn)用灰色原理，GM模型解得關(guān)聯(lián)度e =0.9993，灰色關(guān)聯(lián)度精度等級(jí)為1級(jí)（好），畫(huà)出圖像。最終得出未來(lái)10年的值分別為：4.3314 ，4.2580，4.1857，4.1147，4.0449，3.9763，3.9089，3.8425，3.7774，3.7133。從整體分析，如果不加治理，長(zhǎng)江水質(zhì)在未來(lái)10年會(huì)持續(xù)下降。（四）問(wèn)題四模型的建立和求解：取19952004年文年水的IV和V類(lèi)水質(zhì)分別所占百分比和長(zhǎng)江的年總流量作為預(yù)測(cè)原始值，預(yù)測(cè)出20052014年的IV和V類(lèi)水質(zhì)分別所占百分比和長(zhǎng)江的年總流量。長(zhǎng)江污水年排放量與長(zhǎng)江的年總流量的比作為因變量Y，利用spss 軟件的線性回歸分析功能對(duì)19952004 年的每年長(zhǎng)江干流水文年各類(lèi)水質(zhì)所占河長(zhǎng)的百分比做為歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到各個(gè)因子的常量系數(shù)，分別為系統(tǒng)自動(dòng)剔除第三變量，從而得到：其中由此得出，且未來(lái)的年處理污水量=期望長(zhǎng)江年總流量年份期望長(zhǎng)江總流量IV類(lèi)河長(zhǎng)所占百分比% ()V類(lèi)河長(zhǎng)所占百分比% ()需要處理的污水量（億噸）2005102657.651.570.004344.13952006101908.351.950.005354.0072007101169.112.400.006565.7542008100429.932.970.008181.34022009996910.833.670.0199.692010989611.824.530.012118.7522011982412.895.600.015147.362012975314.066.920.019185.3072013968215.348.540.023222.6862014961116.7310.550.029278.719表6 每年需要處理的污水量（五）問(wèn)題五對(duì)解決長(zhǎng)江水質(zhì)污染問(wèn)題的一些切實(shí)可行的建議和意見(jiàn)：（1）對(duì)保護(hù)長(zhǎng)江立法，讓人們的意識(shí)受到法律的約束。一方面可以制定促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策和法律法規(guī)；另一方面，還可以加大對(duì)違法排污行為的處罰力度。（2）對(duì)于生活污水也需要進(jìn)行一定的控制。喚醒民眾、領(lǐng)導(dǎo)干部的環(huán)保意識(shí)。由于長(zhǎng)江兩岸農(nóng)田過(guò)量噴灑的農(nóng)藥被雨水沖刷到河里，出現(xiàn)了氨氮含量過(guò)高、河水富營(yíng)養(yǎng)化、藍(lán)藻瘋長(zhǎng)等情況，嚴(yán)重破壞了水資源。迫切需要提高人民大眾的環(huán)保意識(shí)，在保證收成的情況下，盡量少使用農(nóng)藥毋將農(nóng)藥水隨便排放。同時(shí)需要政府撥款在長(zhǎng)江沿岸多建水凈化廠，將需要排放到長(zhǎng)江里的水進(jìn)行凈化處理后再排放。（3）在長(zhǎng)江上游地區(qū)植樹(shù)造林，據(jù)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)江上游地區(qū)森林覆蓋率曾達(dá)到60%至80%，現(xiàn)如今卻只有5%至7%，因此每年流入長(zhǎng)江泥沙近24億噸，長(zhǎng)江源頭出現(xiàn)沙漠化及斷流，污染還殃及近海。2003年出現(xiàn)赤潮近40次，赤潮導(dǎo)致“氧虧”，進(jìn)而影響漁業(yè)資源及品質(zhì)，水生生態(tài)系統(tǒng)瀕于崩潰。因此應(yīng)該鼓勵(lì)在長(zhǎng)江上游地區(qū)植樹(shù)造林。（4）對(duì)于長(zhǎng)江沿線的鋼鐵廠、化工廠、造紙廠、造船廠、拆船廠這樣的重污染企業(yè)禁止直接將污水排入長(zhǎng)江。嚴(yán)格要求工廠將污水經(jīng)過(guò)處理設(shè)備處理后，再對(duì)各種污染物含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)所要排放的水屬于可飲用水，才可排放。若發(fā)現(xiàn)工廠將檢驗(yàn)未達(dá)標(biāo)水排入長(zhǎng)江則處以罰款或者是責(zé)令他們拆遷工廠。六、模型評(píng)價(jià)與推廣模型中運(yùn)用了灰色模型預(yù)測(cè)法，在預(yù)測(cè)實(shí)踐中以中短期預(yù)測(cè)的效果為佳，弱化了預(yù)測(cè)對(duì)象的隨機(jī)性變化，突出了趨勢(shì)性。忽略了次要因素對(duì)水質(zhì)的影響，簡(jiǎn)潔、易懂，具有一定的合理性和實(shí)用性。模型還考慮到了變量剔除問(wèn)題，正確的選擇了變量，減少異常點(diǎn)對(duì)模型結(jié)果的影響。但是模型對(duì)于水質(zhì)的凈化只考慮了自然降解，而對(duì)于實(shí)際情況比如是否存在污水處理廠等認(rèn)為凈化設(shè)施的情況沒(méi)有考慮。對(duì)于降解系數(shù)選取，認(rèn)為全流域相等，與實(shí)際情況存在一定的誤差。對(duì)于污水在監(jiān)測(cè)站之后馬上匯入江水的假設(shè)，與實(shí)際沿江不規(guī)律分布的污水排放不符，也會(huì)產(chǎn)生誤差。實(shí)際情況下，污染物排放量與諸多因素有關(guān)，僅僅估計(jì)其與時(shí)間的關(guān)系會(huì)造成偏差。用給出的前十年的水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)后十年的水質(zhì)變化情況，數(shù)據(jù)不夠充足，容易造成誤差。七、參考文獻(xiàn) 1 鄧聚龍1 灰色預(yù)測(cè)與決策M(jìn) 1 武漢: 華中理工大學(xué)出版社，1986.1 2 姜啟源，謝金星，葉俊，數(shù)學(xué)模型，北京：高等教育出版社，2004.4八、附件第二題程序1clear;clc;a1=2.9 2.8 3.0 3.2 2.95 4.95 2.7 2.3 2.3 1.8 1.5 1.4 1.65;a2=1.5 1.35 1.65 1.85 2.75 3.25 1.9 1.3 1.2 1.0 0.7 0.65 0.8;a3=0.9 0.85 1.25 1.45 1.4 1.8 1.55 0.75 0.75 0.55 0.5 0.5 0.45;a4=0.95 1.0 1.4 1.5 1.45 2.0 1.6 0.85 0.8 0.65 0.65 0.7 0.6;a5=1.05 1.1 1.5 1.55 1.6 2.75 1.65 0.9 0.8 0.7 0.7 0.8 0.75;a6=1.15 1.15 1.55 1.65 1.7 3.4 1.8 0.95 0.85 0.75 0.75 0.85 0.8;b1=950000;b2=778000;b3=395000;b4=500000;b5=164000;b6=464000;c1=b1./(86400.*a1);c2=b2./(86400.*a2);c3=b3./(86400.*a3);c4=b4./(86400.*a4);c5=b5./(86400.*a5);c6=b6./(86400.*a6);c1=vpa(c1,3)c2=vpa(c2,3)c3=vpa(c3,3)c4=vpa(c4,3)c5=vpa(c5,3)c6=vpa(c6,3)運(yùn)行結(jié)果：第二題程序2clear;clc;a1=8487 48300 46200 84480 81490 82600;. 15996 28820 59400 73800 92380 10800;. 10025 42600 77140 79100 75400 51360;. 11184 54120 72640 101220 70200 54230;. 21692 21200 74400 103600 64200 63460;. 38308 209440 181900 209820 138320 118720;. 2608 25920 70670 78050 47120 65100;. 4200 16340 20140 31200 32120 37400;. 1521.6 8515 17760 37450 30360 23970;. 854.4 5226 8683 41769 26160 31980;. 550.8 6485.4 9020 25536 31930 36990;. 685.3 9006 10878 28864 25740 65070;. 706.2 7300 12960 20996 30200 46460;a2=553.5 2898 5760 6656 7587 6490;. 260.4 3537 5940 6560 6556 8500;. 160.4 2556 6902 7910 4425 5457;. 186.4 2952 3632 8676 4320 7018;. 3740 1802 4560 8547 7704 5344;. 565.2 7616 15515 16140 18200 10388;. 260.8 3726 4393 8028 4712 5270;. 90 2205.9 2544 4320 3212 2040;. 76.08 3340.5 1184 3317 1584 1974;. 49.84 2170.8 1005.4 3449.8 2289 2460;. 91.8 1981.65 811.8 3431.4 1339 2466;. 161.98 2559.6 984.2 2956.8 1573 4922;. 64.2 2299.5 702 3040.8 2114 3030;t=3.79 6.00 5.08 6.09 1.81 4.67;. 3.93 6.67 5.38 5.79 1.73 4.67;. 3.67 5.46 3.66 4.13 1.27 3.46;. 3.44 4.87 3.15 3.86 1.22 3.25;. 3.73 3.27 3.27 3.99 1.19 3.16;. 2.22 2.77 2.54 2.89 0.69 1.58;. 4.07 4.74 2.93 3.62 1.15 2.98;. 4.78 6.93 6.10 6.81 2.11 5.65;. 4.78 7.50 6.10 7.23 2.37 6.32;. 6.11 9.00 8.31 8.90 2.71 7.16;. 7.33 12.9 9.14 8.90 2.71 7.16;. 7.85 13.9 9.14 8.27 2.37 6.32;. 6.66 11.3 10.2 9.64 2.59 6.71;x=0.2.t;y1=a1.*x;y2=a2.*x;Q1=vpa(y1,3)Q2=vpa(y2,3)運(yùn)行結(jié)果：Q1 = 19.0, 3.09, 13.0, 4.68, .443e4, 45.0 28.6, .627, 10.3, 6.62, .571e4, 5.88 27.3, 6.50, 213., 103., .977e4, 196. 44.1, 21.3, 456., 203., .985e4, 290. 53.6, 110., 385., 168., .946e4, 392. .108e4, .243e4, .305e4, .200e4, .456e5, .934e4 3.73, 12.6, 633., 230., .740e4, 538. 1.92, .234, 1.10, .542, .108e4, 4.20 .694, .487e-1, .968, .331, 669., .917 .458e-1, .268e-2, .135e-1, .251e-1, 334., .316 .415e-2, .624e-5, .369e-2, .154e-1, 407., .366 .223e-2, .173e-5, .445e-2, .478e-1, 568., 2.49 .156e-1, .922e-4, .962e-3, .384e-2, 467., .948 Q2 = 1.24, .185, 1.62, .369, 412., 3.53 .466, .770e-1, 1.03, .589, 405., 4.63 .436, .390, 19.1, 10.3, 573., 20.8 .734, 1.16, 22.8, 17.4, 606., 37.5 9.24, 9.34, 23.6, 13.9, .113e4, 33.0 15.9, 88.2, 260., 154., .599e4, 817. .373, 1.81, 39.3, 23.7, 740., 43.5 .410e-1, .316e-1, .139, .751e-1, 108., .229 .347e-1, .191e-1, .645e-1, .293e-1, 34.9, .755e-1 .267e-2, .111e-2, .156e-2, .207e-2, 29.2, .243e-1 .691e-3, .191e-5, .332e-3, .206e-2, 17.1, .244e-1 .528e-3, .493e-6, .402e-3, .490e-2, 34.7, .188 .142e-2, .291e-4, .521e-4, .556e-3, 32.7, .619e-1第二題程序3clear;clc;a1=48300 46200 84480 81490 82600 44700;. 28820 59400 73800 92380 10800 62100;. 42600 77140 79100 75400 51360 66200;. 54120 72640 101220 70200 54230 57800;. 21200 74400 103600 64200 63460 59670;. 209440 181900 209820 138320 118720 186300;. 25920 70670 78050 47120 65100 72960;. 16340 20140 31200 32120 37400 35280;. 8515 17760 37450 30360 23970 29800;. 5226 8683 41769 26160 31980 36000;. 6485.4 9020 25536 31930 36990 34730;. 9006 10878 28864 25740 65070 38700;. 7300 12960 20996 30200 46460 33150;a2=2898 5760 6656 7587 6490 596;. 3537 5940 6560 6556 8500 3105;. 2556 6902 7910 4425 5457 1986;. 2952 3632 8676 4320 7018 1605;. 1802 4560 8547 7704 5344 1755;. 7616 15515 16140 18200 10388 6480;. 3726 4393 8028 4712 5270 1536;. 2205.9 2544 4320 3212 2040 980;. 3340.5 1184 3317 1584 1974 1490;. 2170.8 1005.4 3449.8 2289 2460 3168;. 1981.65 811.8 3431.4 1339 2466 4681;. 2559.6 984.2 2956.8 1573 4922 430;. 2299.5 702 3040.8 2114 3030 4420;x1=19.0, 3.09, 13.0, 4.68, .443e4, 45.0;. 28.6, .627, 10.3, 6.62, .571e4, 5.88;. 27.3, 6.50, 213., 103., .977e4, 196.;. 44.1, 21.3, 456., 203., .985e4, 290.;. 53.6, 110., 385., 168., .946e4, 392.;. .108e4, .243e4, .305e4, .200e4, .456e5, .934e4;. 3.73, 12.6, 633., 230., .740e4, 538.;. 1.92, .234, 1.10, .542, .108e4, 4.20;. .694, .487e-1, .968, .331, 669., .917;. .458e-1, .268e-2, .135e-1, .251e-1, 334., .316;. .415e-2, .624e-5, .369e-2, .154e-1, 407., .366;. .223e-2, .173e-5, .445e-2, .478e-1, 568., 2.49;. .156e-1, .922e-4, .962e-3, .384e-2, 467., .948;x2 = 1.24, .185, 1.62, .369, 412., 3.53;. .466, .770e-1, 1.03, .589, 405., 4.63;. .436, .390, 19.1, 10.3, 573., 20.8;. .734, 1.16, 22.8, 17.4, 606., 37.5;. 9.24, 9.34, 23.6, 13.9, .113e4, 33.0;. 15.9, 88.2, 260., 154., .599e4, 817.;. .373, 1.81, 39.3, 23.7, 740., 43.5;. .410e-1, .316e-1, .139, .751e-1, 108., .229;. .347e-1, .191e-1, .645e-1, .293e-1, 34.9, .755e-1;. .267e-2, .111e-2, .156e-2, .207e-2, 29.2, .243e-1;. .691e-3, .191e-5, .332e-3, .206e-2, 17.1, .244e-1;. .528e-3, .493e-6, .402e-3, .490e-2, 34.7, .188;. .142e-2, .291e-4, .521e-4, .556e-3, 3