題車晶晶水質(zhì)的評價和預測

一、摘在第一題中，我們建立了逐步回歸模型，用統(tǒng)計工具箱中的逐步回歸命Stepwise，CDOMnNH3-N，（Eq3-3-117EViews5-3-35-3-45-3-9，Eq5-3-5至Eq5-3-10。（5-3-5）二、問題重的高度重視2004年10月由與中國發(fā)展聯(lián)合組“保護長江行”團，從長江上游宜賓到下游，對沿線21個重點城市做了實地，揭示了一17個觀測1020%以內(nèi)，且沒有劣Ⅴ類水,那么每年需要處理多少污水？三、第一問的分析和、模型的假（CODMnN，溶解氧、問題的分27月以來的各指標情況，我們對他們按照月份取平均值，利用數(shù)學軟件做出他們11序12序123456789宗

圖3-2- 各地區(qū)四種指標的含圖3-2-2長江流域17個沿岸城市及長要支流PHPH值普遍偏弱堿性，其中地點（8.2561的堿性相對最低(7.0768)。虛線表示的是CODMn(高錳酸鹽指數(shù))指標：我們可以看出，地點8（樂山岷江大橋，岷江（與大渡河匯合前，高錳酸鹽指數(shù)較高，污染也較匯合前地點15（贛江（鄱陽湖兩個位點的含氧量相對較低，地點11（丹（庫體）的含氧量相對較高。雙劃線表示的是NH3-N(氨氮)指標：地點15（贛江（鄱陽湖）處的氨氮的含量最高，污染最嚴重； 、模型的建立與求在進行評價之前，各類水劃分等級，依次為1-6各類數(shù)據(jù)期望的分析，即分析各個地區(qū)近兩年來各指標的平均值。具體見下表格（表3-1122232425262728392313326223-3-1為了更加直觀的看出各個指標的隨時間的變化情況我們利用畫圖函數(shù)作圖如（3-3-圖3-3-1 地點11丹江口胡家?guī)X(丹江口水庫（庫體）)：水質(zhì)最好，屬于一級水質(zhì)。地點15江西南昌滁槎(贛江（鄱陽湖）)：水質(zhì)，屬于劣V類水質(zhì)。17個地區(qū)的水質(zhì)進行定性分析的過程，下面我們建立逐步回歸模型對問在水質(zhì)評價過程中，影響水質(zhì)量評價等級Y)的因素有四種：PH值（X1偏弱堿性。在其質(zhì)量標準劃分上也沒有嚴格的界限（PH在6-9的范圍間可為1-5類水質(zhì)X3：（CODMn，X4：氨氮我們利用軟件統(tǒng)計工具箱中的逐步回歸命令Stepwise來簡化我們的統(tǒng)計（3-3-2）3-3-2X1，X2對評價等級的影響不大，可以不予考慮,而X3,X4X30.22012，X4的回歸系數(shù)是 。R20.92198表示因變量（等級）92.1918%可由模型確立，F(xiàn)=82.65遠超過F檢驗的臨界值，P0.05，因此模型從整體上來講是合理的。Stepwise命令并未給出回歸模型的常數(shù)項b0，可由以下方法計算得b0Yb3X3b4X4＝1.1621（5323其中YX3X4分別是YX3X4,此處，我們已經(jīng)把Y即等級連續(xù)化考慮。

（Eq3-3-（CODMn，氨氮型表明X3的等級每增加一個單位，對水質(zhì)的總體評價等級就增加0.22個單位X4的0.95個單位；因此應(yīng)建議污水治理部門在這兩方面加強。由于而且X4的回歸系數(shù)大于X3，所以對氨氮（NH3-N）污染物、模型應(yīng)見下表（3-4-1地區(qū)（序號12345678Y地區(qū)（序號9Y3-4-1NH3-66標準》的基礎(chǔ)上討論幾組數(shù)據(jù)。2003年8月和2003年9月NH3-663-4-2江西南昌滁槎的各主要監(jiān)測項目和水質(zhì)類別對照環(huán)境質(zhì)量標準可知：8：CODMn1，NH3-N69：CODMn1，NH3-N6按照最高等級原則，8,9月份的水質(zhì)均是第6等級。該結(jié)果比較粗糙，若單純看水質(zhì)級別兩個月內(nèi)水體無變化但實際上9月份8月份CODMn值減小，NH3-N值升高，1_611.87181.8718>11水偏向2等級臨界值的程度。再如地區(qū)155.9904等級，它是更偏向第6等級臨界值11<7<5<1<2<6<3<14<17<9<16<4<13<12<10<8<151511四、第二問的分析和、模型的假、變量假設(shè)及模型建系數(shù)題目中認為長江干流進化能力均勻，降解系數(shù)取值k=0.2（1/天。cxc0exp(kcx表示斷面污染物濃度

（Eq4-2-1-

24

即

，則

c

)(Eq42124

6]，模型二

q)c(Qq)c

)(Eq422

W=(Q0q1q2cxQ0c0fx0q1c1fx1q2c2fx2）+...(Eq4-2-2-2)Q0表示上斷面的水流量，q1,q2...表示支流的水流量這里的f(xi）代表的是

等）可以根據(jù)上面的具體情況來預測下一個觀測點的W值。若該點的實測值為W0（每秒流過的污染物的質(zhì)量WW0W可以用來衡量該地區(qū)污染，反映的是該觀測點相對于上游的觀測點的污染情況。、模型求解見參考文獻8）得知岷江和沱江年平均徑流量為868和158（億立方米年平均水流量q2(138003690)158(868

(Eq4-3-(Eq4-3-Q03690c0 c1 c2并得知x0950x1169x2則W=Q0c0fx0q1c1fx1q2c2f

(Eq4-3-WW0W、結(jié)果分析與討2004.4—2005.4的差值W（見附錄一，由于是相對量，起點攀枝花沒有考慮。畫出柱狀圖，從圖中可以直出那些地區(qū)是污染源。如下表（圖：4-4-1江蘇1367245CODMn相對污染量CODMn相對污染量柱狀0系列 地NH3-N相對污染量柱狀0 年平均污染量系列年平均污染量江蘇2576314地圖4-4-1CODMn相對污染量柱狀 圖4-4-2NH3-N相對污染量柱狀地圖中的1，2，3，4，5，6分別表示重慶朱沱，宜昌，湖南岳陽，江西九江，安徽安慶，江蘇。、模型優(yōu)缺點分五、第三、第四問的分析與型的假、問題的分4（1995年~2004年長江流域水質(zhì)報告）中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)各類水20046341Km33071Km，最后所得II類水（9%、模型的建立與求賦予不同的權(quán)值。這樣可以克服因所取河長差異大造成的問題。為了計算不同的權(quán)32的數(shù)據(jù)進行處理，并參考一些網(wǎng)上的數(shù)據(jù)，求出長江干流設(shè)長江幾條支流的長度為Li，主要支流的年平均徑流量為2U2

（Eq5-3-Li為長江第i條支流長度，Ui為長江第i表5-3-1長江的干流年平均徑流量為U1=31060m3/s（參考文獻長要支流長度(公里流量（億立方米）Ui1漢水——漢江——2雅礱江—3嘉陵江—4沅江——沅江——5烏江——烏江——6湘江——湘江——7贛江——贛江——8岷江——岷江——9沱江——沱江——資水——資水——清江——清江——澧水——澧水——經(jīng)計算得出U2=552.9427m3/s=553干流的評價河長：i類水的干流河長

（ii類水的支流河長干流的平均徑流量：U1＝31060m3/s支流的平均徑流量：U2＝553m3/sXL1iU1

（Eq5-3-5-3-2年1234504所給的全流域中各類水所占的百分比進行比較，發(fā)現(xiàn)改2000I5.6%，偏向支流的百（4.8％所得的全流域的百分比是9.1％,偏向干流百分比（9.5％，這個結(jié)果正體現(xiàn)了長江干流我們用數(shù)學軟件畫出部分年度改進后不同等級的水所占比例的關(guān)系圖像（其它圖像見附錄二19951995年各等級水002462003年各等級水所占2003年各等級水所占0-0.224等百分5-3-220032004005-3-320041995-2004（上面只畫出4t變化不明顯,4，5，6級處.1996級，20002002們可以總體認為每年的最高等級在第三等級。 h(m)f(m)N(0,

（Eq5-3-6N(0,20，方差2 我們再補充說明，所謂預測準確是不可能的，有過去10年的數(shù)據(jù)就可以發(fā)現(xiàn)，會體操作我們用了統(tǒng)計軟件EViews。0，它21

[f(m)g

(Eq5-3- n

n10fi(mgi(m是第mi用水文年全流域的數(shù)據(jù)進行預測（水文年數(shù)據(jù)是年度平均值，比較合理YX：年5-3-4Y0.0156X31.4042N(05-3-5

(Eq5-3-

Y0.0009X1.3731N(0,

(Eq5-3-5-3-6其預測函數(shù)關(guān)系式是：Y0.0157X30.8667N(0, (Eq5-3-5-3-7Y0.0088X17.4253N(05-3-8Y0.0006X1.2034N(05-3-9Y0.0077X15.3361N(0

(Eq5-3-(Eq5-3-(Eq5-3-5-3-3一二三四五六百分比總--------因是預測的時段離現(xiàn)在比較遠了。我們還要，各等級水的預測值出現(xiàn)了負值，這是0的。0，它21

[f(m)g

（Eq5-3- n

n10fi(mgi(m是第mi附件四給出了長江過去十年污水的排放量，我們用做出排放量關(guān)于年份的圖x長江x長江總流11995199619971998 200020012002 廢水排放總1995199619971998 200020012002 圖5-3- 長江污水各年度污水的排放從圖中可以看出進行模擬時廢水排放總量大致成二次曲線的趨勢。用進行模 137106x23.3103

(Eq5-3-其中y是廢水排放總量,x1）的水比例減小，劣質(zhì)等級（5）的水比例增加。5-3-11Y0.0156X31.2741N5-3-12Y0.0051X10.4512N

(Eq5-3-(Eq5-3-5-3-13Y0.0179X35.2514N(05-3-14Y0.0088X17.4250N(05-3-14Y0.0004X0.7969N(0

(Eq5-3-(Eq5-3-(Eq5-3-5-3-15Y0.0067X13.3090N(0

(Eq5-3-根據(jù)題目要求，列關(guān)系式如下：（Yi(i12...6表示第i等級所占的百分比Xi(i12...6）表示第i等級在一定百分比時所處的年數(shù),X表示在未來十年內(nèi)每年都4，520%6類水時的臨界時間（年X=min(X4,X5,X6)stY4Y6

(Eq5-3-我們用計算機處理得（詳見附錄二X2002。y 6x

(Eq5-3-其中，x=1995,1996,…2014,y表5-3-4X(年Y（萬噸5-3-5X(年處理污水5.3.4的評價和EViews六、第五問的對長江水質(zhì)污染問題一些切實可行的方法和建統(tǒng)破壞的，水環(huán)境質(zhì)量不斷，導致了水域生態(tài)功能，可利用水源的進一步減少和水資源供需的加劇。據(jù)統(tǒng)計，長江流域目前的污水排放量已由80年代初期的127億m3/a增加到150億m3/a，約占污水排放量的40%左右，城市污水處理率低，大量處理的污水排入各種水體，引起長江流域水環(huán)境不同程度的污染。、、流污染趨勢是下游重于中游，中游重于上游。在、重慶、鎮(zhèn)江、岳陽、宜昌等干流城市江段因污水排放形成的岸邊污染帶已有500km，污染帶的寬度達20-1700m。在長峽庫區(qū)干流江段，因城市污水排放形成10余公里的岸邊污染帶，、、、部門要切實加強環(huán)境保護的宣傳性工作，通過教育（會議和培訓，電視、廣播等大眾傳媒）（尤其上長江沿岸各個城市的居民）真正的了解環(huán)境污染后的重大危害性影響（缺水、、空氣等，自覺養(yǎng)成環(huán)保的好習慣，可以很好的約束自己，勸說他人，給別人做好榜樣；還有對長支不怠，并將這項內(nèi)容寫進相關(guān)的法律中，讓相關(guān)部門對的單位處理有、的辦事能力，方法和是否廉正的問題，督促教育的效果對有大量污染物排放的企業(yè)與企事業(yè)發(fā)展相關(guān)的部門必須先認真檢查這個部門可以通過技術(shù)（環(huán)境監(jiān)測、推廣污染治理新技術(shù)、經(jīng)濟（排污、行政（限期治理、法律（行政處罰、強制執(zhí)行）等多管齊下，大力抓污染物亂排亂放的問題；、，慮到打撈漂浮需要大量的人力問題可以號召、動員長江沿岸各黨積極分子、青年等對長江沿岸進行清理性工作；、，長江流域內(nèi)的大量船只的含油廢水生活污水生活的排放也是造成水污染的一個重要方面船舶管理部門要明令各種船只在江水中任意排放污染物，采取罰款，取消其航運資格等措施來這一禁令的效果，號召所有的船只營業(yè)者互相監(jiān)督，有獎；船只造成污染有部分原因是港口接收處理設(shè)施貧乏，垃圾處理能力嚴重不足造成的，部門必須加強港口的基本設(shè)施建設(shè)；好的企業(yè)進行，處理不好而造成嚴重的要進行一定的處罰；類大量還產(chǎn)生大量的物質(zhì)嚴重污染水質(zhì)的問題（由于N、P元素含量超復技術(shù)是通過生物(主要是微生物)的作用，人為地創(chuàng)造出一個有益微生物生七、參考文[1]許玖平、胡知能、王委，運籌學（第二版，：科學，2004年5月[2]高延耀、顧國維，水污染控制工程，，高等教育，1989年2月[3]王樹禾，數(shù)學模型基礎(chǔ)，中國科技大學，1996年5月，1986姜啟源等，數(shù)學模型（第三版，：高等教育，2003年8崔樹彬、宋世霞，三門峽以下水環(huán)境保護研究 .cn/newsdisplay/newsdispla