長(zhǎng)江水質(zhì)問(wèn)題

長(zhǎng)江水質(zhì)的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)模型摘要本文是一個(gè)關(guān)于長(zhǎng)江流域水質(zhì)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于問(wèn)題1，分別采用統(tǒng)計(jì)分析模型和模糊綜合評(píng)價(jià)模型。前者利用Excel對(duì)附件3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出17個(gè)觀測(cè)站28個(gè)月4種指標(biāo)的平均值，進(jìn)而得到整個(gè)長(zhǎng)江流域在這段時(shí)間內(nèi)各種水體等級(jí)所占的百分比以及各觀測(cè)站的水體等級(jí)，簡(jiǎn)單，直觀，明了。但這種統(tǒng)計(jì)分析的方法始終是利用單項(xiàng)指標(biāo)來(lái)確定水體的等級(jí)，精確性不高。后者利用模糊隸屬度及權(quán)重將各指標(biāo)綜合成一個(gè)總的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得出江西南昌的水質(zhì)最差，重慶朱沱的水質(zhì)最好，長(zhǎng)江干流從上游到下游水質(zhì)有變差的趨勢(shì)的結(jié)論。實(shí)用性較強(qiáng)。對(duì)于問(wèn)題2,在假設(shè)流量和流速分段均勻的情況下，采用完全混合模型。找出了十流第i觀測(cè)站污染物數(shù)量的平衡關(guān)系式，結(jié)合附件3的數(shù)據(jù)，得出高錳酸鹽的污染源主要在湖南岳陽(yáng)城陵磯地區(qū)，氨氮的污染源主要在湖南岳陽(yáng)城陵磯地區(qū)。對(duì)于問(wèn)題3,采用回歸模型。首先利用附件4所給的數(shù)據(jù)，對(duì)水文年干流的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，利用Matlab中的regress函數(shù)分別對(duì)長(zhǎng)江總流量與時(shí)間，廢水排放量與時(shí)間，干流河總長(zhǎng)與時(shí)間，各類水質(zhì)百分比與長(zhǎng)江總流量、廢水排放量、十流總河長(zhǎng)的線性回歸，并進(jìn)行了假設(shè)檢驗(yàn)，以確定它們之間是否存在顯著的線性關(guān)系，結(jié)果表明它們之間的線性關(guān)系顯著，由此根據(jù)回歸得到的參數(shù)即可對(duì)未來(lái)10年長(zhǎng)江水質(zhì)污染做出預(yù)測(cè)，結(jié)果見表9。結(jié)果發(fā)現(xiàn)第一類水體在未來(lái)10年的百分比出現(xiàn)負(fù)值，因此對(duì)第一類體采用指數(shù)回歸，通過(guò)檢驗(yàn)表明關(guān)系顯著，由此預(yù)測(cè)出了第一類水體未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)果見表13。對(duì)于問(wèn)題4,采用線性規(guī)劃模型。在滿足約束條件的情況下，對(duì)未來(lái)10年每年的廢水排放量求最大值，則每年需處理的廢水量即為未來(lái)10年每年的廢水量預(yù)測(cè)值與采用規(guī)劃模型求出的各年廢水量的差值。每年需處理的廢水量見表11。根據(jù)所求的結(jié)果，我們提出了對(duì)解決長(zhǎng)江水質(zhì)污染的一些可行性建議與意見，詳見5.5。關(guān)鍵詞:統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)模糊分析混合模型回歸分析預(yù)測(cè)線性規(guī)劃關(guān)鍵詞:統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)模糊分析混合模型回歸分析預(yù)測(cè)線性規(guī)劃一、 問(wèn)題重述水是人類賴以生存的資源，保護(hù)水資源就是保護(hù)我們自己，對(duì)于我國(guó)大江大河水資源的保護(hù)和治理應(yīng)是重中之重。專家們呼吁：“以人為本，建設(shè)文明和諧社會(huì)，改善人與自然的環(huán)境，減少污染?！遍L(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”(附件1)，并發(fā)出了“拿什么拯救癌變長(zhǎng)江”的呼喚(附件2)。附件3給出了長(zhǎng)江沿線17個(gè)觀測(cè)站(地區(qū))近兩年多主要水質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，以及干流上7個(gè)觀測(cè)站近一年多的基本數(shù)據(jù)(站點(diǎn)距離、水流量和水流速)。通常認(rèn)為一個(gè)觀測(cè)站(地區(qū))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0.1?0.5之間，比如可以考慮取0.2(單位：1/天)。附件4是“1995?2004年長(zhǎng)江流域水質(zhì)報(bào)告”給出的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。下面的附表是國(guó)標(biāo)(GB3838-2002)給出的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中4個(gè)主要項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值，其中I、II、III類為可飲用水。請(qǐng)你們研究下列問(wèn)題：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。研究、分析長(zhǎng)江十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)？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。根據(jù)你的預(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W類和V類水的比例控制在20%以內(nèi)，且沒(méi)有劣V類水,那么每年需要處理多少污水？你對(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。二、 條件假設(shè)長(zhǎng)江干流的污染物自然凈化能力是近似均勻的。長(zhǎng)江干流或支流上觀測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)污染主要包括本地區(qū)的排污和上游的污水。對(duì)長(zhǎng)江的評(píng)價(jià)項(xiàng)目主要是溶解氧(DO)，高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)，氨氮(NH3-N)和PH值這4種單項(xiàng)指標(biāo)。長(zhǎng)江水的流速和流量可認(rèn)為是分段均勻的，即i觀測(cè)站到i+1觀測(cè)站之間任一位置的流速和流量是一定。附件中所給的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。在未來(lái)的十年中，長(zhǎng)江不發(fā)生特大洪水。三、符號(hào)說(shuō)明v: 長(zhǎng)江十流i觀測(cè)站的流速（13個(gè)月的平均值）Q：長(zhǎng)江十流i觀測(cè)站的流量（13個(gè)月的平均值）c（j=1為高錳酸鹽，j=2為氨氮）：表示第i觀測(cè)站的2年多（2003年6月到2005年9月）j類污染物指數(shù)的平均值$（j=1為高錳酸鹽，j=2為氨氮）： 表示第i觀測(cè)站的j類污染物經(jīng)過(guò)河流的自凈作用到達(dá)i+1觀測(cè)站所剩余的污染物n:表示污染物由第i觀測(cè)站到達(dá)i+1觀測(cè)站所經(jīng)歷的天數(shù)（13個(gè)月的平均值）T（j=1為高錳酸鹽，j=2為氨氮）： 表示第i觀測(cè)站的j類污染物數(shù)量,包括從上游流下來(lái)的和本身排出的p（j=1為高錳酸鹽，j=2為氨氮）：表示第i觀測(cè)站支流或本身所排出的j類污染物數(shù)量a:長(zhǎng)江水的自凈系數(shù)（可認(rèn)為是一常數(shù)，具體計(jì)算時(shí)取為0.2）x.:水文年十流第j類水的百分比巧：表示某年長(zhǎng)江水的總流量七：表示某年廢水排放量d:表示某年水文年十流河流總長(zhǎng)度t:表示時(shí)間（單位為年）注：其他局部變量符號(hào)在文中均有說(shuō)明四、問(wèn)題的分析本問(wèn)題是一個(gè)長(zhǎng)江水質(zhì)的評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)模型。評(píng)價(jià)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)有很多，根據(jù)某種污染物的濃度標(biāo)準(zhǔn)即可根據(jù)該單項(xiàng)指標(biāo)確定水質(zhì)的等級(jí)，由于實(shí)際水體各單項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果常常是不相容的（如：利用指標(biāo)1得到的水體等級(jí)為L(zhǎng)1,利用指標(biāo)2得到的水體等級(jí)為L(zhǎng)2,且L1古L2），直接利用水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行水體質(zhì)量等級(jí)評(píng)判缺乏實(shí)用性。對(duì)于問(wèn)題1，利用Excel對(duì)附件3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)長(zhǎng)江流域十流及支流17個(gè)觀測(cè)站分別求出28個(gè)月4種指標(biāo)的平均值，根據(jù)附表確定各觀測(cè)站的水體等級(jí)。同時(shí)還統(tǒng)計(jì)出各觀測(cè)站在這28個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)各種水體等級(jí)的次數(shù)，從而綜合確定了整個(gè)長(zhǎng)江流域在這段時(shí)間內(nèi)各種水體等級(jí)所占的百分比，簡(jiǎn)單、直觀。但這種統(tǒng)計(jì)分析的方法始終是利用單項(xiàng)指標(biāo)來(lái)確定水體的等級(jí)，為此采用模糊綜合分析方法對(duì)長(zhǎng)江水體進(jìn)行評(píng)價(jià)，利用模糊隸屬度及權(quán)重將各指標(biāo)綜合成一個(gè)總的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)用性較強(qiáng)。在問(wèn)題2中，我們采用完全混合模型，目的在于尋找干流第i觀測(cè)站本身排出污染物數(shù)量的關(guān)系式，根據(jù)每個(gè)觀測(cè)站的污染物的平衡關(guān)系，即：觀測(cè)站（地區(qū)）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。長(zhǎng)江流域示意圖如下：長(zhǎng)江十流某個(gè)觀測(cè)站的污染物（如：2觀測(cè)站），其污染物的量（可考慮為28個(gè)月的平均值）=1觀測(cè)站處的污染物經(jīng)1~2段的自凈剩余量+2觀測(cè)站支流及干流的排放量。圖1問(wèn)題3中要利用過(guò)去10年的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)未來(lái)江水的水質(zhì)污染發(fā)展做出預(yù)測(cè)分析，主要是提取有價(jià)值數(shù)據(jù)，并進(jìn)行回歸分析從而對(duì)未來(lái)做出預(yù)測(cè)。在第4問(wèn)中，根據(jù)第3問(wèn)所得結(jié)果，運(yùn)用線性規(guī)劃模型，得出在滿足約束條件下的結(jié)果求得廢水排放量的最大值，某年要處理的污水量二該年的污水排放預(yù)測(cè)值-該年求得的廢水排放量最大值。五、模型的建立和求解5.1問(wèn)題1：長(zhǎng)江水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)5.1.1根據(jù)前面的分析，附件3中給出了2年多長(zhǎng)江流域17個(gè)觀測(cè)站的4個(gè)指標(biāo)的觀測(cè)值，建立了一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型，利用Excel對(duì)附件3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。得出17個(gè)觀測(cè)站28個(gè)月水質(zhì)等級(jí)的總和統(tǒng)計(jì)以及平均值，見表1和表2。根據(jù)表1，我們可以清晰的看到每個(gè)站點(diǎn)28個(gè)月來(lái)水質(zhì)的綜合情況。通過(guò)表2,我們得出了每個(gè)站點(diǎn)4個(gè)指標(biāo)28個(gè)月來(lái)的平均值和水質(zhì)的等級(jí)。表1序號(hào)點(diǎn)位名稱斷面情況28個(gè)月水質(zhì)分類統(tǒng)計(jì)IIIIIIWV劣V1四川攀枝花十流815322重慶朱沱十流（川-渝省界）2083湖北宜昌南津關(guān)十流（三峽水庫(kù)出口）2534湖南岳陽(yáng)城陵磯十流18105江西九江河西水廠十流（鄂-贛省界）2266安徽安慶皖河口十流1261

7江蘇南京林山十流（皖-蘇省界） 22518 四川樂(lè)山岷江大橋岷江（與大渡河匯合前） 499249 四川宜賓涼姜溝岷江（入長(zhǎng)江前） 1941 310四川瀘州沱江二橋沱江（入長(zhǎng)江前） 31344 411湖北丹江口胡家?guī)X丹江口水庫(kù)（庫(kù)體） 20812 湖南長(zhǎng)沙新港湘江（洞庭湖入口） 3151013 湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓洞庭湖出口 1510314 湖北武漢宗關(guān)漢江（入長(zhǎng)江前） 189115 江西南昌滁槎贛江（鄱陽(yáng)湖入口） 310 1516 江西九江蛤蟆石鄱陽(yáng)湖出口 195417 江蘇揚(yáng)州三江營(yíng)夾江（南水北調(diào)取水口） 2071然后利用Excel生成長(zhǎng)江流域水質(zhì)分類比例圖示，見圖2表2序號(hào)點(diǎn)位名稱斷面情況4個(gè)指標(biāo)28個(gè)月的平均值平均水質(zhì)pH*DOCODMnNH3-N1四川攀枝花十流8.25619.15432.43210.18286II2重慶朱沱十流（川-渝省界）7.91188.93042.09640.33179II3湖北宜昌南津關(guān)干流（三峽水庫(kù)出口）7.75078.50542.8750.26429II4湖冒城苜岳陽(yáng)陵磯十流7.81688.68323.78570.33II5江西河西§九江§水廠干流（鄂-贛省界）7.42437.75362.42860.16036II6安徽安慶皖河口十流7.45257.44962.57860.22286II7江分林^南京仙干流（皖-蘇省界）7.65547.47142.19290.16286II8四岷江1|樂(lè)山匚大橋岷江（與大渡河匯合前）7.50215.65255.24290.89286III9四川宜賓涼妾溝岷江（入長(zhǎng)江前）8.06398.95862.75710.43II10四川瀘州沱江二橋沱江（入長(zhǎng)江前）7.69576.93073.21430.81m11湖北丹江口胡家?guī)X丹江口水庫(kù)（庫(kù)體）7.85189.23072.03570.12321II12湖南長(zhǎng)沙新港湘江（洞庭湖入口）7.10147.11862.5750.89429m13湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓洞庭湖出口7.72758.24364.05710.38036m14湖北武漢宗關(guān)漢江（入長(zhǎng)江前）7.90397.413.24290.23321II15江西南昌滁槎贛江（鄱陽(yáng)湖入口）7.13545.7452.38464.5986劣V16江西九江蛤蟆石鄱陽(yáng)湖出口7.60937.93213.80710.28857II17江蘇揚(yáng)州三江營(yíng)夾江（南水北調(diào)取水口）7.72578.36793.08930.31286II

利用Excel生成各站點(diǎn)污染物分布圖，見圖3各站點(diǎn)污染物分布圖口利用Excel生成各站點(diǎn)污染物分布圖，見圖3各站點(diǎn)污染物分布圖口NH3TCODM1DOpH*站點(diǎn)順序圖中1至17同表1中的順序5.1.2模糊綜合評(píng)價(jià)模型由于水環(huán)境中客觀存在的模糊性和不確定性，可以用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)水質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)。應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)一個(gè)斷面只需要一個(gè)由P項(xiàng)因子指標(biāo)組成的實(shí)測(cè)樣本，由實(shí)測(cè)值建立各因子指標(biāo)對(duì)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度集。如果水質(zhì)級(jí)別為Q級(jí)，則構(gòu)成PXQ的隸屬度矩陣，再把因子的權(quán)重集與隸屬度矩陣

進(jìn)行模糊積，獲得一個(gè)綜合判集，表明斷面水質(zhì)對(duì)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的隸屬程度，反映了綜合水質(zhì)級(jí)別的模糊性。模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立[1]:a-R1a?R2a?R一kk-其中A各因子權(quán)重，R為隸屬矩陣，B為模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣。確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)集q，本模型采用6級(jí)評(píng)價(jià)作為評(píng)價(jià)級(jí)：q={I，II，IILW，V，劣V}

根據(jù)長(zhǎng)江各觀測(cè)站斷面的實(shí)際情況，同時(shí)考慮2003年6月到2005年9

a■-

^月的檢測(cè)資料，選取4個(gè)水質(zhì)參數(shù)，因素集U=U,U,U,U｝月的檢測(cè)資料，選取4個(gè)水質(zhì)參數(shù)，因素集U=U,U,U,U｝；U,u,U,U分別表示pH,DO,CODMn,NH3-N的水質(zhì)參數(shù)。(3)建立隸屬函數(shù)，求出各觀測(cè)點(diǎn)位的判別矩陣r，選用降半梯形公式:式中c——第/種因素的實(shí)測(cè)值；x「X2——水質(zhì)分級(jí)代表值將計(jì)算結(jié)果構(gòu)造隸屬矩陣R，則有:r11r12ri1rimrn1nmn=476,m=4(4)確定各因子權(quán)重，求出各觀測(cè)點(diǎn)位的權(quán)重集A。利用環(huán)境質(zhì)量分子指數(shù)確定因子權(quán)重，并將權(quán)值歸一化，這種賦權(quán)方法既可以突出環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中主要因子的作用，又考慮了不同污染物標(biāo)準(zhǔn)值的差異，且容易計(jì)算。由此得到權(quán)重集合A={a[,a2 a」。歸一化后:i-1式中a——第i種污染物標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；ia——?dú)w一化后第i種污染物權(quán)重；c.——第i種污染物實(shí)測(cè)濃度值 mg/Lc.——第i種污染物環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值mg/L（5）距陣B的合成5.1.3模型1的求解（求解程序詳見附錄2）將矩陣B中同一觀測(cè)站，同一指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，不同月份的值相加即得到各個(gè)觀測(cè)站的綜合指標(biāo)見表3表3(齒?也壬4K篇如娠80.(齒?也壬4K篇如娠80.觀測(cè)站序號(hào)綜合指標(biāo)1~60.171240.18170.16550.172190.153160.14877~120.137410.154750.180340.150670.175650.1636913~170.170210.150770.134150.163590.15402利用Matlab[2]畫出各觀測(cè)站綜合指標(biāo)的圖形圖4由上圖中可清楚地看出長(zhǎng)江流域水質(zhì)好壞程度，江西南昌的水質(zhì)最差，重慶朱沱的水質(zhì)最好，在長(zhǎng)江十流（站點(diǎn)序號(hào)1?7）從上游到下游水質(zhì)有變差的趨勢(shì)。

5.2問(wèn)題2：江水完全混合模型十流上共有7個(gè)觀測(cè)站，由假設(shè)知長(zhǎng)江水的流速和流量是分段均勻的，即i到i+1觀測(cè)站任一位置的流速和流量均為v和Q。由問(wèn)題的分析可知我們的目標(biāo)就是尋找第i觀測(cè)站本身排出污染物數(shù)量的關(guān)系式，得到每個(gè)觀測(cè)站（地區(qū)）排出的污染物數(shù)量，通過(guò)比較7個(gè)觀測(cè)站排出的污染物數(shù)量的多少，從而確定污染物的污染源主要在哪些地區(qū)。5.2.1江水混合模型的建立：S.「+p=T i觀測(cè)站，j污染物的平衡關(guān)系s,=Ts,=T,(1-a)j到達(dá)i觀測(cè)點(diǎn)剩余j污染物的關(guān)1000xd

n e~1■-1vx24x3600點(diǎn)的天數(shù)的關(guān)系 污染物由i-1觀測(cè)點(diǎn)到達(dá)i觀測(cè)T=0.001*cq* xd1 i觀測(cè)站j總污染物的關(guān)系I5.2.2模型2的求解利用Matlab對(duì)模型進(jìn)行求解（求解程序詳見附錄3）表4\觀測(cè)站污染物、（kg）、、重慶朱沱湖北宜昌南津關(guān)湖南岳陽(yáng)城陵磯江西九江河安徽安慶皖高錳酸鹽指數(shù)94.726169.01281.91-13.862200.23氨氮15.7313.05924.249-3.030818.52從表中知道在江西九江河地區(qū)的污染物數(shù)量為負(fù)值，即九江河地區(qū)長(zhǎng)江下游地區(qū)比長(zhǎng)江上游地區(qū)的污染物還多，說(shuō)明在此地區(qū)可能是污染物由干流排向了支流。比較上述數(shù)據(jù)可知高錳酸鹽的污染源主要在湖南岳陽(yáng)城陵磯地區(qū)，氨氮的污染源主要在湖南岳陽(yáng)城陵磯地區(qū)。5.3問(wèn)題3：回歸與預(yù)測(cè)模型對(duì)問(wèn)題3的分析：要依據(jù)對(duì)過(guò)去10年的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)長(zhǎng)江水未來(lái)水質(zhì)污染做出預(yù)測(cè)分析。ww均是逐年變化的，對(duì)ww回歸分析時(shí)可考慮只與時(shí)間t有關(guān)?？紤]到各類水的百分比數(shù)與長(zhǎng)江水的總流量、廢水排放量、干流河流長(zhǎng)度有關(guān)。5.3.1模型3的建立：w—a+pt

w-a+ptd=a+p.tX.=a+Pw+yw+kd5.3.2模型3的求解：利用Matlab中的regress函數(shù)［3］進(jìn)行回歸分析（程序詳見附錄4）表5R2FPwr0.0009530.0076310.93253ws0.94067126.833.47E-06d0.7964731.3060.000513回歸參數(shù)見表6表6wrwsd常數(shù)9961.71494048.9系數(shù)-12.29612.864244.32即w=9961.7-12.296t=149+12.864tsd=4048.9+244.32t表7R2FPX10.818679.02980.01212X20.501512.01210.2138X30.42831.49830.30756X40.289750.815910.53035X50.629173.39330.094664X60.436971.55220.29551回歸參數(shù)見表8表8

系數(shù)X1X2X3X4X5X6ax90.22536.329-35.07720.374-3.2377-8.5817px-0.00243-0.001510.007607-0.00264-0.00069-0.00034yx0.06369-0.319990.110350.13769-0.0460.05338KJ-0.013020.014896-0.00412-0.002680.0044760.00047即：X=90.225-0.00243w+0.06369w-0.01302dX=36.329-0.00151w-0.31999w+0.014896dX=-35.077+0.007607w+0.11035w-0.00412dX=20.374-0.00264w+0.13769w-0.00268dX=-3.2377-0.00069w-0.046w+0.004476dX=-8.5817-0.00034w+0.05338w+0.00047d對(duì)未來(lái)10年的預(yù)測(cè)值：六類水質(zhì)的水百分比的預(yù)測(cè)值見表9：表9\年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年水\質(zhì)\I-2.9-5.2-7.5-9.9-12.-14.-16.-19.-21.-23.087412736061239571904236569901II28.928.427.927.527.026.626.125.725.224.709519334761859014384III43.944.344.644.945.245.545.946.246.546.891113151719111315171W16.317.518.619.820.922.123.224.425.526.7631362126211611161V6.817.327.838.348.859.369.8710.310.811.46365677727477889808劣6.787.588.399.1910.010.811.612.413.214.0V0661177303081422531

未來(lái)10年水質(zhì)變化趨向口劣V未來(lái)10年水質(zhì)變化趨向口VTOC\o"1-5"\h\zWIII口III長(zhǎng)江水總流量的預(yù)測(cè)值見表10：表102005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年9826.9814.9801.9789.9777.9769752.9740.9728.9715.5296357418廢水排放總量的預(yù)測(cè)值見表11：表112005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年290.303.3316.2329.0341.9354.8367.6380.5393.4406.25639528517水文年長(zhǎng)江十流總長(zhǎng)度的預(yù)測(cè)值見表12：表122005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年6736.6980.7227469.7713.7957.8202.8446.8690.8935.36536925925.3.3模型3的改進(jìn)：由上述線性回歸模型，預(yù)測(cè)未來(lái)10年各類水質(zhì)的百分比,第一類水體的百分比出現(xiàn)了負(fù)數(shù)，說(shuō)明在未來(lái)10年中已經(jīng)不存在第一類水體，在該類水體不存在的情況，它的百分比數(shù)將不可能再減少，而上述得到的預(yù)測(cè)值在第11年出現(xiàn)負(fù)值情況后，每年仍以一定的速度減少，顯然是不合理的，但直接將負(fù)值改為0,就不能正確反映它的變化趨勢(shì).而事實(shí)上某類水質(zhì)的百分比在很小的時(shí)候，它的變化趨勢(shì)將明顯減小，但不可能為負(fù)值，因此對(duì)第一類水體的建立以下的指數(shù)模型：X=。i兩邊取對(duì)數(shù)即lnx=lno-pt同樣對(duì)上式利用Matlab進(jìn)行線性回歸分析，具體求解過(guò)程詳見附件4。表13R2FP0.7487120.8560.0025839回歸得到的參數(shù)：l財(cái)=3.6948；h=0.34223改進(jìn)后未來(lái)10年水質(zhì)變化趨向艮口X=e3.6948-0.34223t改進(jìn)后未來(lái)10年水質(zhì)變化趨向改進(jìn)后的六類水質(zhì)的水百分比的預(yù)測(cè)值見表14：表14\年水'、質(zhì)'2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年I0.930.662350.470.330.230.1680.1190.080.060.04264039406725496649790351286II28.928.27.927.527.026.6126.1525.725.224.70945193347689014384III43.944.44.644.945.245.5945.9146.246.546.89131131517111315171W16.317.18.619.820.922.1123.2624.425.526.763513621262111161V6.817.37.838.348.859.3679.87710.310.811.4632656777247889808劣6.787.58.399.1910.010.8011.6112.413.214.0V068611773038422531圖6口劣V口VWIII口II口I5.4問(wèn)題4：線形規(guī)劃模型在未來(lái)10年內(nèi)每年都要求長(zhǎng)江十流的W類和V類水的比例控制在20%以內(nèi)，且沒(méi)有劣V類水，對(duì)此，根據(jù)附件3和4,以及問(wèn)題3的方案結(jié)果，進(jìn)行線形規(guī)劃。

5.4.1模型的建立：Maxwss.t.X=90.225-0.00243w+0.06369w-0.01302dX=36.329-0.00151w-0.31999w+0.014896dX=-35.077+0.007607w+0.11035w-0.00412dX=20.374-0.00264354X=3.2377—0.000685335XwX=20.374-0.00264354X=3.2377—0.000685335Xw—0.046002Xw+0.004476xd（回歸等式約束）wr=9961.7—12.296xtd=4048.9+244.3220（長(zhǎng)江干流的W類和V類水的比例控制約束條件）d=4048.9+244.3220（長(zhǎng)江干流的W類和V類水的比例控制約束條件）X.+XX>0X2X3X4X5>0>0

t=11,12,+X5=100（沒(méi)有劣V類水及各類水的比例約束）13 205.4.2模型4的求解（未來(lái)10年的時(shí)間參數(shù)）利用lingo軟件對(duì)上述線性規(guī)劃模型進(jìn)行求解，可適當(dāng)將約束條件放寬（程序見本文附錄5）。運(yùn)行程序時(shí)，每次修改時(shí)間t,依次取t=11,12……20,求得未來(lái)10年污水排放量的目標(biāo)值為表15：（單位為億噸）表152005年2006年2007年2008年2009年255.8254250.5854245.3455240.1056234.86562010年2011年2012年2013年2014年229.6257224.3858219.1459213.9058212.2911再根據(jù)預(yù)測(cè)值，從而得到每年需要處理的污水量見表16：（單位為億噸）表162005年2006年2007年2008年2009年34.674652.778270.881888.9853107.08892010年2011年2012年2013年2014年125.1925143.2960161.3996179.5033193.9816六、總結(jié)與評(píng)價(jià)本文模型研究的主要問(wèn)題是對(duì)長(zhǎng)江水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)并治理，建立的小模型較多。文章的主要優(yōu)點(diǎn)是：模型1采用的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)法總體上看是可以基本反映水體污染的性質(zhì)和程度的，而且便于同一條水體在時(shí)間上、空間上的基本污染狀況和變化的比較。模糊評(píng)價(jià)法由于體現(xiàn)了水環(huán)境中客觀存在的模糊性和不確定性，符合客觀規(guī)律，具有一定的合理性。模型2關(guān)于流速、流量和自凈系數(shù)的假設(shè)有一定的合理性，且能很好地估計(jì)污染源。模型3的采用的線性回歸預(yù)測(cè)模型，通過(guò)假設(shè)檢驗(yàn)，基本上都能滿足顯著性水平5%的要求，通過(guò)對(duì)第一類水體的回歸模型的改進(jìn)，采用指數(shù)回歸，得到了滿意的預(yù)測(cè)結(jié)果。模型4是一個(gè)線性規(guī)劃模型，模型形式簡(jiǎn)單，意義明確。主要缺點(diǎn)表現(xiàn)在：對(duì)流速和流量的假設(shè)過(guò)于簡(jiǎn)單，在兩觀測(cè)站的流速和流量取決于觀測(cè)站的地理位置分布及河流狀況。七、短文1水質(zhì)現(xiàn)狀入江河流水質(zhì)現(xiàn)狀從圖示3可以看出，長(zhǎng)江的支流水質(zhì)較差，干流水質(zhì)相對(duì)較好，且主要集中在1?III類。在進(jìn)入長(zhǎng)江的主要河流中，多數(shù)河流污染程度較高。其中流經(jīng)城市的河流因接納城市生活污水，河水水質(zhì)更為低劣。圖7十流支流水質(zhì)構(gòu)成對(duì)比圖例口十流口支流ooO口十流口支流ooOO51O51數(shù)個(gè)別類IIIIIWV 劣V水質(zhì)類別長(zhǎng)江水質(zhì)現(xiàn)狀參照?qǐng)D2,在17個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面中，1?I類、W?V類和劣V類水質(zhì)的斷面比例分別為：86%、9%和5%，其中污染指標(biāo)主要為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮及溶解氧量濃度。所以長(zhǎng)江水系屬輕度污染。7.2建議和意見針對(duì)長(zhǎng)江水系輕度污染的現(xiàn)狀與今后面臨的主要困難，應(yīng)該污染控制、生態(tài)修復(fù)、監(jiān)督管理各項(xiàng)工作并重。重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)支流水質(zhì)的治理，保護(hù)好干流的水質(zhì)。7.2.1在污染控制方面，應(yīng)采取總量控制手段，控制城市生活污染源、企業(yè)污染源、面污染源、內(nèi)污染源。按照預(yù)測(cè)的污水量及污染物量，分析入江途徑以及可控條件，制定污染物總量控制計(jì)劃。⑴城市污染控制：控制流域內(nèi)城市發(fā)展規(guī)模，重點(diǎn)發(fā)展流域外次級(jí)城市及一批明星小城鎮(zhèn)，通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和政策導(dǎo)向，使流域內(nèi)人口及相關(guān)產(chǎn)業(yè)向外流域轉(zhuǎn)移，達(dá)到控制新增城市污染，減輕長(zhǎng)江流域環(huán)境負(fù)荷的目的。⑵面源污染控制：結(jié)合農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，整治農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。通過(guò)對(duì)農(nóng)村有機(jī)廢棄物綜合利用，解決農(nóng)業(yè)固體廢棄物污染問(wèn)題；推廣科學(xué)施肥技術(shù)，解決種植業(yè)過(guò)量施肥問(wèn)題。⑶企業(yè)污染控制：加快沿江城市生產(chǎn)力布局和長(zhǎng)江流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，使之與生態(tài)環(huán)境承載力相適應(yīng)，充分應(yīng)用高新技術(shù)和先進(jìn)實(shí)用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。建設(shè)高濃度有機(jī)廢水及危險(xiǎn)廢棄物處置中心，以解決高濃度難降解有機(jī)廢水及危險(xiǎn)固體廢棄物帶來(lái)的特殊環(huán)境問(wèn)題。7.2.2生態(tài)修復(fù)在部分水域?qū)嵤┧鷳B(tài)修復(fù)項(xiàng)目，恢復(fù)和建設(shè)濕地生態(tài)系統(tǒng)，改善長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境，控制水土流失。7.2.3監(jiān)督管理監(jiān)督管理應(yīng)建立監(jiān)督檢查制度，制定及實(shí)施總量控制管理辦法，定期進(jìn)行長(zhǎng)江水環(huán)境狀況調(diào)查。還要提高全社會(huì)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。通過(guò)強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)宣傳教育手段，講清長(zhǎng)江保護(hù)治理與群眾切身利益的關(guān)系，使廣大人民了解長(zhǎng)江治理的長(zhǎng)期性、艱巨性、復(fù)雜性，關(guān)心和支持長(zhǎng)江水污染防治工作。使每個(gè)公民都知道自己該干什么，使全社會(huì)都動(dòng)員起來(lái)，共同營(yíng)造保護(hù)治理母親河長(zhǎng)江的社會(huì)氛圍。八、參考文獻(xiàn)張龍江，《水質(zhì)評(píng)價(jià)的模糊綜合評(píng)價(jià)-加權(quán)平均復(fù)合模型應(yīng)用》，《環(huán)境工程》，第19卷第6期：53頁(yè)，2001年12月尹澤明丁春利等，《精通MATLAB6》，清華大學(xué)出班社：2002年6月趙靜但琦，《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》，高等教育出版社：2000年11月附錄：說(shuō)明：程序?qū)崿F(xiàn)的前提工作：利用Matlab的數(shù)據(jù)到入功能，將問(wèn)題中已知的表格數(shù)據(jù)附件3和附件4轉(zhuǎn)化為矩陣的形式(.*mat)的文件，并保存在磁盤中，以被調(diào)用。將附伯中第1部分長(zhǎng)江流域主要城市水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告的28個(gè)表格數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)制、粘貼，建立這些數(shù)據(jù)的文本格式(*.txt)的文件，然后打開Matlab6.5從文件下拉菜單中單擊ImportData打開包含前面建立文件的窗口，選定這些數(shù)據(jù)的文本文件，打開ImportWizard窗口，按提示完成操作，即得這些數(shù)據(jù)的矩陣變量數(shù)據(jù)格式(.*mat)的文件，將此文件保存為b3.mat，即b3為476x4階的矩陣。將表格數(shù)據(jù)附件3中第2部分?jǐn)?shù)據(jù)長(zhǎng)江干流主要觀測(cè)站點(diǎn)的基本數(shù)據(jù)以同樣的方式保存，并把文件名改為b32.mat，即b32為26x7階矩陣(不包括各站點(diǎn)間距數(shù)據(jù))。將數(shù)據(jù)附件4中10個(gè)表格數(shù)據(jù)也以同樣的方式保存，文件名b4.mat，即b4為90乂13階矩陣。附錄1：統(tǒng)計(jì)模型中求各觀測(cè)站各種指標(biāo)的均值程序%model1.mloadb3;%導(dǎo)入附件3中的數(shù)據(jù)b3_1=[b3(1,:);b3(18,:);b3(35,:);b3(52,:);b3(69,:);b3(86,:);b3(103,:);b3(120,:);b3(137,:);b3(154,:);b3(171,:);b3(188,:);b3(205,:);b3(222,:);b3(239,:);b3(256,:);b3(273,:);b3(290,:);b3(307,:);b3(324,:);b3(341,:);b3(358,:);b3(375,:);b3(392,:);b3(409,:);b3(426,:);b3(443,:);b3(460,:)];%提取各個(gè)觀測(cè)站的各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)b3_2=[b3(2,:);b3(19,:);b3(36,:);b3(53,:);b3(70,:);b3(87,:);b3(104,:);b3(121,:);b3(138,:);b3(155,:);b3(172,:);b3(189,:);b3(206,:);b3(223,:);b3(240,:);b3(257,:);b3(274,:);b3(291,:);b3(308,:);b3(325,:);b3(342,:);b3(359,:);b3(376,:);b3(393,:);b3(410,:);b3(427,:);b3(444,:);b3(461,:)];b3_3=[b3(3,:);b3(20,:);b3(37,:);b3(54,:);b3(71,:);b3(88,:);b3(105,:);b3(122,:);b3(139,:);b3(156,:);b3(173,:);b3(190,:);b3(207,:);b3(224,:);b3(241,:);b3(258,:);b3(275,:);b3(292,:);b3(309,:);b3(326,:);b3(343,:);b3(360,:);b3(377,:);b3(394,:);b3(411,:);b3(428,:);b3(445,:);b3(462,:)];b3_4=[b3(4,:);b3(21,:);b3(38,:);b3(55,:);b3(72,:);b3(89,:);b3(106,:);b3(123,:);b3(140,:);b3(157,:);b3(174,:);b3(191,:);b3(208,:);b3(225,:);b3(242,:);b3(259,:);b3(276,:);b3(293,:);b3(310,:);b3(327,:);b3(344,:);b3(361,:);b3(378,:);b3(395,:);b3(412,:);b3(429,:);b3(446,:);b3(463,:)];b3_5=[b3(5,:);b3(22,:);b3(39,:);b3(56,:);b3(73,:);b3(90,:);b3(107,:);b3(124,:);b3(141,:);b3(158,:);b3(175,:);b3(192,:);b3(209,:);b3(226,:);b3(243,:);b3(260,:);b3(277,:);b3(294,:);b3(311,:);b3(328,:);b3(345,:);b3(362,:);b3(379,:);b3(396,:);b3(413,:);b3(430,:);b3(447,:);b3(464,:)];b3_6=[b3(6,:);b3(23,:);b3(40,:);b3(57,:);b3(74,:);b3(91,:);b3(108,:);b3(125,:);b3(142,:);b3(159,:);b3(176,:);b3(193,:);b3(210,:);b3(228,:);b3(244,:);b3(261,:);b3(278,:);b3(295,:);b3(312,:);b3(329,:);b3(346,:);b3(363,:);b3(380,:);b3(397,:);b3(414,:);b3(431,:);b3(448,:);b3(465,:)];b3_7=[b3(7,:);b3(24,:);b3(41,:);b3(58,:);b3(75,:);b3(92,:);b3(109,:);b3(126,:);b3(143,:);b3(160,:);b3(177,:);b3(194,:);b3(211,:);b3(229,:);b3(245,:);b3(262,:);b3(279,:);b3(296,:);b3(313,:);b3(330,:);b3(347,:);b3(364,:);b3(381,:);b3(398,:);b3(415,:);b3(432,:);b3(449,:);b3(466,:)];b3_8=[b3(8,:);b3(25,:);b3(42,:);b3(59,:);b3(76,:);b3(93,:);b3(110,:);b3(127,:);b3(144,:);b3(161,:);b3(178,:);b3(195,:);b3(212,:);b3(230,:);b3(246,:);b3(263,:);b3(280,:);b3(297,:);b3(314,:);b3(331,:);b3(348,:);b3(365,:);b3(382,:);b3(399,:);b3(416,:);b3(433,:);b3(450,:);b3(467,:)];b3_9=[b3(9,:);b3(26,:);b3(43,:);b3(60,:);b3(77,:);b3(94,:);b3(111,:);b3(128,:);b3(145,:);b3(162,:);b3(179,:);b3(196,:);b3(213,:);b3(231,:);b3(247,:);b3(264,:);b3(281,:);b3(298,:);b3(315,:);b3(332,:);b3(349,:);b3(366,:);b3(383,:);b3(400,:);b3(417,:);b3(434,:);b3(451,:);b3(468,:)];b3_10=[b3(10,:);b3(27,:);b3(44,:);b3(61,:);b3(78,:);b3(95,:);b3(112,:);b3(129,:);b3(146,:);b3(163,:);b3(180,:);b3(197,:);b3(214,:);b3(232,:);b3(248,:);b3(265,:);b3(282,:);b3(299,:);b3(316,:);b3(333,:);b3(350,:);b3(367,:);b3(384,:);b3(401,:);b3(418,:);b3(435,:);b3(452,:);b3(469,:)];b3_11=[b3(11,:);b3(28,:);b3(45,:);b3(62,:);b3(79,:);b3(96,:);b3(113,:);b3(130,:);b3(147,:);b3(164,:);b3(181,:);b3(198,:);b3(215,:);b3(233,:);b3(249,:);b3(266,:);b3(283,:);b3(300,:);b3(317,:);b3(334,:);b3(351,:);b3(368,:);b3(385,:);b3(402,:);b3(419,:);b3(436,:);b3(453,:);b3(470,:)];b3_12=[b3(12,:);b3(29,:);b3(46,:);b3(63,:);b3(80,:);b3(97,:);b3(114,:);b3(131,:);b3(148,:);b3(165,:);b3(182,:);b3(199,:);b3(216,:);b3(234,:);b3(250,:);b3(267,:);b3(284,:);b3(301,:);b3(318,:);b3(335,:);b3(352,:);b3(369,:);b3(386,:);b3(403,:);b3(420,:);b3(437,:);b3(454,:);b3(471,:)];b3_13=[b3(13,:);b3(30,:);b3(47,:);b3(64,:);b3(81,:);b3(98,:);b3(115,:);b3(132,:);b3(149,:);b3(166,:);b3(183,:);b3(200,:);b3(217,:);b3(235,:);b3(251,:);b3(268,:);b3(285,:);b3(302,:);b3(319,:);b3(336,:);b3(353,:);b3(370,:);b3(387,:);b3(404,:);b3(421,:);b3(438,:);b3(455,:);b3(472,:)];b3_14=[b3(14,:);b3(31,:);b3(48,:);b3(65,:);b3(82,:);b3(99,:);b3(116,:);b3(133,:);b3(150,:);b3(167,:);b3(184,:);b3(201,:);b3(218,:);b3(236,:);b3(252,:);b3(269,:);b3(286,:);b3(303,:);b3(320,:);b3(337,:);b3(354,:);b3(371,:);b3(388,:);b3(405,:);b3(422,:);b3(439,:);b3(456,:);b3(473,:)];b3_15=[b3(15,:);b3(32,:);b3(49,:);b3(66,:);b3(83,:);b3(100,:);b3(117,:);b3(134,:);b3(151,:);b3(168,:);b3(185,:);b3(202,:);b3(219,:);b3(237,:);b3(253,:);b3(270,:);b3(287,:);b3(304,:);b3(321,:);b3(33:);b3(355,:);b3(372,:);b3(389,:);b3(406,:);b3(423,:);b3(440,:);b3(457,:);b3(474,:)];b3_16=[b3(16,:);b3(33,:);b3(50,:);b3(67,:);b3(84,:);b3(101,:);b3(118,:);b3(135,:);b3(152,:);b3(169,:);b3(186,:);b3(203,:);b3(220,:);b3(238,:);b3(254,:);b3(271,:);b3(288,:);b3(305,:);b3(322,:);b3(33:);b3(356,:);b3(373,:);b3(390,:);b3(407,:);b3(424,:);b3(441,:);b3(458,:);b3(475,:)];b3_17=[b3(17,:);b3(34,:);b3(51,:);b3(68,:);b3(85,:);b3(102,:);b3(119,:);b3(136,:);b3(153,:);b3(170,:);b3(187,:);b3(204,:);b3(221,:);b3(239,:);b3(255,:);b3(272,:);b3(289,:);b3(306,:);b3(323,:);b3(340,:);b3(357,:);b3(374,:);b3(391,:);b3(408,:);b3(425,:);b3(442,:);b3(459,:);b3(476,:)];c1_ph=(sum(b3_1(:,1)))/28;c1_do=(sum(b3_1(:,2)))/28;c1_dm=(sum(b3_1(:,3)))/28;c1_nhn=(sum(b3_1(:,4)))/28;c2_ph=(sum(b3_2(:,1)))/28;c2_do=(sum(b3_2(:,2)))/28;c2_dm=(sum(b3_2(:,3)))/28;c2_nhn=(sum(b3_2(:,4)))/28;c3_ph=(sum(b3_3(:,1)))/28;c3_do=(sum(b3_3(:,2)))/28;c3_dm=(sum(b3_3(:,3)))/28;c3_nhn=(sum(b3_3(:,4)))/28;c4_ph=(sum(b3_4(:,1)))/28;c4_do=(sum(b3_4(:,2)))/28;c4_dm=(sum(b3_4(:,3)))/28;c4_nhn=(sum(b3_4(:,4)))/28;c5_ph=(sum(b3_5(:,1)))/28;c5_do=(sum(b3_5(:,2)))/28;c5_dm=(sum(b3_5(:,3)))/28;c5_nhn=(sum(b3_5(:,4)))/28;c6_ph=(sum(b3_6(:,1)))/28;c6_do=(sum(b3_6(:,2)))/28;c6_dm=(sum(b3_6(:,3)))/28;c6_nhn=(sum(b3_6(:,4)))/28;c7_ph=(sum(b3_7(:,1)))/28;c7_do=(sum(b3_7(:,2)))/28;c7_dm=(sum(b3_7(:,3)))/28;c7_nhn=(sum(b3_7(:,4)))/28;c8_ph=(sum(b3_8(:,1)))/28;c8_do=(sum(b3_8(:,2)))/28;c8_dm=(sum(b3_8(:,3)))/28;c8_nhn=(sum(b3_8(:,4)))/28;c9_ph=(sum(b3_9(:,1)))/28;c9_do=(sum(b3_9(:,2)))/28;c9_dm=(sum(b3_9(:,3)))/28;c9_nhn=(sum(b3_9(:,4)))/28;c10_ph=(sum(b3_10(:,1)))/28;c10_do=(sum(b3_10(:,2)))/28;c10_dm=(sum(b3_10(:,3)))/28;c10_nhn=(sum(b3_10(:,4)))/28;c11_ph=(sum(b3_11(:,1)))/28;c11_do=(sum(b3_11(:,2)))/28;c11_dm=(sum(b3_11(:,3)))/28;c11_nhn=(sum(b3_11(:,4)))/28;c12_ph=(sum(b3_12(:,1)))/28;c12_do=(sum(b3_12(:,2)))/28;c12_dm=(sum(b3_12(:,3)))/28;c12_nhn=(sum(b3_12(:,4)))/28;c13_ph=(sum(b3_13(:,1)))/28;c13_do=(sum(b3_13(:,2)))/28;c13_dm=(sum(b3_13(:,3)))/28;c13_nhn=(sum(b3_13(:,4)))/28;c14_ph=(sum(b3_14(:,1)))/28;c14_do=(sum(b3_14(:,2)))/28;c14_dm=(sum(b3_14(:,3)))/28;c14_nhn=(sum(b3_14(:,4)))/28;c15_ph=(sum(b3_15(:,1)))/28;c15_do=(sum(b3_15(:,2)))/28;c15_dm=(sum(b3_15(:,3)))/28;c15_nhn=(sum(b3_15(:,4)))/28;c16_ph=(sum(b3_16(:,1)))/28;c16_do=(sum(b3_16(:,2)))/28;c16_dm=(sum(b3_16(:,3)))/28;c16_nhn=(sum(b3_16(:,4)))/28;c17_ph=(sum(b3_17(:,1)))/28;c17_do=(sum(b3_17(:,2)))/28;c17_dm=(sum(b3_17(:,3)))/28;c17_nhn=(sum(b3_17(:,4)))/28;c1=[c1_phc1_doc1_dmc1_nhn]; %2年多28個(gè)月各個(gè)觀測(cè)站的4指標(biāo)平均值c2=[c2_phc2_doc2_dmc2_nhn];c3=[c3_phc3_doc3_dmc3_nhn];c4=[c4_phc4_doc4_dmc4_nhn];c5=[c5_phc5_doc5_dmc5_nhn];c6=[c6_phc6_doc6_dmc6_nhn];c7=[c7_phc7_doc7_dmc7_nhn];c8=[c8_phc8_doc8_dmc8_nhn];c9=[c9_phc9_doc9_dmc9_nhn];c10=[c10_phc10_doc10_dmc10_nhn];c11=[c11_phc11_doc11_dmc11_nhn];c12=[c12_phc12_doc12_dmc12_nhn];c13=[c13_phc13_doc13_dmc13_nhn];c14=[c14_phc14_doc14_dmc14_nhn];c15=[c15_phc15_doc15_dmc15_nhn];c16=[c16_phc16_doc16_dmc16_nhn];c17=[c17_phc17_doc17_dmc17_nhn];c=[c1;c2;c3;c4;c5;c6;c7;c8;c9;c10;c11;c12;c13;c14;c15;c16;c17];附錄2：模糊綜合評(píng)價(jià)程序%model1_1.m模糊綜合評(píng)判%建立隸屬距陣rloadb3;fori=1:476ifb3(i,1)>=6&b3(i,1)<=9r(i,1)=1;elser(i,1)=0;endendbb3=1./b3(:,2);%將溶解氧觀測(cè)值取倒數(shù)fori=1:476ifbb3(i)<=1/7.5r(i,2)=1elseifbb3(i)<=1/6&bb3(i)>1/7.5r(i,2)=(1/6-bb3(i))/(1/6-1/7.5)elseifbb3(i)<=1/5&bb3(i)>1/6r(i,2)=(1/5-bb3(i))/(1/5-1/6)elseifbb3(i)<=1/3&bb3(i)>1/5r(i,2)=(1/3-bb3(i))/(1/3-1/5)elseifbb3(i)<=1/2&bb3(i)>1/3r(i,2)=(1/2-bb3(i))/(1/2-1/3)elser(i,2)=0endendfori=1:476ifb3(i,3)<=2r(i,3)=1elseifb3(i,3)>2&b3(i,3)<=4r(i,3)=(4-b3(i,3))/2elseifb3(i,3)>4&b3(i,3)<=6r(i,3)=(6-b3(i,3))/2elseifb3(i,3)>6&b3(i,3)<=10r(i,3)=(10-b3(i,3))/4elseifb3(i,3)>10&b3(i,3)<=15r(i,3)=(3-b3(i,3))/5elser(i,3)=0endendfori=1:476ifb3(i,4)<=0.15r(i,4)=1elseifb3(i,4)>0.15&b3(i,4)<=0.5r(i,4)=(0.5-b3(i,4))/0.35elseifb3(i,4)>0.5&b3(i,4)<=1.0r(i,4)=(1.0-b3(i,4))/0.5elseifb3(i,4)>1.0&b3(i,4)<=1.5r(i,4)=(1.5-b3(i,4))/0.5elseifb3(i,4)>1.5&b3(i,4)<=2r(i,4)=(2-b3(i,4))/0.5elser(i,4)=0endend%確定各因子權(quán)重e1=7*ones(476,1);e2=0.2611*ones(476,1);e3=7.8*ones(476,1);e4=0.8*ones(476,1);%7 0.26117.80.8分別為4種指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值Cm=[e1e2e3e4];a=b3./Cm;a0(:,1)=a(:,1)/sum(a(:,1));%a0為權(quán)重矩陣a0(:,2)=a(:,2)/sum(a(:,2));a0(:,3)=a(:,3)/sum(a(:,3));a0(:,4)=a(:,4)/sum(a(:,4));%綜合評(píng)價(jià)B=a0.*r;fori=1:476;BB(i)=sum(B(i,:));BB=BB';end%綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)m1=BB(1:17);m2=BB(18:34);m3=BB(35:51);m4=BB(52:68);m5=BB(69:85);m6=BB(86:102);m7=BB(103:119);m8=BB(120:136);m9=BB(137:153);m10=BB(154:170);m11=BB(171:187);m12=BB(188:204);m13=BB(205:221);m14=BB(222:238);m15=BB(239:255);m16=BB(256:272);m17=BB(273:289);m18=BB(290:306);m19=BB(307:323);m20=BB(324:340);m21=BB(341:357);m22=BB(358:374);m23=BB(375:391);m24=BB(392:408);m25=BB(409:425);m26=BB(426:442);m27=BB(443:459);m28=BB(460:476);BB1=[m1m2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m13m14m15m16m17m18m19m20m21m22m23m24m25m26m27m28];fori=1:17BB2(i)=sum(BB1(i,:));endplot([1:17],BB2,'r*',[1:17],BB2,'b');text(1,BB2(1),'四川攀枝花');text(2,BB2(2),'重慶朱沱');text(3,BB2(3)，'湖北宜昌');text(4,BB2(4),'湖南岳陽(yáng)城陵磯');text(5,BB2(5)，'江西九江河西水廠');text(6,BB2(6)，'安徽安慶');text(7,BB2(7),'江蘇南京');text(8,BB2(8),'四川樂(lè)山');text(9,BB2(9),四川宜賓');text(10,BB2(10),四川瀘州')；text(11,BB2(11),湖北丹江口');text(12,BB2(12),'湖南長(zhǎng)沙');text(13,BB2(13),'湖南岳陽(yáng)岳陽(yáng)樓,);text(14,BB2(14),'湖北武漢');text(15,BB2(15),'江西南昌');text(16,BB2(16),'江西九江蛤蟆石,);text(17,BB2(17)，'江蘇揚(yáng)州');xlabel('站點(diǎn)序號(hào)');ylabel(綜合指標(biāo)(越大水質(zhì)越好)')；附錄3：江水混合模型程序%model2.mloadb32;%導(dǎo)入附件3第2部分?jǐn)?shù)據(jù)model1;%因該程序要利用程序model1.m求得的均值數(shù)據(jù)，所以要先運(yùn)行model1.mfori=1:7%求7個(gè)干流上觀測(cè)點(diǎn)的平均流速V(i)=sum([b32(2,i),b32(4,i),b32(6,i),b32(8,i),b32(10,i),b32(12,i),b32(14,i),b32(16,i),b32(18,i),b32(20,i),b32(22,i),b32(24,i),b32(26,i)])/13;endfori=1:7%求7個(gè)干流上觀測(cè)點(diǎn)的平均流量Q(i)=sum([b32(1,i),b32(3,i),b32(5,i),b32(7,i),b32(9,i),b32(11,i),b32(13,i),b32(15,i),b32(17,i),b32(19,i),b32(21,i),b32(23,i),b32(25,i)])/13;endd0=[095017282123262327873251];%7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)位置d=[d0(2)-d0(1)d0(3)-d0(2)d0(4)-d0(3)d0(5)-d0(4)d0(6)-d0(5)d0(7)-d0(6)];t=(1000*d)./v(1:6);%污染物由一觀測(cè)點(diǎn)到下一觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間n=t./(24*3600);%污染物由一觀測(cè)點(diǎn)到下一觀測(cè)點(diǎn)的天數(shù)V=Q(1:6).*t;%干流每段的水體積s(1,1)=c1_dm*0.001*V(1)*(1-0.2)An(1);s(1,2)=c1_nhn*0.001*V(1)*(1-0.2)An(1);%求污染物流經(jīng)干流的每一段后剩余量，降解系數(shù)取0.2s(2,1)=c2_dm*0.001*V(2)*(1-0.2)An(2);s(2,2)=c2_nhn*0.001*V(2)*(1-0.2)An(2);s(3,1)=c3_dm*0.001*V(3)*(1-0.2)An(3);s(3,2)=c3_nhn*0.001*V(3)*(1-0.2)An(3);s(4,1)=c4_dm*0.001*V(4)*(1-0.2)An(4);s(4,2)=c4_nhn*0.001*V(4)*(1-0.2)An(4);s(5,1)=c5_dm*0.001*V(5)*(1-0.2)An(5);s(5,2)=c5_nhn*0.001*V(5)*(1-0.2)An(5);s(6,1)=c6_dm*0.001*V(6)*(1-0.2)An(6);s(6,2)=c6_nhn*0.001*V(6)*(1-0.2)An(6);s=s.*10