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全国大学生数学建模竞赛：长江水质的评价与预测问题.ppt

来源：花匠小妙招时间：2024-12-06 12:55

信息工程大学韩中庚 * 长江水质的评价与预测问题全国大学生数学建模竞赛三、长江水质的评价与预测问题 1.问题的背景与提出　　该题目源于2004年11月《新民周刊》记者张静的一篇报道：“若不及时拯救,长江生态10年内将濒临崩溃” 　　　　章琦：中国发展研究院执行院长、联合国世界和平基金会世界自然医学组织健康促进会副会长、上海市创意产业协会副会长、上海创意学院研究生导师、中国策划研究院副院长等。高级记者、研究员、教授。　　 1.问题的背景与提出　　2004年，章琦又创意策划发起了旨在唤醒全民族环保意识，由全国政协和中国发展研究院共同举办的大型环保公益性活动——“保护长江万里行”。　　　　他筹资55万元，组织20多位人大代表、政协委员、专家教授，10月10日从长江上游宜宾出发，历时12天抵达上海，对21个城市进行实地调研，揭示了一幅长江污染的真实画面。　　他因此被评为首届“中国十大民间环保杰出人物”、“2005中国最具影响力100人”之一，并被联合国有关机构授予“全球生态和环保杰出成就奖”，被中央主流媒体誉为“长江之子”。三、长江水质的评价与预测问题－－ 1.问题的背景与提出三、长江水质的评价与预测问题－－　　章琦给中央有关部门撰写了长篇研究报告，发表多篇保护长江的文章和做多场报告，促使成为2005年两会关注的主题。　　长江的污染究竟达到了什么程度？主要的污染源在哪里？未来的发展趋势究竟会如何？　　10年后的长江究竟会变成什么样？是不是也会像现在的淮河、海河一样变成中国一条最大的污水河？　　如果是这样，现在国家花巨资建设的南水北调工程岂不是毫无价值了！ 1.问题的背景与提出三、长江水质的评价与预测问题－－命题者先后联系走访了单位和专家：中国研究院院长：章琦及其秘书；华东师大终身教授、博导、全国政协委员：中国环保局信息中心；水利部中国水环境研究院信息中心；科学院水质研究所；长江水利管理委员会信息中心；《长江年鉴》编辑部。主要数据来源：国家环保局网站：长江流域水质检测数据、《长江年鉴》、长江流域相关网站等。陆健健问题给出了长江沿线17个观测站(地区)近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上７个观测站近一年多的基本数据(站点距离、水流量和水流速)。通常认为一个观测站的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。一般说来，江河自身对污染物都有一定的自然净化能力，即污染物在水环境中通过物理降解、化学降解和生物降解等使水中污染物的浓度降低。反映江河自然净化能力的指标称为降解系数。 1.问题的背景与提出三、长江水质的评价与预测问题－－事实上，长江干流的自然净化能力可以认为是近似均匀的，根据检测可知，主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数通常介于0.1-0.5之间，比如可以考虑取0.2　(单位：1/天)。附件是“1995～2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。下面的附表是国标(GB3838-2002) 给出的《地表水环境质量标准》中4个主要项目标准限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。 1.问题的背景与提出三、长江水质的评价与预测问题－－附表: 《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中4个主要项目标准限值单位：mg/L 1.问题的背景与提出三、长江水质的评价与预测问题－－（1）对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。（2）研究、分析长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区? （3）假如不采取更有效的治理措施，依照过去10年的主要统计数据，对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析，比如研究未来10年的情况。（4）根据你的预测分析，如果未来10年内每年都要求长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例控制在20%以内，且没有劣Ⅴ类水,那么每年需要处理多少污水？（5）你对解决长江水质污染问题有什么切实可行的建议和意见。 1.问题的背景与提出三、长江水质的评价与预测问题－－三、长江水质的评价与预测问题２.问题的解决思路问题（1）：　　按照国家标准地表水的评价指标主要是附表中的4项，而水质有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ共6个类别，每一类对每一项指标都有相应的标准值（区间），只要有一项指标达到高类别标准就算是高类别的水质。　　实际上不同类别的水质有很大的差别，同一类别水质的污染物含量也有一定的范围，所以做综合评价时要考虑这些指标“质的差异”和“量的差异”。２.问题的解决思路三、长江水质的评价与预测问题－－　　由于各项指标在各类别中的标准值（区间）差别很大，评价时首先要对数据做标准化处理。　