长江水质的评价和预测（全国一等奖） - 图文(3)

2.3.计算结果 由公式(4-1)，和上述表4_1和表4_2数据，计算得到未来10年，即2005年至2014年每年需要处理的污水量Yn，计算结果见表表4_3：

表4_3：未来10年每年需要处理的污水量 单位：亿吨 年份 需处理的污水量 年份 需处理的污水量 2005 19.5390 2006 132.6777 2007 143.4669 2008 193.9729 2009 225.4419 2010 276.0293 2011 316.5134 2012 367.8958 2013 413.7736 2014 463.8682

(五)、问题(5)

长江水质污染问题的一些建议

2005年建模竞赛不仅仅是我们大学生在知识上的竞技、解决问题能力的比拼，它更是教育我们这一代人增强环保意识的有利措施。建模过程中，我们深刻地意识到长江流域，甚至是中国环境所处的紧迫现状，一种保护长江的使命感油然而生。

经过几天的思考，我们在此谈谈对长江水质污染问题的一些见解：

1．首先是要意识到并重视母亲河的污染问题。有人曾说“意识决定一切”，不怕做不到就怕想不到，让所有人都去思考、都去在意我们的母亲河所面临的危难，再与实际行动配合，就会达到事半功倍的效果。我们提倡在提高人口素质的基础上增强人们的环保意识，要治本而不是治表。

2．加强科学技术的发展是重中之重。对于生产污染比较严重的产品，可以研究先进、清洁的生产技术，投入到生产中去，推进循环经济；另外研究先进的污水处理技术，降低处理成本。这样既可以避免企业再额外开销污水处理的费用，又提高了企业生产的积极，同时降低了执法人员的工作难度。

3．完善法律体系。如对保护长江立法、加强行政管理和严格追究刑事责任、严格实施排水许可制度，杜绝任意乱排污水、废水等等。

4．执法到位。杜绝官商勾结，猫鼠游戏、严格惩处违法分子、将环保作为考核干部指标之一、揭露污水厂的表面游戏，让其发挥到真正的作用。

5．协调人口-资源-环境-经济的关系，走可持续发展战略目标。保护天然林，建设长江上游的防护林体系，让母亲河有一个舒适的生态环境。

6．培养环保后备人才，组织一支专业性强的队伍对长江进行不定期的考察和检验验，保持对现状的准确掌握，以便于采取相应措施及时治理。

我们还有很多没有考虑到的地方，出于对长江水质污染现状的忧虑，在此，我们希望有关部门能够加大力度维护母亲河长江清澈的面容，让我们中华民族的历史继续源远流长。

五、模型检验

灰色系统预测模型的可行性检验

1.检验原理（准则）：若计算出的时间序列的预测值与每个站点的实际测量值的绝对误差较小，我们就认为这种模型可以用来做预测。

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2.我们用1999~2004全流域数据预测2005年时的数据做为范例。1999~2004年各种

表5_1：水类型的百分比测量值 I Ⅱ III Ⅳ V 劣V 1999 5.2000 39.8000 35.2000 9.5000 6.2000 4.1000 2000 5.6000 32.8000 35.6000 16.6000 4.4000 5.3000 2001 5.9000 33.1000 34.7000 14.0000 5.5000 6.8000 2002 4.4000 44.0000 28.3000 10.0000 3.2000 10.0000 2003 4.7000 41.5000 31.3000 6.4000 5.8000 10.3000 2004 1.2000 26.9000 39.9000 14.8000 5.9000 11.3000 表5_2：预测的1999~2004年各种类型水的百分比 I Ⅱ III Ⅳ V 劣V 1999 5.2000 39.8000 35.2000 9.5000 6.2000 4.1000 2000 6.2815 36.2665 32.8355 15.1128 4.2825 6.0917 2001 5.1479 35.9609 33.3872 13.5633 4.5948 7.2041 2002 4.2189 35.6579 33.9482 12.1726 4.9300 8.5197 2003 3.4576 35.3574 34.5186 10.9246 5.2895 10.0755 2004 2.8337 35.0595 35.0986 9.8045 5.6754 11.9155 5_3：它们的绝对误差 I Ⅱ III Ⅳ V 劣V 1999 0 0 0 0 0 0 2000 0.6273 3.1536 3.0478 1.6176 0.1545 0.7391 2001 0.7448 2.9119 1.2654 0.4175 0.8986 0.4144 2002 0.1576 8.1439 5.8368 2.2403 1.7574 1.4329 2003 1.2293 6.0089 3.3491 4.5659 0.4905 0.1864 2004 1.6227 8.0243 4.9368 5.0333 0.2465 0.5695 表5_4 预测出的2005年各种类型水的百分比（已做了归一化处理） I Ⅱ III Ⅳ V 劣V 2005 2.2822 34.1646 35.0729 8.6475 5.9843 13.8484 3.检验步骤：

(1)、令i=2005，

(2)、构造表a，初始为1999~2004年各类型水的百分比测量当i=2006时，表a

的数据变为2000~2005年的数据。表a的数据构造法依此类推。

(3)、把表a的数据代入灰色系统预测模型可得到表b

(4)、根据表a和b算出预测值与测量值的绝对误差，如表c (5)、若绝对误差较小，预测出i年各种类型水的百分比，如表d，并转入步骤(6)；

否则结束检验，此模型不能用来预测第i年各种类型水的百分比。

(6)、i=i+1；转到步骤(2)，直到所需要预测的数据都已经预测出来。

凡是用到此预测模型的地方，我们都根据上面的检验步骤，用matlab编程，对计算出的绝对误差做了分析，都比较小，所以此模型可以较好地预测未来数据。

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六、模型评价与应用

水质综合评价中的污染程度、水质类别、分类界限等等都是一系列模糊的概念，用模糊数学的方法解决水质评价问题，更符合客观情况，更能反映水质的实际状况。本文(1)问通过污染程度对各类水的隶属度确定综合评价结果，比较准确的反映了长江水质所处状况。

问题(2)用微分方程来解决污染源所在地区问题，可以充分考虑到河流本生的降解能力。一维稳态水质模式贴近我们所做的假设，通过计算浓度差值，对确定污染源所在地区一目了然。

第(3)，(4)小题用灰色预测系统模型求解,较好的解决了由于数据不足，用数理统计方法误差较大的局限性，所以灰色预测系统模型比较适合此类需要预测较多数据的问题，且绝对误差较小。

文章中的模糊数学综合评价方法和灰色预测模型可以用于很多领域，如农业产量预报、气象预报、宏观经济预测、人才需求预测、投资分析等。

由于原始数据受外界因素影响(如干旱，洪水，污染物意外泄漏等)，局部波动性较大，对计算结果带来一些不可避免的误差。

七、参考文献

[1] 杨海燕、夏正楷，模糊数学在地下水资源污染中的应用，水土保持研究，12卷第

4期：107-110，2005。

[2] 国家环境保护总局工程评估中心，环境影响评价方法，北京：中国环境科学出版

社，2005。

[3] 李祚泳、丁晶、彭荔红，环境质量评价原理与方法，北京：化学工业出版社，2004。 [4] 李兴东、杨殿，灰色系统预测模型及建模计算机程序，湖南有色金属，12卷第4

期：8-11，1996。

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附录：

一.表格

表3_1：水文年全流域各类水河长百分比预测值 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 总计1 IV Ⅴ 劣Ⅴ 总计2 2005 2.2822 34.1646 35.0729 71.52 8.6475 5.9843 13.8484 28.48 2006 1.4302 31.1122 36.8922 69.435 8.7738 6.3549 15.4367 30.565 2007 0.9824 25.5747 39.8036 66.361 9.4519 7.3246 16.8628 33.639 2008 0.5085 23.6755 40.0572 64.241 9.4324 7.2715 19.0549 35.759 2009 0.7487 23.9248 39.2478 63.921 7.1091 7.7503 21.2194 36.079 2010 0.3147 19.6338 40.9156 60.864 7.8696 8.1923 23.0739 39.136 2011 0.2592 17.7852 40.9141 58.959 7.248 …… 此处隐藏：3765字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……