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长江水质的评价和预测
摘要
本问题属于河流水质分析问题。我们从微观、宏观两个层面对长江水质进行分析、
评价。
微观层面，在 BOD-DO (S-P) 模型的基础上，通过查阅大量支流数据资料，充分考虑
到支流对干流的影响，提出虚拟节点的概念，将原长江流域图抽象为一个加权有向图
，
并考虑河段中的隐性污染源 , 以及时间轴上的变化，得到改进型 BOD-DO 方法 (S-P) 。通
过改进型 BOD-DO 方法对溶氧量、高锰酸盐指数、氮氨含量的内在关系进行研究，利用
反馈迭代的方法逐步逼近得到江水中各类污染物的含量 ， 并以此反演出长江主要污染源
的分布 —— 主要集中于长江下游的南京、岳阳、宜昌等地，完成了第二问的解答。
宏观层面，我们以中国环境监测局的评价标准为基础建立了以不同水质等级比例为
依据的模糊综合评价和动态评价函数 ， 并通过论证得到该函数良好的评价效果从而为第
三第四问服务 ， 然后用这两个函数分析了两年以来长江的综合水质和各地区污染状况的
动态变化 。 对于第三问预测未来１０年的水质趋势 ， 我们首先根据 Douglas 理论拟合了
年废水量的指数增长函数 ， 再把得到的废水量预测值和前面提到的量化评价函数进行线
性回归并进行了显著性检验 ， 成功的预测了 ： 若不加治理 ， 长江未来１０年的水质将逐
年恶化直至降至 V 类甚至劣 V 类 。 若要制止这一切的发生 ， 必须严格治理污水 。 采取第
三问同样的回归方法预测得到长江干流未来的污水排量 ， 量化得今后每年治理后的排污
量必须控制在 215 亿吨以内才能满足题干要求的水质等级比例。
最后我们根据前四问提出的宏观和微观模型，提出我们认为切实可行的治理措施，
如 ： 整治重点污染城市 ， 重点防控下游污染 ， 治理水土流失 。 并更深一层定性和定量地
分析了这些措施对模型参数的影响。
[ 关键词 ] ： BOD-DO 模型；虚拟节点；隐性污染源；模糊综合评价函数；指数增长预测
；
线性回归预测
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