长江水质评价和预测的数学模型.doc
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2023-02-20
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长江水质评价和预测的数学模型
摘 要
本文以长江流域的水质污染状况为背景，首先通过对
17
个观测站点近两年多的水质
状况有关数据的统计，应用概率统计分析方法，对长江水质状况作出了定量综合评价，
并分析各地区水质污染情况，发现南昌水质污染较为严重。
其次，针对长江干流 7 个观测站近一年多的基本数据，引用了河流污染物中非守恒
物质的净化过程满足的一级反应动力学规律，建立河流中污染物一维稳态衰减规律的微
分方程模型，求解出了这一年多长江干流上 7 个观测站的排污量，分析得出高锰酸盐指
数主要的污染源是在湖南岳阳、湖北宜昌、重庆朱沱、江苏南京等地，每天的高锰酸盐
指数排放量分别为 3974.6 吨、3047.4 吨、 2808.9 吨、2713.3 吨；氨氮排放的主要污
染源为湖南岳阳、湖北宜昌、重庆朱沱、江西九江等地，每天的氨氮排放量分别为
384.6309 吨、275.7372 吨、243.8681 吨、221.1189 吨。
再次，利用过去 10 年的主要统计数据，运用基于灰色系统的灰色预测方法，预测
出未来 10 年长江的水质污染情况。并通过预测到的未来 10 年内有关长江干流水质情况，
在要求 IV 类和 V 类水的比例控制在
%20
以内，且没有劣 V 类水前提下，建立以未来 10
年的处理的污水总量最小为目标的规划模型，通过求解模型可得未来 10 年每年需要处
理的污水量分别为 43.4 吨、56.2 吨、60.28 吨、70.75 吨、……。
最后，对长江水质污染状况给出了解决长江水质污染问题的一些可行的建议和意见。
关键词：水质类别；灰色预测；水质污染
1 问题的提出
水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资
源的保护和治理是重中之重。 长江是我国第一、世界第三大的河流，长江的水质污染程
度却日趋严重，已引起了相关政府部门、专家们的高度重视。为了揭示长江的污染情况，
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