长江水质评判及预测的数学模型.pdfVIP

维普资讯 第29卷 第4期 湖南科技学院学报 Vo1．29NO．4 2008年 4月 JournalofHunanUniversityofScienceandEngineering Apr．2008 长江水质评判及预测的数学模型 段振颖 (湖南大学 数学与计量经济学院，湖南 长沙 410082) 摘 要：长江水质的污染程度 日趋严重，为了保护长江水资源，必须对长江水质进行评价和预测，进而采取措施来治理 水质的污染。本文运用模糊数学理论建立了 “长江流域水质综合评判”模型，对长江水质进行了全面的定量的综合评判。应 用灰色系统理论，建立了灰色预测模型，从而科学地预测出长江未来水质污染的发展趋势。 关键词：隶属函数；模糊综合评判；灰色系统预测； GM(1，1)模型 中图分类号：0141．4 文献标识码：A 文章编号：1673-2219(2008)04-0006-03 引 言 对于 “符合某类水标准”的程度作为评判依据，对隶属度做如 长江水质的污染日趋严重，己引起了相关政府部门和专 下定义 ：如果水质样本C对于 “符合k类水标准”的程度这一 家们的高度重视。为了保护长江水资源，必须对长江水质进 模糊概念的符合程度为 (良)，则称 ()为水质样本c对于 行全面的评价和预测，进而采取措施来治理水质的污染。那 k类水的隶属度。对于本模型中的多项指标综合评判问题， 么长江污染状况到底如何?污染源在哪里?如果再不采取 需要用到综合隶属度，其综合隶属度可通过对单个评判因素 有效措施，长江的命运将会如何?最主要的污染物——污水 的进行简洁的线性算术加权平均型方法得出。 的排放对长江产生什么样的影响?怎么样规划、采取怎么样 在水质评判中，将6类标准的中间标准或其平均值定义 的措施才能使长江在保持 “生命力”的前提下达到环境与经 为划分相邻界别的水质 “清洁”与 “污染”之间的分界点。此 济和谐发展?等等这些都是我们亟待解决的问题。 时，权重系数可由下式计算得到： Si=(Si1+ 2+Si3+ 4+Si5+ 6)／6 l 问题的分析与建模 W ：( ／c ， 锰／ 锰， 氨／ 氨) 1．1问题分析 = ( 0， 锰， 氮) 根据 地表水环境质量标准》(GB3838--2002)，本文 从水质的酸碱度 PH值、溶解氧指数(DO)、高锰酸盐指数 A=(Woo／Ew,， 锰／Zw,， ／∑ ) (1) (CODMn)、氨氮指数 (NH3一N)四个主要因素，定量分析 式中， w + 锰+ 氮 长江水质的污染状况。 与其它几项 的定义不同，因为 DO在水质特征上与 (1)如果在多个水质指标中仅以其中最差的水质指标来 。 其它几项指标不同，DO值越高，水质越好。 ；为第f个指 评判整个水体的水质类别，也就是说多个水质指标当中只要 有 1项达不到V类，那么整个水体水质就要被判为劣V类。 标的第．，个评价标准。而a是各指标的权重，因此有 很显然这是一种 “一票否决”的评类方式，具有片面性，应该 综合考虑各项指标对水质的影响。通过应用监测数据，建立 ∑q=1。 一 个 江各段近两年多的水质情况的定量