B 水库排污问题.docVIP

安徽工程大学 数学建模课程论文 姓 名： 王姗 学 号： 3110801204 指导老师： 成 绩： 完成日期：2013年7月3日 摘 要 本文针对水库突发性事故排污问题，首先通过问题一建立二维水质污染物浓度模型，只要考虑在事故发生到关闭水库的两个小时内，流出水库的污染物的质量小于吨，给出了单个水库对干流造成大面积污染的可能性 ；然后根据问题二、三建立两水库排污模型，问题二由于两个水库之间没有联系，我们只需要单独考虑2库的排污情况，然后加上1水库的污染物排放情况，最后综合考虑两个水库所排污染物的总量对干流的影响就可以了，问题三中建立人工水渠就是在问题二的基础上使水库1和水库2发生联系。由于水都是从高水位流向低水位，因此，我们只需考虑从1水库向2水库的流入情况，而不必考虑从2水库向1水库的流入情况。分析了在另一水库有连续点源污染物排放及水流相互影响的情况下，两水库对干流造成大面积污染的可能性大小 。 进一步针对第三种情况的发生，给出在短时间内控制污染的有效措施；且讨论了若污染物具有挥发性，上述各情况造成干流发生大面积污染的可能性大小，为水库事故性排污问题提供了有价值的理论依据。环境容量是环境科学的一个基本理论问题，也是环境管理中的一个重要的实际应用问题。在实践中，环境容量是环境目标管理的基本依据，是环境规划的主要约束条件，也是污染物总量控制的关键技术支持。从环境管理、监测与监督的角度出发，水环境容量是指水体在设计水文条件和规定的环境目标下所能容纳的最大污染物量。分析库区的污染状况，提出了水库环境容量的计算原则、设计水文条件和水质保护目标。根据岸边环境容量计算结果，提出了三峡水库污染混合区的控制标准。同时，推荐了三峡水库水环境容量的综合方案。  关键词：水库排污；污染物浓度；流量；水流速度；环境容量 一 问题重述 某条江流上有2条支流，每条支流上都兴建了规模相当的水库。由于正处在雨水多发季节，因此两个水库都以一定规模的流量进行泄洪。某天晚上10：00，在其中的一个水库中发生了两船相撞的事故，而其中的一条船装载的p吨化学物质（这里的化学物质可以是具有挥发性的，也可能是急难挥发的）全部泄漏至水库中。当水上航运事故处置中心接获事故报告，立即要求该水库关闭水库泄洪，以免化学物质随洪水流入干流，发生更大规模的污染。水库门开始关闭时，已经处在事故发生后的1个小时，而水库门彻底关闭也需要1个小时的时间。 根据当地环境监测的有关规定，干流大面积污染的危险警戒值设为：三小时内q吨该化学物质发生泄漏。(1) 试建立合理的数学模型，讨论由于此次事故的发生，干流发生大面积污染的可能性；(2) 如果在另外的一水库中有一化工厂违规排放废料。废料中同样含有该化学物质。该工厂为躲避环境监测站的监控，均在晚上9：00-12：00违规进行周期性排放。在这种情形下，讨论由于此次事故的发生，干流发生大面积污染的可能性；(3) 如果以上两个水库间有一条人工修建的水渠相连接，水渠中的水流流向不定，但保证两水库之间的水流能够相互影响。那么上述结果是否会改变？请给出说明，若有改变，则给出修正的模型及结果；(4) 如果发生了大面积污染，那么针对第三种情况，试给出在短时间内控制污染模型。是具有挥发性的，是急难挥发的吨即可。 问题二中提到的情况只是将干流的污染源从一个增加到两个，那么发生大面积污染的可能性就要增大。由于两个水库之间没有联系，我们只需要单独考虑2库的排污情况，然后加上1水库的污染物排放情况，最后综合考虑两个水库所排污染物的总量对干流的影响就可以了。 问题三中建立人工水渠就是在问题二的基础上使水库1和水库2发生联系。由于水都是从高水位流向低水位，因此，我们只需考虑从1水库向2水库的流入情况，而不必考虑从2水库向1水库的流入情况。 分析问题四，干流已经发生大面积污染，对比水体污染物处理的各种手段，不论是化学、物理还是生物手段都不可能在短时间内除去污染物，因此我们只能通过稀释原理，建立污染物在干流中迁移迁移模型，使干流水体计算体积元内该污染物的增量为负值时，从而使得在干流水体污染物的浓度低于危险警戒值 t时刻水库水的流入速度 t时刻流入水库的污染物的浓度 t时刻水库水的流出的速度 t时刻流出水库的污染物的浓度 t时刻水库中污染物的浓度 t时刻水库水的体积 计算体积元内该污染物的增量 时间 从水库中流出的水中的污染物的浓度 水库的流