二次拟合灰色预测模型在黄河水质发展趋势预测中的应用.docVIP

论 文 题目 二次拟合灰色预测模型在黄河水质发展趋势预测中的应用 第一作者 汪 晗 第二作者 李 晨 第三作者 宋 晨 指导老师 刘 正 峰 学校名称 郑州市第八中学 摘 要 经典的GM(1,1)灰色预测模型具有精度不高等缺陷，实际应用过程中往往需要依据原始数据的特点进行改进。本文通过研究过去10年黄河年总流量、排污量、各类水质断面百分比等各项统计数据，发现通过二次拟合对经典的GM(1,1)模型进行改进得到的新模型较为适用于黄河水质发展趋势的预测。首先通过弱化因子对原始数据序列进行弱化处理，然后利用灰色理论，通过对经典的GM(1,1)模型进行改进，即通过二次拟合以提高模型预测精度，建立了总流量、排污量及每一类水质百分比关于时间的灰色预测模型。依据以上建立的模型对黄河未来水质污染的发展趋势做出了合理的预测：未来数年内黄河排污量将有所减少，优质水质断面百分比缓慢上升，黄河水质正在逐渐好转；但水质恢复速度较慢，按照目前的发展趋势，若不采取有力的治理措施，黄河水质将不会得到根本性改善；为使黄河水质加速好转，须加大污染治理力度。若要使黄河Ⅳ、Ⅴ类水百分比需控制在以内，且没有劣Ⅴ类水，2009~2018年期间每年需处理的污水量清单为(39.142、35.617、34.436、33.25、32.062、30.872、29.682、28.493、27.306、26.123)(单位：亿吨)，十年内需处理的污水总量为316.983亿吨。经精度检验，该模型达到一般精度要求，结果具有较强的实用性。 最后，针对黄河水质恢复速度较慢的现状，提出了防治黄河水污染的较为切实、可行的意见和建议。 关键词:　黄河水质，灰色预测模型,弱化处理，二次拟合 目录 摘要 0 一、前言 1 二、过去十年（1999~2008）黄河水质分析 2 三、灰色预测模型的分析与改进 4 四、二次拟合模型的建立与求解 6 五、黄河污水的控制模型 10 六、结论及建议 11 七、参考文献 13 二次拟合灰色预测模型在黄河水质发展趋势预测中的应用 一、前 言 黄河是中华民族的母亲河，她孕育了中华五千年灿烂的文明。其流域总面积79.5万平方公里(含内流区面积4.2万平方公里)。而黄河流域做为中华民族古老文明的摇篮，为中国以至世界文化做出了不可磨灭的贡献。 但是，随着人类活动对自然环境影响的加剧，尤其是改革开放以来，黄河流域工农业的迅速发展，黄河水质也大大下降，严重影响了流域内人们的生产生活及国民经济建设。虽然人们意识到水质变化带来的严重后果，并采取了一系列措施以保护母亲河，但截至目前，黄河流域水污染问题依然相当严重，污水排放总量已由上个世纪80年代每年平均20亿吨多一点激增至现在年排放达到40亿吨上下，几乎增加了一倍；每年化学需氧量的排放量是140万吨上下，氨氮的排放量每年是十三四万吨，分别超过了黄河水环境容量的1/3左右和2.5倍左右；黄河五类、劣五类水质所占比重居高不下，因水质恶化而造成的事故时有发生。 特别是在水资源十分匮乏的黄淮海地区，劣五类水体占到四成至五成，这就更加剧了水资源的供需矛盾。据水利部介绍，目前我国缺水城市有300多座，受影响人口在1亿以上；农村有3亿多人饮水不安全，其中约1.9亿人饮用水有害物质含量超标，6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水。饮用水有害物质含量超标是很突出的问题，并有增加的趋势，致使人民群众的饮水安全受到影响，身体健康受到威胁。总的看，在部分地区和流域，水污染已经呈现出从支流向干流延伸、从城市向农村蔓延、从地表向地下渗透、从陆地向海洋发展的趋势。 那么，未来黄河水质将如何变化？是持续恶化，还是有效改善？我们改如何控制黄河流域的污水排放？采取何种措施有效保护母亲河？ 本文将系统分析过去十年（1999~2008）黄河水质的发展变化情况，利用灰色理论系统对未来黄河水质的变化趋势作出预测，给出未来黄河污水排放量的限制值，提出相应的意见和建议，为黄河水污染治理提供依据。 二、过去十年（1999~2008）黄河水质分析 根据1999~2008年黄河水资源公报，1999~2008年期间黄河总取水量、总耗水量、入海量、总流量（注：本文中总流量为总取水量、总耗水量及入海量之和）、排污量见表2-1： 表2-1 1999~2008年黄河流量、耗水量及排污量统计表 1999~2008黄河流量及排污量统计 年度 总取水量（亿m3） 总耗水量（亿m3） 入海量（亿m3） 总流量（亿m3） 排污量（亿t）