长江水质的评价预测模型和其实用性研究.pdfVIP

维普资讯 第22卷 第7期 工 程 数 学 学 报 Vo1．22No．7 2005年l2月 CHINESEJOURNALOF ENGINEERING MATHEMATICS Dec．2005 文章编4~：1005—3085(2005)07-0053—06 长江水质的评价预测模型及其实用性研究 于亮亮，李 倩，李 良书 指导教师：数模组 (西安交通大学，西安 710049) 编者按：本文思路清晰，论述疏密有致，许多细微之处稍显匠心。构造了模糊评价指数 可以很好的整合不同水质的 影响因素；在未来1O年的预测中，兼顾了长江流量与污水总量两者的共同影响 (文中是对长江流量在不同置 信水平的下限预测分析的)。 摘 要：本文在假设所给数据完全真实的前提下，对长江流域的水质特征进行了分析。首先。采用模糊综合分析指数 (FCI)埘由多种模糊因素影响的水质进行综合评价。将所得的数据制成 “FCI信息表格”。在污染源定位 问题上，我们引入等效污染源的概念，利用简化的一维水质扩散模型对污染物的扩散进行了简单的计算机 仿真。在长江水质的预测问题中，将已有水分为A (饮用水)、B (Iv、V)和 C (劣 v)三类。鉴于约 束条件的存在，我们定义了相对比的概念，在进行过突变数值的剔除之后，我们采用灰色 GM(1。1、带有 修正因予的预测模型对两个相对比进行预测。在预测排污量的控制时。我们通过灰色GM(1，1、模型预测 出了排污量的变化，但是由于1O年的长江总流量是一个随机数组，基本没有规律，我们假设长江每年的水 流量服从正态分布，给出了置信水平为O．95和O．9的长江总流量的单侧置信下限，然后给出了置信水平分别 为0．95和0．9的每年的处理污水状况，并对两种置信水平分别做了符合实际的分析。 关键词：模糊综合评价；置信水平 分粪号：AMS(2000)62P12 中图分类号：TBll4 文献标识码：A 1 基本假设 综合评价长江及各地的水质时，假设水质只受题 目中所给的4个主要指标的影响。 假设长江内各排污点属于定常排放，污染物在水中的扩散是稳定的。 设某点的污染物浓度仅与该点及其上游的排放量有关，而其下游污染物对其的扩散影响忽 略不计。 假设附件中所给的数据都是真实的。 2 符号规定 c：长江水中污染物的浓度，单位：mglLIIf：观察点距排污处的距离，单位：rollK-污 染物的降解系数，单位：ll~llu：水的流速，单位：~lsllc2-水的流量，单位：m。1811A： 长江各处的截面积，单位：m IIml某种等级的水占长江水量的百分~v,IIM：两种等级的水 量相对~v,II 3 模型的建立与求解 问题1 利用模糊综合指数对长江水质进行评价 1．1 模型建立 维普资讯 丁= 程 数 学 学 报 第22卷 1．1．1 模型的主体 U={ ， ，… ， )表示被考察样本的扎个指标的实测值； = {， ，… ， 为评价集，集合中 是与 中因子相对应的评价标准集合。 ／，r11rl2… rlm、 R … 他m I 为 和 的模糊关系矩阵。nf表示第 i种污染物的含量可以被评价为第J类水质的可能性。 W (W1，W2，… ，W)为权重矩阵，满足关系∑孔_1=1。Wi越大，说明样本 的贡献越 大。在本题里，说明 是主要污染物 根据上面给出的各种矩阵，我们可以得到一个多指标模糊综合评价矩阵 B ；W RT． 构造水质标准类别向量ST=(1，2，3，4，5)