文档介绍：长江水质的评价与预测
摘要
本文旨在通过分析题目中给出的各类抽样检测数据,对长江目前水质情况进行评价并预测未来10年长江水质的变化趋势。
针对问题一:使用了污染超标倍数和平均超标率这两个指标,在确定质量标准时参考了水质评价超标项目以《地表水环境质量标准》(GB3828-2002) Ⅲ类标准进行超标项目评价,即若某一地区出现在某一时间段内某一指标超标即可说明该地区在该时间段可能属于属于Ⅳ类、Ⅴ类或者是劣Ⅴ类水质,但不是可饮用水。根据提出的两个指标就可以确定各地区各时间段水质情况以及长江总体的综合情况。(具体分析结果见正文)
针对问题二:先计算出水流从上游观测站点到相邻下游观测站点所需时间
,然后再利用浓度和水流量计算出某一站点主要污染物的量,但该量包括了该地区自身排放和上游未降解完的污染物,故计算自身排放时用减去上游未降解完的即可,然后根据各地区自身排放污染物量进行排序。据此确定了高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要分布在湖南岳阳、江西九江和湖北宜昌这三个地区。
针对问题三:首先从附录四中提取出1995到2004年水文年干流和支流的各类水质河长相关数据,采用了基于时间的灰色预测模型进行预测。首先对1995年到2004年相关数据进行预测后与原始数据进行比较,通过相对误差检验得出检验合格的结论。然后再分别预测对2005年到2014年水文年支流、干流中6类水质所占河长、长江历年总流量和废水排放量等进行预测。然后利用预测值对10年污水量河长占总河长比例进行回归分析发现污水百分比呈逐年上升的趋势(从2005年的30%到2014年的45%),由此说明长江污水的处理迫在眉睫。
针对问题四:通过对预测数据的观察发现未来支流河长与干流河长比基本为一定值,于是假设此比例作为长江总水量分配到支流和干流的比例,据此便可确定Ⅳ类、Ⅴ类或者是劣Ⅴ类的污水量。另外对预测Ⅳ类、Ⅴ类水质所占河长比例的观察可知这两类河长比例基本都大于20%,由此可知大多数年份都需要进行污水处理。首先计算出未处理前的污水量然后计算出希望处理后的最大污水量,两者之差即可为各年需要处理的污水量。
针对问题五:首先提出了由第三问分析结果可知的当前迫切需要采取措施控制污染排放量的建议,然后主要从导致长江污染的化工厂、钢铁厂、农药排放、森林覆盖率等方面提出合理性的建议。
关键词:污染超标倍数平均超标率基于时间的灰色预测相对误差检验
1、问题重述
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应是重中之重。专家们呼吁:“以人为本,建设文明和谐社会,改善人与自然的环境,减少污染。”
长江是我国第一、世界第三大河流,长江水质的污染程度日趋严重,已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。2004年10月,由全国政协与中国发展研究院联合组成“保护长江万里行”考察团,从长江上游宜宾到下游上海,对沿线21个重点城市做了实地考察,揭示了一幅长江污染的真实画面,其污染程度让人触目惊心。为此,专家们提出“若不及时拯救,长江生态10年内将濒临崩溃”(附件1),并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤(附件2)。
附件3给出了长江沿线17个观测站(地区)近两年多主要水质指标的检测数据,以及干流上7个观测站近一年多的基本数据(站点距离、水流量和水流速)。通常认为一个观测站(地区)的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。一般说来,江河自身对污染物都有一定的自然净化能力,即污染物在水环境中通过物理降解、化学降解和生物降解等使水中污染物的浓度降低。反映江河自然净化能力的指标称为降解系数。事实上,长江干流的自然净化能力可以认为是近似均匀的,根据检测可知,~, (单位:1/天)。附件4是“1995~2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。下面的附表是国标(GB3838-2002) 给出的《地表水环境质量标准》中4个主要项目标准限值,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。
需要解决的问题:
(1)对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价,并分析各地区水质的污染状况。
(2)研究、分析长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区。
(3)假如不采取更有效的治理措施,依照过去10年的主要统计数据,对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析,比如研究未来10年的情况。
(4)根据第三问的预测分析,如果未来10年内每年都要求长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例控制在20%以内,且没有劣Ⅴ类水,那么每年需要处理多少污水?
(5)对解决长江水质污染问题有什么切实可行的建议和意见。
附表: 《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中4个主要项目标准限值单位:m