文档介绍：2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛
承诺书
我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.
我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A
我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 04505
所属学校(请填写完整的全名): 德州学院
参赛队员(打印并签名) :1. 翟明元
2. 张小凤
3. 邹菲
指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 赵学杰高秀莲
日期: 2011 年 9 月 12 日
赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛
编号专用页
赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):
赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):
评
阅
人
评
分
备
注
全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):
全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):
基于系统综合评价的城市表层土壤重金属污染分析
摘要
本文针对城市表层土壤重金属污染问题,首先对各重金属元素进行分析,然后对各种重金属元素的基本数据进行统计分析及无量纲化处理,再对各金属元素进行相关性分析,最后针对各个问题建立模型并求解。
针对问题一,我们首先利用EXCEL和 SPSS统计软件对各金属元素的数据进行处理,再利用Matlab软件绘制出该城区内8种重金属元素的空间分布图最后通过内梅罗污染模型:,其中为所有单项污染指数的平均值,为土壤环境中各单项污染指数中的最大值。得到各区内梅罗综合污染指数,进而求得污染程度为:
功能区
生活区
工业区
山区
主干道路区
公园绿地区
污染程度
土壤、作物受中度污染
土壤、作物受严重污染
尚清洁
土壤、作物受严重污染
超标
针对问题二,我们首先利用EXCELL软件画出8种元素在各个区内相对含量的柱状图,由图可以明显地看出各个区内各种元素的污染情况,然后再根据重金属元素污染来源及传播特征进行分析,可以得出工业区及生活区重金属的堆积和迁移是造成污染的主要原因,Cu 、Hg 、Zn主要在工业区和交通区如公路、铁路等交通设施的两侧富集,随时间的推移,工业区、交通区的土壤重金属具有很强的叠加性,受人类活动的影响较大。同时城市人口密度,土地利用率,机动车密度也是造成重金属污染的原因。
针对问题三,我们从两个方面考虑建模即以点为传染源和以线为传染源。针对以点为传染源我们建立了两个模型:无约束优化模型,得到污染源的位置坐标;有衰减的扩散过程模型得位置坐标(8500,5500),模型为:
,
针对以线为传染源我们建立了模型,并通过线性拟合分析线性污染源的位置。
针对问题四,我们在已有信息的基础上,还应收集不同时间内的样点对应的浓度以及各污染源重金属的产生率。根据高斯浓度模型建立高斯修正模型,得到浓度关于时间和空间的表达式。
在本题求解过程中,我们所建立的模型与实际紧密联系,有很好的通用性和推广性。但在求点污染源时,我们假设只有一个污染源,而实际上可能有多个点污染源,从而使得误差增大,或者使污染源的位置够不准确。
关键词内梅罗污染模型无量纲化相关性回归模型高斯浓度模型
一、问题重述
俗话说:“一方水土养一方人”。城市是人类活动最密集的地区,但在废物处理设施仍不发达的绝大多数地区,城市及其周边土壤依然发挥着重要的容纳和净化污染物的功能,在强烈的环境负荷冲击下,土壤的服务功能面临极大的威胁,换言之,土壤的缓冲净化功能将接近极限并有被超过的危险,因而将导致严重土壤污染的产生,而其结果将是长远和危险的。随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。我们将城区分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区五个部分,分别进行土壤地质环境的调查,对城市环境质量做出评价,希望能有效控制重金属污染物的排放及扩散,制定相关措施保护好我们赖以生存的周边环境,根据题意,本文需要解决的问题有:
(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征,由此建立模型,确