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第卷第期工程数学学报..
年月.
文章编:———
长江水质的评价和预测
李云锋, 王勇, 杨林
指导教师: 沈锦仁
中国人民解放军理工大学,南京
编者按: 本文用差分方程和回归分析的方法对问题作了正确、恰当的分析处理,结果合理。具有一定的创造性
摘要: 本文利用长江流域近两年多主要城市水质检测数据,通过对原始数据进行归一化综合处理,确定了水质新的
综合评判指标函数。在对整个长江流域所有观测站的位置关系作一定的简化假设后,得到长江综合评定函
数值.,水质为良好。主要污染物为氨氮。。
通过建立污染浓度的反应扩散方程,本文用三种方法反演出未知的污染源强迫函数,,并
对,的三种数据加以综合分析,分别给出了高锰酸钾盐和氨氮污染源的主要分布地区。
为了对长江未来水质污染发展趋势进行预测,本文建立了回归分析模型并对回归系数进行了检验,结
果是如果不采取有效的治理措施。长江可饮用水将逐年下降,且年后可饮用水所占长江水总量的比例将不
到%。根据这一预测结果,我们进而使用二元线性回归模型。通过对各种不可饮用水进行综合考虑,得到
如下结果:要在未来年内使长江干流的不可饮用水,类和类水的比例控制在% 以内,且没有
劣类水,。
关键词归一化;水质综合评判指标函数;反应扩散方程:回归分析
分类号中图分类号: 文献标识码:
长江水质的综合评价
. 问题的分析
,因
此对于长江流域水质的综合评价,主要是对水质检测报告原始数据的处理。
由于地表水环境质量标准四个主要项目指标溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、值的原
始数据的量纲各不相同,首先对数据进行归一化和综合处理;又由于数据量较大,因此要对归
一后数据进行综合分析,在对数据进行处理的过程中,考虑下面要求:
归一化后的数据能够反映可饮用水与不可饮用水的区别,为此将类与类水的分
界点作为界值点,赋值为;
对于任一个项目指标值来讲,数据越小,水质越好;
四个项目指标综合后仍以作为可饮用水与不可饮用水的分界点,且数据越小,水质越
好。
. 理论分析与算法步骤
数据的归一化和综合
按照上述要求,根据附表中提供的项目标准限值,对数据归一化处理:
以一个观测点某一时刻为例,依次记四个项目指标的实际测量值为%,归一化的水质指标
值尼,,,。
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第期李云锋等:长江水质的评价和预测
对于溶解氧,定义

一;
对于高锰酸钾指数,定义
;
对于氨氮一,定义
而.,
对于值来讲,由于值在—之间均为可饮用水。假设当值时,水质是最好
的。作如下定义
一—:三;:
记为第个观测点第个月的水质综合指标值,为第个观测点第个月归一
化后的水质指标值,,⋯,; ,,⋯,; ,,,,考虑不同项目指标对水质
影响程度的不同,将四个项目指标的权重设为% ,,,。水质综合指标值的表达
式为
【量× , , ●
,· 一/
单个观测点水质的评估向量和长江全流域水质的综合评价∑
知道了一个观测点个月份的水质综合指标值,要求对该观测点水质的综合评