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第卷第期工程数学学报..
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文章:—
基于回归分析的长江水质预测与控制
路亮, 刘睿, 张齐。·
指导教师: 刘保东
一山东大学齐鲁软件学院,济南; 一山东大学数学与系统科学学院,济南
编者按: 通过数学建模方法,本文对长江水域受污染的情况作出比较全面和量化的评价,对污染源进行了比较深入的
分析,得出明确的结论,同时也对长江未来的水质情况和污水处理形势做出量化的科学预测。特别值得推荐
的是。作者对于污染源的特点和水质的不同性质进行了分类,对于控制水质与污水处理的策略具有积极的参
考作用。作为大学生能够在短时间内,在一个问题中拓出多处有创意的概念和方法,实在难能可贵虽然文
章仍有不足,仍希望引起读者关注,以期提高中国大学生的创造性能力
摘要: 本文采用频度统计和标准化方法对长江近井两年多的水质情况进行了分析和评价。并根据污染物氨氮和高锰
酸盐污染源在时间和空问上的分布特点,采用一维河道水质模型计算给出了主要污染源的分布。最后讨论了
水质的两类特性以及长江水污染的预测与控制。
关键词:污染源;污染物;水质:统计;预测
分类号:; 中田分类号: 文献标识码:
引言
水资源的保护问题是当今全球范围内讨论的焦点问题之一本文采用标准化公式对不同成
分的污染物统一化处理,以此对长江水污染进行了定量的综合评价。然后通过分析污染物氨
氮和锰酸盐污染源在时间和空间上的分布特点,得出如下结论:氨氮属单污染源持续污染
型高锰酸盐属多污染源分时污染型。其中,赣江鄱阳湖入口是长江干流氨氮的主要污
染源之一,而高锰酸盐则有多个污染源。随后我们还引入一维河道水质模型来详细分析污染
源。
我们使用指数预测模型对长江后年废水排放总量预测、应用正态分布模型对长江
总流量进行了验证及模拟并且得出了长江水质变化发展的特点:长江近年主要特
点:类,类水具有缓冲性长江后年主要特点:类,劣类水具有两极性。
然后我们比较了模型、线性回归模型在预测长江水质发展趋势方面的优劣并对两个模
型分别进行了综合检验。最后得出了对长江未来年水质发展趋势估计不可饮
用水占总流量的百分比%,通过对回归模型进行控制,保证了一年中长江劣类水消失的
概率为%,并且使得长江干流的Ⅳ类和类水的比例在%以内。
问题与思路
题目通过若干附件,给出了关于长江水质的统计数据。包括长江沿线个观测站地区
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。通常认为一个河段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
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工程数学学报第卷
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。根据题目的要求,我们认为长江干流的自然净化能力是近似均匀的。
基本假设
水质评价指标为:溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮一、值。
而忽略水温、渗透压、混浊度透明度、色度、悬浮固体、蒸发残渣、含盐量盐度、硬
度、化学耗氧量等较为复杂的水质情况的评价指标。