文档介绍：2016 年河南科技大学模拟训练一承诺 ,在做题期间不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人研究、讨论与选拔题有关的问题。我们知道,抄袭别人的成果是违反选拔规则的, 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,严格遵守选拔规则,以保证选拔的公正、公平性。如有违反选拔规则的行为,我们将受到严肃处理。我们选择的题号是(从 A/B/C 中选择一项填写): A队员签名 :1. 段平涛2. 屈德强3. 何蕴琪日期: 2016 年 8 月 23 日评阅人评分备注评阅记录(评阅时使用):2016 年河南科技大学数学建模竞赛选拔编 号 专 用 页评阅编号(评阅前进行编号):空气污染问题研究摘要本题以京津冀地区为对象研究空气污染问题,对于问题一,参照空气质量标准(AQI)的中国标准和美国标准,建立空气质量模型,衡量空气优劣程度等级。对于问题二,我们查找近十年京津冀地区的空气质量指数和污染物的污染参数,用 SPSS 对数据进行双变量相关性分析,给出对空气污染指数影响最大的污染物的性质和种类,并做区间估计保证精确度。对于问题三和问题四,我们通过建立单污染源和多污染源空气污染扩散模型,描述其对周围空气污染的动态影响规律, 为了简化问题,以氮氧化物和汽车尾气排放为例,分析在不同时间段里工厂废气排放周围氮氧化物的浓度和交通繁荣之处空气中污染物浓度,并将其与空气污染的程度进行比较,得出单污染源和多污染源在空气中扩散对空气质量的影响。对于问题五,我们结合前四个问题得到相关结论,总结分析出京津冀地区空气质量主要受污染源类型及分布的影响,并提出相应的合理化措施和建议。本文综合高斯扩散模型, 点源扩散模型,线源扩散模型,运用数学统计等相关知识,结合 MATLAB,SPSS 等软件对京津冀地区空气污染问题进行了多角度的综合评价分析,并给出了相应的数学模型。在文章的最后,还给出了向相关部门提出了合理化建议,在实际应用中具有较大的参考价值。关键词:空气质量模型 相关性分析 高斯扩散模型点源扩散模型 线源扩散模型1一、问题重述近十年来,我国 GDP 持续快速增长,但经济增长模式相对传统落后,对生态平衡和自然环境造成一定的破坏,空气污染的弊病日益突出,特别是日益加重的雾霾天气已经干扰到社会的出行秩序和生活质量。国家能源委员会《新能源产业振兴和发展规划》等“国家新能源发展战略”政策的出台,说明国家已经把能源环境问题上升到国家安全级别,经济发展转型、节能减排、能源利用新途径和发展新能源等方面的问题亟待解决。一般认为影响空气质量的主要因素有 、PM10、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、硫化氢、碳氢化合物和烟尘等,以京津冀地区为研究对象解决以下问题:(1)参考现有国标和美标,建立衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。(2)查找数据并列出京津冀地区主要污染源及其污染参数,分析影响空气质量的主要污染源的性质和种类。(3)建立单污染源空气污染扩散模型,描述其对周围空气污染的动态影响规律。现有河北境内某一工厂废气排放烟囱高 50m,主要排放物为氮氧化物。早上 9 点至下午3 33 33 点期间的排放浓度为  / m ,排放速度为1200m / h ;晚上 10 点-凌晨 4 点期间的排放浓度为1160mg / m ,排放速度为 5700m / h ;通过你的扩散模型求解该工厂方圆 51 公里分别在早上 8 点、中午 12 点、晚上 9 点空气污染浓度分布和空气质量等级。(4)建立多污染源空气污染扩散模型,并以汽车尾气污染源为例求解分析以下问题:北京在 2015 年 1 月 15 日已经连续三天发生重污染,假设从 16 日开始北京启动汽车单双号限行交通管制措施,求解北京市二环、四环、六环路在 16 日早上 8 点、中午12 点、晚上 9 点时空气污染浓度梯度变化及空气质量等级。(5)根据你们的模型和求解结果,分析总结影响空气质量的关键参数,为京津冀地区环保部门撰写一份建议报告,给出实现“APEC”蓝天的可行性措施和建议。二、 问题一分析查找空气质量标准(AQI)的中国标准和美国标准,根据中国的天气情况,依据国家标准建立空气质量模型[1],衡量空气优劣程度等级。 问题二分析我们需要选用近十年京津冀地区的空气质量指数和污染物的污染参数,分析对空气污染指数影响最大的污染物的性质和种类,运用 SPSS 的多变量相关性分析[2]给出主要污染物并做区间估计保证精确度。 问题三分析题目中已经要求我们建立单污染源空气污染扩散模型[3],我们将点污染源附近的地区划分为上风向与下风向,将时间