|
|
< >我们对于第三问的处理以及分析（觉得我们的处理和分析很有道理，由于数据非常少，所以用概率的方法是不合适的）</P>
< >由于I，II，III类水为可饮用水，可理解为无污染或受轻度污染的水；IV，V类水为受中度污染的水，尚可用；劣V类水为受重度污染的水，决不可用。故而从人群的角度来看，完全可以合情合理地将I，II，III类水归为一类，称A类；将IV，V类水归为一类，称B类；将劣V类水单独划归为一类，称C类。由此划分，可以得到1995－2004年长江流域水质划分为A,B,C三类时的水质报告，以水文年干流水质报告为例，如下表3.1所示<p></p></P>
< >引入变量<v:shapetype> <v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path gradientshapeok="t" connecttype="rect" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>分别表示第<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>年长江总流量，废水排放总量，其中<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>＝1995，…2004。用a1j，b1j，c1j分别表示A、B、C类水在第j年的比例。在下面我们分析水在A类和B类之间转化的原理。由于河流的自净化作用，每一单位的A类水都可以净化一定的数量k1的废水，这样相当于a1j*Pj数量的污水被投入到A类水中，但是其中有k1*a1j*Qj数量的废水由于自净化作用被消耗。当a1j*Pj - k1*a1j*Qj >0时，没有被净化掉的废水会使得一些A类水转化为B类水。假设每单位的没有被净化掉的废水使得k2单位的A类水转化为B类水。这样A类水的比例的减小应该是：k2*(a1j*Pj - k1*a1j*Qj)/(a1j*Qj)=k2*(Pj/Qj) – k1. 因此可见当Pj/Qj大于某个数的时候，A类水将向B类水转化。类似的讨论发现这个参数对于A、B、C三类水之间的转化都起着很大的作用。因此我们定义了一个新的参数”污染力参数”<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>， 当t大于某个确定的参数的时候A类水将要向B类水转化，当它小于<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>的时候B类水将要向A类水转化。类似的讨论可以发现存在一个参数<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>，当t><v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>的时候，B类水将要向C类水转化，反之C类将要向B类转化。我们根据统计数据得到下表，△A，△B表示A,B两类水的当年的比例与上一年的比例的差：<p></p></P>
<P ><FONT face="Times New Roman"> </FONT>表 3.1水文年干流水质报告 <p></p></P>
<P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" border=1>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><v:group><v:line></v:line><v:line></v:line><v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:path gradientshapeok="t" connecttype="rect"></v:path></v:shapetype><v:shape><v:textbox inset="0,0,0,0">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%">
<TR>
<TD >
<DIV>
<P >水<p></p></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape><v:shape><v:textbox inset="0,0,0,0">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%">
<TR>
<TD >
<DIV>
<P >质<p></p></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape><v:shape><v:textbox inset="0,0,0,0">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%">
<TR>
<TD >
<DIV>
<P >百<p></p></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape><v:shape><v:textbox inset="0,0,0,0">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%">
<TR>
<TD >
<DIV>
<P >分<p></p></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape><v:shape><v:textbox inset="0,0,0,0">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%">
<TR>
<TD >
<DIV>
<P >比<p></p></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape><v:shape><v:textbox inset="0,0,0,0">
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%">
<TR>
<TD >
<DIV>
<P >年<p></p></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape></v:group><p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><p> </p></P>
<P ><p> </p></P>
<P > A类<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P align=center><p> </p></P>
<P align=center><p> </p></P>
<P align=center>△A<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P align=center><p> </p></P>
<P ><p> </p></P>
<P > B类<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><p> </p></P>
<P ><p> </p></P>
<P >△B<p></p></P>
<P ><p> </p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><p> </p></P>
<P ><p> </p></P>
<P > C类<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><p> </p></P>
<P ><p> </p></P>
<P > t<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >1995年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >90.4<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><p> </p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >9.6<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P ><p> </p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >\<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >1996年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >99.2<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 8.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.6<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > －8.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0188<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >1997年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >86.7<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > -12.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >13.3<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 12.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.02<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >1998年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >100<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 13.3<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 13.3<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0144<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >1999年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >87.2<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > -12.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >12.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 12.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0218<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >2000年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >74.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > -12.7<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >25.4<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 12.6<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0236<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >2001年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >67.7<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > -6.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >26.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 1.1<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >5.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0248<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >2002年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >68.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > 1.1<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >22.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > -4<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >8.7<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0251<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >2003年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >93.8<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > <p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >6<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > <p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0271<p></p></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="14%">
<P >2004年<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >67.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > <p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >23.5<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P > <p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >9<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="14%">
<P >0.0303<p></p></P></TD></TR></TABLE></P>
<P >由上图可见，在1996年△A的值为正，也就是说96年的t值0.0188应该小于<v:shapetype> <v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path gradientshapeok="t" connecttype="rect" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>；1997年的△A的值为负，也就是说97年的t值0.02应该大于<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>。因此可以得知必定存在<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>，我们不妨假设<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>＝0.0195。<p></p></P>
<P >与此类似，可以分析得出<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>,我们不放假设<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>＝0.024。<p></p></P>
<P >由图可以看出j＝2003时，变化异常，我们认为是非正常原因造成的，不予考虑。<p></p></P>
<P >6.3.2 未来10年长江水质污染的变化趋势<p></p></P>
<P >由附件3中所给出的废水量的数据，我们绘出了废水排放总量和长江总流量随着时间变化的曲线如图所示<v:shapetype>由图中可以看出废水排放总量随着年份的变化有比较明显的线性关系，我们用最小二乘法来拟合。求得废水排放总量<v:shapetype> <v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path gradientshapeok="t" connecttype="rect" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>随时间变化的关系式 <p></p></P>
<P > <v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape> 其中<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>＝j-1995<p></p></P>
<P >由图中可见长江总流量随着时间的变化有一定的周期性，但是不是特别的规则。所以对于后来十年的长江的每年的总流量我们用这十年的总流量的平均值9894.106亿立方米来代替。<p></p></P>
<P>由上面的表3.1 中的数据可以看出排除特殊年份（1998年特大洪水的影响）<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>是递增的，这也与我们上面对Pj和Qj的分析相符合。因此如果不加控制，长江中的A类水将会逐渐减少，C类水将会逐渐增多。也就是说长江的水质将会逐年恶化。</P>
<P> </P>
<P>至于第四问是利用第三问的分析结果可以很自然的得到处理的污水量了。</P>
<P >6.4 未来10年长江的处理污水量<p></p></P>
<P ><B ><FONT face="Times New Roman"> </FONT></B>我们根据6.3的预测分析，对未来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。对每年需要处理的污水数量做合理的预测，我们要保证将来十年每一年水质都不超标，第一年必须一次性处理大量污水，使得调整2004年的超标值，以符合B类水控制在20％内，且无C类水的要求。在2004年B类水和C类水的总的比例是32.5%。因此至少需要有12.5%的B类水转化为A类水，考察表3.1的数据，发现98年有13.3%的B类水转化为A类水。因此我们只要保证2005年的t值小于等于98年的t值0.0144就会B类水和C类水所占比例之和小于20%.由于0.0144远小于C类水向B类水转化的阀值0.024，因此在满足2005年的t值小于等于0.0144的情况下C类水应该都已经转化为B类水，也就是满足没有C类水的要求。<p></p></P>
<P >在以后的九年中，我们只需保证<v:shapetype> <v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path gradientshapeok="t" connecttype="rect" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>，a=0.0195就可以保证水质的要求。通过关系式<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>,下面我们通过计算，就可以得到2006－2014年每年需要处理的污水量为：<p></p></P>
<P ><FONT face="Times New Roman"> </FONT>表4.1 每年所需处理污水量 单位：亿吨<p></p></P>
<P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=1>
<TR >
<TD vAlign=top width="6%">
<P >年份<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="7%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2005<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="8%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2006<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2007<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2008<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2009<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2010<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2011<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2012<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2013<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">2014<p></p></FONT></P></TD></TR>
<TR >
<TD vAlign=top width="6%">
<P >污水量<p></p></P></TD>
<TD vAlign=top width="7%">
<P ><FONT face="Times New Roman">134.889<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="8%">
<P ><FONT face="Times New Roman">97.565<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">110.425<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">123.287<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">136.151<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">149.015<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">161.878<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">174.742<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">187.605<p></p></FONT></P></TD>
<TD vAlign=top width="9%">
<P ><FONT face="Times New Roman">200.469<p></p></FONT></P></TD></TR></TABLE></v:shapetype></P> |
|
发表于 2005-10-13 17:54:39