水质评价模型1

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）：B我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：浙江同济科技职业学院参赛队员（打印并签名）：1.吴泓学章鹏飞胡玉兰指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）：数学建模教学组日期：2012年07月11日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：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）：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）：#2）确定评价集v,v,v,v,v,v,v，分别为I类，11类，111类，W类，V类。123412345（3）建立模糊评价矩阵通过三个成员组成评判小组（根据表10-11，表10-12数据，进行打分或投票），得评价矩阵为：R=4'0.130.120.370.180.2'0.120.130.150.220.380.110.120.170.210.39、R=4'0.130.120.370.180.2'0.120.130.150.220.380.110.120.170.210.39、0.110.130.160.230.37丿'0.20.350.220.110.12'0.350.250.20.10.10.130.290.280.140.16、0.360.230.20.110.1丿'0.310.270.20.10.12'0.090.110.230.220.350.10.110.220.210.36、0.060.120.230.250.34丿0.340.21(0.23R3R=1R=20.310.300.210.290.280.250.10.12、0.120.070.120.0610.360.240.230.10.07丿4）确定评价指标的模糊向量（利用极差法求权重见附录四）为w=（0.23810.24760.26670.2476）1w=6.26370.27470.17580.2857)2w=(0.20790.25740.25740.2772)3w=(0.24000.24000.23000.2900)4(5)采用M(5)采用M(a,v)模型b=vnwari=1iij算（见附录五），可得Xj=1,2,.…,m）进行综合评价计B~=(0.13000.13000.23810.23000.2667)1B~=(0.28570.26370.22000.14000.1600)2B~=(0.20790.20220.23000.25000.2772)~=(0.29000.24000.23000.12000.1200)4按最大隶属度原则，可以得出东井水质等级为五类，南井水质等级为I类，西井水质等级为五类，北井水质等级为I类。问题(3)健康用水和保护水源一、健康用水综合上述模型的分析评价，发现北井的水质最好，而东井的水质最差。因此我们建议村民们根据各口水井的水质指标含量状况建立优化取水方案，具有针对性的对四口水井进行合理分配用水，以使水资源得到充分合理的利用。例如，依据每一口水井中含微量元素的不同将其分为生活用水和农业用水，或者可以针对四处水井的水质改善其周边环境，利用周边生态环境净化水源，同时提高当地居民的健康用水意识，确保居民健康用水。二、保护水源总体思路坚持以科学发展观为指导，坚持以小流域污染综合防治为重点，依靠科技进步，完善环境法制，强化监管制度，综合运用法律、经济、技术、宣传和必要的行政手段解决水源地保护问题。大力发展循环水务，建设资源节约型、环境友好型社会，确保水源地水质安全，让群众喝上干净的水。水源地保护原则污染治理与经济发展协调，统筹规划、突出重点。在全面普查饮用水水源地状况的基础上，制定水资源地保护规划方案。坚持节约、清洁、可持续发展，在发展中落实保护，在保护中促进发展，实现可持续的科学发展观。防治并重，建管并举。坚持以预防为主，综合治理，运用法律、行政、科学技术和宣传教育等手段，注重对水资源源头的控制，强化生态管理，全过程，全方位防治污染，解决水源地保护问题。统筹污染源与水源地管理、地表水与地下水管理，统筹区域与流域管理，污水治理与再生水回用，统筹法律、制度与机制建设，因地制宜，分步分类实施。三、措施建议:“水是生命之源”水资源的合理利用与分配将为人们的生产生活制造更多的财富价值，真正达到自然与人类社会的可持续发展。这就要求：1、加强宣传与教育，提高人们节约用水，保护用水的意识，强化人们合理利用水资源。2、综合治理，防治结合针对各流域的水源综合考虑影响水源的各项因素，在此

基础上对水源进行综合治理。3、利用生态平衡的原则，加强对流域周边地区生态环境的保护，实施绿化造林，建设生态清洁小流域，利用大自然的净化能力实现生态的平衡，水源的净化。4、利用现代科学技术提高农业生产领域化肥的清洁指标，尽可能采用绿色化肥保护水资源的同时，保护土地资源。建立健全水源污染应急监测预警体系，提高对突发性事件的应急响应与处置能力，建立和完善水源地保护管理的长效机制，保证水污染的及时处理。6、建立生态水源保护小队，加强流域垃圾的管理，实施垃圾废物的合理处置。六、模型的评价6.1.1模型的优点：（1）运用层次分析法，将研究的问题转化成一个系统，再进行综合分析评价，并把定性与定量方法结合起来，处理解决了实际问题，增加了决策的有效性和实用性，同时以层次的形式层层分析，具有一定的简洁性。（2）由于本题中的数据本身对问题的分析存在一定的模糊概念，采用模糊层次分析法，较好的利用了模糊概念解决了实际问题。6.1.2模型的缺点:运用层次分析法，模糊层次分析法，带有一定的主观性和模糊性，通常在解题过程中会出现一定的偏差影响最终结果的产生。七、参考文献[1]杨启帆谈之弈何勇，数学建模.杭州：浙江大学出版社，2006[2]薛定语陈阳泉，高等应用数学问题的matlab求解.北京：清华大学出版社，2008八、附录附录序号分类标准值项目序号分类标准值项目1水温I类II类III类W类V类人为造成的环境水温变化应限制在:（°C）周平均最大温升W1周平均最大温降W22pH值（无量纲）6〜93溶解氧饱和率90%（或7.5）65324高锰酸盐指数24610155化学需氧量（COD日生化需氧量（BOD）53346107氨氮（NH3-N）0.150.511.528总磷（以P计）0.02（湖、库O.01）0.1（湖、库O.025）0.2（湖、库O.05）0.3（湖、库O.1）0.4（湖、库O.2）9总氮（湖、库.以N计）0.20.511.5210铜0.01111111锌0.05112212氟化物（以F-计）1111.51.513硒0.010.010.010.020.0214砷0.050.050.050.10.115汞0.000050.000050.00010.0010.00116镉0.0010.0050.0050.0050.0117铬（六价）0.010.050.050.050.118铅0.010.010.050.050.119氰化物0.0050.050.020.20.220挥发酚0.0020.0020.0050.010.121石油类0.050.050.050.5122阴离子表面活性剂0.20.20.20.30.323硫化物0.050.10.20.5124粪大肠菌群（个/L）2002000100002000040000附录二functionmifa%A为比较判断矩阵；ep为精度要求；N为最大迭代次数；m为绝对值最大的特征值；u为对应最大特征值的特征向量。A=[11/51/3;5,1,3;3,1/3,1];N=100;ep=1e-6;n=length(A);u=ones(n,1);index=0;k=0;m1=0;whilek<=Nv=A*u;m=max(abs(v));u=v/mifabs(m-m1)<epindex=1;break;endm1=m;k=k+1;endm%特征值u/norm(u)%特征向量[vv,ll]=eig(A);%matlab求解的特征值和特征向量[mm,ii]=max(abs(diag(ll)));m_matlab=mmv_matlab=vv(:,ii)附录三x=[5.151.40.7810.7;6.490.150.05;6.965.10.9813.0;7.290.030.1]';R=ones(4,4);forj=1:4ifx(1,j)<=2R(1,j)=0;elseifx(1,j)>2&x(1,j)<7.5R(1,j)=(x(1,j)-2)/(7.5-2);elseR(1,j)=1;endend%计算溶解氧的隶属函数forj=1:4ifx(2,j)<=15R(2,j)=1;elseifx(2,j)>15&x(2,j)<40R(2,j)=1-(x(2,j)-15)/(40-15);elseR(2,j)=0;endend%计算化学需氧量的隶属函数forj=1:4ifx(3,j)<=0.02R(3,j)=1;elseifx(3,j)>0.02&x(3,j)<0.4R(3,j)=1-(x(3,j)-0.02)/(0.4-0.02);elseR(3,j)=0;endend%计算总磷的隶属函数forj=1:4ifx(4,j)<=0.15R(4,j)=1;elseifx(4,j)>0.15&x(4,j)<2R(4,j)=1-(x(4,j)-0.15)/(2-0.15);elseR(4,j)=0;endend%计算氨氮的隶属函数R%综合评价矩阵w=[0.30.250.20.25];A=w*R%未归一化处理C=A/sum(A)%M(.,+)模型归一化处理附录四R1=[0.130.120.370.180.2;0.120.130.150.220.38;0.110.120.170.210.39;0.110.130.160.230.37]';%对于5.3(3)四组评价矩阵分别求出评价指标的模糊向量R1max=max(R1);R1min=min(R1);r=R1max-R1min;w1=r./sum(r)附录五function[c]二Max_min(A,B)%模糊矩阵运算，先取大，后取小[m,s]=size(A);[s1,n]=size(B);c=[];ifs1~=sreturn;endfori=1:mf