2016深证杯截排清源核心部分

雨污水混合收集后增加了污水处理量，当雨量过大时会使污水处理厂超负荷运行而造成污水溢出，直接污染环境；其次是原本该进入河道的雨水被截后会造成河道缺水而从源头起建立“雨污分流”排污机制，在治理区域内以两套管网分别收集污水和雨水，让污水经污水管进入污水厂处理，让雨水经排洪口直接进入河道，使城市处于一种理不仅会影响居民生活秩序，同时也因后续管理困难而很难保证不会再出现污水管错接选定深圳一区域给出污水治理建议方案，并基于政府治污的“一、三、五、（包括可操作性方面）评估。条件ٷ

条件ٷ设与符ਧ由于深圳市政府的英明完美的思考决策，治水提质工程得到全部人民的支持，人2年降雨量：P，单位:t；年污水量：Q，单位:t；每吨雨污混合水处理价格：m，单位:元；每吨污水处理价格：K，单位元，为常数；一年用清源法处理污水的资金：M1，单位元；一年用截排法处理污水的资金：M2，单位元；管道铺设投资：B，单位:元；管道的使用年限：N，单位:年溢出污水带来的损失资金：W，单位元；年污水处理能力：X，单位:t；河道补水所需资金：D，单位: 符ਧ年降雨量：P，单位:t；年污水量：Q，单位:t；每吨雨污混合水处理价格：m，单位:元；每吨污水处理价格：K，单位:元，为常数；一年用清源法处理污水的资金：M1，单位元；一年用截排法处理污水的资金：M2，单位元；管道铺设投资：B，单位:元；管道的使用年限：N，单位:年溢出污水带来的损失资金：W，单位元；年污水处理能力：X，单位:t；河道补水所需资金：D，单位:题目要我们搜集相关数据，尝试构建深圳治水提质工程数学模型，量化分析雨污分流和混流收集机制对污水处理系统以及海绵城市建设的影响，在既能达到治污要求，又能尽量节省开支的原则下，给出区域治污时实施清源、截排措施的判定条件。同时，于拦截前七分钟降雨形成的面源污染污水也有良好的效果。但是缺陷也十分明显，首先雨污水混合收集后增加了污水处理量，当雨量过大时会使污水处理厂超负荷运行而造成污水溢出，直接污染环境；其次是原本该进入河道的雨水被截后会造成河道缺水而破坏生态，需增加额外资源投入进行河道补水维持生态。清源就是力图从源头起建3B、N、Q、P、XW、C的相关资料，题目要我们在既能达到治污要求，又能节约尽量节省开支的情况下，给出区域治污时实施清源截排措施的判定条件。我们分别算两种方法在一定降雨量和污水量的情况下，达到治污要求时所需要的资金。我们首先从节省开支和污水治理达标这两方面来重点考虑，于是我们建立了达到治污要求时所需资金的函数。用截排法处理污水时，所需要的资金主要是污水处理的资金和河水补充所花费的资金，这里每吨雨污混合水的价格会随着雨污混合水的浓度变化，我们通过查找相关资料，得到一组每吨污水的处理价格和污水浓度关系的数据，通过相关分析法得到了它们之间的函数关系。再将得到的每吨污水的处理价格乘以雨污混合水的总吨数就能得到污水处理资金了，再加上河水补充的资金就是用截排法处行而造成污水溢出，造成一笔溢出污水带来的损失资金，所以这里截排法处理污水的资金函数最好用一个分段函数来表示。用清源法处理污水时，所需的资金主要是污水处理资金和污水管的铺设和梳理费用，易得到一个函数表达式。判定条件是在都能达到治污要求时，所花资金越少的方法越好。然后通过查找保安区的B、N、Q、P、X、、C的相关资料，整理带入M1、M2的函数式，根据判定条件，就可以选择保安区分析雨污分流和混流收集机制对污水处理系统以及海绵城市建设的影响除了从经水混合收集后增加了污水处理量，当雨量过大时会使污水处理厂超负荷运行而造成污水溢出，直接污染环境；其次是原本该进入河道的雨水被截后会造成河道缺水而破坏生态。像清源法，全面实施管道建设疏通工程不仅会影响居民生活秩序，同时也因后续管理困难而难保证不会再出现污水管接错问题。我们可以通过层次分析法综合经济、区域选择用什么污水处理方法给出判定，但由于比赛时间有限，我们没来得及做进一步分析。题目要我们在既能达到治污要求，又能节约尽量节省开支的情况下，给出区域治污时实施清源截排措施的判定条件。我们分别算两种方法在一定降雨量和污水量的情况下，达到治污要求时所需要的资金。截排就是于治理区域的排水管网末端建设拦截管道或箱涵，将雨污混合水收集起4M2=m·(Q+P)+ mP

P

P

知它们的关系呈：mP

1:mQPPP0QPPPP混合水是雨水，m0Q趋向于无穷时，污水的浓度变化不大，m

PPP

0时，污水浓度变化大，mQarctan 1

=

tan(mQ/Ptan1Q

Q·m=

P(??mQP

0≤m≤ 0≤P≤ 又经调查，污水处理价格在0.8-2.1元/吨，深圳工业污水占总污水的0.7，生活污0.31.7元/吨左右。带入5式可得：m=π

0≤m≤ 0≤P≤ M2=m·(Q+P)+ KmP

相关，可以用相关分析法中的相关图解法得到P

mP

P1:mP

知它们的关系呈：mP

P0

PP合水趋向于污水，mKmKP趋向于无穷时，Q=0PPP混合水是雨水，m=0P

趋向于无穷时，污水的浓度变化不大，mPPP

P

0时，污水浓度变化大，m

arctanm=b·P

b、c为待定参 )tan1=cQ

b、c为待定参 tan(mQ/Ptan1Q

tan

·m=P

P(??)mQP m ·

0≤m≤ 0≤P≤ 又经调查，污水处理价格在0.8-2.1元/吨，深圳工业污水占总污水的0.7，生活污0.31.7元/吨左右。带入5式可得：mπ

·arctanP

0≤m≤ 0≤P≤ 5(??)(??) M2=m(Q+P)+D

π·arctanP·(Q+P)+ PWPQ有一个最小值。QPXV（箱涵容量P(??)(??)

P≤X− M2=m(Q+P)+D

π·arctanP·(Q+P)+ 0≤P≤X−M2=3.4·arctanX

·X+W+ X−Q≤P≤ −M1=KQ

B+

K=1.7(??)M1=1.7Q+B+

(??)(??)

M2=m(Q+P)+D

·

·(Q+P)+ P（P：0到无穷）又因为雨水太多会使污水溢出，造成污染，产生溢出污水带来的损失WPQ有一个最小值。QPXV（箱涵容量P(??)(??)

P≤X− M2=m(Q+P)+D

·

·(Q+P)+ 0≤P≤X−M2

π

X−Q

X+W+ X−Q≤P≤ 清源就是力图从源头起建立“雨污分流”排污机制，在治理区域内以两套管网分别收集雨水和污水，让污水经污水管进入污水处理厂，让雨水经排洪口直接进入河道。清源措施对于当下的深圳来说需要在建设区补建大量的污水管网，还要对居民错接的M1 M1=KQ K=1.7(??) M1=1.7Q 6

9式Q=3.3525×19802012年深圳年降雨量单位1895.3mm392.14km2，P=1895.3×10−3×392.14×106=7.43223×区域治污时实施清源还是截排的依据是，在既能达到治污要求，又能尽量节省开支。上述清源和截排的年资金投入都是在治污达标的情况下得出的，我们只要通过查找9式和11式中的未知数BNQPXC分别算出M2和M1M2大于M1M2小于M1等于M1时，该区域既可以选择截排法也可以选择清源发，或可以从对生态环境、对人们生活等其他多方面的影响来进行进一步判别。法处理污水各自所需的年资金。经过仔细比较勘察，我们选定了宝安区作为区域治污Q=3.3525×19802012年深圳年降雨量单位由表可得，宝安区多年平均降雨量为1895.3mm。经查询，宝安区面积为392.14km2，P=1895.3×10−3×392.14×106=7.43223×7

X=1.08485×Q+P=1.0785×109t≤M2=3.4·arctanQ·(QPD=4.94531086.689108=1.1634109 M1=ka+N而Q=4.47×108×0.75=3.3525×

X=1.08485×Q+P=1.0785×109t≤M2=3.4·arctanQ·(QPD=4.94531086.689108=1.1634109 BM1=kaN而Q=4.47×108×0.75=3.3525×8201520162017固戍污水厂配套污水干管宝安区沙井街道西部片区新安街道裕安路以南片区污水支管网完善工程等第新安街道新安公园片区雨污分流管网工程等第二批新安街道翻身上合片区雨污分流管网工程等第三批NM1=Q·K+N

B710160104=3.3525×108×1.7+710160∗

=8.54×杨启帆，康旭升数学建模北京：高等教育出版社.2005陈光庭，裘哲勇数学建模北京：高等教育出版社.2010年.,szygb/201512/W020151216632270318846.pdf,访问时间：2001520162017固戍污水厂配套污水干管宝安区沙井街道西部片区新安街道裕安路以南片区污水支管网完善工程等第新安街道新安公园片区雨污分流管网工程等第二批新安街道翻身上合片