科学计算与数学建模第9章 长江水质综合评价-9.4-长江水质综合评价模型分析与污染源确定.pptx

1、9.4 长江水质综合评价结果与污染源确定,9.4.1 长江水质综合评价模型分析,1.时间分段处理 现在先对时间进行分段处理，即分为丰水期（5月到10月）、枯 水期（1月到4月）和平水期（11月到12月）三个时期。然后对各个 时期的监测数据进行模糊概率综合评价。,2. 结果分析 三个时期（丰水期、平水期和枯水期）各监测站的污染等级分布 与前面模型求解得到的全年的综合评价等级基本一致，三个时期之间 的等级分布也基本相同，说明该河流的水质情况不会随季节发生非常 显著性的变化。当然还是存在一定的变化， 17个监测站大致的可以 分为丰水期污染程度小于枯水期的污染程度和丰水期污染程度大于枯 水期的污染程度

2、两个类别。,I.丰水期污染 枯水期污染 原因：丰水期雨量充足，水流量大，容易从上游或河流周边地 区带来大量污染物而污染下游水质，如果这个负面作用过强就会超过 因径流量大而使径污比减少的正面作用，因此丰水期污染反而更加严 重。特别是如果雨量过大在河流流经地区发生洪涝灾害，则污染将更 加严重。,3. 污染范围与污染历时评价 全面的水质状况，本来应从三个方面来评定：第一是污染强度， 即各种污染物在水体中的浓度；第二是污染范围，即在水域中各种污 染物所影响的空间大小；第三是污染历时，即各种污染物在水域中污 染所持续的时间。,CODMn污染状况,4. 结果分析 长江中下游流域的 CODMn 污染主要分布

3、在四川岷江上游（与 大渡河汇合前）、湖南洞庭湖和江西鄱阳湖地区。由于岷江上游距长 江干流较远，所以它对长江干流的 CODMn 污染影响较小，而洞庭 湖和鄱阳湖都与长江相接，它们的污染直接影响到长江干流的污染， 例如湖南岳阳城陵矶的CODMn污染就比较严重。 总的来讲，长江干流的 CODMn 污染范围不是很大，主要是分 布在长江与洞庭湖、鄱阳湖相接的河段及其附近河段。,5. 模型的优点 把水污染监测浓度看成一个离散的随机变量，用概率统计方法 进行统计，可以反映出其污染强度在时间上的分布规律。 用隶属度描述水质分界界限，注意到了实际上界限的模糊性， 使评价结果更接近实际。 从指标评价的基本单元出发

4、，根据各项参数在总体中的作用给 予不同的权重，避免了人为确定的任意性。 在综合评价中采用模糊逻辑推理的方法，避免了主观判断的不 足，使得评价结果更接近了客观实际。,6. 评价结论的有效性 水质评价工作的最后一步是对评价结论的有效性进行分析。 经过查找资料，了解到四川岷江、湘江与赣江最近几年的污染都 比较严重，而长江下游（南京、江苏地区）的污染较轻。这与模型求 解得到的结论相符合，初略地验证了模型的评价结论的有效性。,9.4.2 污染源的确定,1.问题分析 一个观测站（地区）的水质污染主要来自于上游的污水和本地区 的排污，其中上游污水包括干流污水和支流污水。同时河流自身对污 染物也有一定的净化能

5、力。,长江干流污水,支流污水,河流自净,观测站点污染物浓度,本地区排污,河流自净,2.河流自净作用 I.污染物到达浓度,第,站点时，污染物浓度减少到,，则称为第,站点污染,物的到达浓度,第i,站点污染物实测浓度c i ，经过河流自然净化作用，到达,c,* i 1,i 1,i 1,i,c,86400u,xi ,i 1, i 1,Qi 1,cexp(K ,) Qi.,II.污染物净增浓度,站点污染物净增浓度，即,值称之为第i,第i站点污染物实测浓度减去第i站点污染物到达浓度得到的,c cc . iii,CODMn污染源分析,3. 结果分析 I. 观测站13（洞庭湖出口）的 CODMn 污染情况严重

6、，而观测站12 （湘江流入洞庭湖前）的 CODMn 污染情况很轻，即从湘江流入洞 庭湖水质的 CODMn 污染很轻，而从洞庭湖流入长江水质的 CODMn 污染却很严重。这说明了洞庭湖是长江干流CODMn 污染 的一个污染源。再分析观测站16（赣江在流入鄱阳湖前）与观测站 15（鄱阳湖出口）的数据，同样可以发现鄱阳湖也是长江干流 CODMn 污染的一个污染源。 II. 站点4、站点8和站点17的 CODMn 污染也较为严重，它们的 CODMn 污染的污染源还不能确定。,长江干流 7 个观测站 CODMn 到达浓度: mg/L,长江干流 7 个观测站 CODMn 净增浓度: mg/L,3. 结果分

7、析 I.站点2（重庆朱沱）的 CODMn 净增浓度较大而 CODMn 到达浓 度较小，这说明站点 2 的污染不是从上一个站点带来的，这时考 虑到它与站点 1 之间有两条支流（岷江和沱江），因此它的污染 可能是由支流带来的。站点8（岷江）的 CODMn 污染严重，所 以站点 2 的污染源可能是岷江（当然也可能站点 2 本地区排污也 比较严重）。 II. 站点 3（湖北宜昌南津关）的 CODMn 净增浓度较大而 CODMn 到达浓度较小，即知它的污染不是从上一个站点带来的，而它与上 一个站点间又没有支流，所以它的污染源就在这个站点地区（包括 它与上一个站点之间河段附近）。,III. 站点4（湖南岳

8、阳城陵矶）的 CODMn 净增浓度都很大（有的超 过4）而CODMn到达浓度大部分都较小，这说明站点四的污染不 是从上一个站点带来的，又考虑到它位于长江与洞庭湖相接的口 子上，而洞庭湖是 CODMn 污染的一个污染源，所以站点4的污 染源是洞庭湖地区。 IV. 站点5（江西九江河西水厂）的 CODMn 净增浓度和到达浓度受 丰水期和枯水期影响明显，在丰水期 CODMn 净增浓度较小而到 达浓度较大，在枯水期则刚好相反。考虑到它的上一个站点（湖 南岳阳城陵矶）CODMn 污染比较严重，所以在丰水期它的污染 主要是由上一个站点带来，而在枯水期，上游对它的影响明显减 少，这时它的污染主要是本地区排污造成的。,IV.站点6（安徽安庆皖河口）与站点7（江苏南京林山）的 CODMn 净增浓度都很小