水，清潔，尚清潔，輕度污染，中度污染，重污染，嚴(yán)重污染所占百分比分別為64.7%23.5%5.9%05.9%和氨氮（NH3-N）23假設(shè)和簡化，得到符合要求的一維微分方程。利用軟件對模型進(jìn)行求解，通過津關(guān)，次要污染源為攀枝花 數(shù)據(jù)擬合得到相應(yīng)的估計(jì)0,1,,從而得到含未知參數(shù)的預(yù)測方程，從而得到了未8、9。由圖可知可飲用水所占因素，因此，本文提出用適應(yīng)性強(qiáng)、客觀性好、使用性強(qiáng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對其進(jìn)行改、問 背

一、問題的嚴(yán)重，已引起了相關(guān)部門和專家們的高度重視。2004年10月，由與中國發(fā)展聯(lián)合組成“保護(hù)長江行”團(tuán)，從長江上游宜賓到下游，對沿線21個(gè)重點(diǎn)城市做了實(shí)地揭示了一幅長江污染的真實(shí)畫面其污染程度讓人觸目驚7（站點(diǎn)距離、水流量和水流速19952004（GB3838—2002）41020%以內(nèi)，且沒有劣Ⅴ類水,那么每年需要處理多少污水？二、模型的基本假0.1~0.5、

三、符號說CK（KU（K）為水質(zhì)樣本CKAiURiVqij——第ijai——第iri——第i（或支流、引水）入河口的廢水（或支流、引水）中某污染物的（g/s；ik——第ii+1d1ici——第i（mg/L；iQ——第i（m3sit——隨機(jī)噪聲S四、模型建立與求1A、我們選擇了PH值、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和氨氮（NH3-N）四個(gè)因設(shè)污染因子的集合為UU1,U2,U3,U4}4Vv1v2...,v6}為水污染程度的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)集合，共有6個(gè)等級。設(shè)第i個(gè)因素的單因素評價(jià)向量為Qiqi1qi2,...,qi6}Vqiji q11,q12...q16Q Q2

的評判對第j個(gè)等級的隸屬度。Q . . B式”確定隸屬函數(shù)。假設(shè)某個(gè)污染因子的檢測濃度為ui，各級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的為ai，所以，可以得出個(gè)評價(jià)等級的隸屬函數(shù)u(x取如下形式： au(x) ........axaa a xaa

........ai1xu(x)ai1

xaia

ii

x(i

i1或x

a5xa5

4 4

x

u5(x)

5

a4或x6u(x) 6 ai（DO）的隸屬函數(shù)時(shí)，公由隸屬函數(shù)u(xi可求得在第ij的隸屬度qijq11,q12...q16 Q 2設(shè)某層有n占的（即把n個(gè)因素對上層某一目標(biāo)影響程度排序）比較是兩兩因間進(jìn)1~91：1第ij3第ij5第ij7第ij9第ij2,4,6,8ij

CR

N12345N123456789003AiRiBAiRi(b1 bm~mmbjai我們采用軟件對模型一進(jìn)行求解。首先，我們對附件3中數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)PHRiAi斷面情染斷面情染劣Ⅴ花攀枝0000清慶0000清宜昌0000清湖南岳陽0000尚潔清江西九江河西廠0000清安慶0000清江蘇0000清岷橋樂山江000污宜賓000污瀘州00中污沱橋江染口嶺丹江胡丹江口0000清湖南長沙000污湖南岳陽洞庭湖000污0000尚潔清江西南昌00重江西九江鄱陽湖0000清江蘇揚(yáng)州0000尚清潔4.1.4判模型，得出了各個(gè)觀測站的水質(zhì)的污染級別，見上表。從上表可以看出有11個(gè)地區(qū)的水質(zhì)等級為Ⅱ類，即占64.7％的地區(qū)的水為尚清潔；有4個(gè)地區(qū)的水質(zhì)等級為Ⅲ類。根據(jù)低于Ⅲ類的水屬于為可飲用水，則長江流域有88.24％地區(qū)的水屬于可飲用水。在檢測的17個(gè)地區(qū)中只有1個(gè)地區(qū)的水屬于中度污染，1個(gè)地區(qū)的水屬于劣Ⅴ類嚴(yán)重污 項(xiàng)目為CODMn和NH3－N。圖1是長江沿線綜合評價(jià)水質(zhì)類別比例圖。嚴(yán)重污染123的含量沿著長江流域不斷變化2和圖3分別是高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和氨（NH3-N） 得高錳酸鹽指數(shù)降低，這與實(shí)際是相吻合的。而從圖3可以看出，在樂山岷江地區(qū)從上圖可以看出，江西南昌滁槎地區(qū)大部分時(shí)期的高錳酸鹽指數(shù)超過了5，并且在的含量也達(dá)到了最大值，說明了2004年1月份該地區(qū)的污染情況較為嚴(yán)重。不過從總c(ucvcwc){(kxc)(kyc)

(kzc)}(c)

式中：x,y,z——縱、豎、橫向坐標(biāo)（右手坐標(biāo)系）距離u,v,wx,y,z（m/s；x,y,kkk——x,y,z（x,y,(cmg/(m2ssmg/(m2s（mg/L河流為一維河流，則k

本問題假定無源和漏項(xiàng)，則河流是穩(wěn)定（定常c0

、 、考慮濃度的降解、轉(zhuǎn)化，并假定遵從一級反應(yīng)動力學(xué)表達(dá)式(c)kx（k降解系數(shù)uc 式中：kcx0

c0Q QA式中：Q——上游來水量（m3sc0——上游來水某污染物的濃度（mg/L；cA——入河排污河口處污水中某污染物的濃度（mg/L；AQ——入河排污河口處污水中的流量（m3sA)（mg/L式（2）cA

u

)式中：A初始條件（3）代入（4）式，可得通解系數(shù)Ak、ucc0QcAQA*exp(kQQA

x u2，由式 ciQiri*exp(kxi1xi vivi

Qi

ci1i+1（mg/L；iQ——第i（m3sici——第i（mg/L；QAii（或支流、引水）入河口的廢水（或支流、引水）量（m3/s)；rii（或支流、引水）入河口的廢水（或支流、引水中某污染物的流量（g/s；ik——第ii+1d1ixi——第i（km；xi1——第i＋1個(gè)斷面至對照斷面的距離（km；（km/dQiQAi（6）

ciQiri*exp(k

xi1xi ii5：高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）6：氨氮（NH3-N）很小，故我們只分析了前六個(gè)地區(qū)不同時(shí)間的污染物的排放率（565（CODMn）的排放率在部分時(shí)間內(nèi)都較大，其平均排放率達(dá)到了13000mg/s左右。重慶朱沱地區(qū)，大部分時(shí)間內(nèi)的排放率較低，但2003年12月份左右，其排放率接近于40000mg/s，總體來說，該要是宜昌南津關(guān)，次要是重慶朱沱。從圖6可以看出，氨氮（NH3-N）的排放率在宜昌南津關(guān)地區(qū)都很高，其平均該地區(qū)為氨氮的主要污染源。在攀枝花地區(qū)，其氨氮（NH3-N）的排放率在大部分時(shí)間里都較大，而其平均排放率也較大，但比宜昌南津關(guān)地區(qū)的污染稍輕。故綜合以上分析，我們可以得出，高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）的主要污染源為宜昌南津關(guān)，次要污染源為重慶朱沱。氨氮（NH3-N）的主要污染源為宜昌南津關(guān)，次要污染源為攀枝花。在已知1995年到2004年長江流域水質(zhì)的基本情況下，要對未來的水質(zhì)污染的發(fā)展101使時(shí)間序列的變化呈現(xiàn)出某種不規(guī)則性。通過對前10年數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)時(shí)間序107：44199819982trend，T描述序列中長期運(yùn)動趨勢我們采用的是平滑預(yù)測法，用它來平抑或削弱時(shí)間序列中k序列：ytyt1...ytk ,t=1,2,…,T-k這樣用kk＝4T(trend)TYTCTC01tTCTC就是趨勢分量T TC01tuTC 其中TTC01component，S隨機(jī)噪聲SiSt1StL0該式對任意tL=4MA1

)1

t

t在一般情況下，隨機(jī)噪聲的平均數(shù)可以忽略不計(jì)。MAt幾乎可以看作t

2為奇數(shù)的話，tL2

yL1MAtt2

L1t2S1S2SL0可是在本題中，LL10.5t2時(shí)可以設(shè)想在理論上， 應(yīng)近似地為 ，因此1

)t

2

t Tt

L，此時(shí)又可對(

t

L (MAtMAt12 Stt，為盡可能排除t的 Si(第i個(gè)季節(jié)）(Sttni(i1,2,L Si并不能滿足Si0的基本要求。為此，計(jì)算所有SiL

SSi/S

Si

SiSiSi 非季節(jié)化處理，構(gòu)造ytSif(t01, 0,1,,通過數(shù)據(jù)擬合得到相應(yīng)的估計(jì)0,1,,于是我們可以得到預(yù)測方程 yf(t;,,)St

通過軟件對上述模型進(jìn)行求解，具體的程序見附錄。我們對長江流域水文1 ^St＝[- - - - - 2 ^St - - -- - -7.98003 ^St＝[9.6100- - - - -6.09004 ^St＝[- - - -- - 2.31005 ^St＝[- - - - 3.3500- - 6 yt0.4t1.82^St＝[---- -7 ^St＝[- - - - - - A:Ⅲ8：Ⅲ類水全流域的河長百分比的預(yù)測圖（下圖B:（不可飲用水）9：Ⅳ類水全流域的河長百分比的預(yù)測圖7104：10Ⅳ類Ⅴ類劣Ⅴ類（億噸從圖8可以看出未來10年Ⅲ類水所占的百分比呈現(xiàn)下降的趨勢，而Ⅲ類水代表可4101設(shè)因變量yx1,x2,……,xkyb0b1x1...bkxk~N(0,2抽樣得nxijxijyjyjy1b0b1x11b2x21...bkxk1ybbxb ...b

1

1

kk y

b

b

...b

k ,

其中b,

及2都是未知待估的參 2與一元時(shí)一樣，采用最小二乘法估計(jì)回歸系數(shù)b0, Q(bb

)[

(bb

b

...b

n0, n

1

2

k

b,bt

達(dá)到最小的 k為參數(shù)（b0 l11b1l12b2...l1kbkl21b1l22b2...l2kbkL2l

lb...lbk1

k2

kk nny1ny

x1n

(i1,2,...,knn其 t

itt1L1n

x)(xx)

(i,j1,2,...,kn t1n

L1n(xx),(

(in t1nkL*lij)kkL*得b0,b1.........,bk的最小二乘估計(jì) L1y1 b?yb?x1...bk 即k

Lky

1 k2我們可以證明

都是相應(yīng)的bi(i=0，1，……，k)的無偏估計(jì)，且

nk 3YY劣Ⅴ類水的比例。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們利用里的回歸函數(shù)regress可以得出歸系數(shù)。即可以得到廢水排放量y關(guān)于長江干流的Ⅳ類、Ⅴ類以及劣Ⅴ類水的比例的關(guān)

1*3y88.2％F超過F，p遠(yuǎn)小于，因而，上述模型從整體來看是可以用的。5：時(shí)間Ⅳ類Ⅴ類劣106：10時(shí)間而在統(tǒng)計(jì)回歸方程中，x1x2x1yx2x2從而達(dá)到最小。因此可以利用編程就可以得到要使未來10年內(nèi)每年長江干流的20％7：10最0五、模型評價(jià)與改10Ai2、分析長江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)（NH3-本文根據(jù)河水的流動滿足流體動力學(xué)基本方程，由流體動力學(xué)的連續(xù)方程，根據(jù)一個(gè)三維水團(tuán)的質(zhì)量平衡原理，可得其三維水團(tuán)的連續(xù)方程，再經(jīng)平均處理后便可得到如下的三維平均狀態(tài)的連續(xù)方程，為了使其更具使用性，本文對這個(gè)方程進(jìn)行了合理的簡化，從而確定了兩種污染物的污染源。5、本文的缺點(diǎn)是，在對長江水質(zhì)進(jìn)行綜合評判時(shí)，采用的是模糊綜合評價(jià)模型，此模型在確定各因素的重要程度系數(shù)時(shí)帶有很強(qiáng)的性使得模型的存在一定的誤差所以我們需要對模型進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。定各指標(biāo)的權(quán)值不僅計(jì)算繁雜而且隸屬數(shù)的設(shè)計(jì)有某種隨這是其固BP確定的SBP輸入信息正向過程中，經(jīng)過S型激活函數(shù)：f(x)1/(1ex

作用后，在輸出層節(jié)點(diǎn)K

LLf(ujkyj'j

式 yj'

MMf(ijxij

為隱層節(jié)點(diǎn)jk、j分別為輸出節(jié)點(diǎn)Kujk為隱層j點(diǎn)和輸出層kij為輸入層i節(jié)點(diǎn)和隱層jyk與訓(xùn)練樣本的目標(biāo)矢量Tkk(ykTk)yk(1yk

將k從輸出層向隱層和輸入層反向，計(jì)算引起的隱層誤差信號j(kujk)yj'(1yj')

用k向減少誤差方向調(diào)整權(quán)值ujk和閾值ujk=ujk+ckyjk=k+d用rj向減少誤差方向調(diào)整權(quán)值ij和閾值ij=ij+crjjj

22E1N

(

Tik

E〈為止，學(xué)習(xí)結(jié)束，并輸出此時(shí)調(diào)整后的權(quán)值和閾值（c,d0.1---0.5）BP六、模型的七、解決污染問題的意見和建必須同時(shí)運(yùn)用、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、教育以及科學(xué)研究等、全面加強(qiáng)對環(huán)境的1密集，布局極不合理，這是造成現(xiàn)階段高污染的最主要的原因，像宜昌南津關(guān)，位（1）.（2）.產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)生有害物質(zhì)的含量，如中的含油質(zhì)量，汽油中的含鉛工業(yè)污染的排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有害環(huán)境污染物的排放含量，他是在現(xiàn)有的技術(shù)基 2然而，能否執(zhí)行或取得較好的成效，關(guān)鍵在于各級和企業(yè)的是否真正的做導(dǎo)人員、直接員和其他有關(guān)人員，行政責(zé)任、經(jīng)濟(jì)責(zé)任、直接依法刑事3（1）.采用無廢少廢工藝符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的方針，兼顧環(huán)境效益和排放量少的新工藝，代替污染物排放量大的舊工藝，是無廢少廢工藝的重要方面（2）.格執(zhí)行崗位責(zé)任制，即時(shí)好生產(chǎn)設(shè)備，對各種貯罐安裝液面自控系統(tǒng)、自動系（3）.工藝，減少污水排放放。例如無水印染工藝，印染不用水，沒染一匹布大約少排污水20t。又如無電鍍，在生產(chǎn)過程中用非化物電解液代替化物電解液，避免了含污水對環(huán)境的污染。5水體的自凈能力，能達(dá)到少花錢、多辦事，既能減輕人工處理的負(fù)擔(dān)，有能保證水體參考文【1、徐玖平、胡知能、王 運(yùn)籌學(xué)（第二版 ：科學(xué)20045【2、司全印、冉新權(quán)等著區(qū)域水污染控制與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究 2000年7月【3、王燕飛著水污染控制技術(shù)化學(xué)工業(yè)2001年5【4、姜啟源著數(shù)學(xué)模型（第三版）高等教育2003年8【5、許東著基于6.x的系統(tǒng)分析于設(shè)計(jì)——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（第二版） 電子科技大學(xué)2002年9月【6、張樹京著時(shí)間序列分析簡明北方交通大學(xué)2003年9【7、彭祖贈著模糊