-.z.污水排放模型一、模型的假設(shè)和符號(hào)說(shuō)明1.1模型的假設(shè)1.假設(shè)江水流速在各分段保持均勻不變，不會(huì)因?yàn)榛烊胛鬯淖儭?.假設(shè)污水之間無(wú)反響，不會(huì)因?yàn)槲鬯错懚淖兾鬯髁炕蛭鬯疂舛取?.假設(shè)居民區(qū)不產(chǎn)生污水。4.假設(shè)江水的自凈作用對(duì)所有污水都有效。5.假設(shè)污水在進(jìn)入江水之后是分布均勻的。6.假設(shè)污水在進(jìn)入江水之后不會(huì)逆流入上游。7.假設(shè)江水進(jìn)展自凈作用時(shí)，不改變江水本身流量。8.假設(shè)在對(duì)進(jìn)展污水處理時(shí)，不改變污水流量，只改變污水濃度。9.假設(shè)3個(gè)工廠之間的兩段江面，各自單位距離的自凈能力一樣。1.2符號(hào)說(shuō)明符號(hào)符號(hào)的意義d江水上游的污染濃度d工廠1產(chǎn)生的污水質(zhì)量濃度d工廠2產(chǎn)生的污水質(zhì)量濃度d工廠3產(chǎn)生的污水質(zhì)量濃度d處理站1處理后的污水質(zhì)量濃度d處理站2處理后的污水質(zhì)量濃度d處理站3處理后的污水質(zhì)量濃度d處理站1流出的污水與江水混合后的污水質(zhì)量濃度d處理站2流出的污水與江水混合后的污水質(zhì)量濃度d處理站3流出的污水與江水混合后的污水質(zhì)量濃度f(wàn)江水上游水流量f工廠1產(chǎn)生的污水流量f工廠2產(chǎn)生的污水流量f工廠3產(chǎn)生的污水流量a工廠1的處理系數(shù)a工廠2的處理系數(shù)a工廠3的處理系數(shù)b工廠1、2之間的自凈系數(shù)b工廠2、3之間的自凈系數(shù)c工廠1的污水處理費(fèi)用c工廠2的污水處理費(fèi)用c工廠3的污水處理費(fèi)用C污水處理的總費(fèi)用備注：i=1，2，3分別代表工廠1，工廠2，工廠3二、模型的建立與求解2.1問(wèn)題一模型建立題目中的條件有：d0=0.8mg/L，d11=100mg/L，d21f0=L/min，f1=f2=fb12=0.9，b江水本有的污水量=江水流量〔f1〕×江水污水濃度〔d工廠i處理后的污水量=工廠i的污水量〔fi〕×處理后污水濃度〔ddi=〔江水本有的污水量+工廠i處理后的污水量〕/〔江水流量+工廠i污水下降濃度=原污水濃度〔di1〕-處理后的污水濃度〔工廠i處理污水的費(fèi)用〔Ci〕=污水下降濃度×工廠i的污水量〔fi〕×工廠i的污水處理系數(shù)〔按照上述條件即可列出以下：?jiǎn)栴}〔1〕的約束條件為：dddC目標(biāo)函數(shù)為：minC=minC=i=12.2問(wèn)題一的求解用lingo11.0求解后得：Localoptimalsolutionfound.Objectivevalue:489.5000Objectivebound:489.5000Infeasibilities:0.000000E*tendedsolversteps:2Totalsolveriterations:64VariableValueReducedCostc1295.00000.000000c2194.50000.000000c30.0000000.000000d1241.000000.000000d11.0000000.000000d2221.100000.000000d21.0000000.000000d3250.000000.000000d30.84334980.000000RowSlackorSurplusDualPrice1489.5000-1.00000020.0000000.960000030.0000000.960000040.0000000.00000050.00000096.4800060.000000969.600070.15665020.00000080.000000-1.00000090.000000-1.000000100.0000000.00000011295.00000.00000012194.50000.000000130.000000-1.000000污水處理廠1、處理廠2和處理廠3出口的濃度依次為41.00mg/l、21.10mg/l和50.00mg/l時(shí)，工廠1花費(fèi)295萬(wàn)元，工廠2花費(fèi)194.5萬(wàn)元，工廠3不用處理污水。所以為了使江水上所有地段的水污染到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最少需要花費(fèi)489.5萬(wàn)元。2.3問(wèn)題二模型建立對(duì)于問(wèn)題〔2〕題目沒(méi)有明確指明居民點(diǎn)的位置，只是說(shuō)明在處理站對(duì)面是居民點(diǎn)，所以居民區(qū)可以在對(duì)應(yīng)處理站前，也可在對(duì)應(yīng)處理站后，或正對(duì)面，因此我們這里只假設(shè)對(duì)應(yīng)居民區(qū)與處理站前后相距不遠(yuǎn)。當(dāng)居民點(diǎn)在對(duì)應(yīng)處理站前時(shí)如圖2所示：工廠工廠1工廠3居民區(qū)1居民區(qū)3江水開(kāi)場(chǎng)自凈江水完成自凈自凈區(qū)域1工廠2居民區(qū)2自凈區(qū)域2江水開(kāi)場(chǎng)自凈江水完成自凈圖2則約束條件變?yōu)椋篸dC目標(biāo)函數(shù)為：minC=minC=當(dāng)居民點(diǎn)在對(duì)應(yīng)處理站后時(shí)如圖3所示：自凈區(qū)域1自凈區(qū)域1自凈區(qū)域2工廠3工廠3工廠1工廠工廠2居民點(diǎn)3居民點(diǎn)居民點(diǎn)3居民點(diǎn)1居民點(diǎn)2圖3這樣為使居民點(diǎn)上游〔居民點(diǎn)在對(duì)應(yīng)處理站后不遠(yuǎn)處〕的水污染到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，則工廠就要在污水流到江水以前把污水處理得符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，則就與問(wèn)題〔1〕一樣。3〕同理當(dāng)居民點(diǎn)在對(duì)應(yīng)處理站的正對(duì)面的情況，也是與問(wèn)題〔1〕一樣。2.4問(wèn)題二的求解用ling11.0求解后得：Localoptimalsolutionfound.Objectivevalue:183.3333Objectivebound:183.3333Infeasibilities:0.2842171E-13E*tendedsolversteps:1Totalsolveriterations:29VariableValueReducedCostc1183.33330.000000c20.0000000.000000d11.0000000.000000d1263.333330.000000d20.77599010.000000d2260.250000.000000RowSlackorSurplusDualPrice1183.3333-1.00000020.000000-1.06666730.0000000.00000040.0000001072.00050.22400990.0000006183.33330.00000070.000000-1.00000080.000000-1.00000090.0000000.000000處理廠1、處理廠2和處理廠3出口的濃度依次為63.33mg/l、60mg/l和50mg/l時(shí)，工廠1花費(fèi)183.3333萬(wàn)元，工廠2不用處理污水，工廠3也不用處理污水。所以如果只要求三個(gè)居民點(diǎn)上游〔居民點(diǎn)在對(duì)應(yīng)處理站前不遠(yuǎn)處〕的水污染到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最少需要花費(fèi)為183.333萬(wàn)元。附錄問(wèn)題〔1〕的代碼和運(yùn)行結(jié)果：d12*5-1005*d1+800=0;d1*904.5+5*d22-1010*d2=0;d2*606+5*d32-1015*d3=0;d1<=1;d2<=1;d3<=1;c1=if(d12#le#100,5,0)*abs(100-d12);c2=if(d22#le#60,5,0)*abs(60-d22);c3=if(d32#le#50,5,0)*abs(50-d32);c1>=0;c2>=0;c3>=0;endLinearizationponentsadded:Constraints:57Variables:36Integers:21Localoptimalsolutionfound.Objectivevalue:489.5000Objectivebound:489.5000Infeasibilities:0.000000E*tendedsolversteps:2Totalsolveriterations:64VariableValueReducedCostc1295.00000.000000c2194.50000.000000c30.0000000.000000d1241.000000.000000d11.0000000.000000d2221.100000.000000d21.0000000.000000d3250.000000.000000d30.84334980.000000RowSlackorSurplusDualPrice1489.5000-1.00000020.0000000.960000030.0000000.960000040.0000000.00000050.00000096.4800060.000000969.600070.15665020.00000080.000000-1.00000090.000000-1.000000100.0000000.00000011295.00000.00000012194.50000.000000130.000000-1.000000問(wèn)題二代碼和運(yùn)行結(jié)果：min=c1+c2;1005*d1-(800+5*d12)*0.9=0;1010*d2-(1005*d1+5*d22)*0.6=0;d1<=1;d2<=1;c1>=0;c2>=0;c1=if(d12#le#100,5,0)*abs(100-d12);c2=if(d22#le#60,5,0)*abs(60-d22);endLinearizationponentsadded:Constraints:38Variables:24Integers:14Localoptimalsolutionfound.Objectivevalue:183.3333Objectivebound:183.3333Infeasibilities:0.2842171E-13E*tendedsolversteps:1Totalsolveriterations:29VariableValueReducedCostc1183.33330.000000c20.000000