多元統(tǒng)計課程論文--長江水質(zhì)評價和預測問題

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1、長江水質(zhì)評價和預測問題摘要本題要求我們對長江水質(zhì)進行綜合評價和未來的污染發(fā)展趨勢預測，本文對各個問題所要解決的問題，建立了不同的模型。針對問題一：通過已給出的近兩年多長江的水質(zhì)情況的檢測數(shù)據(jù)，需要對長江近兩年多的水質(zhì)情況作出綜合評價，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。我們運用主成分分析法，建立了主成分的綜合評價模型，利用SPSS軟件計算出了各個地區(qū)對于主成分的綜合得分，得到近兩年多長江水質(zhì)狀況基本良好，各地區(qū)中江西南昌滁槎，湖南長沙新港，四川樂山岷江大橋的水質(zhì)污染情況較為嚴重，污染狀況其次為安徽安慶皖河口，四川瀘州沱江二橋，江西九江河西水廠。針對問題二：根據(jù)所給數(shù)據(jù)，需要找出長江干流近一年多主要污

2、染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源，我們以一個地區(qū)本地排出的污水中所含高錳酸鹽指數(shù)和氨氮含量作為目標函數(shù)，利用MATLAB軟件并運用EXCEL繪出直方圖，求得結(jié)果：污染物高錳酸鹽(CODMn)的污染源主要是在湖南岳陽城陵磯，江西九江河西水廠，安徽安慶皖河口和江蘇南京林山。污染物氨氮(NH3-N)的污染源主要是在湖南岳陽城陵磯和安徽安慶皖河口。針對問題三：在不采取有效治理措施的情況下，預測長江未來水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢，我們根據(jù)題目給出的過去10年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用灰色預測方法建立GM(1,1)模型，利用MATLAB軟件計算得出：針對問題四：在問題三預測模型的基礎(chǔ)上，要求未來10年內(nèi)長江干流的IV類和V

3、類水比例控制在20%以內(nèi)，且無劣V類水。我們考慮到長江年總流量、污水排放量對各類水質(zhì)所占河長百分比的影響，利用多元線性回歸分析方法，建立了以需要處理的污水量為目標函數(shù)的多元回歸模型，利用SPSS軟件預測出從2005年到2014年每年需要處理的污水量（單位：億噸）為：42.36，77.03，96.91，117.29，148.77，166.73，182.24，198.14，215.77，231.07。針對問題五：根據(jù)對前面四個問題的研究和分析，從政府、企業(yè)、民眾等多個因素出發(fā)，從喚醒和提高公民保護水資源意識，科學合理分配沿江產(chǎn)業(yè)帶到結(jié)合中國實際采取可持續(xù)發(fā)展的保護長江措施，提出了多條切實可行的建

4、議。關(guān)鍵詞：主成分分析灰色預測多元線性回歸SPSSMATLAB1問題重述水是人類賴以生存的資源，保護水資源就是保護我們自己，對于我國大江大河水資源的保護和治理應是重中之重。專家們呼吁：“以人為本，建設文明和諧社會，改善人與自然的環(huán)境，減少污染。”長江是我國第一、世界第三大河流，長江水質(zhì)的污染程度日趨嚴重，已引起了相關(guān)政府部門和專家們的高度重視。2004年10月，由全國政協(xié)與中國發(fā)展研究院聯(lián)合組成“保護長江萬里行”考察團，從長江上游宜賓到下游上海，對沿線21個重點城市做了實地考察，揭示了一幅長江污染的真實畫面，其污染程度讓人觸目驚心。為此，專家們提出“若不及時拯救，長江生態(tài)10年內(nèi)將瀕臨崩潰”

5、（附件１），并發(fā)出了“拿什么拯救癌變長江”的呼喚（附件2）。附件3給出了長江沿線17個觀測站（地區(qū)）近兩年多主要水質(zhì)指標的檢測數(shù)據(jù)，以及干流上７個觀測站近一年多的基本數(shù)據(jù)（站點距離、水流量和水流速）。通常認為一個觀測站（地區(qū)）的水質(zhì)污染主要來自于本地區(qū)的排污和上游的污水。一般說來，江河自身對污染物都有一定的自然凈化能力，即污染物在水環(huán)境中通過物理降解、化學降解和生物降解等使水中污染物的濃度降低。反映江河自然凈化能力的指標稱為降解系數(shù)。事實上，長江干流的自然凈化能力可以認為是近似均勻的，根據(jù)檢測可知，主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的降解系數(shù)通常介于0.1~0.5之間，比如可以考慮取0.2　(單位

6、：1/天)。附件4是“1995~2004年長江流域水質(zhì)報告”給出的主要統(tǒng)計數(shù)據(jù)。下面的附表是國標(GB3838-2002)給出的《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中4個主要項目標準限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類為可飲用水。請你們研究下列問題：（1）對長江近兩年多的水質(zhì)情況做出定量的綜合評價，并分析各地區(qū)水質(zhì)的污染狀況。（2）研究、分析長江干流近一年多主要污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的污染源主要在哪些地區(qū)?（3）假如不采取更有效的治理措施，依照過去10年的主要統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對長江未來水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢做出預測分析，比如研究未來10年的情況。（4）根據(jù)你的預測分析，如果未來10年內(nèi)每年都要求長江干流的Ⅳ類和Ⅴ類水的比例控制

7、在20%以內(nèi)，且沒有劣Ⅴ類水,那么每年需要處理多少污水？（5）你對解決長江水質(zhì)污染問題有什么切實可行的建議和意見。2模型假設1、假設題目提供的數(shù)據(jù)真實，準確。2、假設每年長江總流量趨于平穩(wěn)狀態(tài)。3、假設忽略評價水質(zhì)的污染的其他指標，只考慮題目中提供的四種指標。4、假設長江干流的自然凈化能力認為是近似均勻的。5、假設每年長江水文年的水質(zhì)情況能說明一整年的水質(zhì)情況。6、長江水從上游流到下一個觀測站途中沒有產(chǎn)生新的