水質(zhì)評價(jià)模型1

承諾書我們仔細(xì)閱讀了中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的競賽規(guī)則.我們完全明白，在競賽開始后參賽隊(duì)員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊(duì)外的任何人（包括指導(dǎo)教師）研究、討論與賽題有關(guān)的問題。我們知道，抄襲別人的成果是違反競賽規(guī)則的,如果引用別人的成果或其他公開的資料（包括網(wǎng)上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。我們鄭重承諾，嚴(yán)格遵守競賽規(guī)則，以保證競賽的公正、公平性。如有違反競賽規(guī)則的行為，我們將受到嚴(yán)肅處理。我們參賽選擇的題號是（從A/B/C/D中選擇一項(xiàng)填寫）：B我們的參賽報(bào)名號為（如果賽區(qū)設(shè)置報(bào)名號的話）：所屬學(xué)校（請?zhí)顚懲暾娜赫憬瑵?jì)科技職業(yè)學(xué)院參賽隊(duì)員（打印并簽名）：1.吳泓學(xué)章鵬飛胡玉蘭指導(dǎo)教師或指導(dǎo)教師組負(fù)責(zé)人（打印并簽名）：數(shù)學(xué)建模教學(xué)組日期：2012年07月11日賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進(jìn)行編號）：編號專用頁賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進(jìn)行編號）：賽區(qū)評閱記錄（可供賽區(qū)評閱時(shí)使用）：全國統(tǒng)一編號（由賽區(qū)組委會送交全國前編號）：全國評閱編號（由全國組委會評閱前進(jìn)行編號）：#2）確定評價(jià)集v,v,v,v,v,v,v，分別為I類，11類，111類，W類，V類。123412345（3）建立模糊評價(jià)矩陣通過三個(gè)成員組成評判小組（根據(jù)表10-11，表10-12數(shù)據(jù)，進(jìn)行打分或投票），得評價(jià)矩陣為：R=4'0.130.120.370.180.2'0.120.130.150.220.380.110.120.170.210.39、R=4'0.130.120.370.180.2'0.120.130.150.220.380.110.120.170.210.39、0.110.130.160.230.37丿'0.20.350.220.110.12'0.350.250.20.10.10.130.290.280.140.16、0.360.230.20.110.1丿'0.310.270.20.10.12'0.090.110.230.220.350.10.110.220.210.36、0.060.120.230.250.34丿0.340.21(0.23R3R=1R=20.310.300.210.290.280.250.10.12、0.120.070.120.0610.360.240.230.10.07丿4）確定評價(jià)指標(biāo)的模糊向量（利用極差法求權(quán)重見附錄四）為w=（0.23810.24760.26670.2476）1w=6.26370.27470.17580.2857)2w=(0.20790.25740.25740.2772)3w=(0.24000.24000.23000.2900)4(5)采用M(5)采用M(a,v)模型b=vnwari=1iij算（見附錄五），可得Xj=1,2,.…,m）進(jìn)行綜合評價(jià)計(jì)B~=(0.13000.13000.23810.23000.2667)1B~=(0.28570.26370.22000.14000.1600)2B~=(0.20790.20220.23000.25000.2772)~=(0.29000.24000.23000.12000.1200)4按最大隸屬度原則，可以得出東井水質(zhì)等級為五類，南井水質(zhì)等級為I類，西井水質(zhì)等級為五類，北井水質(zhì)等級為I類。問題(3)健康用水和保護(hù)水源一、健康用水綜合上述模型的分析評價(jià)，發(fā)現(xiàn)北井的水質(zhì)最好，而東井的水質(zhì)最差。因此我們建議村民們根據(jù)各口水井的水質(zhì)指標(biāo)含量狀況建立優(yōu)化取水方案，具有針對性的對四口水井進(jìn)行合理分配用水，以使水資源得到充分合理的利用。例如，依據(jù)每一口水井中含微量元素的不同將其分為生活用水和農(nóng)業(yè)用水，或者可以針對四處水井的水質(zhì)改善其周邊環(huán)境，利用周邊生態(tài)環(huán)境凈化水源，同時(shí)提高當(dāng)?shù)鼐用竦慕】涤盟庾R，確保居民健康用水。二、保護(hù)水源總體思路堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，堅(jiān)持以小流域污染綜合防治為重點(diǎn)，依靠科技進(jìn)步，完善環(huán)境法制，強(qiáng)化監(jiān)管制度，綜合運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、宣傳和必要的行政手段解決水源地保護(hù)問題。大力發(fā)展循環(huán)水務(wù)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，確保水源地水質(zhì)安全，讓群眾喝上干凈的水。水源地保護(hù)原則污染治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌規(guī)劃、突出重點(diǎn)。在全面普查飲用水水源地狀況的基礎(chǔ)上，制定水資源地保護(hù)規(guī)劃方案。堅(jiān)持節(jié)約、清潔、可持續(xù)發(fā)展，在發(fā)展中落實(shí)保護(hù)，在保護(hù)中促進(jìn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀。防治并重，建管并舉。堅(jiān)持以預(yù)防為主，綜合治理，運(yùn)用法律、行政、科學(xué)技術(shù)和宣傳教育等手段，注重對水資源源頭的控制，強(qiáng)化生態(tài)管理，全過程，全方位防治污染，解決水源地保護(hù)問題。統(tǒng)籌污染源與水源地管理、地表水與地下水管理，統(tǒng)籌區(qū)域與流域管理，污水治理與再生水回用，統(tǒng)籌法律、制度與機(jī)制建設(shè)，因地制宜，分步分類實(shí)施。三、措施建議:“水是生命之源”水資源的合理利用與分配將為人們的生產(chǎn)生活制造更多的財(cái)富價(jià)值，真正達(dá)到自然與人類社會的可持續(xù)發(fā)展。這就要求：1、加強(qiáng)宣傳與教育，提高人們節(jié)約用水，保護(hù)用水的意識，強(qiáng)化人們合理利用水資源。2、綜合治理，防治結(jié)合針對各流域的水源綜合考慮影響水源的各項(xiàng)因素，在此

基礎(chǔ)上對水源進(jìn)行綜合治理。3、利用生態(tài)平衡的原則，加強(qiáng)對流域周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，實(shí)施綠化造林，建設(shè)生態(tài)清潔小流域，利用大自然的凈化能力實(shí)現(xiàn)生態(tài)的平衡，水源的凈化。4、利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域化肥的清潔指標(biāo)，盡可能采用綠色化肥保護(hù)水資源的同時(shí)，保護(hù)土地資源。建立健全水源污染應(yīng)急監(jiān)測預(yù)警體系，提高對突發(fā)性事件的應(yīng)急響應(yīng)與處置能力，建立和完善水源地保護(hù)管理的長效機(jī)制，保證水污染的及時(shí)處理。6、建立生態(tài)水源保護(hù)小隊(duì)，加強(qiáng)流域垃圾的管理，實(shí)施垃圾廢物的合理處置。六、模型的評價(jià)6.1.1模型的優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)用層次分析法，將研究的問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)系統(tǒng)，再進(jìn)行綜合分析評價(jià)，并把定性與定量方法結(jié)合起來，處理解決了實(shí)際問題，增加了決策的有效性和實(shí)用性，同時(shí)以層次的形式層層分析，具有一定的簡潔性。（2）由于本題中的數(shù)據(jù)本身對問題的分析存在一定的模糊概念，采用模糊層次分析法，較好的利用了模糊概念解決了實(shí)際問題。6.1.2模型的缺點(diǎn):運(yùn)用層次分析法，模糊層次分析法，帶有一定的主觀性和模糊性，通常在解題過程中會出現(xiàn)一定的偏差影響最終結(jié)果的產(chǎn)生。七、參考文獻(xiàn)[1]楊啟帆談之弈何勇，數(shù)學(xué)建模.杭州：浙江大學(xué)出版社，2006[2]薛定語陳陽泉，高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的matlab求解.北京：清華大學(xué)出版社，2008八、附錄附錄序號分類標(biāo)準(zhǔn)值項(xiàng)目序號分類標(biāo)準(zhǔn)值項(xiàng)目1水溫I類II類III類W類V類人為造成的環(huán)境水溫變化應(yīng)限制在:（°C）周平均最大溫升W1周平均最大溫降W22pH值（無量綱）6?93溶解氧飽和率90%（或7.5）65324高錳酸鹽指數(shù)24610155化學(xué)需氧量（COD日生化需氧量（BOD）53346107氨氮（NH3-N）0.150.511.528總磷（以P計(jì)）0.02（湖、庫O.01）0.1（湖、庫O.025）0.2（湖、庫O.05）0.3（湖、庫O.1）0.4（湖、庫O.2）9總氮（湖、庫.以N計(jì)）0.20.511.5210銅0.01111111鋅0.05112212氟化物（以F-計(jì)）1111.51.513硒0.010.010.010.020.0214砷0.050.050.050.10.115汞0.000050.000050.00010.0010.00116鎘0.0010.0050.0050.0050.0117鉻（六價(jià)）0.010.050.050.050.118鉛0.010.010.050.050.119氰化物0.0050.050.020.20.220揮發(fā)酚0.0020.0020.0050.010.121石油類0.050.050.050.5122陰離子表面活性劑0.20.20.20.30.323硫化物0.050.10.20.5124糞大腸菌群（個(gè)/L）2002000100002000040000附錄二functionmifa%A為比較判斷矩陣；ep為精度要求；N為最大迭代次數(shù)；m為絕對值最大的特征值；u為對應(yīng)最大特征值的特征向量。A=[11/51/3;5,1,3;3,1/3,1];N=100;ep=1e-6;n=length(A);u=ones(n,1);index=0;k=0;m1=0;whilek<=Nv=A*u;m=max(abs(v));u=v/mifabs(m-m1)<epindex=1;break;endm1=m;k=k+1;endm%特征值u/norm(u)%特征向量[vv,ll]=eig(A);%matlab求解的特征值和特征向量[mm,ii]=max(abs(diag(ll)));m_matlab=mmv_matlab=vv(:,ii)附錄三x=[5.151.40.7810.7;6.490.150.05;6.965.10.9813.0;7.290.030.1]';R=ones(4,4);forj=1:4ifx(1,j)<=2R(1,j)=0;elseifx(1,j)>2&x(1,j)<7.5R(1,j)=(x(1,j)-2)/(7.5-2);elseR(1,j)=1;endend%計(jì)算溶解氧的隸屬函數(shù)forj=1:4ifx(2,j)<=15R(2,j)=1;elseifx(2,j)>15&x(2,j)<40R(2,j)=1-(x(2,j)-15)/(40-15);elseR(2,j)=0;endend%計(jì)算化學(xué)需氧量的隸屬函數(shù)forj=1:4ifx(3,j)<=0.02R(3,j)=1;elseifx(3,j)>0.02&x(3,j)<0.4R(3,j)=1-(x(3,j)-0.02)/(0.4-0.02);elseR(3,j)=0;endend%計(jì)算總磷的隸屬函數(shù)forj=1:4ifx(4,j)<=0.15R(4,j)=1;elseifx(4,j)>0.15&x(4,j)<2R(4,j)=1-(x(4,j)-0.15)/(2-0.15);elseR(4,j)=0;endend%計(jì)算氨氮的隸屬函數(shù)R%綜合評價(jià)矩陣w=[0.30.250.20.25];A=w*R%未歸一化處理C=A/sum(A)%M(.,+)模型歸一化處理附錄四R1=[0.130.120.370.180.2;0.120.130.150.220.38;0.110.120.170.210.39;0.110.130.160.230.37]';%對于5.3(3)四組評價(jià)矩陣分別求出評價(jià)指標(biāo)的模糊向量R1max=max(R1);R1min=min(R1);r=R1max-R1min;w1=r./sum(r)附錄五function[c]二Max_min(A,B)%模糊矩陣運(yùn)算，先取大，后取小[m,s]=size(A);[s1,n]=size(B);c=[];ifs1~=sreturn;endfori=1:mf