水質評價模型1

承諾書我們仔細閱讀了中國大學生數學建模競賽的競賽規(guī)則.我們完全明白，在競賽開始后參賽隊員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網上咨詢等）與隊外的任何人（包括指導教師）研究、討論與賽題有關的問題。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（包括網上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻的表述方式在正文引用處和參考文獻中明確列出。我們鄭重承諾，嚴格遵守競賽規(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，我們將受到嚴肅處理。我們參賽選擇的題號是（從A/B/C/D中選擇一項填寫）：B我們的參賽報名號為（如果賽區(qū)設置報名號的話）：所屬學校（請?zhí)顚懲暾娜赫憬瑵萍悸殬I(yè)學院參賽隊員（打印并簽名）：1.吳泓學章鵬飛胡玉蘭指導教師或指導教師組負責人（打印并簽名）：數學建模教學組日期：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)組委會評閱前進行編號）：賽區(qū)評閱記錄（可供賽區(qū)評閱時使用）：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行編號）：#2）確定評價集v,v,v,v,v,v,v，分別為I類，11類，111類，W類，V類。123412345（3）建立模糊評價矩陣通過三個成員組成評判小組（根據表10-11，表10-12數據，進行打分或投票），得評價矩陣為：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）確定評價指標的模糊向量（利用極差法求權重見附錄四）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）進行綜合評價計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，可以得出東井水質等級為五類，南井水質等級為I類，西井水質等級為五類，北井水質等級為I類。問題(3)健康用水和保護水源一、健康用水綜合上述模型的分析評價，發(fā)現(xiàn)北井的水質最好，而東井的水質最差。因此我們建議村民們根據各口水井的水質指標含量狀況建立優(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，依據每一口水井中含微量元素的不同將其分為生活用水和農業(yè)用水，或者可以針對四處水井的水質改善其周邊環(huán)境，利用周邊生態(tài)環(huán)境凈化水源，同時提高當地居民的健康用水意識，確保居民健康用水。二、保護水源總體思路堅持以科學發(fā)展觀為指導，堅持以小流域污染綜合防治為重點，依靠科技進步，完善環(huán)境法制，強化監(jiān)管制度，綜合運用法律、經濟、技術、宣傳和必要的行政手段解決水源地保護問題。大力發(fā)展循環(huán)水務，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，確保水源地水質安全，讓群眾喝上干凈的水。水源地保護原則污染治理與經濟發(fā)展協(xié)調，統(tǒng)籌規(guī)劃、突出重點。在全面普查飲用水水源地狀況的基礎上，制定水資源地保護規(guī)劃方案。堅持節(jié)約、清潔、可持續(xù)發(fā)展，在發(fā)展中落實保護，在保護中促進發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)的科學發(fā)展觀。防治并重，建管并舉。堅持以預防為主，綜合治理，運用法律、行政、科學技術和宣傳教育等手段，注重對水資源源頭的控制，強化生態(tài)管理，全過程，全方位防治污染，解決水源地保護問題。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、制度與機制建設，因地制宜，分步分類實施。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生活制造更多的財富價值，真正達到自然與人類社會的可持續(xù)發(fā)展。這就要求：1、加強宣傳與教育，提高人們節(jié)約用水，保護用水的意識，強化人們合理利用水資源。2、綜合治理，防治結合針對各流域的水源綜合考慮影響水源的各項因素，在此

基礎上對水源進行綜合治理。3、利用生態(tài)平衡的原則，加強對流域周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護，實施綠化造林，建設生態(tài)清潔小流域，利用大自然的凈化能力實現(xiàn)生態(tài)的平衡，水源的凈化。4、利用現(xiàn)代科學技術提高農業(yè)生產領域化肥的清潔指標，盡可能采用綠色化肥保護水資源的同時，保護土地資源。建立健全水源污染應急監(jiān)測預警體系，提高對突發(fā)性事件的應急響應與處置能力，建立和完善水源地保護管理的長效機制，保證水污染的及時處理。6、建立生態(tài)水源保護小隊，加強流域垃圾的管理，實施垃圾廢物的合理處置。六、模型的評價6.1.1模型的優(yōu)點：（1）運用層次分析法，將研究的問題轉化成一個系統(tǒng)，再進行綜合分析評價，并把定性與定量方法結合起來，處理解決了實際問題，增加了決策的有效性和實用性，同時以層次的形式層層分析，具有一定的簡潔性。（2）由于本題中的數據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際問題。6.1.2模型的缺點:運用層次分析法，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果的產生。七、參考文獻[1]楊啟帆談之弈何勇，數學建模.杭州：浙江大學出版社，2006[2]薛定語陳陽泉，高等應用數學問題的matlab求解.北京：清華大學出版社，2008八、附錄附錄序號分類標準值項目序號分類標準值項目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24610155化學需氧量（COD日生化需氧量（BOD）53346107氨氮（NH3-N）0.150.511.528總磷（以P計）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）0.20.511.5210銅0.01111111鋅0.05112212氟化物（以F-計）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）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/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；m為絕對值最大的特征值；u為對應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%計算溶解氧的隸屬函數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%計算化學需氧量的隸屬函數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%計算總磷的隸屬函數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%計算氨氮的隸屬函數R%綜合評價矩陣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)四組評價矩陣分別求出評價指標的模糊向量R1max=max(R1);R1min=min(R1);r=R1max-R1min;w1=r./sum(r)附錄五function[c]二Max_min(A,B)%模糊矩陣運算，先取大，后取小[m,s]=size(A);[s1,n]=size(B);c=[];ifs1~=sreturn;endfori=1:mf