第9章 长江水质的综合评价——综合评价方法及其应用

长江水质的评价和预测引言长江是亚洲最长的河流，其流域范围涵盖中国境内的11个省市区，是中国的经济和文化中心。

饮用水是人类生活中必不可少的资源，长江作为中国一个重要的自然水库之一，其水质的安全性对于饮用水的安全至关重要。

长江水质的差异很大，具体取决于水体参数、化学物质和营养物质的含量，污染物、农药和药物的含量等。

水体参数包括温度、溶解氧、电导率、pH值、悬浮固体等。

化学物质和营养物质包括氮、磷、无机和有机碳等。

污染物主要包括重金属、有机氯、有机磷和持久性有机污染物等。

长江水质的评价和预测是一项重要且复杂的任务，不仅涉及到环境科学、水文学、地质学等学科，还需要依赖大量数据和模型的支撑。

长江水质评价数据来源长江沿岸站点在长江中游、下游的主要支流、还有汉江、金沙江、澜沧江、墨竹激卢江等河流进行了监测，覆盖了不同流域。

其中，长江站点共19个，还有6个源自主要支流的站点。

数据来自国家环境监测站，包括全新光谱（F）和范围光谱（W）等数据。

还包括各种长期观测数据、水文数据、污染源数据等。

分析方法为了评价长江水质，研究人员使用各种数据分析方法。

以下是最常用的方法：1.多元统计学方法：该方法适用于多维度的数据分析，可以很好地将水质的差异分析出来。

2.模型方法：通过建立模型，通过安全阈值和工业排放水排放标准来评估水质。

例如，水质生态式（TAS）模型常用于水质评价。

3.基于水环境质量指数（WQI）的方法：将水质评估结果分解为各项指标，并计算出每个指标的权重。

然后，将这些权重加权为水环境质量指数（WQI），该指数被认为是评估水质最有效的方法之一。

4.集成多项投影寻踪（PLS）模型：该方法使用多个输入变量来预测WQI值。

该模型可以共同解释两个数据集之间的相关性。

评价结果通过上述方法，研究人员得出结论：尽管长江沿岸水质受到人类活动的影响，但仍有几个监测站点的水质趋向改善。

在径流流域内，长江的水质大多数舒适区已经进入，但还有一些站点处于低水平和近危险水平。

长江水质的评价和预测
中国长江是世界第三大河流，也是中国经济、文化、人口等多方面的重要支柱和组成部分。

然而，由于城市化、工业化、农业化等活动的不断推进，长江的水环境受到了越来越多的影响和污染，水质问题越来越突出，对水资源的保护和利用构成了严峻的挑战。

长江水环境评价是衡量长江水质现状和水环境质量的重要手段。

目前，水质参数包括水量、颜色、浊度、PH值、溶解氧、BOD、COD、氨氮、总磷、总氮等。

测量和监测这些水质参数是评价长江水环境质量的关键。

水质监测的主要方法包括现场实测和动态监测。

现场实测是指从江河、湖泊等水面上取样，然后在带回实验室进行分析化验。

动态监测则是通过在线监测仪器对河流的取样进行监测，可以得到更准确的数据。

通过水质监测，可以精确了解长江的污染程度以及污染物来源和分布。

预测长江水环境质量也是非常重要的工作。

长江在不同季节、不同水位、不同气象条件下都有着不同的水环境特征，预测其水环境质量需要考虑这些多元因素的影响。

预测模型有许多种，根据预测目的的不同，可采用基于理论模型和基于统计模型两种方法。

基于理论模型的预测方法，是通过建立数学模型，考虑长江流域的物质循环、水动力学、水生态学等方面的过程，进行预测。

基于统计模型的预测方法，则是通过分析历史数据建立统计模型，进而预测未来水环境质量。

在长江水质评价和预测的工作中，提高水质监测和预测技术、加强数据共享和管理、规范行业排放和治理等方面都具有重要意义。

同时，弘扬"绿水青山"理念，推动生态环境保护、促进绿色发展，也是实现长江流域水质持续改善的必经之路。

长江水质的评价和检测摘要水是人类赖以生存的资源，然而随着经济的发展，人类在创造经济利益的同时，人类赖以生存的资源也在饱尝着受污染的痛苦。

目前长江每年的污水排放量达到290亿吨，导致水质每况愈下，并且这一趋势还在继续，这不能不引起我们的重视。

本文旨在对长江各流域水质作出综合评价，从中建立模型并对未来水质作出预测。

首先，我们根据17个观测站四项污染因子的数据，计算每个月各观测站的四项污染因子的月平均值，并对两年多的情况都做了月平均，得到了各个月份四项指标的变化趋势，画出折线图，对长江两年多来的污染情况给出了定性的评价。

关于长江总体的水质情况，我们认为各地区的水质情况对长江总体的水质贡献是不同的。

这里，我们采用模糊数学评价法，建立模糊隶属度的模型，得到了这两年长江的总体综合指数，认为长江总体水质为：Ⅱ类。

此外,我们也对各个监测站的污染程度进行了综合评价，找到了长江污染情况较严重的地区。

其次，运用一维河流水质稳态模型，对高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(DO)的污染源的寻找，考虑了上游对下游的影响与自身降解的作用，我们按月计算各观测站的污染物排放量，根据该结果得到了各月污染轻重程度的排名。

确定了湖北宜昌南津关至湖南岳阳城陵矶沿江两岸、重庆朱沱和四川乐山岷江江大桥两地为主要污染源所在地。

再次，对长江未来水质情况的预测分析，我们利用灰色系统，建立了GM(1,1)的模型，根据10年枯水期，丰水期，水文年的干流，支流，全流域的数据，预测了后10年各类水质的百分比。

首先用留一法对所用的模型进行评价。

在预测过程中，GM(1,1)对平稳性较好的数据较有效，但有时10年数据平稳性不好的时候，我们建立灰色系统的马尔科夫模型，对其进行处理。

然后，按照要求，并根据预测的结果，我们认为Ⅳ类和Ⅴ类水的20%和劣Ⅴ类水都是要处理的污水，依此计算出长江干流每年要处理的污水量。

从结果发现，10年要处理的污水在200多亿吨，并呈现出一种周期的递增性，与长江本身具有5年的周期这一事实较稳合。

长江水质的评价和预测长江是中国的母亲河，它承载着中国数千年的文明和历史。

随着工业化和城市化的迅速发展，长江水质受到了严重的污染，给长江流域的生态环境和人民的健康带来了巨大的威胁。

长江水质的评价和预测是非常重要的课题，它关乎着长江流域的生态安全和可持续发展。

长江水质的评价是指对长江水体中的各种污染物进行监测和分析，以确定水质的优劣和变化趋势。

评价长江水质的方法有很多种，包括采样监测、实验室分析、水质模型等。

通过这些方法，可以了解长江水体中的污染物种类、含量和分布情况，为制定有效的水污染防治措施提供科学依据。

长江水质的评价还可以为长江流域的管理者和公众提供及时的水质信息，引起广泛的关注和重视。

长江水质的预测是指根据过去的水质数据和环境变化趋势，预测未来一段时间内长江水质的变化情况。

预测长江水质的方法主要包括统计分析、时间序列分析、水质模型等。

通过这些方法，可以对长江水质在不同季节和不同地点的变化趋势进行预测，为长江流域的管理者和公众提供及时的水质预警和预报信息，采取相应的应对措施，减少水环境风险。

评价和预测长江水质的研究工作已经取得了一些进展，但仍然面临着一些困难和挑战。

长江流域的地理辽阔，环境复杂，水质监测点多、污染源复杂，导致长江水质的评价和预测工作受到了很大的局限性。

长江流域的水污染物种类繁多、浓度不同、分布广泛，使得长江水质的变化规律难以准确把握。

长江流域的人口密集、经济发达，水资源需求大，长江水环境保护和治理的任务十分繁重。

评价和预测长江水质的研究需要加强数据共享、技术创新、管理集约化，发挥政府、企业和公众的合力，加快长江流域水环境治理的步伐。

评价和预测长江水质的研究成果对长江流域的生态保护和环境治理具有重要意义。

评价和预测长江水质的科学依据可以为政府部门制定长江流域的水环境标准和规划提供数据支持和技术指导。

评价和预测长江水质的预警和预报信息可以帮助决策者和公众及时了解长江水质的变化状况，引起关注，警示风险。

长江水质的评价和预测一、摘要文章在已有数据的基础上，建立了水质依靠流量、流速和解降系数的数学模型，找出了污染源的所在地。

建立一元线性回归模型，对后十年污水治理做出了预测。

利用Matlab,C语言程序进行求解。

得出了有关结论。

针对问题一，根据03,、04年长江流域的水质报告表，对长江近两年的水质情况的综合评价是：饮用水占%32。

对每个地区近两年的的68，非饮用水%水质情况进行统计，找出该地区污染种类出现的频率是：Ⅰ类水比例为30%、Ⅱ类水比例为23%、Ⅲ类水比例为20%、Ⅳ类水比例小于1%、Ⅴ类水比例为30%、劣Ⅴ类水比例小于2%。

因此水质评价和污染频率推测污染情况相当严重。

针对问题二，根据主要的污染物在各个观测点的观测数据，建立水质依靠流量、流速和降解系数的数学模型。

对长江干流沿岸各个地段的排污量进行统计，找出了该地区污染源所在地区：长江中游湖北宜昌至湖南岳阳段。

针对问题三，根据各年的的废水排放总量，采用一元线性回归模型找出废水排放量总量与年份之间的关系。

根据附件4污水排放量，对未来十年废水排放总量占长江总流量比例进行预测。

从预测结果中，发现污水百分比呈逐年上升的趋势（从2005年的%.6），由此说明长江污水的处理迫在眉2427.3到2014年的%睫。

针对问题四，依照过去10年的Ⅳ类、Ⅴ类水和Ⅵ类水的统计数据，通过数据拟合构建了一元线性回归模型、预测的未来十年Ⅳ类、Ⅴ类水和Ⅵ水占长江总水量的百分比。

引入流量的概念，得到长江的总流量HS。

从而求出未来十年每年需要处理的污水量为：75．195亿吨。

针对问题五，提出了解决长江水质污染问题从四个方面着手的方案：沿长江工厂的整治，民众意识的唤醒，上游植被的保护，以及法律的硬性要求。

关键词：模糊综合评价法微分方程权重线性回归模型二、问题的提出题目给出长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上7个观测站近一年多的基本数据。

通常认为一个观测站（地区）的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。

长江水质的评价和预测1 问题分析长江未来水质污染的发展趋势，直接影响每年需要处理的污水量，因此我们需要对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析。

水质情况及污染源所在地是我们预测的主要依据，所以首先对水质情况做出综合评价，然后找出污染源所在地。

（1）我们先定义了“水质指数”的概念：每项指标归化后的加和，指数越大，水质越好，反之，水质越差。

通过“水质指数”的大小对长江近两年的水 质情况作出定量的综合评价。

通过统计数据，整理出17个地区近两年多的每项指标的平均值，对每项指标标准化，然后统一归化求和，进而用“水质指数“对长江近两年多的水质情况作出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。

（2）一个地区的水质污染来自于本地区的排污和上游的污水，在寻找污源所在地时，我们只需要根据本地区的污染量就可以确定污染源所在地，所以我们用一个地区的全部污染量减去对应上游的污染量，所得之差即是本地区的污染量。

因为污染量的具体值不容易求解，所以我们用污染物浓度的大小表示污染量的多少。

（3）对长江未来水质污染的发展趋势做预测分析，我们以废水量及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水的百分含量作为预测对象。

而干流、支流上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水的百分含量又有较大差别，所以我们必须分别预测干流及支流上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水的百分含量。

2模型假设（1）对时间赋权重，03年：0.2；04年：0.3；05年：0.5； （2）水环境质量标准的4项指标的权重相等；（3）研究污染源所在地区时，以04年4月到05年4月，即13个月的数据为研究对象；（4）自然净化能力的降解系数为0.2，非自然降解系数为0.8；（单位：/天） （5）一个观测站（地区）的水质污染来自于本地区的排污和上游的污水，而不来自于其他地方；（6）相邻两个站点之间的水流速度均匀； （7）长江干流的自然净化能力近似是均匀的；3 符号说明（1）)(ij a ：不同地区的不同指标值；i=1,2,3…17； 4,3,2,1=j ； （2）l ：相邻两个站点的距离； （3）v ：平均水流速度；（4）),(j i m ：第i 个月第j 个地区的水流量，6...3,2,1,13...3,2,1==j i ； （5）c k ：第k 个指标的浓度（单位：lm g ），1=k 时c k 为高锰酸盐的浓度，2=k 时为氨氮的浓度；（6）)1,(+j i c ：第i 个月由第j 个地区流向第1+j 个地区的污染量； （7）),(1j i c ：第i 个月第j 个地区的全部污染量； （8）),(2j i c ：第i 个月第j 个地区的本地区污染量；4 模型的建立与求解4.1对长江近两年多的水质情况做定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。

长江水质的评价和预测长江是中国的母亲河，也是世界第三大河流。

它承载着近一半的中国人口和许多重要城市的生活用水，扮演着重要的经济、文化和生态功能。

随着工业化和城市化的加速发展，长江的水质面临着严峻的挑战。

本文将对长江水质进行评价和预测，并探讨长江水质改善的路径和措施。

对长江水质进行评价。

长江流域的主要水质问题包括有机污染物、重金属污染、营养盐过剩和化学品污染等。

根据相关数据显示，长江水质整体上呈现出海域污染较重、重金属超标、有机物污染等情况。

上游的水质相对较好，而下游城市的排污负荷极重，导致水质恶劣。

水体的理化指标和生物学指标均明显超标，水体富营养化加剧，水生态系统受到严重影响。

对长江水质进行预测。

随着中国大力推进生态文明建设和水污染防治工作，长江水质有望逐步改善。

政府将进一步加大水污染治理力度，推动工业企业实施清洁生产，严格水质排放标准和口径管理，严厉打击非法排污行为，加强水环境执法检查，健全长江流域水环境警示监测网络，形成源头控制、终端治理和严格监管相结合的长江水质保护体系。

推进生态修复。

长江流域水土保持、生态修复和环境治理成为当前重点工程，全力推进湿地保护及生态修复项目，加强污染物治理处理、水功能区和水源保护区规划建设，实施“河长制”，推动城乡水系修复，努力提高水生态系统的稳固性和承载力。

加强水资源管理。

长江流域生态环境综合治理规划和水资源保护规划正在编制实施，以最严格的岸线保护制度和河流管理制度为保障，大力开展江河整治工程，做好水资源核查和监管。

加强工农业和生活用水的减排治理，严格控制污染物排放总量，坚持水资源高效利用和节约用水。

加强科技支撑。

利用大数据、人工智能、信息技术、遥感技术和高端装备技术来加强长江水质监测、评估和预警，提高水污染防治技术水平。

加强长江流域环境保护科研，强化污染物溯源和追踪技术研究，提出切实可行的长江水质综合治理方案。

长江水质的改善需要政府、企业和社会各界的共同努力。

长江水质的评价和预测长江是中国最长的河流，也是世界上第三长的河流。

长江流域的水质评价和预测是一个重要的环境问题，关系到人们的生活水源和生态环境的保护。

下面将从水质评价和预测两个方面进行分析。

水质评价：长江流域的水质评价主要通过监测水体中的各项指标来进行。

常见的指标有溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、铜、锌等。

这些指标可以反映水体的富营养化程度、水中有机污染物的含量以及重金属污染情况等。

通过采集水样，并进行实验室分析，可以得到水体中各项指标的浓度。

将这些浓度值与相关的水质标准进行对比，就可以评价出长江水质的好坏。

还可以通过长期的监测数据统计，得出长江水质的长期变化趋势。

水质预测：水质预测是指预测未来一段时间内水质的变化趋势。

长江流域的水质预测可以采用数学模型来进行。

数学模型是一种用数学方程描述系统行为的模拟工具。

通过收集长江流域的水质数据、天气数据和其他相关因素，可以建立一个数学模型来预测水质的变化趋势。

这个模型可以通过计算机来进行模拟，输出未来一段时间内水质指标的预测结果。

还可以通过对不同场景下的模拟实验，评估不同控制措施对水质的改善效果，从而为水质治理提供决策支持。

长江水质评价和预测的目的是为了保护长江的生态环境和人民的生活水源。

通过及时监测和评估长江的水质状况，可以发现问题并采取相应的措施进行治理。

水质预测可以提前预知水质的变化趋势，为水资源的合理利用和水污染治理提供科学依据。

通过水质评价和预测，可以提高长江流域水环境管理的效率和水质保护的水平。

需要指出的是，长江水质评价和预测是一个复杂的系统工程，需要多学科的合作和综合利用各种技术手段。

只有这样，才能更好地保护长江的水质，确保长江的可持续发展。

长江水质的综合评价与预测摘要文章首先引入水污染指数，对四种主要污染物进行单项评价，并结合17个观测点的地理位置分析支流的污染状况和影响。

应用水污染指数划分各河段的水质等级，计算出4种污染评价因子的超标率，进而对长江近两年多的水质情况做出定量的评价。

然后将干流以观测点为节点分为几个河段，利用质量守恒定律和溶液的混合规律求出各个河段的排污浓度，并用其大小确定高锰酸盐和氨氮污染源主要分布在湖北宜昌南津关至湖南岳阳城陵矶的河段内。

接着采用“学习－预测－再学习－再预测”的人工神经网络非线性时间序列模型对未来10年长江水质分类、废水排放量进行预测。

结果表明，长江河段水质质量呈逐年下降趋势，第Ⅰ类、Ⅱ类水所占百分比明显下降，在预测的时间段内第Ⅳ类、Ⅴ类两类水所占的比例超过40%，尤其是劣Ⅴ类水基本超过10%。

废水排放总量则按每年约6%~7%的速度递增。

继而根据附件所给数据分析总污水排放量与总流量及各种水质河长百分比间的关系，建立污水排放总量和各种水质流量的线性回归模型，求出各种水质的污水排放量。

再以第Ⅳ类、Ⅴ类水所占比例不超过20%为约束条件，污水净化成本最小为目标建立优化模型，解出未来10年污水处理量：最后，根据可持续发展的原则建立沿江经济与长江水资源相互作用的Logistic模型，分析了长江污染对沿江经济发展的相互关系，给出了合理的污水治理费用的计算方法。

关键字：长江污染；污染指数；神经网络；线性回归模型一、问题重述长江是中国第一、世界第三大河流，长江流域横跨我国华东、华中、西南三大经济区，地理位置优越，拥有丰沛的水量，对于解决我国水资源短缺的基本矛盾，支撑、保障、促进我国经济社会全面发展具有不可替代的重要地位。

但是，近年来，随着人口的增长，工农业生产和城镇建设的迅速发展，长江流域废污水排放量呈逐年增加之势。

调查统计表明，1998年全流域的污水排放量为189亿t，2001年上升至220亿t；流域内3万多km评价河长中，1998年超标河长达19%，2000年上升到26%，2001年为26.3%，流域省界断面水质超标率也呈上升趋势，严重影响到长江总体水质，影响到沿江人民的生活质量，影响到经济社会现代化进程。