长江水质评价试题与数据.docx
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长江水质评价试题与数据
2005高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目
（请先阅读 “对论文格式的统一要求”）
A题:
长江水质的评价和预测
水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资源的保护和治理应是重中之重。
专家们呼吁：
“以人为本，建设文明和谐社会，改善人与自然的环境，减少污染。
”
长江是我国第一、世界第三大河流，长江水质的污染程度日趋严重，已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。
2004年10月，由全国政协与中国发展研究院联合组成“保护长江万里行”考察团，从长江上游宜宾到下游上海，对沿线21个重点城市做了实地考察，揭示了一幅长江污染的真实画面，其污染程度让人触目惊心。
为此，专家们提出“若不及时拯救，长江生态10年内将濒临崩溃”（附件１），并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤（附件2）。
附件3给出了长江沿线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（站点距离、水流量和水流速）。
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。
一般说来，江河自身对污染物都有一定的自然净化能力，即污染物在水环境中通过物理降解、化学降解和生物降解等使水中污染物的浓度降低。
反映江河自然净化能力的指标称为降解系数。
事实上，长江干流的自然净化能力可以认为是近似均匀的，根据检测可知，主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数通常介于0.1~0.5之间，比如可以考虑取0.2 （单位：
1/天）。
附件4是“1995~2004年长江流域水质报告”给出的主要统计数据。
下面的附表是国标（GB3838-2002）给出的《地表水环境质量标准》中4个主要项目标准限值，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为可饮用水。
请你们研究下列问题：
（1）对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。
（2）研究、分析长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区?
（3）假如不采取更有效的治理措施，依照过去10年的主要统计数据，对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析，比如研究未来10年的情况。
（4）根据你的预测分析，如果未来10年内每年都要求长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例控制在20%以内，且没有劣Ⅴ类水,那么每年需要处理多少污水？
（5）你对解决长江水质污染问题有什么切实可行的建议和意见。
附表:
《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中4个主要项目标准限值单位：
mg/L
序
号
分类
标准值
项目
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
劣Ⅴ类
1
溶解氧（DO） ≥
7.5
（或饱和率90%）
6
5
3
2
0
2
高锰酸盐指数（CODMn）≤
2
4
6
10
15
∞
3
氨氮（NH3-N） ≤
0.15
0.5
1.0
1.5
2.0
∞
4
PH值（无量纲）
6---9
附件3:
1长江流域主要城市水质检测报告
发布日期;2003-06
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
1
四川攀枝花
干流
7.6
6.8
0.2
0.1
II
Ⅱ
2
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.63
8.41
2.8
0.34
II
Ⅱ
3
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.07
7.81
5.8
0.55
III
Ⅲ
4
湖南岳阳城陵矶
干流
7.58
6.47
2.9
0.34
II
Ⅱ
5
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
7.34
6.19
1.7
0.13
II
Ⅱ
6
安徽安庆皖河口
干流
7.52
6.54
3.2
0.22
II
Ⅱ
7
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.78
6.9
3.1
0.11
II
Ⅱ
8
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
7.66
4.2
5.8
0.53
IV
Ⅳ
溶解氧
9
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
8.01
7.63
2.4
0.25
II
Ⅱ
10
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.63
4.02
3.6
1.06
IV
Ⅳ
溶解氧、氨氮
11
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
8.63
10.2
1.8
0.1
I
Ⅰ
12
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
7.42
6.45
4.3
0.99
III
Ⅲ
13
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
7.73
6.26
1.4
0.21
II
Ⅲ
14
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
8
6.43
2.4
0.17
II
Ⅱ
15
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
6.64
5.18
1.1
0.92
III
Ⅲ
16
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
7.28
6.87
2.7
0.15
II
Ⅱ
17
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
7.29
6.9
1.6
0.15
II
Ⅱ
发布日期;2003-07
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
18
四川攀枝花龙洞
干流
8.3
8.1
5.6
0.1
III
II
19
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.47
8.54
1.6
0.25
II
II
20
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.73
7.89
5.2
0.22
III
III
21
湖南岳阳城陵矶
干流
7.78
7.57
3.9
0.31
II
II
22
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
7.06
6.25
2.3
0.18
II
II
23
安徽安庆皖河口
干流
7.63
6.73
3
0.28
II
II
24
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.41
6.37
2.5
0.1
II
II
25
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
7.61
4.63
4.5
0.92
IV
IV
溶解氧
26
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
8.09
8.08
8
0.37
IV
II
高锰酸盐指数
27
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.9
4.7
6.4
0.37
IV
IV
高锰酸盐指数、溶解氧
28
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
8.17
9.81
1.9
0.09
I
I
28
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
7.64
6.93
2.6
0.4
II
III
30
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
7.86
6.49
3.3
0.26
II
II
31
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
8
5.38
3.7
0.14
III
II
32
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
6.71
4.85
1
1.01
IV
III
溶解氧
33
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
7.68
6.08
2.6
0.19
II
II
34
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
7.31
4.49
1.6
0.32
IV
II
溶解氧
发布日期;2003-08
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
35
四川攀枝花龙洞
干流
8.24
8.1
0.5
0.15
I
III
36
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.73
8.55
1.8
0.2
II
II
37
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.8
6.65
2.8
0.31
II
III
38
湖南岳阳城陵矶
干流
7.89
7.92
2.6
0.32
II
II
39
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
8.57
6.88
3
0.08
II
II
40
安徽安庆皖河口
干流
7.61
7.07
2
0.32
II
II
41
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.59
6.47
2
0.12
II
II
42
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
7.57
5.49
4.7
1.93
V
IV
氨氮
43
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
7.77
8.67
4
0.34
II
IV
44
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.19
7.16
2.4
0.39
II
IV
45
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
7.72
9.03
2.5
0.07
II
I
46
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
6.29
4.34
2.9
0.92
IV
II
溶解氧
47
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
7.25
8.32
3.7
0.37
II
II
48
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
7.91
5.87
3.6
0.25
III
III
49
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
6.78
5.35
1.7
2.18
劣V
IV
氨氮
50
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
6.7
6.67
3.5
0.16
II
II
51
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
7.09
6.02
3.8
0.19
II
IV
发布日期;2003-09
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
52
四川攀枝花龙洞
干流
8.34
8.8
1.1
0.11
I
I
53
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.63
8.58
1.5
0.24
II
II
54
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.55
10.6
3.6
0.36
II
II
55
湖南岳阳城陵矶
干流
7.93
8.36
3.1
0.3
II
III
56
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
7.6
7.43
2.3
0.14
II
II
57
安徽安庆皖河口
干流
7.67
6.9
5
0.39
III
II
58
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.83
6.61
1.5
0.04
II
II
59
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
8.02
6.32
3.6
1.41
IV
IV
氨氮
60
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
7.96
9.12
2.6
0.27
II
II
61
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.44
7.73
3.4
0.53
III
III
62
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
7.52
7.11
2.2
0.12
II
II
63
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
7.6
6.7
2.5
0.75
III
III
64
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
6.97
8.8
3.5
0.31
II
II
65
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
7.95
6.32
2.5
0.35
II
III
66
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
6.78
4.04
0.77
3.06
劣V
劣V
氨氮
67
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
6.97
7.14
2.8
0.26
II
II
68
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
8.03
5.76
1.1
0.41
III
II
发布日期;2003-10
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
69
四川攀枝花龙洞
干流
8.37
8.6
3.1
0.17
Ⅱ
I
70
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.72
9.02
2.1
0.28
Ⅱ
II
71
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.22
11.9
2.4
0.26
Ⅱ
II
72
湖南岳阳城陵矶
干流
7.91
8.01
6
0.27
Ⅲ
II
73
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
7.41
7.66
3.3
0.13
Ⅱ
II
74
安徽安庆皖河口
干流
7.75
7.65
2.9
0.28
Ⅱ
III
75
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.73
6.89
1.9
0.16
Ⅱ
II
76
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
7.97
5.82
5.7
0.76
Ⅲ
IV
77
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
7.99
10.1
2.6
0.32
Ⅱ
II
78
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.53
7.07
6
0.46
Ⅲ
III
79
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
7.54
8.42
2.1
0.12
Ⅱ
II
80
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
7.62
5.44
2.2
1.12
Ⅳ
III
氨氮
81
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
7.54
9.97
2.8
0.24
Ⅱ
II
82
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
7.94
7.42
2.6
0.44
Ⅱ
II
83
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
7.03
6.2
1.8
6.5
劣Ⅴ
劣V
氨氮
84
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
7
8.76
3.4
0.26
Ⅱ
II
85
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
7.83
8
2.9
0.41
Ⅱ
III
发布日期;2003-11
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
86
四川攀枝花龙洞
干流
8.57
9.1
1.5
0.06
Ⅰ
Ⅱ
87
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.71
9.53
1.2
0.47
Ⅱ
Ⅱ
88
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.46
9
3.2
0.22
Ⅱ
Ⅱ
89
湖南岳阳城陵矶
干流
8
8.59
3.1
0.39
Ⅱ
Ⅲ
90
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
7.32
8.64
2.6
0.2
Ⅱ
Ⅱ
91
安徽安庆皖河口
干流
7.74
7.85
2.4
0.22
Ⅱ
Ⅱ
92
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.89
8.41
2.4
0.28
Ⅱ
Ⅱ
93
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
8.15
4.84
8.6
0.87
Ⅳ
Ⅲ
溶解氧、高锰酸盐指数
94
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
7.77
10.3
2.9
0.85
Ⅲ
Ⅱ
95
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.34
6.31
1.3
0.59
Ⅲ
Ⅲ
96
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
7.3
8.74
2.3
0.1
Ⅱ
Ⅱ
97
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
7.62
7.37
1.8
1.48
Ⅳ
Ⅳ
氨氮
98
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
7.18
8.13
3.6
0.48
Ⅱ
Ⅱ
99
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
7.91
8.61
4.7
0.24
Ⅲ
Ⅱ
100
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
7.57
9.23
3
12.9
劣Ⅴ
劣Ⅴ
氨氮
101
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
8.1
8.92
5.5
0.52
Ⅲ
Ⅱ
102
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
7.93
9.77
1.8
0.38
Ⅱ
Ⅱ
发布日期;2003-12
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
103
四川攀枝花龙洞
干流
8.43
9.39
2.5
0.07
Ⅱ
Ⅰ
104
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.79
10.4
1.1
0.42
Ⅱ
Ⅱ
105
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.96
9.63
1.8
0.2
Ⅱ
Ⅱ
106
湖南岳阳城陵矶
干流
7.88
8.34
5
0.32
Ⅲ
Ⅱ
107
江西九江河西水厂
干流（鄂-赣省界）
7.18
8.6
2.4
0.19
Ⅱ
Ⅱ
108
安徽安庆皖河口
干流
7.7
8.67
2.6
0.33
Ⅱ
Ⅱ
109
江苏南京林山
干流（皖-苏省界）
7.9
8.95
2.7
0.26
Ⅱ
Ⅱ
110
四川乐山岷江大桥
岷江（与大渡河汇合前）
7.93
6.41
8.7
1.33
Ⅳ
Ⅳ
高锰酸盐指数、氨氮
111
四川宜宾凉姜沟
岷江（入长江前）
7.46
10.6
3.2
1.66
Ⅴ
Ⅲ
氨氮
112
四川泸州沱江二桥
沱江（入长江前）
7.3
3.8
3.4
1.37
Ⅳ
Ⅲ
溶解氧、氨氮
113
湖北丹江口胡家岭
丹江口水库（库体）
6.91
10.2
2.1
0.13
Ⅱ
Ⅱ
114
湖南长沙新港
湘江（洞庭湖入口）
7.09
7.15
1.8
1.39
Ⅳ
Ⅳ
氨氮
115
湖南岳阳岳阳楼
洞庭湖出口
6.79
8.35
4.3
0.29
Ⅲ
Ⅱ
116
湖北武汉宗关
汉江（入长江前）
7.92
9.87
3.2
0.23
Ⅱ
Ⅲ
117
江西南昌滁槎
赣江（鄱阳湖入口）
7.58
7.77
2.6
14
劣Ⅴ
劣Ⅴ
氨氮
118
江西九江蛤蟆石
鄱阳湖出口
7.8
10.1
5.3
0.67
Ⅲ
Ⅲ
119
江苏扬州三江营
夹江（南水北调取水口）
8.03
11.2
2
0.36
Ⅱ
Ⅱ
发布日期;2004-01
序号
点位名称
断面情况
主要监测项目（单位:
mg/L）
水质类别
主要污染指标
pH*
DO
CODMn
NH3-N
本月
上月
120
四川攀枝花龙洞
干流
8.21
9.47
2
0.42
Ⅱ
Ⅱ
121
重庆朱沱
干流（川-渝省界）
7.74
10.2
1.2
0.49
Ⅱ
Ⅱ
122
湖北宜昌南津关
干流（三峡水库出口）
7.9
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