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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”）AAAA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4444个主要项目标准限值单位：mg/Lmg/Lmg/Lmg/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%）653202高锰酸盐指数(CODMn)≤2461015∞3氨氮（NH3-N）≤0.150.51.01.52.0∞4PH值（无量纲）6---9（注：附件１~4位于压缩文件A2005Data.rar中,可从下载）附件1111：专家称若不及时拯救,,,,长江生态10101010年内将濒临崩溃2004-11-1300:36:55来源:南方网新闻中心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，10月10日从长江上游宜宾出发，历时12天抵达上海，赴21个城市实地调研，揭示了一幅长江污染的真实画面。这次活动的发起、策划与全程见证者，中国发展研究院执行院长章琦教授，在接受《新民周刊》记者专访中称：长江已陷入深度危机，若不及时拯救，10年之内，长江水系生态将濒临崩溃。《新民周刊》：您在发起“保护长江万里行”活动的时候，很多朋友包括您的助手都极力反对：这类活动显然属于国家牵头来抓的公益型事业，而中国发展研究院是一家不拿国家一分钱的民间机构。是什么触动了您去“招惹”这件麻烦？章琦：去年4月，我带领专家组去江苏某市论证一个项目。那个时候正是刀鱼旺季，我记得3年前我去时还挺多的。然而渔民在江里忙碌一天，只打了5斤刀鱼，一斤刀鱼1000块钱还买不着渔民告诉我说：长江水变坏了。10月份我再去时，市领导不无豪情地向我介绍沿江开发的情况，那真是大规模、大气魄。我问招商引资来的都是什么企业，结果让我非常吃惊，全是钢铁厂、化工厂、造纸厂、造船厂、拆船厂这样的重污染企业，沿几十公里长的江岸一字排开。一个地方官员满不在乎地对我讲：用长江水道运输成本低、排污方便。我问：“排污究竟怎么排？”他说：“直排啊。”我倒吸一口凉气：“那么多污水直排长江怎么得了？”他说：“没事，长江的水大，一冲就进东海了。”我又看了当地一些在全国赫赫有名的大企业，发现绝大多数企业的老总都是拼命赚钱，问长江要GDP，没有几个有环保意识。工厂边的小河全变臭了。在一条被严重污染成黑色的小河边，我看到有农民在那里钓鱼。脏水里面都是剧毒物质，鱼闻起来有很重的腐臭味道，怎么能吃呢！可当地的老百姓说了：管它呢，吃了没事，我常吃。那些企业家也很可悲，我看到他们在阳台和花园里种花、植树、栽草，别墅紧挨着“毒水沟”，空气中弥漫着刺鼻气味。他们与我想象中完全不一样，不仅环保意识淡漠，甚至连最基本的自我保健都不懂。在他们眼中，我们提出的污染治理话题实在是奇谈怪论。他们把我当外星人看，最可怕的是这种无意识。那个城市并不闭塞，经济很发达，但依然没有环保意识，从上到下只知道抓GDP，这让人不得不警觉。《新民周刊》：如果长江边每个城市都是如此，长江就彻底完了。章琦：是这样，如果整个沿江企业一字排开都直排污水，中下游的居民还喝什么！当时我们中国发展研究院就决定邀请一些专家，对长江进行全面调研。一调查果然吓一跳：整个长江已经面临深度危机。但是这件事并没引起足够的重视，在有些地方，问题的严重性甚至还被有意掩盖了。我看到的是，长江现在好像患了早期癌症，如果我们不及时治理，很快就会发展成晚期癌症。难道要等到它重蹈黄河、淮河覆辙才公之于众吗？那就晚了。作为世界第三大河流的长江，面临着前所未有的六大危机：森林覆盖率严重下降，泥沙含量增加，生态环境急剧恶化；枯水期不断提前，长江断流日益逼近；水质严重恶化，危及沿江许多城市的饮用水，癌症肆虐沿江城乡；物种受到威胁，珍稀水生物日益灭绝；固体废物污染严重，威胁水闸与电厂；湿地面积日益缩减，水的天然自洁功能日益丧失。4月28日，我在联合国可持续发展会议分会场上就长江问题做了一个演讲。时间只有5分钟，我连事先准备的讲稿都用不上，只能临场发挥。听完之后联合国官员震惊了，他们给我发了一个奖：全球生态与环境杰出贡献奖。我想起艾丰80年代策划的“中国质量万里行”，引起了很大反响，我们也可以策划一个“保护长江万里行”，唤起民众、尤其是沿江城市的民众的关注。民间机构的力量有限，也没有多少人会理睬你。于是我提议由全国政协来主办。《新民周刊》：您曾说“保护长江万里行”就是要“行万里路，听万里言，立万字书”。从第一站宜宾出发，您一路看到听到的，哪些事情最触目惊心？章琦：我从小在长江边上长大，小时候的长江水那么清，很多人在里面游泳，但现在长江的上游是“一江黄水向东流”。嘉陵江的水还有点蓝，长江的水就是蜡黄蜡黄的，像黄河一样，含有大量泥沙。在重庆市，两江交汇的地方形成泾渭分明的一道奇景：一蓝一黄，分界线特别明显。我问了重庆人，他们说3年以前，脚伸进长江水里还清晰可见，如今根本看不清，这说明长江上游的水土流失越来越严重。第二个让我们触目惊心的是长江变成了随意堆放、倾倒垃圾的“垃圾河”。目前三峡库区生活垃圾堆存总量达到了380万吨，工业固体废物堆存已超过3000万吨，每到汛期，大量垃圾随暴雨、洪水沿江而下，形成“白色污染”。坐船进入三峡后，垃圾带白茫茫一片覆盖整个江面，生活与工业垃圾、油类液体、死牛、死羊都有。这些漂浮物阻塞在大坝前面，最高能达4米，严重影响了大坝发电。《新民周刊》：中下游的问题是否又有所变化？章琦：长江从中游开始“一江浊水向东流”。一开始还是小型炼焦、炼矿企业，从湖北到江西、安徽、江苏……大型钢铁、造船、拆船等重污染企业沿江密布。最可怕的问题是工业污水与生活污水直排。长江沿岸的污水处理场竟然有很大的数量是“聋子的耳朵”，在一些地方，企业交点钱给环保局就获许直排污水。水利部门的最新资料显示，长江流域目前废污水年排放量达256亿吨，已超过上个世纪80年代的一倍以上，这些废污水80%以上未经处理直接排往长江。《新民周刊》：既然污染这么严重，目前的长江为什么没有变得像黄河、淮河一样？章琦：长江水量目前还比较大，掩盖了问题的严重性。长江污染的情况远远超过了人们的想象。用肉眼看，好像中下游的水还只是浑浊而已，但是自洁能力差的支流已经呈现出“五颜六色”。两岸农田过量喷洒的农药被雨水冲刷到河里，导致河水富营养化，蓝藻疯长，那是绿色。还有化工厂的红水、造纸厂的黑水，百米外都会闻到恶心的气味。这些河水最后都流进了长江，重金属含量非常高，喝了这些水会致癌，所以长江两岸有些地方已经成为癌症高发区。由于污染严重，长江岸边形成了许多污染带，在干流21个城市中，重庆、岳阳、武汉、南京、镇江、上海六大城市累计污染带长度占长江干流污染带总长的73%。10年之后见分晓。我把话撂到这里：如果我们现在不抓紧治理长江污染，10年之后长江生态将全面恶化。我是有依据的：长江源头的雪山融化，泥土大量流失带来了沙漠化，长江的水量日益减少，自洁功能越来越差。如果有一天遇到大旱，长江真的要变成臭水沟了。现在长江沿江的城市都已经把取水口延长到江中心了，虽然那里的水实际也不符合饮用标准。再过几年，如果连江中心的水都污染了，我不知道该怎么办。《新民周刊》：您觉得导致长江污染日趋严重的原因是什么？章琦：我们的污水处理率有很大部分是纸上谈兵。大部分污水处理设备从国外买来时就是落后技术，这样的设备处理出来的污水根本无法达标。此外，企业直排污水几乎不需要什么成本，它们当然选择直排。我们到了重庆某市一家农药厂，同去的国家环保总局司长亲自去检查，发现它们的报表造假严重，产生的污水实际处理不了。有的工厂更缺德，它的污水处理出水有上下两根管道，上面那根是领导参观时的装饰品，真正的排污管在下面。另外一个原因我认为是腐败。某市有个污水处理厂花了几个亿，表面上看起来很漂亮，但实际上是“万国牌”设备拼凑在一起，根本不能正常运行。为什么会出现这种情况？化公为私，拿回扣，或者平衡各方面关系啊。从你的关系买一点，从我的关系买一点，出了问题就把责任推给环保成本太高，国家给的钱不够。《新民周刊》：对污染排放超标企业最多处罚10万的力度是否过低？章琦：我听到这样一个案例：有个工厂污染排放超标，环保局为了处罚它必须取样、化验……一系列取证工作就花了50万。投入如此巨大，罚款却寥寥无几，环保局哪里来积极性？排污企业窃喜：有本事你就罚我！《新民周刊》：在“万里行”中，有没有让您特别感动的事情？章琦：我们时间安排得特别紧，12天行程万里，乘船坐车、跋山涉水，走了21个城市，这些城市不是路过，每个都要看污水处理厂、听汇报。有时候晚上12点钟才能睡觉，清早6点钟就要起来了，连续作战。但带队的全国政协人口资源环境委员会主任陈邦柱，70岁高龄了还带头跑在前面，走到哪里都一定要闻闻水的气味怎么样。考察团走到南京时，有位90岁的老同志坐着轮椅来签名，他说：我此生的愿望就是保护长江。我没有别的能力了，我只能签上我的名字。10月22日，“保护长江万里行”在终点站上海召开研讨会，全国政协副主席李贵鲜说：“你们一路辛苦了，你们做了一件功在千秋的好事，我要向你们三鞠躬。”这位老同志站起来向全体考察团成员深深地鞠了三个躬，在场的人惊讶得鸦雀无声，继而爆发出热烈的掌声，当时感动得我几乎快要流泪了。《新民周刊》：整个活动策划中您感到困难的事情是什么？章琦：筹钱。活动开始之前，我们专门成立了一个筹资处，工作人员当时决心很大：保证筹到50万启动资金，结果一分钱没筹到。我后来亲自出马花了两个月时间才解决这个大难题。仅谈谈保护长江大家都觉得重要，真要拿钱都没人出声了。我到了江苏江阴一家很大的企业，它是靠着长江发财的，去年产值100亿，今年的产值要达到200亿，平时掏大笔的钱打高尔夫