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银川湖城污染的心得体会.docx


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银川湖城污染的心得体会篇一:湖水污染问题数学建模 09数控技术1班张宇095305140湖水污染问题一问题的背景与提出湖泊不仅为人类的生存提供了大量的水资源和生物资源,还提供了丰富的旅游、度假和休闲的精神资源,但湖泊也承受着人们倾倒垃圾,废水、污物等污染的破坏,由于人们缺乏保护生态环境的意思,它们越来越受到工业和生物污水的污染,污染导致生物资源的灭绝,水质变坏,从而给人类带来了灾难。保护生态环境成为人们越来越关心的问题。湖水治理的工作是困难的,因为一般湖水覆盖的面积比较大,周围污染源比较复杂,很难指明所有污染的原因。通常治理水体污染的办法靠水体本身的自净能力来缓解污染,这对河流的污染一般是有效的,但对于被污染的湖水来说是行不通的,如何治理湖水污染,下面通过组建数学模型来进行分析。二模型的假设与符号说明(1)不区分不同污染物所造成的污染,不考虑从不同的渠道流入与流出湖泊之间的影响,因此可以把湖泊看成是一个单流入、单流出的系统; (2)流入湖泊的污染物能以很快的速度与湖水均匀混合,也就是说湖中的污染状况与任何局部水体的湖中的位置无关; (3)由于水体的自净能力很弱,忽略生物学因素在水体自净过程中的作用,污染物流出外不困腐烂、沉积或其他任何手段从湖中消失; (4)不考虑湖水在季节上的差异,湖水的体积保持不变,也就是说假设由降水等原因所引起的流入增量与被蒸发、渗漏所造成的损失量相互抵消; (5)Ik,Sk分别表示k时段的流人流速和流入浓度,Ok,Tk分别表示k时段的流出流速和流出浓度,Vk,Pk分别表示k时段湖水的体积和浓度。三模型的建立与求解由(二)的假设(4)可知Vk=V(常数),则各时段湖中污染物的量为 VPK=VPK+IKSK-OKTK(1) 由于V为常数,故有IK=OK,别外根据(二)的假设(2),流出的污染物应与湖水中污染物有相同的浓度TK=PK。进一步假定从湖中流出的湖水的流速为常数,于是有IK=OK=r。这样得到 VPK+1=VPK+r(SK-PK)(2)令t=V/r,不难理解t给出了排尽湖水所需要的时间或称之为湖水的保留时间,于是有 PK+1=PK+(SK-PK)/t(3) 从式(3)可以看到,当流入浓度SK给定时,湖水污物浓度的变化依赖于湖水的保留时间t,并与t的大小成反比。进一步有湖水污染模型 PK+1=(1-1/t)PK+SK/t(4) 对于模型(4),需要关于输入的信息,SK不同将导致不同的结论, 下面将根据不同的情况进行讨论。情形一:设SK=K(常数),可以认为它大致描述了自畏排放的情况或处理后排放的情况,每时段污染物以其平均值流入湖泊内。如果已知在初始时刻PO,那么模型(4)可以递推的解出为 PK=(1-1/t)(PO-K)+K(5) 从这个结论可以看到(1)当PO>K时,湖水污染物的浓度将逐渐减少;当PO (2)记=PK/K为湖水在K时段的污染水平。=1为标准污染水平;>1时称超标准污染水平,这时湖水污染物的浓度将不断下降; (3)若PO=O,即对于一湖清水,K时段的污染水平(K)=1-(1-1/t)(6) 而对于给定的水平 K(7) 对于一般PO=0,对于给定的水平(8) (4)当K=0,即没有污染物流入,这时湖水将会不断得到净化。要把湖水污染减少到初始污染水平的百分比=PK/PO所需的时间为(9) 情形二:设SK=aKO,0 PK+1=(1-1/t)PK+KOa/t(10) 如果已知在初始时刻PO,那么模型(4)可以递推地解出 PK=(1-1/t)PO+(11) 不难证明PK是k的单调减函数,并且有=O,它表明在污染源逐步得到控制的条件下,湖水的污染状况将会不断得到改善。情形三:考虑情形一和情形二组合的情形。在初期,湖泊属于自由污染阶段,当湖水被污染到一定的水平(水平污染, (1)若在初期的自由污染阶段,有PO=0,SK=K1,则湖水将在时段k1=( (12)求解可以得到它的污染状况为(13)根据情形一分析,如果K2被控制在达标排放,则湖水也将会达标。(2)类似于(1),如果在控制阶段污染程度逐渐降低,采取关停并转的措施,如情形二所示,那么将有(14)求解可以得到它的污染状况为(15)根据情形二的分析,湖水最终会变清。四模型检验现有A,B,C三个湖水,其t分别为,,189(年)。试考虑一旦污染,要想使其污染减少到一定程度所需的时间。解:设污染停止,根据式(9),计算所得见表: 从表中数据可以看出,C湖一旦污染,要想使其污染减少一半,则需要131年,因此,一旦污染,后果不堪设想。五模型的优缺点和改进方向此模型的假设过于简单,忽略了很多因素,要想很好的考察湖水的污染情况,应建立更复杂或微分方程模型。尽管如此,此模型的分析仍值得借鉴。湖水污染的治理是非常困难的,有些机理至今还不清楚,所以很多湖水治理见效甚

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  • 时间2018-11-12
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