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摘 要:
! p1 x, \0 |; O! x1 APM2.5 是空气质量指数AQI 中的重要监测指标,是产生灰霾的主要因素,对人类3 Y' g7 F' k. b( x! w( y5 Q0 B7 e
健康危害极大。由于PM2.5 进入公众视线的时间还很短,与它相关的统计数据比较缺5 H0 e/ O1 X% s7 l
乏,从而限制了对其客观规律的了解。对此,本文着重进行了以下几个方面的工作:
- ~2 n* s& g3 w0 l0 z" l/ `$ D1 t一、PM2.5 的相关因素分析。结合附件1 中的数据,利用Pearson 相关分析法计
: X4 {8 P3 a8 v {算AQI 中PM2.5、SO2、NO2、PM10、CO 以及O3 等6 个监测分指标的指标值及其污
2 ]- u$ [4 G$ z7 K8 i$ P) [染物含量相互间的相关系数,定量地分析了6 个指标之间相关性的强弱,发现PM2.5
5 w( {& D5 G( I" b6 l; I' |; W5 [7 L与SO2、NO2、PM10、CO 具有很强的正相关性,而与O3 呈较弱负相关。在此基础上,
+ j' C# I- h3 _建立了PM2.5(含量)与其它5 个分指标及其对应污染物(含量)的多元线性回归模
# m" c3 B# K# i1 w% b型,并利用附件中的数据对回归模型的合理性进行了验证。7 `2 u, R$ ]4 b& T k& G1 g; j( d
二、PM2.5 的分布与演变及应急处理。利用附件2 中SO2、NO2、PM10、PM2.5
2 ]5 n, x, p, | {3 t的2013 年数据建立了PM2.5 的3 元线性回归模型,利用回归方程拟合2010 年 ~ 2012
: ?0 s6 a, I; r. P* h6 D; r年间缺失的PM2.5 数据,并以此绘制2010 年 ~ 2013 年间西安市13 个区域对应的1 Z9 g9 Q. w6 S- z2 u* b3 D
PM2.5 拟合值曲线,对不同区域和时间段的分布情况进行分析,发现PM2.5 具有季节: E9 O! T5 h% T. j
性、区域性的分布特点。同时,计算附件2 中各区域2010 年 ~ 2013 年间每个季节空8 y; s3 o/ u- C7 D
气质量指数的平均值,取其相应的污染等级对各区域做出了污染评估。
0 L! q4 |3 Q* d* ~, G% K; M: _在合理假设的前提下,根据扩散理论建立了简化的PM2.5 连续点源扩散模型,定
/ q" T) Q: U& O( g8 H4 f: q1 { e量地分析了PM2.5 与风力之间的相关性,并利用附件2 中的数据对PM2.5 与湿度之
& j6 p4 A1 v0 w8 r0 C7 q间的相关性进行了定性分析;再提取附件2 中的两组数据分别建立其PM2.5 扩散模型,. q, c& A3 f0 }! L, G9 f6 f
绘制其正下风向的扩散分布图,从而对PM2.5 扩散模型进行了定量与定性分析。. i, z3 U, l& H
当污染源的PM2.5 浓度值急剧升高时(作为新污染源),周边区域的PM2.5 浓度
% C x# n1 H( d1 t1 z; n h, e' {在短时间内不会发生突变,继而建立新污染源的短暂连续点源扩散模型,并提出了污
, Z& \9 t8 d1 L5 c染扩散预测与评估方法:对污染源下风向x 处的区域,分析在t 时刻该处的PM2.5 浓2 r! v8 E( W5 {# S. V, C, H, P O
度是受新污染源影响还是受初始污染源影响,再利用相应的污染源扩散方程预测该处
: |: q7 T/ ^5 r- q n, b" f9 c4 J- 2 -
4 f' z: G- j$ k, W% k& @的PM2.5 浓度,并换算其对应的空气质量指数,继而做出污染评估。进一步,结合附
+ F4 e6 s1 O+ }, Q件2 中的数据,利用该扩散模型进行预测评估,通过统计下风向不同区域的污染等级,; T2 T9 r. L1 X8 w. j3 z7 k
给出了重度污染和可能安全区域。: s. G9 {! r w* X* X5 h5 E
为分析文中扩散模型的合理性,在附件2 中选用小寨、纺织城、兴庆小区、市人2 I: d1 T" E( L9 Z
民体育场等4 个监测点数据进行比对分析:利用后三个监测点建立PM2.5 扩散模型,, }9 F) N+ R" Q8 ^; D W `4 }
并对小寨的PM2.5 浓度值进行估计,将该值与真实测量值进行比较,继而分析扩散模
' M( Z. h$ f! H3 d+ ^/ A4 x0 q型的合理性。同时,结合已有的研究成果,对PM2.5 的成因、演变等一般性规律进行
1 q8 K! i1 l0 t8 N$ @" x" e) X了探索。
4 ?# \3 d/ J# c! H& O5 {5 N' Q三、空气质量的控制管理。在分析PM2.5 的污染成因后,总体上依据“先源头、' w5 y5 ~% F- z' J6 Y. L
后时段”两次分配的思路,确定阶段治污目标并制定相应的治污方案。在分析附件1
2 a. b K7 A) f6 N所在地区PM2.5 的主要来源类别及其贡献率的基础上,按照“源头治理,贡献率越大,
+ R9 n V% r. A! j. A要求完成的治理指标越高”的基本原则,按比例分配给PM2.5 主要来源不同的治理指
- D& z& G1 D/ @1 p6 U) d7 |) h2 G0 L标。针对不同的PM2.5 来源,根据其治理措施的有效性、周期性等特点,分别设计每
( P6 I9 _5 \, l" M1 `年的治理指标,继而确定该区域5 年内的污染治理计划,并给出了每年的全年年终平
h3 b# J* ? L6 j8 d均治理指标。+ {, x G+ T3 Q v2 h4 C# N: b
采用综合治理、专项治理相结合制定治污方案的思路,将PM2.5 治理指标按比例- f4 i- Q& L4 m0 Q. J- K' H8 z
P 分配给该两种治污方式来完成,继而得到每年投入经费与5 年投入总经费的数学表4 E& l- }$ X+ q) v
达式;在完成预订治理目标的前提下,以总经费尽可能低、每年投入经费适度均衡为" G7 P3 j% h$ V
优化目标,建立优化模型对专项治理计划进行优化,给出了五年投入总经费和逐年经4 E d6 i6 Q- u
费投入的预算,并对专项治理方案的合理性进行了说明。
: C, z7 x; _6 r/ C6 c" ~/ Q最后,我们分析了本文工作的优缺点,并提出了改进方向。
. q. y' E+ f- o( g* @* I5 e( z关键词:PM2.5、空气质量指数、污染等级、相关分析、多元线性回归、连续点源
8 O3 o: ` `! d) Z) I) M; o3 p$ d扩散模型、专项治理" S. R6 s+ D. l2 d) |' E
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