图4
图5
由图像3,4比较可知，与实际相吻合。
由于过去10年内干流每年的总流量变化不大，可以求出其均值，根据预测出的未来10年内干流每年的排污度，进而预测出未来10年每年的排污量度为：
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表16
年数 排污度 排污量 2005 0.0366 348.9772 2006 0.0395 376.6284 2007 0.0426 406.1866 2008 0.0459 437.65 2009 0.0494 471.02 2010 0.0537 512.03 2011 0.057 543.49 2012 0.0611 582.58 2013 0.0654 623.58 2014 0.0699 666.49
设干流中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的百分比之和为y1；Ⅳ、Ⅴ百分比之和为y2；Ⅵ的百分比之和为y3，进行目标规划：
目标函数：在未来10年内所处理的污水总量最小。 约束条件： 未来10年每年长江干流Ⅳ类水和Ⅴ类水的高锰酸盐和氨氮分别控制
在20%之内；污水处理后原劣Ⅴ类水的高锰酸盐和氨氮的标准控制在Ⅴ类水标准之内；
Li,4?10?Li,5?15?(W?X)??20%?Wii?i6??Li,j?aj?j?1?L?1.5?Li,5?2?(W?X)?i,4?20%?Wiii6??Li,j?bj?j?1??Li,6?20Li,6?Mi?6?15 S.T.?(Wi?Xi)?6??Li,j?aj?Li,j?j?1j?1?Li,6?(W?X)?Li,6?2.5M??2.0ii66?i?Li,j?bj?Li,j?j?1j?1??X?0 (i?1,2,?10)i????0.8?y1?1??0?y2?0.2st.?
y?03??y?y?02?1Wi为第i年其中Xi为第i年处理的污水量，Lij为各类指标的含量(其中j=1,2,,,6)，
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排污量
aj第bjj类CODMn的含量；
为第j类NH3-N的含量； 为第i年各类值的比重。
从前10年内中干流的百分比值中容易得到1999年时y2与 y3和为20%，此
Mi时得到的排污量为207,我们可以假定，排污量207为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的百分比之和等于80%一个标准，我们可以借用此标准，代入其他参数得出每年的处理量：
每年的处理量=每年的排污量 —每年最大承受量
上式中的每年的最大承受量可以用207来代替。从而得到未来10年内干流每年的处理量为
表17
年份 排污量 最大承受量 每年处理量 2005 348.9772 207 141.9772 2006 376.6284 207 169.6284 2007 406.1866 231 175.1866 2008 437.65 257 180.65 2009 471.02 285 186.02 2010 512.03 320 192.03 2011 543.49 346 197.49 2012 582.58 379 203.58 2013 623.58 416 207.58 2014 666.49 452 214.49
四 模型评价与改进
1、模糊综合评价模型的评价与改进
模糊综合评价模型考虑到环境的灰色性，是一种“加权平均型”的综合评价方法，具有信息利用率高、精度高的优点。但当污染物浓度分布过于离散时，由于隶属函数饮食的污染范围窄，就有可能导致评价错误。故我们在原有的模糊模型上加以改进，以等斜率方式构造隶属函数，能拓宽隶属函数的污染范围，并用修正系数代替了模糊数学中的权重，并对隶属函数进行修正，可权保证在分级标准值处相邻两级隶属函数相同，避免了边界值附近的误判现象，使评价结果更为合理，提高其分辨率。而且还能排出多个评价对象污染程度的高低顺序。 （1）隶属函数的建立
等斜率隶属函数有三种基本图形如下：
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图 6
各类隶属函数的表达式为： 级别J=1时
0?yi?xin?1?(y?y)?in fi1(yi)??xini （1）
?0yi?yin?级别J=2，3，…..,n-1时
1?0?yi?xij?x(yi?xij)in?xij?yi?xij?xin?1(yi?xin)?1 fij(yi)??? （2） ?xin0?xij?xin?yi??级别J=n时
0?yi?xin?1(y?x)?1?in fi1(yi)??xini （3）
?0yi?xin? 其中yi为第i个污染物的实测值；xij为第i个污染物关于第j个污染物级别隶属函数的阈值；fij为第i个污染物关于第j个污染物级别隶属函数值； 阈值xij的确定方法如下：
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j?1?0?Sij?Sj(j?1) xij?? （4）
2??2Sj(j?1)?xi(j?1)j?n式中Sij为第I个污染物第j个级别的标准值。
（2）正系数的确定
等斜率法可以保证在分级标准值处，相邻两级隶属函数值相同。并且各污染级别均以级别Ⅰ为基准进行修正，修正系数计算公式如下：
j?11??aij??xin?Sij （5）
?xin?Sj(j?1)j?1,2,3,..n.?（3）聚类系数的确定
聚类系数是通过隶属函数的生成而得到，它反映了各评价对对象与各污染级别之间的亲疏关系。聚类系数数的计算公式如下：
?j?(a?mi?11mij?fij(xi1))
（6）
式中?j为评价对象关于级别j的聚类数；
m污染指标数，按题意，m=6
（4）按最大原则确定评价对象属于何类
对某一评价对象而言，聚类系数最大者所对应的污染级别，即为该对象的最终污染评价级别。并且，各对象关于级别I的聚类系数大小，也反映了它们环境质量的高低顺序，即系数越大，污染越轻。
[j] （7） ?*j?max?即评价对象所属污染级别。代入问题一中的数据，即可得出问题一的解。
此法为对水质综合分析模型的改进。
2、模型三的改进
我们对附录表格的数据重新组织，分为18个子表格，这18个子表格体系如下： 沽水期 丰水期 水文年 全流域 干流 支流 全流域 干流 支流 全流域 干流 支流 L P L P L P L P L P L P L P L P L P L－Long是长度数据，P－Percent是百分比数据。 每一个L或P设表格式见附件[1]：
我们以沽水期全流域的L表为例，采用AR(2)算法进行预测：
Lt??lt1,lt2?lt7?表示第t年河长与污染河段长度的实测数据向量，其中lt1表
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