五一联赛数学建模污染扩散

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1、2015年第十二届五一数学建模联赛承诺书我们仔细阅读了五一数学建模联赛的竞赛规则。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与本队以外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其它公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们愿意承担由此引起的一切后果。我

2、们授权五一数学建模联赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。我们参赛选择的题号为（从A/B/C中选择一项填写）：B我们的参赛报名号为：参赛组别（研究生或本科或专科）：本科生所属学校（请填写完整的全名）参赛队员(打印并签名)：1.2.3.日期：2015年5月3日获奖证书邮寄地址：邮政编码4100752015年第十二届五一数学建模联赛编号专用页竞赛评阅编号（由竞赛评委会评阅前进行编号）：评阅记录评阅人评分备注裁剪线裁剪线裁剪线竞赛评阅

3、编号（由竞赛评委会评阅前进行编号）：参赛队伍的参赛号码：（请各参赛队提前填写好）：10342015年第十二届五一数学建模联赛题目污染扩散下的区域空气质量评价摘要本文主要可分为两部分，一是建立适合于京津冀区域的空气质量评价体系，二是对现实中主要的两种主要污染源的扩散模型、影响区域等进行分析。问题一是探讨如何建立合理的空气质量评价模型，首先我们对影响大气质量的主要因素进行分析，然后对比了国标和美标的的API空气质量评价体系。以线性化隶属度函数U构造模糊评价，然后构造6种污染物的权值函数wi，并利用内梅罗方法

4、进行修正。根据污染指数仍将京津冀的质量等级分为6级。针对问题二，首先查找了京津冀地区各污染物总的排放量；然后分析污染排放源中工业、交通排放、区域传输的比例。北京的主要污染源为交通排放、区域传输等原因与自身的经济发展水平、工业外迁等有关。污染参数主要有浓度、面积、速率等。而污染源的性质包括源强、源高、源内温度、排气速率等。污染源种类包含还原型、氧化型、石油型等。针对问题三，首先建立单污染源高斯烟羽扩散模型，构造周期性源强Q(t)，并分解为独立的周期性源强Q1t与Q2t。污染物浓度C是污染源Q的扩散和污染D

5、的叠加。首先只考虑1T的污染物浓度的变化，然后按衰减速度将5T内的污染物视为区域总污染物。最后计算出区域内3个时间点的污染物的浓度分布并用MATLAB画出三维图。将研究区域进行10×10网格化，空气等级优良和危险区域的比重为75.3%和1.67%。对模型的在不同气象条件因素下的空气质量等级的变化进行分析，在降雨衰减后两个等级的比重为91.3%和0.33%。问题四中我们首先建立由多污染源构成的线、面污染扩散模型，然后把汽车排放多污染源等效为线污染源后对扩散进行计算仿真。首先查找环路交通流中不同汽车类型的比

6、重，然后根据MOBILE5计算出了不同车型的污染排放因子。最后对单双号限行下的交通线污染模型的扩散计算分析。利用CALINE4模型求出了单双号限行前后3个地点的不同污染等级的变化。空气质量等级1/3为适中，其余2/3为对敏感人群有影响。最后我们根据模型和求解结果，针对污染产生、扩散、治理等问题给有关环保部门编写了建议信。关键字：模糊综合评价、高斯烟羽扩散、分解源强、等效线源扩散、CALINE4模1.问题重述随着我国GDP持续快速增长，生态平衡和自然环境受到了一定的破坏，空气污染的弊病日益突出，特别是日益

7、加重的雾霾天气已经干扰到社会的出行秩序和生活质量。国家已经把能源环境问题上升到国家安全级别，经济发展转型、节能减排、能源利用新途径和发展新能源等方面的问题亟待解决。不同的环境评价指标体系是随着经济发展和社会污染物变化而需做出必要调整的，不同区域也有不同的污染特性，京津冀地区作为我国工业，政治经济的中心，需要对京津冀地区的污染排放和扩散进行研究。一般认为影响空气质量的主要因素有PM2.5、PM10、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、硫化氢、碳氢化合物和烟尘等，以京津冀地区为研究对象解决以下问题：（1）参

8、考现有国标和美标，建立衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。（2）查找数据并列出京津冀地区主要污染源及其污染参数，分析影响空气质量的主要污染源的性质和种类。（3）建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。（4）建立多污染源空气污染扩散模型，并以汽车尾气污染源为例求解分析北京在试行单双号限行后二环、四环、六环路在早上8点、中午12点、晚上9点时空气污染浓度梯度变化及空气质量等级。（5）根据模型和求解结果，分析总结影响空气