首先運用對比研究法對巢湖水質近幾年的相關資料進行綜合，找出了巢湖的主要汙染源的**及其發展趨勢。從而分析巢湖及其環湖河流的保護現狀，並進一步分析巢湖整體水體環境的發展趨勢及其保護措施。通過對比研究得到如下結果：
目前巢湖水環境保護形勢嚴峻，九大環湖河流中有四個依然處於重汙染狀態，這是對巢湖水環境的重大威脅。對十九個水環境監測斷面中的監測結果顯示，i---iii類可飲用水占得百分比平均為30%，雖然近六個月有微弱的上公升趨勢，但這是對我市可飲用水資源的潛在威脅，因此我們認為巢湖目前的水環境保護力度不夠，需進一步採取措施，對未來巢湖的淡水資源作進一步的保護，為我市及我省的淡水飲用資源提供有力保障。
然後分析2023年前六個月巢湖各條環湖河流的水質狀況，採用指數平滑法對巢湖未來六個月的水質汙染情況進行**。該方法假定未來**值與過去已知資料存在一定關係：近期資料對**值的影響較大，遠期資料對**值的影響較小，影響力呈幾何級數減少。
該法以本期實際值和上期指數平滑值的加權平均值作為本期指數平滑值，並作為下一期**值。同時通過均方根誤差和定義**精度評判該模型的精度。通過分析計算得到如下結果：
可飲用水（i---iii類水）百分比未來呈現上公升趨勢。具體見下表。
2023年7月~12月i~iii類水百分比**值
2023年7月~12月iv~v類水百分比**值
2023年7月~12月劣v類水百分比**值
最後基於以上對巢湖水質的評價和趨勢分析模型結果，給出合肥有關部門幾點建議： 1.要支援巢湖流域的環境經濟政策創新，積極協調有關部門開展巢湖生態補償試點，鼓勵多元化融資，引導金融機構對巢湖汙染治理實行信貸傾斜，積極創造條件引進外資，鼓勵綠色信貸、綠色保險等環境經濟政策率先在巢湖流域開展試點工作。
2. 建設汙水處理廠。3.
民眾環保、法制意識。
關鍵字：巢湖水環境； 對比研究； 指數平滑；
1問題重述
環境保護問題是當前的乙個重要社會課題。位於我市之郊的巢湖是我國五大淡水湖之一，關愛巢湖、保護巢湖，我們責無旁貸。早在若干年前，我市就提出了保護巢湖水環境的重要目標。
請你根據附件所給材料，並查閱有關資料。用數學建模的方法解決如下問題：
（1） 就所給材料，評價當前巢湖的水環境保護情況；
（2） 就你的評價給出巢湖水環境的進一步保護方案；
（3） 就你的方案形成乙份給有關部門的報告。
2問題假設
假設1： 汙水排入河流後，從排汙口到河流中心的距離，汙水和原河水的融合過程的時間這些因素不考慮，即汙水一排入河流就處於均勻分布狀態；
假設2：汙染物排放到河流中，在水中可以迅速地均勻分散開來，同時不產生凝聚、沉澱和揮發等現象；
假設3：假設巢湖的自然淨化能力是均勻的；
假設4：假設支流和汙染源對巢湖的汙染是一直存在的，不會因為某種原因暫停；
假設5：附件1中的巢湖環湖河流主要觀測站點的基本資料表中的站點間距離，我們假設為各個站點相對於觀測點裕溪河的距離；
假設6：未來3年巢湖不發生嚴重乾涸或氾濫現象，也不發生重大汙染事故或者發生很少。
3符號說明
問題二中變數
：第t週期的p次平滑指數。
：第t週期的實測值。
：第t週期的**值。
t ：由基準的週期數到需要**的週期數。
：**係數。
ap ：**精度。
、、 ：待定係數。
：第t週期**的誤差。
：第t週期**的百分比誤差。
：置信概率1-a下自由度為f的t分布數值。
：**百分比。
ｒｍｓｅ ：均方根誤差。
u殘差平方和。
4問題分析與建模
4.1就所給材料，評價當前巢湖的水環境保護情況
（一）問題分析
本題要求我們根據附件1 給的材料對巢湖的水環境近三年來的水質進行綜合評價，然後分析近三年來巢湖及其環湖河流的水質狀況，最後進一步分析巢湖當前的水環境的保護情況。，環巢湖的九大河流的水質汙染狀況也不一樣。因此我們對巢湖的東半湖和西半湖的水質狀況做了對比性研究，同時對環湖的九大河流的水質狀況做了對比性的研究。
（二）模型建立
1.對2009---2023年間巢湖的東西半湖水質狀況做對比研究。（如表1）
表1 巢湖東西半湖水質狀況對比表
由上表可得巢湖東半湖水質在2009----2023年間基本處於輕度汙染和中度富營養化狀態。西半湖水質在2009---2023年間處於重度汙染和中輕度富營養化狀態。有**和對比研究可知目前巢湖水體保護力度不夠，水體汙染和富營養化形勢嚴峻，特別是西半湖水質的汙染和富營養化程度十分嚴峻，如不盡快採取措施加以保護將會造成巢湖整體水質的進一步惡化。
2.對2009---2023年間巢湖環湖九大河流的水質狀況進行對比研究。（如表2）
表2 巢湖環湖九大河流的水質狀況對比表
由上表可知在2009---2023年間杭埠河、柘皋河、裕溪河、白石天河和兆河水質處於良好狀態，並且沒有大的水質質量波動。雙橋河、南淝河、十五里河和派河水質質量處於重汙染狀態。可見巢湖環湖河流中有四大河流處於重汙染狀態，反應了對巢湖支流的保護力度薄弱，支流的重汙染必將導致巢湖的水體環境破壞，從一側面反應出對巢湖的水體環境保護力度薄弱。
3.對2023年1---6月巢湖環湖河流中19個監測斷面的水質型別所佔的百分比進行對比研究。把水質分為i—iii類、iv---v類和劣v類。（如表3）
表3 巢湖環湖河流水體斷面水質型別所佔的百分比表
由上表可知i---iii類水所佔的百分比處於波動狀態，平均處於30%。iv---v類水百分比略呈下降趨勢。劣v類水百分比基本處於穩定狀態，平均在35%。
對比可知巢湖環湖水體i---iii類可飲用水所佔的百分比較低，反應出巢湖環湖水體環境受到汙染，進一步反應巢湖水體環境汙染形勢嚴峻，需加大對巢湖的水體環境保護力度。
綜合以上對巢湖水體環境的對比研究可知，巢湖近三年一直遭受著不斷的汙染，由分析形勢可見這種汙染狀況沒有明顯的好轉的跡象，說明巢湖的水體環境保護沒有取得太好的成效，仍需對巢湖及其環湖水體採取進一步保護措施。
4.2就你的評價給出巢湖水環境的進一步保護方案
（一）問題分析
題目假定不採取更有效的治理措施，依照過去３０個月的主要統計資料（附件4中２００９年１月~２０１０年６月巢湖各個檢測站得水質報告），通過對未來巢湖水質汙染的發展趨勢做出**分析，比如研究未來６月的情況。經過對資料的觀察分析，我們發現到巢湖每各月各類水的百分比和月份之間存在一定的關係，但是，這種關係不是呈現一種線型關係，每一類水和月份的關係都不同，所以，擬合出來的曲線也是不同的。通過對一定資料的假設，我們發現每類水每月幾乎是呈平滑上公升或下降的，這樣我們就不難想到用指數平滑法來做這題。
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