一、问题的重述水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资源的保护和治理应是重中之重。专家们呼吁：“以人为本，建设文明和谐社会，改善人与自然的环境，减少污染。”长江是我国第一、世界第三大河流，但长江水质的污染程度日趋严重，现已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。针对长江提出的若干问题，2004年10月，由全国政协与中国发展研究院联合组成“保护长江万里行”考察团，从长江上游宜宾到下游上海，对沿线21个重点城市做了实地考察，揭示了一幅长江污染的真实画面，其污染程度让人触目惊心。有关专家指出“若不及时拯救，长江生态10年内将濒临崩溃”。在所给题目材料中已经给出了长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上7个观测站近一年多的基本数据（站点距离、水流量和水流速）。通常认为一个观测站（地区）的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。一般说来，江河自身对污染物都有一定的自然净化能力，即污染物在水环境中通过物理降解、化学降解和生物降解等使水中污染物的浓度降低反映江河自然净化能力的指标称为降解系数。事实上，长江干流的自然净化能力可以认为是近似均匀的，根据检测可知，主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数通常介于0.1~0.5之间，比如可以考虑取0.2(单位：1/天)。材料给出“1995-2004年长江流域水质报告”的主要统计数据。其中衡量水质量高低的标准主要由DO（溶解氧）、CODMn（高锰酸盐指数）、NH3-N（氨氮）、PH值等污染因子的含量决定。现在我们研究下列几个问题：（1）对长江近两年多的水质情况做出定量的综合评价，并分析各地区水质的污染状况。（2）研究、分析长江干流近一年多主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的污染源主要在哪些地区?（3）假如不采取更有效的治理措施，依照过去10年的主要统计数据，对长江未来水质污染的发展趋势做出预测分析，比如研究未来10年的情况。（4）根据你的预测分析，如果未来10年内每年都要求长江干流的Ⅳ类和Ⅴ类水的比例控制在20%以内，且没有劣Ⅴ类水,那么每年需要处理多少污水？（5）你对解决长江水质污染问题有什么切实可行的建议和意见。二、模型的假设及说明1、一个观测站（地区）的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。2、长江干流的自然净化能力是近似均匀的。3、不考虑pH值对污染分类的影响。（关于这一假设合理性的说明参见问题一）。4、主要污染物高锰酸盐指数和氨氮的降解系数通常介于0.1-0.5之间，比如可以考虑取0.2(单位：1/天)四、符号说明符号意义单位第i种物质对应第j类的污水的标准浓度mg/l污水中第i类物质的各类标准值的均值mg/l第i种物质的浓度mg/l第i种物质对第j类污水的隶属度第i种物质的权重因子模糊综合评判数第i类水河长占评价河长的比例L河流总长度km第j年的废水总量亿吨第i类水的河长km第i类水的河长处理的污水长度km五、模型的建立及求解问题一：1、模型中的评价参数及评价标准针对题目中所提给的信息，我们设定以下评价参数。评价因子：选取DO（溶解氧）、CODMn（高锰酸盐指数）、NH3-N（氨氮）、PH值4种水质量评价因子。评价目标：主要污染因子随时间（单位）和观测站的分布变化特征分析。评价标准：采用《地表水环境质量标准》（GB3838——2002）中关于水质标准中的六类标准，其中相关污染因子的单位为mg/l。2，模糊综合评价：在一般的水质评价中常采用以下3种方法：单项污染指数法；综合污染指数法；模糊综合法。比较这三种方法，前两种方法对数据的处理存在简单，直观的特点，但对我们所期望的评价结果具有截然性，即对水体在客观上存在的模糊性不能够反映出来。第三种方法能够较好的反映这种模糊性，但当采取“主因素突出型”算法时，评价的最后结果会受到个别因为观测站所提供严重污染因子的影响从而失真。为此，在本文的模糊运算时，我们采用“加权平均型”算法，以避免在运算时丢失信息，导致评价失真，同时可以通过综合评价结果矩阵和长江水质标准类别矩阵，构建出一个新的表示水体质量的模糊综合水质级数（该水质级数考虑了隶属度和水质标准之间的因素，有别于国家的标准，故称...