2020年高教社杯全国大学生数学建模竞赛全国一等奖A题城市表层土壤重金属污染分析

高教社杯全国大学生数学建模竞赛城市表层土壤重金属污染分析摘要本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了扩散传播模型、权重分配模型、对比模型和转换模型解决

文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 高教社杯全国大学生数学建模竞赛 城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据 和信息分析并建立了扩散传播模型、权重分配模型、对比模型和转换模型解决问题。 首先，我们利用Matlab软件拟出该城区地势图（图1），根据所给数据绘出该地 区的三维地势及采样点在其上的综合空间分布图。之后将8种重金属的浓度等高线投影 到该地区三维地形图曲面上，接着分别计算8种重金属在五个区域的平均值，立体图和 平面图（图1附件）相结合便可得出8种重金属元素在该城区的空间分布。 其次，在确定该城区内不同区域重金属的污染程度时，我们运用两种方法进行解答。 先假设各重金属毒性及其它性质相同，运用公式求出各区域各金属相对于背景 平均值的比值作为金属污染程度，再运用求出各区域重金属污染程度，并将 各区进行比较。之后，我们加上各重金属的毒性，对各重金属求出权数，再结合国标重 金属污染等级和已知的各组数据来确定金属的污染程度。由上述两种方法的对比，更准 确地得出重金属对各区的影响程度。 即:工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 并根据第一个模型的数据来说明重金属污染的主要原因。 再次，对重金属污染物的传播特征进行了分析，判断出重金属污染物主要是通过大 气、土壤和水流进行传播。在分析之中，我们得出这三种状态的传播并不是孤立存在的， 而是能够相互影响和叠加的，因此，我们分别建立三个传播模型，再对这三个传播模型 进行了时间和空间上的拟合，得出重金属浓度最高的区域图，并结合各重金属的分布图 （图6）来确定各污染源的位置。 最后，本题中只给出了重金属对土壤的污染，对于研究城市地质环境的演变模式， 还需要搜集一些信息（图7）。根据每种因素对地质环境的影响程度进行由定性到定量 的转化。建立同一地质时期地质环境中各因素的正影响和负影响的权重分配模型，再对 这些权重进行验算和修正。从而，根据这些权重再建立预测模型便可反向推出各重金属 对不同时期地质环境的影响，得出随时间变化的地质环境的演变模式。 结论: 在本次模型建立中，我们得出以下结论: :工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 关键词: 重金属污染三维地形图时空结合地质环境演变影响因子权重