每个参赛队从下述四题中选择一道解答,写出论文,论文应包括: 1)摘要(500—800字,不超过一页); 2)问题重述 ;3)模型假设及符号说明;4)问题分析及模型(可设计多个模型); 5)求解方法、结果及其分析和检验; 6)模型的优缺点及改进方向;7)参考文献;8)作为附录附上必要的计算机程序。评阅时按照假设和模型的合理性、结果的正确性、论文结构和文字表述的清晰程度、建模和方法的创造性为主要标准。我们将根据提交的建模论文选拔参加我校的数学建模竞赛暑期培训,根据暑期培训情况选拔参加全国数学建模竞赛的参赛队。
另外愿意参加“深圳杯”数学建模挑战赛(即数学建模暑期全国夏令营)选拔的队需要提交研究开题报告,我们将根据开题报告来选拔一个队参加暑期全国夏令营。研究开题报告应包括:文献检索评述、研究开发内容、预期目标、创新点和特色,实施方案或步骤、工作基础、 所需要的进一步背景资料和数据等。
不愿意参加“深圳杯”数学建模挑战赛(即数学建模暑期全国夏令营)选拔的参赛队可以不交开题报告。 开题报告的提交时间地点:5月12日下午13:20-13:50将打印装订好的开题报告交到虎溪D1241教员休息室。另外电子稿发送至mgsxjm@163.com, 请在邮件主题写上选择的A、B、C或D题,以及队员名字,如“A开题报告,张民,李立,王进”。电子稿的文件名也这样命名。
竞赛论文的提交时间和地点: 6月2日下午13:00-13:55将打印装订好的论文交到虎溪D1241教员休息室。另外电子稿发送至mgsxjm@163.com, 请在邮件主题写上选择的A、B、C或D题,以及队员名字,如“A,张民,李立,王进”。电子稿的文件名也这样命名。
http://pan.baidu.com/s/1qXHPaxu
另外,请各参赛队在竞赛结束前进行网上注册报名,获取参赛队编号,复制论文封面,提交的竞赛论文要求用该封面。
http://pan.baidu.com/s/1qXUGnSw
请搜集相关数据,尝试构建深圳治水提质工程数学模型,量化分析雨污分流与混流收集机制对污水处理系统以及海绵城市建设的影响,在既能达到治污要求,又能尽量节省开支的原则下,试给出区域治污时实施清源、截排措施的判定条件。同时,请选定深圳一区域给出你的污水治理建议方案,并基于政府治污的一、三、五、八年目标,进行合理性(包括可操作性方面)评估。
目前深圳市委市政府高度重视生态环境建设和治水工作,根据《深圳市治水提质工作计划(2015—2020年)》,计划在未来五年共安排治水提质项目1181项,总投资达816.5亿元,并将采取一系列有力措施,确保全面实现对市民的庄严承诺:将“一年初见成效,三年消除黑涝,五年基本达标,八年让碧水和蓝天共同成为深圳亮丽的城市名片”。
导致深圳建成区水体黑臭的原因是污水直排入河、海。具体表现是,原本按 “雨污分流”设计的城市污水收集、处理系统,由于建设及管理上的问题,相当面积的建成区排水管网实际处于“雨污混流”状态,致使相当数量的污水进入雨水管网后未经处理就直接排入了河流、海洋。深圳市采取的治理措施主要有“截排”和“清源”两种。
所谓“截排”措施,是于治理区域的排水管网末端建设拦截管道或箱涵,将雨、污混合水收集起来送至污水厂处理。如小范围的城中村“截排”工程可以是围绕城中村修建“截污箱涵”,拦截雨污混流水;“大截排”工程则是直接在河岸两侧修建“截污箱涵”,把大区域内原本通向河道的排洪管口接入箱涵,将污水和雨水全部收集到箱涵里送入污水工厂处理。当然,“截排”措施除了拦截雨污混流水的功能之外,对于拦截前七分钟降雨形成的面源污染污水也有良好的效果。
所谓“清源”措施,则是力图从源头起建立“雨污分流”排污机制,在治理区域内以两套管网分别收集污水和雨水,让污水经污水管进入污水厂处理,让雨水经排洪口直接进入河道,使城市处于一种理想的污水治理状态。
相对来说,“截排”是深圳市过去若干年时间里治理污水直排河海的重要举措,政府已有较大的投入。然而“大截排”的缺陷也很突出,首先雨污水混合收集后增加了污水处理量,当雨量过大时会使污水处理厂超负荷运行而造成污水溢出,直接污染环境;其次是原本该进入河道的雨水被截后会造成河道缺水而破坏生态,需增加额外资源投入进行河道补水维持生态。而“清源”措施对于当下的深圳实际情况来说,需在建成区补建大量的污水管网,同时还要对居民区错接的污水管进行梳理、改造,全面实施这些工程不仅会影响居民生活秩序,同时也因后续管理困难而很难保证不会再出现污水管错接问题。因此,深圳面对相当一段时间内排水管网将处于雨、污 “分流”与“混流”共存的状况,在实际治污工作中往往需根据具体情况同时实施“截排”和“清源”两种治理方案。
今天,以焚烧方法处理生活垃圾已是我国社会维持可持续发展的必由之路。然而,随着社会对垃圾焚烧技术了解的逐步深入,民众对垃圾焚烧排放污染问题的担忧与日俱增,甚至是最新版的污染排放国标都难以满足民众对二恶英等剧毒物质排放的控制要求(例如国标允许焚烧炉每年有60小时的故障排放时间,而对于焚烧厂附近的居民来说这是难以接受的)。事实上,许多垃圾焚烧厂都存在虽然排放达标,但却仍然扰民的现象。国标控制排放量与民众环保诉求之间的落差,已成为阻碍新建垃圾焚烧厂选址落地的重要因素。而阻碍国标进一步提升的主要问题还是现行垃圾焚烧除尘工艺存在缺乏持续稳定性等重大缺陷。另外,在各地不得不建设大型焚烧厂集中处理垃圾的情况下,采用现行除尘工艺的大型焚烧厂即便其排放浓度不超标,却仍然存在排放总量限额超标的问题,也会给当地的环境带来重大的恶化影响。
总之,现行垃圾焚烧除尘工艺不能持续稳定运行的缺陷,是致使社会公众对垃圾焚烧产生危害疑虑的主要原因。因此,量化分析布袋除尘器运行稳定性问题,不仅能深入揭示现行垃圾焚烧烟气处理技术缺陷以期促进除尘技术进步,同时也能对优化焚烧工况控制及运行维护规程有所帮助。
附件1是某垃圾焚烧发电厂布袋式烟气处理系统的部分实际运行数据,从中可以看出,布袋除尘工艺环节对整个袋式烟气处理系统的运行稳定性有决定性影响。请收集资料,综合研究现行垃圾焚烧发电厂袋式除尘系统影响烟尘排放量的各项因素,构建数学模型分析袋式除尘系统运行稳定性问题,并分析其运行稳定性对周边环境烟尘排放总量的影响。基于你的模型请回答下述问题:
1、如果给定焚烧厂周边范围单位面积排放总量限额(地区总量/地区面积),在考虑除尘系统稳定性因素的前提下,试分析讨论焚烧厂扩建规模的环境允许上限是多少?并基于你的分析结果,向政府提出环境保护综合监测建议方案;
2、如果采用一种能够完全稳定运行、且除尘效果超过布袋除尘工艺的新型超净除尘替代工艺,你的除尘模型稳定性能提升多少?
随着社会、经济的发展,城市道路交通问题越来越复杂也越来越引入关注。城市道路交通资源是有限的,各种交通工具,特别是机动车(包括摩托车、电动三轮车等),对安全和环境的影响必须得到控制,而人们出行的需求是不断增长的,出行方式也是多种多样的,包括使用公共交通工具。因此,不加限制地满足所有人的要求和愿望是不现实的,也是难以为继的,必须有所倡导、有所发展、有所限制。不少城市采取的限牌、限号、收取局部区域拥堵费、淘汰污染超标车辆及其他管理措施收到了较好的效果,也得到了公众的理解。
为了让一项政策,如禁摩限电,得到大多数人的支持,对它进行科学的、不带意识形态的论证是必要的。请从深圳的交通资源总量(即道路通行能力)、交通需求结构、各种交通工具的效率及对安全和环境的影响等因素和指标出发,建立数学模型并进行定量分析,提出一个可行的方案。需要的数据资料在难以收集到的情况下,可提出要求。
当前的生命科学技术已经使得我们可以解析人类的遗传密码——基因序列。人与人之间基因序列的差异,即基因变异,影响着每个人罹患代谢综合疾病的风险高低,也影响着不同非遗传因素在每个人身上的具体作用效果。这也是为何代谢综合征在具有血缘关系的亲属之间有较高的发病关联的原因。此外,对人体生理运行动态特征,如基因的表达、各类小分子含量乃至于与人类紧密关联的微生物菌群的变化等,目前亦可以定量测量,从而实现了对人体当前运行状态动态监控。另一方面,各类自然和社会环境因素、生活方式等因素会对这些指征可能产生短期到长期的影响,最终形成多种外部表型特征,目前也可以通过各类移动医疗和健康设备加以记录,成为医疗及体检机构的临床检测数据。人体作为一个非线性复杂系统,其慢性疾病,特别是代谢综合征的发展,也是一个长期过程;而最终在临床上被诊断为代谢综合征,已经是这个慢性发展过程的结果。而我们平时所能够采取的健康和疾病预防手段,通常也只是针对于普适人群的平均推荐,不一定适合于每一个人。如果我们能够在早期对人体各类从内部到外部的因素进行测量、分析,可以构建一个早期的趋势预测模型,并且可以明晰这个复杂系统的具体问题所在,完成对每个人的个性化预防干预。
如果给你一个人类群体(~100人), 每个人具有较完整的下述生物医学数据:
a) 请参考NCBI, EBI, DDBJ等公开数据库中的生物分子相互作用和基因通路信息,构建人类生命量化的动态模型;
b) 结合临床检测数据,哪些因素(数据特征或相互作用网络)是代谢综合征(一种临床诊断结论)的关键通路;
c) 若给定一个新的人类群体数据集(~10人),包含了每个个体的基因组、表观基因组、转录组、蛋白质组和(或)代谢组的部分测量,请问这些人有多大的代谢综合征风险?造成他们的代谢综合征风险的主要因素分别是什么?
代谢综合征(metabolic syndrome)是指多种代谢成分异常聚集的病理状态,是一组复杂的代谢紊乱症候群。引起代谢综合征的危险因子主要包括高血压、血脂异常、糖尿病、肥胖以及高尿酸与凝血因子不正常等。它是导致心脑血管疾病的危险因素,其集簇发生可能与胰岛素抵抗有关。(参见互动百科http://www.baike.com/wiki/代谢综合征)。随着近几十年来物质资源的逐渐丰富,我国代谢综合征及后续心血管疾病及糖尿病的发展迅速蔓延,成为人民群众健康的主要威胁之一。目前,尽管代谢综合征及其后续关联疾病的发病机制尚未阐明,但已经表明和遗传、环境、心理、生活方式、及年龄有关,且是一个长期慢性发展的结果。
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