环境系统工程总复习

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1、环境系统工程总复习1环境问题的特点跨领域：社会学、工程学、经济学、生态学、环境化学、环境地理学、环境物理学等。多系统：①自然保护系统、环境管理系统、监测系统、污染控制系统。②污染源发生和处理系统。这些系统互相联系、互相作用。多层次：流域环境系统、区域环境系统、城市环境系统、水、气、声污染控制系统等不同层次的系统。多因素：多输入、多变量。(多变污染源，迁移转化影响因素多)随机性：时间、空间、数量上均带有随机性。多目标：有时是费用、质量等同时寻优。动态的：随时间在变化，周期性很长的开放性的系统。2环境问题的解决只靠单项技

2、术已不能圆满解决复杂的环境问题，更不能达到最优，必须综合分析，系统设计规划，就需借助系统工程处理法。①研究环境系统内部各组成部分之间的对立统一关系，寻求最佳的污染防治体系；②研究环境质量与社会经济发展的对立统一关系，建立与环境保护相协调的经济结构与经济布局。主要内容一、环境系统分析概述二、数学模型概述三、环境质量基本模型四、内陆水体水质模型五、大气质量基本模型六、环境质量评价模型七、习题练习环境系统分析概述一、系统的概念：（书）系统是由两个或两个以上相互独立又相互制约、执行特定功能的元素组成的有机整体。（ppt）由若

3、干元素组成；这些元素相互独立又相互制约；作为一个整体具有特定功能。二、系统的基本特性即系统的特点：相关性、目的性、环境适应性、集合性、阶层性、整体性三、什么是系统分析系统分析：对研究对象进行有目的、有步骤的探索，通过分解与综合的反复协调，寻求系统目标的最佳方案。分解和综合是系统分析的基本方法，也是系统分析的两个主要环节。分解：研究和描述组成系统的各个要素的特征，掌握各要素的变化规律。模型化过程，研究描述环境系统主要功能的逻辑模式(定性的)和数学模式(定量的)；综合：研究各要素之间的联系和有机组合，达到系统的总目标最优

4、。最优化过程，利用数学模式进行最优化分析。四、系统分析的一般步骤：（书）1明确问题；2设立目标；3收集资料；4建立模型；5制定系统评估标准；6综合分析。（ppt）明确问题，设立目标收集资料、制定方案分析计算、评价比较检验核实，作出决策五、系统分析的主要原则：科学性原则、整体性原则、综合性原则六、环境系统分析环境系统：(1)定义：广义：指地球表面包括非生物和生物的各种环境因素及其相互关系的总和。狭义：在研究人与环境这个矛盾的统一体时，把由两个或两个以上环境污染及控制有关的要素组成的有机整体。(2)环境系统的分类和组成污

5、染物的发生及迁移过程：污染物发生系统、污染物输送系统、污染物处理系统、接受污染物的环境系统环境管理功能：环境监测系统、环境执法系统、环境规划管理系统、环境统计与排污收费管理系统环境保护对象：保护区系统、大气污染控制系统、水污染控制系统、城市生态环境系统环境系统分析：应用系统分析方法来解决环境保护领域的问题主要内容：环境系统可行性研究分析环境工程经济分析环境系统收益-费用分析环境质量评价分析七、环境系统工程的工作步骤：①系统地提出问题，明确其目标和范围；②选择评价系统功能的指标或目标函数；③明确系统的组成因素，提出各种

6、可选用的方案；④建立数学模式或进行数学模拟；⑤分析模式特点，确定选优方法，使系统最优化；⑥按选定的最优方案，建立环境污染控制系统。这些步骤往往需要反复进行。数学模型概述1.数学模型的建立模型化的基本结构：白箱模型（机理模型）、黑箱模型（经验模型）、灰箱模型（半机理半经验模型）建立通用的数学模型必须满足的基本要求：模型要有足够的精确度；模型的型式要简单实用；模型的依据要充分；模型中应该有可控变量。建模数学模型的一般过程：(1)有关数据收集与分析(2)模型结构选择与确定(3)模型参数确定(4)模型检验与修正模型检验(5)

7、灵敏度分析数学模型的建立步骤（5步）：（书）1、数据的收集与分析；2、模型结构的选择与确定；3、模型参数估值；4、模型验证与修正；5、模型的应用和反馈。一个模型要能真实的反应客观实体，必须经过实践-抽象-再实践的多次反复。2.数学模型的参数估值模型参数：由于人们对研究对象某方面的认识不够深入，出于模型量化的需要，可用一些经验参数来代表这些量，一个模型中至少含有一个或多个待定参数，这些参数就叫模型参数。对于具有确定估计范围的参数，图解法及最小二乘法等得到广泛的应用。一元线性回归法（最小二乘法）：适合于线性或者可以转化为

8、线性的模型。假设如下两个条件成立：a.自变量没有误差，因变量存在误差；b.测量的各数据点可以拟合成线性非常好的直线。因此，对于数学模型为y=mx+b的线性方程，其各点至直线的竖向偏差(因变量偏差)之平方和最小。各测量点的偏差为：di=yi-yi’=yi-(mxi+b)总的偏差为：z=d12+d22+d32+……dn2b,m取值要求使总误差z最小