环境系统模型及数值模拟.ppt

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1、环境系统模型及数值模拟1环境系统与数学模型概论2污染物质浓度场基本模型及解析解3环境系统优化模型4地表水水质模型及其应用5地下水水质模型及其应用6大气环境质量模型及其应用7垃圾填埋场数学模型及其应用8核废料地质处置法安全性分析的THM耦合模型9环境系统数学模型常用数值方法10环境系统模型参数识别11环境系统工程数值模拟及其应用第一章环境系统与数学模型概论（概念）1系统与系统工程；2环境系统工程；3数学模型概论；4环境系统数学模型；5环境系统数学建模方法。第二章污染物质浓度场基本模型及解析解（模型）1污染物质浓度场

2、的运动特征；2污染物质浓度场基本模型；3污染物质浓度场基本模型解析第三章环境系统优化模型（优化）1环境系统优化模型概论；2线性规划及其应用；3整数规划及其应用；4非线性规划及其应用；5动态规划及其应用；6环境系统优化模型研究进展第一章环境系统与数学模型概论第一节系统与系统工程第二节环境系统工程第三节数学模型概论第四节环境系统数学模型第五节环境系统数学建模方法第一节系统与系统工程一、系统二、系统工程三、系统模型一、系统1．系统思想的起源与发展系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体，而且

3、系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。“系统”在于“系”，就是组成系统的各要素之间的联系；其次，在于“统”，要素之间联系成为一个统一的有机整体。2．系统的特性(1)整体性；(2)层次性；(3)相关性；(4)目的性；(5)适应性。整体性（1）整体性；系统整体性：具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系是根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中。内在联系（2）层次性：系统作为一个相互作用的诸要素的总体来看，它可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构。（3）相关性：组成系统的要素是相互联系、相互作用

4、的，相关性说明了这些联系之间的特定关系和演变规律。外部属性(4)目的性：系统都具有某种目的，为达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别不同系统的标志。(5)适应性：任何一个系统都存在于一定的物质环境中，因此，它必须要与外界产生物质、能量和信息交换，外界环境的变化必然会引起系统内部要素的变化。3．系统的分类(1)按组成部分属性分类：自然系统、人造系统和复合系统。(2)按构成要素形态分类：实体系统与概念系统。实体系统和概念系统在多数情况下是相结合的，实体系统是概念系统的物质基础，而概念系统是实体系统的中枢神

5、经，指导实体系统的行为。3．系统的分类(3)按所处状态分类：动态系统与静态系统。(4)按行为的目的分类：控制系统与行为系统。(5)按与环境的关系分类：开放系统与封闭系统。二、系统工程系统工程是一门新兴的高度综合的科学：从系统的观点出发，跨学科地考虑问题，运用现代科学和技术的方法去研究和解决各种系统的问题；系统工程也是一种组织管理的科学方法，它把所研究的对象看成一个系统，解决如何对系统进行规划、治理、组织和管理，使之获益。可以说系统工程是以系统为对象的工程学。1．系统工程的发展过程江西赣州近千年历史排水干道系统发挥

6、作用：福寿沟，一套早在北宋年间修建的排水干道系统，至今已有近千年的历史。福寿沟呈砖拱结构，沟顶分布着铜钱状的排水孔。据测量，现存排水孔最大处宽1米，高1.6米。福寿沟完全利用城市地形的高差，采用自然流向的办法，使城市的雨水、污水自然排入江中。而为了保证沟道畅通和具备足够的冲力，一些沟道的坡度被设计为正常下水道坡度的4倍，从而确保水窗内能形成强大的水流，足以带走泥沙。至今全长12.6公里的福寿沟仍承载着赣州近10万旧城区居民的排污功能。有专家评价说，以现在积水区域人口的雨水和污水处理量，即使再增加3到4倍流量都可以

7、应付，也不会发生内涝。900多年前刘彝，他负责的这个水利。后来显然他干得也很好，当时宋朝廷就把他给调到京城里去了，还任了相当于今天的水利部副部长。都江堰水利工程：我国战国时期（公元前250年）秦国太守李冰父子主持修建的都江堰水利工程就是运用系统工程概念的一个很杰出的实例。四川汶川大地震之后，我们的都江堰水利设施也受到了这种侵袭，但是让人惊讶的是古人建的那个问题不大，后来加的水泥是为了整固它的时候，加的水泥的部分出现了问题。也就是说为了整固它的反而出现了问题，可是它希望被整固的没有出现问题。第一，当时古人刘彝在建赣

8、州这个水利设施的时候是因势利导，也就是说他是在充分尊重自然的前提下，动用了这种智慧顺势而为，而不是用技术强行地跟自然去抗，它的这种坡度，包括水窗的设计，包括根据城市的地形等等。也就是说第一是尊重自然的，因此因势利导。第二，一个真正的以民为本。他考虑到的这种生活，包括周边的设施、水塘的设立，因此他把城市当成了一个整体来设计，把排水当成了一个总的整体，不仅有这12.6公里的福