环境系统分析6
06环境系统分析cha.6(上)
Department of Water Resources and Environment
Prediction of flood
经济发展-环境保护 经济发展 环境保护
第一层次决策 战略层次
水环境保护
空气环境保护
生态保护 …
第二层次决策 战术层次
污 水 管 网
处 … 理 … 工 艺
监 燃 处 … 测 料 理 …
SUN YAT-SEN UNIVERSITY YAT-
Department of Water Resources and Environment
第一节 决策基本概念
• 一、决策分类 • 二、决策程序 • 三、环境系统决策的层次
SUN YAT-SEN UNIVERSITY YAT-
Department of Water Resources and Environment
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第三节 风险型决策
• 一、最大期望收益标准 • 二、最小期望损失标准 二、最小期望损失标准 • 三、最大可能决策标准 • 四、矩阵法 • 五、灵敏度分析 • 六、决策树
根据决策者的地位不同
高层决策、 确定型决策 高层决策、中层决策和基层决策
风险型决策 根据所需作出决策的先后次数
一次决策、 一次决策、多阶段决策
不确定型决策
根据决策目标的个数
对抗型决策
单目标决策、 单目标决策、多目标决策
根据对未来状态掌握的可靠程度
确定型决策、风险型决策、不确定型决策、 确定型决策、风险型决策、不确定型决策、 对抗型决策
环境系统分析教案
目录
CONTENTS
• 环境系统分析概述 • 环境系统分析的核心概念 • 环境系统分析方法 • 环境系统分析应用领域 • 环境系统分析面临的挑战与解决方案 • 环境系统分析案例研究
01 环境系统分析概述
CHAPTER
定义与特点
定义
环境系统分析是一门跨学科的综合性研究方法，旨在全面、系统地分析环境问题，寻求解决策略。
续发展。
06 环境系统分析案例研究
CHAPTER
案例一：某城市的环境规划与建设
总结词
城市环境规划的原则
城市环境规划与建设是环境系统分析的重 要应用领域，通过案例研究，学生可以了 解城市环境规划的原则、方法和实践。
包括保护生态环境、促进经济社会发展、 提高居民生活质量等。
城市环境规划的方法
城市环境建设的实践
产业资源利用
利用环境系统分析方法，优化产业资源利用 ，提高资源利用效率，降低产业资源消耗和 污染物排放。
资源开发与利用
资源环境承载力评估
通过环境系统分析，评估资源的开发潜力和环境承载力，为资源 的合理开发提供科学依据。
资源可持续利用
利用环境系统分析方法，推动资源的可持续利用，保护生态环境， 促进经济社会的可持续发展。
段。
03 环境系统分析方法
CHAPTER
生命周期分析
总结词
生命周期分析是一种评估产品或服务在全生命周期内对环境影响的方法。
详细描述
通过分析产品或服务的原材料获取、生产、运输、使用、废弃等各个阶段的环 境影响，生命周期分析旨在找到优化和减少环境负荷的潜在机会。
环境成本效益分析
总结词
环境成本效益分析是一种评估环境保护措施的财务和环境双 重影响的方法。
环境系统分析教案(环科)
• 问题：下列模型分别是什么模型？
C 2C 2C 2C Ex 2 E y 2 Ez 2 t x y z
C0 C (t ) 1 k (V / Q)
C 2C 2C E x 2 E y 2 kC t x y
• E）解析模型：用解析公式表达表达微分方程 的解； • 数值模型：用计算值表达微分方程的解。
• 例1.下表是十二胺在水中的降解数据
• • 时间（h) 浓度(mg/l) 0 1 3 5 7 9 23 27 2.3 2.22 1.92 1.6 1.52 1.07 0.73 0.5
• • •
1步：取得调查或试验数据 2步：确定模型结构 3步：确定输出输入关系－－配线过程
2.5 2 1.5 1
浓度
①系统分解，初估各单项任务所需时间
如： 淘米 洗菜
切菜
烧水
烧饭
炒菜
5分钟 6分钟 5分钟 7分钟 12分钟 7分钟
②系统综合：找出各部分的相互联系及制约
如：先后次序的限制；工作转换的间隙；人手 的 忙闲；炉子的忙闲等。
③运用系统工程方法求解：（作图法）
只需26分钟完成全部工作，若6件事连着做，则需42分钟， 未增加劳动强度及先进设备就节省38%的时间。
•
第一章
概述
• 一.系统：由两个及两个以上要素组成，它们相互独立 又相互作 用与联系，构成能完成特定功能的完整有 机体。 • 从系统的定义可知系统具有以下四个基本特征： 1.集合性 各要素所构成的具有特定功能的集合体。（根据逻辑统一性 要求来构成）各要素不完善也可能构成良好功能的系统，要素良 好也可能作为整体却不具有某种良好的功能。（例如球队组成） 2.相关性 系统内各要素既相互作用又相互联系，构成有机整体。 3.目的性 系统特别是人造系统都具有目的性，要达到规定的目的，系 统都具有一定的功能，目前一些尚不能控制和改造的自然系统不 属于此。 4. 环境适应性(自身调节） 任何一个系统都存在于一定的物质环境中，必须适应外部环 境（信息、物质、气象等等）的变化。
环境系统分析
• 在1000km2的农田上，种植着两种农作物。
农药施 加量 农药流 （kg/ 失率 km2)
作物
作物收 入
作物费用
1
6
15
300
1500×（面积）1/2
2
2.5
20
150
600×（面积）1/2
一、系统和目标的确定
• 目标1 鹰体内的农药浓度不大于100mg/L • 目标2 使农民在1000km2农田上，种植农 作物获得的收益最大
环境系统分析
• 规划求解
max f1 ( x ) G( x) g
– X为污染物排放量或资源量，g为环境质量目标 （总量控制目标）或资源总量约束
环境系统数学模拟模型
• 数学模型的建立步骤
– 资料收集和实验设计 – 模型结构的识别 – 参数估计 – 模型• 目标和系统边界的确定(《环境管理与规划》张宝 莉，16页） • 方案的产生和评价
– 产生方案：找到可以控制并能改变的因素 – 评价方案：根据目标进行评价 – 选择方案
• 最优化模型由决策变量、目标函数和约束 条件构成。
农药管理的数学优化模型
• 一个容积为10000m3的湖泊，周围有 1000km2农田，施加在农作物上的农药有 一部分流失到湖泊中，从而危害到吃鱼的 鹰。当地环保部门想知道如何管理农田， 才不对鹰造成危害。生物学家确认湖水中 的农药在食物链中被富集，据研究农药浓 度随着食物链呈几何级数增长。鹰最大耐 农药浓度为100mg/L（《环境管理与规划》张宝 莉，62页）。
第三章 水资源供需分析与优化配置
• 一次供需平衡分析
– 水资源可供量
• • • • 引滦水（区域内自建水厂的原水） 自来水（区域外水厂） 再生水 雨水
环境系统分析课程总结
环境系统分析环境系统分析是以环境质量的变化规律、污染物对人体和生态的影响、环境自净能力以及有关环境工程技术原理为依据，运用系统工程学的理论和方法，研究如何建立起一个合理的环境污染预防控制系统的数学模型，并研究如何利用它来分析各种污染控制过程可调因素（或各种可替换方案）对环境目标或费用、能耗等的影响，以及寻求最优决策方案。
环境系统分析的理论基础和专门技术基础。
理论基础：环境科学、环境经济学、环境工程学和系统工程学的基本理论（如运筹学）。
专门技术基础：数学建模、计算科学、环境影响评估方法、生命周期评估、系统化的图与网络分析方法。
《环境系统分析》是我国高等学校环境工程、环境科学专业的一门专业基础课，课程任务和教学目标包括：1．使学生了解污染物在水体和大气中的迁移、扩散和变化规律，建立相应的环境系统模型；2．使学生掌握建立环境数学模型的一般知识；3．使学生了解湖泊、水库水体富营养化的原因和水体富营养化的控制技术；4．使学生掌握区域性环境污染控制系统规划的基本原理和方法；5．使学生建立采用最优化技术求解水污染控制系统规划问题的概念，并有能力解决一般性问题。
本门课程一共有十一个章节，主要内容有：环境系统分析概论、数学模型概述、环境质量基本模型、水体水质模型、流域非点源模型、大气质量模型、环境质量评价方法与模型以及环境规划，还有环境决策分析。
其中，水体水质模型主要指内陆水体模型，包括湖泊水库水质模型和河流水质模型；环境规划包括水环境规划和大气环境规划。
通过对这门课程的学习，我们对环境系统的分析方法有了一定的了解，它的最大特征是追求环境系统的最优化。
环境系统分析的最优化方法的选用主要有对确定性问题，可采用线性规划、动态规划、非线性规划、整体规划等。
对非确定性问题，可用马尔可夫过程，排队论，对策论等方法进行最优化。
有的系统优化问题还应用网络理论、图论和模糊数学等进行最优化。
根据本书前言部分介绍这门课程的学科基础包括数学、运筹学、环境科学与环境工程学等，内容较为丰富，通过选用其中的不同章节，可以适用于环境那个科学与工程专业的本科与研究生教学要求，也可以作为参与环境质量评价、规划、管理等的技术人员的参考书。
系统分析之环境分析
1．1明确 MIS 的环境
环境，即系统的边界。项目开始之前，明确 拟建系统规模有多大，这是系统与环境的界限 划分问题。拟建系统是更大系统的一个组成部 分，假设把拟建系统从更大的系统中切割出来， 则原来大系统的剩余部分就是拟建系统的环境。 概念上，系统的边界构成了系统与其生存的 环境之间的分界线，找到了完整的系统边界， 也就界定了系统的规模或范围。
（4）对系统影响甚微的部分，可从环境中略去， 便于简化研究。
当系统与环境的边界划清了，系统的输入与输
出就明确了。输入是环境对系统施加影响的部 分，输出是系统对环境施加影响的部分。环境 可以约束和控制系统，而系统只能适应环境， 系统一般无法控制环境。
2014-5-23
第三章 项目调查与可行性分析
（2）找出系统必须具备的功能和实现的目标．
（3）找出系统的来自外部的约束． 系统生存依赖于环境，同时也受到来自环境的
约束。环境的约束是拟建系统主要的规约来源， 对拟建系统的规划和方案设计有绝对的影响。 (资源约束，能力约束)
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第三章 项目调查与可行性分析
6
2 环境分析的方法
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第三章 项目调查与可行性分析
9
2.2划分系统与环境的边界应注意什么?
在划分系统与环境边界时应注意以下几点： （1）现行系统的重要部分应作为系统的内部要素。 （2）对系统分析问题有重大影响的部分也应看作 系统的内部要素，如果忽略了这部分，把它当做环 境看待，往往会使系统的性质发生质的变化。 （3）对于那些和被研究分析的问题有关联却无重 大影响、而又不可忽略的非重要部分，可视为系统 的环境。
因素，多属于环境部分。
界定环境因素的原则
系统是一个有机的整体，理论上，合理的边界
环境系统分析复习整理 复习笔记
第一章 环境系统分析概论体的，因此 即使每一个元素都不很完善，但也可以组合出一个具有良好功能的系统 *4.系统分析的定义：系统分析可以被理解为一个队研究对象进行有目的，有步骤的探索过程，通过分解与综合的反复协调，寻求满足系统目标的最佳方案。
（系统分析的最大特点是追求总体目标的最优）人体和生态的影响，环境工程技术原理和环境经济学等为依据，并综合运用系统论、控制论和信息论的理论，采用现代管理的数学方法和电子计算机技术，对环境问题和防止工程进行系统分析，谋求整环境保护对象：自然保护区系统，生态保护区系统，空气污染控制系统 ，水污染控制系统， 都市生态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 ，排污申报管理系统， 环境统计管理系统 ，排污收费管理系统污染物的发生与迁移过程产业类型：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， 矿山环境系统，冶金环境系统，环保产业系统第二章 数学模型概述1 一元线性回归分析（最小二乘法） 两个假设：所有自变量的值均不存在误差，因变量的值则含有测量误差与各自测量点拟合最好的直线为能使各点到直线的竖向偏差的平方和最小的直线（也就是将尽可能地靠近所有的点）。
设有n 对x.,y 的值适合线性方程y=mx+b 。
如果已知b 、m 的值，就可以根据自变量xi 的值计算出对应的因变量的值设为yi ’，另di 为测量值与计算值的偏差，则： di ＝yi －yi ’=yi －（b+mxi ）偏差平方和：2211[()]n ni i z di yi b mxi ====-+∑∑为使平方和最小，他们必需满足必要条件：0z b ∂=∂0z m ∂=∂解得：2. 模型的检验：（图形表示法，相关系数法，相对误差法）相关系数法：相关系数是用来度量计算值和观测值的吻合程度的量，用r 表示：其中yi ，'yi 为测量值和计算值 y ，'yi 为测量值和计算值的平均值。
环境系统分析的方法和应用
环境系统分析的方法和应用环境问题日益严重，如何对环境进行系统分析和有效管理已成为亟待解决的问题。
环境系统分析是研究环境问题的方法，在环境管理决策、环境评估和规划等方面都有着广泛应用。
环境系统分析的方法主要包括环境影响评价，生命周期评价和物质流分析等。
环境影响评价（EIA）是指针对特定项目或活动，对其可能产生的环境影响进行预测、评估、控制和管理的过程。
生命周期评价（LCA）是对产品或服务从原材料采集到废弃处理的全部生命周期内与环境的相互关系进行综合的评价。
物质流分析（MFA）是对特定区域内物质流量进行收集和分析，揭示物质流动的规律，为制定环境保护政策提供科学依据。
这些方法有着不同的适用范围和应用场景。
如果要评估一个工厂的环境影响，可以采用EIA方法，对其所排放的废气、废水、噪音等进行评估。
而如果要评估一种产品的环境影响，LCA方法可以帮助评估其整个生命周期内的环境影响，包括其生产、使用和废弃处理阶段。
在制定环境保护政策时，物质流分析可以揭示出特定区域内物质的转移、使用和处理情况，从而为政府制定相关政策提供依据。
环境系统分析的应用广泛，包括环境管理、环境规划和自然资源管理等领域。
在环境管理中，EIA可帮助政府或企业评估项目的环境风险，并制定必要的环境保护措施，如污染物减排、废水处理等。
LCA可以帮助企业改进产品设计，提高产品的节能减排性能。
在环境规划中，环境系统分析可以帮助政府评估城市建设对环境的影响，从而制定合理的城市规划。
在自然资源管理中，物质流分析可以帮助评估水资源利用情况、土地利用情况等，为自然资源可持续利用提供科学依据。
需要注意的是，环境系统分析不仅需要科学方法，也需要横向的思考和纵向的深度。
在进行系统分析时需要考虑到经济、社会、文化等各方面因素的交互作用。
同时，也需要深度思考环境问题的本质以及人类生存和发展的未来。
环境系统分析不只是环境问题，也是人类问题。
在未来，环境系统分析将会越发重要。