《环境系统分析》教学大纲

《环境系统分析》教学大纲

英文名称:Environmental systematic Analysis

学分:2学分学时:32学时理论学时:32学时实验学时:0学时

教学对象:环境工程专业

先修课程:高等数学,最优化,环境科学与工程基础

教学目的:

本课程是环境工程专业本科生的选修课程,是一门从理论上探讨环境系统分析基本方法的课程.通过本课程的学习,使学生掌握系统的基本概念和基本理论,了解环境系统分析与环境管理的关系,学会用环境系统分析,预测,模拟,规划的基本方法和技术,形成系统优化的环境保护及管理思想,为学生从事环境管理,环境规划工作提供基本的理论,思想,方法和技术.

教学要求:

本课程教学与学习要侧重于环境系统分析的基本理论,方法和技术;掌握环境系统的模型化及模拟技术;能够对环境系统进行最优化与综合分析,为进一步的环境规划与管理课程学习及今后参与环境系统决策打下基础.

教学内容:

一,绪论(2学时)

系统及其特征,系统分析的基本概念,环境系统分析的目标与任务

基本要求:

了解系统的分类及其特征,了解系统分析的基本概念,理解环境系统分析的目标,任务与分类. 二,系统模型化(4学时)

数学模型概念,模型的建立,模型的参数估值与检验,灵敏度分析

基本要求:

掌握数学模型的定义,掌握数学模型的建立方法和过程,掌握线性回归分析,曲线拟合及参数估计等数学建模问题,掌握数学模型的验证与误差分析方法.

重点:

数学模型的建立方法和过程

难点:

模型的参数估值与检验,数学模型误差分析方法

三,环境基本模型(6学时)

污染物在环境介质中的运动特征,基本模型的建立,非稳定源排放的解析解,基本模型的稳态解,污染物在均匀流场中的分布特征,环境质量模型的数值解

基本要求:

掌握污染物在环境介质中的运动特征,了解环境基本模型的建立过程,理解并掌握污染物在均匀流场中的分布特征,掌握对流扩散方程的解析解和应用方法,以及污染物到达对岸和完成横向均匀混合的距离,了解环境质量模型的数值解方法.

重点:

污染物在环境介质中的运动特征,非稳定源排放的解析解以及基本模型的稳态解,污染物在均匀流场中的分布特征

难点:

环境基本模型的建立过程,环境质量模型的数值解方法

四,河流水质模型(6学时)

基本水质问题,单一河段水质模型,多河段水质模型,河口水质模型

基本要求:

了解河流中的基本水质问题,掌握守恒污染物在均匀流场和非守恒污染物在均匀河流中的两

类水质模型的概念和典型模型的解,掌握河流的Streeter-Phelps模型的含义,S-P模型的解和Thomas等改进模型,了解河口水质模型部分.

重点:

守恒污染物在均匀流场和非守恒污染物在均匀河流中的两类水质模型的概念和典型模型的解,河流的Streeter-Phelps模型的含义,S-P模型的解和Thomas等改进模型

五,湖泊与水库水质模型(2学时)

湖泊水库的水质特征,营养源与营养负荷,箱式水质模型,竖向温度分布模型,综合水质模型

基本要求:

熟悉湖泊和水库的水质特征,理解湖泊与水库的营养源与营养负荷,了解湖泊,水库的箱式水质模型,竖向温度分布模型与综合水质模型

重点:

湖泊和水库的水质特征,湖泊与水库的营养源与营养负荷,湖泊与水库的箱式水质模型

难点:

湖泊与水库的箱式水质模型,深湖与水库的温度模型,湖泊水库的生物学模型

六,空气质量模型(4学时)

污染源预测和污染源清单,箱式空气质量模型,高架点源扩散模型,线源与面源模型,参数

基本要求:

掌握主要大气污染物和污染源种类,了解其特点;掌握气温层结,干绝热直减率,位温,逆温的概念,认识气温层结与大气稳定度的关系;掌握各种不同条件下高斯模式的应用公式;掌握烟气抬升高度与地面最大浓度的计算公式, 学习利用常规气象资料确定大气稳定度的分级和获得大气湍流扩散参数的方法,认识点源,线源,面源以及特殊气象条件下大气污染物扩散模式的处理方法.

重点:

主要大气污染物和污染源种类,气温层结,干绝热直减率,位温,逆温的概念,各种不同条件下高斯模式的应用公式,利用常规气象资料确定大气稳定度的分级和获得大气湍流扩散参数的方法

难点:

点源,线源,面源以及特殊气象条件下大气污染物扩散模式的处理方法

七,水污染控制系统规划(4学时)

系统构成与分类,规划的依据,水质最优规划,水资源-水质系统规划

基本要求:

掌握水污染控制系统的构成与分类,理解进行水污染控制系统规划的依据,掌握排放口处理最优规划与水资源-水质系统规划方法.

重点:

水污染控制系统的构成,规划的依据,排放口处理最优规划方法

难点:

排放口处理最优规划方法,水资源-水质系统规划方法

八,空气污染控制系统规划(2学时)

空气污染控制过程及其特点,掌握比例下降规划与地面浓度控制规划方法,空气质量-经济-能源系统规划

基本要求:

掌握大气污染控制的过程,了解比例下降规划与地面浓度控制规划方法,理解空气质量-经济-能源系统规划方法.

重点:

比例下降规划方法,地面浓度控制规划方法

难点:

比例下降规划方法,地面浓度控制规划方法,空气质量-经济-能源系统规划方法

九,一般决策方法(2学时)

环境决策的基本概念,常用决策分析工具,最优化决策,多目标决策

基本要求:

掌握环境决策的基本概念,理解常用决策分析的主要内容与步骤,了解常用的决策分析工具. 重点:

常用决策分析的主要内容与步骤

难点:

常用的决策分析工具.

参考书:

程声通,陈毓龄,环境系统分析,北京:高等教育出版社1990

高廷耀主编, 水污染控制工程,北京:高等教育出版社,1989

韦鹤平编著,环境系统工程,上海:同济大学出版社,1993

海思D A.环境系统最优化,北京:中国环境科学出版社,1987

列奇L. G,环境系统工程. 北京:水利出版社,1987