环境系统分析复习整理 复习笔记.doc

第一章 环境系统分析概论 1.系统的定义：系统是由两个或者两个以上相互独立而又相互制约，执行特定功能的元素组成的有机整体。 2.系统的特性：目的性 集合性 阶层性 相关性 整体性（重点） 环境适应性 3.系统的整体性：组成系统的各个元素虽然个子具有不太那个的特性 但他们都是根据逻辑统一性的要求而构成一个总体的，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） 5.系统最优化：系统最优化通常通过最优化模型实现 6.环境系统分析：概念：是研究环境系统规划、设计管理方法和手段的技术科学，它以环境质量的变化规律、污染物对人体和生态的影响，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，谋求整体优化解决。 7.环境系统的分类： 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’，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： 为使平方和最小，他们必需满足必要条件： 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，为测量值和计算值 ，为测量值和计算值的平均值。 为计算方便，可写成： 可以证明：-1≤r≤1,r 越大，相关性越好 当R=1时，x，y 完全线性相关； 当r=-1时，x，y 完全负线性相关； 当r＝0时，x，y 完全没有相关性，完全线性不相关； 当0r的绝对值1时，x，y 有一定的线性相关性，其决定值越大，相关性越好。 相对中值误差： ＝附近，状态变量（或目标函数）相对于原值的变化率和参数相对于的变化率的比值，称为状态变量（或目标函数）对参数的灵敏度。 式中： 当时， 式中：和分别称为状态变量和目标函数对参数的一阶灵敏度系数，它可以反应系统的灵敏度特征。 第三章 环境质量基本模型 1.?????? 推流迁移：流或水流作用下污染物产生的转移作用。推流作用只改变污染物的位置而不改变污染物的浓度。描写推流迁移运动状态的变量主要有污染物浓度 C，气流或水流速度 U(ux,uy,uz)。 推流作用下，污染物在x,y,z 三个方向上的推流迁移通量fx, fy, fz, 分别可以用迁移通量模型求出： ；； 2.?????? 分散作用： 污染物在环境介质中的分散作用包含三个内容:分子扩散,湍流扩散和弥散。 3. 进入环境的污染物可分成守衡物质和非守衡物质两大类。许多污染物的衰减过程基本上符合一级反应动力学规律:假定在X=0处，向环境中排放的污染物质总量为A，其分布为直方状，全部物质通过 X=0 处的时间为Δt (图3-1(1))，经过一段时间该污染物的重心迁移至 X=x，污染物质的总量为a，如果只存在推流作用，则a=A；且在 X=x 处的污染物分布形状与X=0 处相同。如果存在推流迁移和分散的双重作用(图3-1(2))，则仍有 a=A；但分布形状与初始时不一样，延长了污染物的通过时间。如果同时存在推流迁移、分散和衰减的三重作用，则不仅污染物的分布形状发生了变化，且有 aA(图3-1(3))。 4. 一维基本模型的推导 x方向上存在着浓度梯度和质量交换。图3-3示边长为Δx、Δy和Δz的体积元的质量平衡关系，由于体积元在侧面上不存在物质交换，只需考察流经 x方向两端面上污染物量。单位时间内，流经端面的物质总量应为物质通量与面积的乘积，故单位时间内输入量为 单位时间内的输出量为 若体积元内污染物按一级反应式衰减,衰减量为 根据体积元的质量平衡关系,有 化简上式, 得 均匀流场中 ux,Dx 均作为常数,上式简化为 式中，C为污染物的浓度，它是时间 t和空