环境系统分析大纲

1、环境系统分析课程教学大纲课程编号：021320502 课程名称：环境系统分析总学分:3.0 总学负荷: 84 自主学习:48课内总学时数：36课内实验/实践/上机学时：0先修课及后续课：先修课为高等数学、物理、化学、环境学导论等。一、说明部分1、课程性质本课程是环境类相关专业一门重要的学科基础课。2、教学目标及意义通过本课程的学习，要求学生全面了解目前环境评价的现状、评价观点、评价理论、评价方法，掌握现阶段评价所使用的评价技术。可具备从事大气环境质量评价、水环境质量评价、土壤环境质量评价、环境噪声评价、区域环境影响评价、环境风险评价和其他类型的环境影响评价与环境规划的能力。此外，学生修完本课程

2、后，还可以利用其中的数据处理方法、系统分析的方法进行专业课程的实验设计、数据处理，具备基本的研究方法和能力，并在毕业设计或毕业论文中加以应用。通过学习本课程，使学生打下较牢固的专业理论基础，初步具备应用所学理论进行工程设计和解决实际问题的能力。3、教学内容及教学要求本课程的基本内容有：环境系统数学模型建模概念、建模要求、建模步骤；污染物在环境介质中的运动规律,环境质量基本模型推导,环境质量基本模型的解析解及其图象特征、环境质量基本模型的运用条件及具体运用;河流水质S-P模型及各修正模型,单一河段水质模型,多河段水质模型,河口水质模型等;湖泊、水库水质模型;大气污染基本特征、大气环境质量基本模型

3、、高架连续点源扩散模型、线源面源排放扩散模型;地下水水质模型等.其中：4、教学重点、难点需重点掌握的内容：污染物在环境介质中的运动规律、环境质量基本模型的解析解及其图象特征、环境质量基本模型的运用条件及具体运用; 河流水质S-P模型及各修正模型,单一河段水质模型,多河段水质模型;高架连续点源扩散模型、线源面源排放扩散模型，模型参数识别一般掌握的内容：环境系统数学模型建模概念、建模要求、建模步骤,环境质量基本模型推导, 河口水质模型,湖泊、水库水质模型,一般了解的内容：数学模型的数值解, 其他河流水质模型,湖泊水库水温模型,地下水水质模型和水体、大气污染控制系统规划。5、教学方法与手段采用多媒体

4、课堂授课、课堂讨论，课后作业等互动式教学为主，借助网络查询增加信息量以提高学生的认知能力。以及课下以学生自主学习为主，老师辅导为辅，完成学生对环境模型的实际运用，对环境类学生，增加中文或英文环境教学观摩片，以强化理解与掌握环境学学科知识体系，将课内课外学习结合，提高学生自主学习主动性，实现理论和实践教学一体化提高学生的知识领悟能力。6、教材及主要参考书（1）教材：程声通/化学工业出版社/环境系统分析教程/2012-9-1（2）主要参考书目：1、环境系统数学模型 郑彤、陈春云编著 化学工业出版社2、环境系统工程方法，汤兵勇、姜海涛、任建 中国环境科学出版社；3、系统建模与数学模型，贺建勋 安徽科

5、技出版社。4、环境质量评价，马倩如，程声通，北京：中国环境科学出版社，1990。5、建设项目环境影响评价，史宝忠，北京：中国环境科学出版社，1993。6、环境系统分析，程声通，陈毓龄，北京：高等教育出版社，1990。7、水污染控制工程，高廷耀主编，北京：高等教育出版社，1989。8、Introduction to Environmental Engineering and Sciece, Masters, G.M., Prentice Hall, New Jersey, 1997.9、Environmental Systems Optimization, Haith D.A., John Wi

6、ley & Sons 19827、其它：本课程分为课内学习和自主学习，自主学习以项目案例分析、学生文献调研等形式辅助课堂教学。二、正文部分第一章 绪论一、教学要求要求学生掌握环境质量评价的概念，我国环境保护的法规和标准和环境系统分析的概念，环境系统分析的发展历史和由来；系统研究内容和方法、系统的基本原理等。二、教学内容第一节：系统分析的概念知识要点：系统分析的概念，系统的分类第二节： 系统的特征知识要点：系统分析过程，分析方法第三节：环境系统工程的思路结构 知识要点：系统化、模型化、最优化三、本章学时数：6学时第二章 数学模型概述一、教学要求1、掌握数学模型的定义。2、掌握数学模型的建

7、立方法和过程。3、了解分析工具库。4、练习掌握线性回归分析、曲线拟合及参数估计等数学建模问题。5、应用课件对活性污泥法水处理系统进行综合实验和分析。二、教学内容第一节 模型定义、分类 、建立知识要点：模型基本概念，模型分类，数学模型有点 ，环境建模过程第二节 数学模型的参数估值、误差分析知识要点：模型参数的估值方法，一元线性回归，多元线性回归，最优化方法第三节 模型误差分析和灵敏度知识要点：模型误差分析和灵敏度检验三、本章学时数:2学时第三章 环境质量基本模型一、教学要求熟练掌握，污染物在环境介质中主要运动形式, 污染物在环境介质中的扩散作用, 环境质量基本模型零维模型的推导, 不同的排污条件

8、下，污染物浓度的求解。二、教学内容第一节 污染物在环境介质中主要运动形式 知识要点：利用已有数据和现场监测采样。要尽可能多地占有与研究对象有关的数据和资料，包括与研究对象直接相关的数据(如大气环境质量数据、污染源数据等)和间接相关的数据(如气象数据、水文数据、社会经济发展规划数据等)。 第二节 环境质量基本模型零维模型的推导知识要点：介绍零维模型，一维模型的推导过程，以及不同条件下的解析解。第三节 不同的排污条件下，污染物浓度的求解知识要点：介绍污染物在均匀流场中的分布特征，主要介绍稳定源和非稳定源下模型的求解过程。本章学时数:8学时 第四章：内陆水体水质模型一、教学要求 要求学生掌握河流中的

9、基本水质问题、单一河段水质模型、湖泊水库的基本水质问题、湖泊水库水质模型二、教学内容第一节 河流中的基本水质问题知识要点：结合已有的环境学知识，物理化学知识讲解河流基本水质问题。 第二节 单一河段水质模型知识要点：重点阐述S-P模型。第三节 湖泊水库的基本水质问题知识要点：对比河流和水库水质不同点。第四节 湖泊水库水质模型知识要点：重点讲述沃沦维德尔模型 案例分析本章学时数:8学时 第五章 大气质量模型一、教学要求 讲述大气层结构，大气污染及其主要影响因素,污染源预测模型,大气污染物扩散理论、扩散模式与计算方法,学习利用常规气象资料确定大气稳定度分级和获得大气湍流扩散参数的方法，并在环境评价中

10、应用。二、教学内容第一节 大气污染物知识要点：大气层结构 讲解大气层自下而上分为五层,每一层的大气特点。大气污染及其主要影响因素 讲解大气主要污染物及其影响因素，大气的自净过程。第二节 污染源预测模型知识要点：讲解大气污染源强的预测。第三节 箱式大气质量模型知识要点：单箱模型。高架点源扩散模型第四节 污染物在大气中的扩散模式。知识要点：线源和面源模型 大气质量模型中的参数估计 案例分析本章学时:4学时第六章 环境质量评价方法与模型一、教学要求 了解环境质量评价的方法，掌握污染源的评价和预测模型和方法以及环境质量评价模型。二、教学内容第一节 环境质量评价概述知识要点：介绍环境质量的概念，引入环境质量评价的方法，评价目的，评价内容。第二节 污染源评价和预测知识要点：介绍污染源的分类、调查和评价方法，并结合案例分析如何确定污染源，污染物预测方法，并结合案例分析。第三节 环境质量评价模型知识要点：介绍环境指数评价方法，介绍单因子指数、多因子指数等，并结合案例分析。三、本章学时数：4第七章：环境系统最优化一、教学要求 让学生理解为什么要进行环境系统最优化，什么是环境系统最优化，怎样进行环境系统最优化。二、教学内容第一节 为什么要进行环境系统最优化？知识要点：通过讲述资源有限，需求无限，环境问题已经成为人类社会继续前进的主要制约因素等来分析为什么要进行环境系统最