水污染的系统动力学模型

水污染的系统动力学模型实验目的了解系统动力学的基础知识，掌握系统动力学的建模方法。了解Vensim软件的使用方法。通过模拟实验，进一步理解与认识系统动力学模型在环境科学与工程中的应用。系统动力学简介系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学建模步骤一般的建模步骤是：①确定系统分析目的。②确定系统边界，即系统分析涉及的对象和范围。③建立因果关系图和流图。④写出系统动力学方程。⑤进行仿真试验和计算等。流图方程及初值溶解氧.仁溶解氧.J+DTX（复氧率.JK-耗氧率.JK）溶解氧初始值=6复氧率=缺氧量X复氧系数复氧系数=0.5耗氧率=生化需氧量X耗氧系数缺氧量=饱和溶解氧-溶解氧生化需氧量.K=生化需氧量.J-DTX有机物降解率.JK生化需氧量初始值=500mg/L降解系数=0.4有机物降解率=生化需氧量X降解系数实验步骤画流图并赋值根据所给流图，在Vensim软件中利用绘图工具绘制流图，并对各单元进行方程编写及赋值。模型检验对所建模型进行检验，确认建模是否正确。运行模型运行模型，利用Graph按钮输出模型运行结果图像。结果分析依据图像，对模拟结果进行分析。实验结果实验结果如图所示，可见初期系统中溶解氧浓度急剧下降，然后又恢复到正常水平；生化需氧量由最初的500mg/l逐渐恢复到Omg/I，反映了水体的自净功能的作用。SelectedVariables-4004681011214161820Time(Day)600-196300溶解氧：mg/l生化需氧量mg/l思考题当进入系统中的有机污染物分别为100、500、1000、2000-4004681011214161820Time(Day)600-196300溶解氧：mg/l生化需氧量mg/l答：由模型运行结果可见，系统响应时间相同，但溶解氧恢复到正常水平所用的时间不同。进入系统中的有机污染物浓度越高，对系统影响越大。DO和BOD的变化如图：

溶解氧滚解氧：100滚解氧two溶解氧：2000Time(Day)溶解氧：10004,0003,000滚解氧注00生化需氧量害2,0001.0000246£101214161820Time(Day):100生亿需氧馨：LOOT:3000生代需氧51500:2000若BOD仍为500mg/L,而复氧系数分别为0.2、0.5和0.8时，系统的响应又如何？答：由模型运行结果可见不论复氧系数如何变化，BOD下降的趋势是相同的；当复氧系数分别为0.2,0.5,0.8时系统中溶解氧的变化趋势也是不同的。复氧系数越大，溶解氧浓度变化越小，恢复到初始浓度水平所用的时间越短。生LLP需氧量生需氧量生需氧量SelectedVariables8mglI600mgl]1-296300mglmgL-6000TimJ0Day)-泻馨灵：复逋系胶0