环境规划复习重点计算题.文档

1＞确定主要污染源和主要污染物（钢铁行业水污染物排放二级标准GB13456-2012）废水排放口监测数据排水口废水排放量/t・a"污染物排放浓度/mg-L1悬浮物COD挥发酚氧化物石油类硫化物11801812771000.0580.0866.10.4629286438191580.0310.0166.00.35314664073390.0210.0035.50.19466737001961070.0420.0375.20.15根据GB13456-2012各污染物排放标准如下:污染物悬浮物COD挥发酚氤化物石油类硫化物排放标准/mg^L150600.50.55—根据公式GiC 77pn=-^-xQ.=—xl801812=2774790.48t/aC。］ 50=^xl801812=3003020t/a=^xl801812=3003020t/a^xl801812=209010.192t/a同理，计算得到下表排水口Pij悬浮物COD挥发酚氤化物石油类硫化物12774790.483003020.00209010.19309911.662198210.64—235474193.168976890.07575759.16297166.0211143725.60—3214094.4095316.006158.88879.84161304.00426160904.0011901431.67560590.80493853.806940648.00—P总111497858.36

排水口PijKj悬浮物COD挥发酚氤化物石油类硫化物12.49%2.69%0.19%0.28%1.97%—7.62%231.82%8.05%0.52%0.27%9.99%—50.64%30.19%0.09%0.01%0.00%0.14%—0.43%423.46%10.67%0.50%0.44%6.22%—41.31%Kj57.96%21.50%1.21%0.99%18.34%—100.00%根据表格可知：对于污染源K2〉K4>K1>K3,所以主要污染源为第2污染源；对于污染物K1>K2>K5>K3>K4，所以主耍污染物为悬浮物。2、某水域经五次监测溶解氧的浓度：5.6mg/L,6.1mg/L,4.5mg/L,4.8mg/L,5.8mg/L,用内梅罗法计算溶解氧的统计浓度值是4・95mg/LPn亦=4.5加g/厶（由于溶解氧越高，水体越干净，因此选择溶解氧最低值作为Pn和）(5・6+6・1+4・5+4・8+5・8)徳/厶=5.36卿/厶方法一：根据地表水环境质量标准（GB3838-2002）,选用溶解氧第II类标准5.=6mg/Lmax导专max导专“755晋二晋=0.8931内=J«nJ2+(U)2=J0.8932;0.752=°825p内=1内xSj=0.825x6加gIL-4.95mg/L即：溶解氧的统计浓度为4.95mg/L方法二卩内=（竝J+（几3、试按下表给定的数据计算某处的大气质量指数，分别采用单因子环境质量指数，均值型，加权型和内梅罗多因子环境质量指数。评价因子飘尘so2NOXCO日均浓度/mg*m30.220.320.135.20评价标准56.70计权系数0.1(1)单因子环境质量指数:飘尘2豊嚨加(2)均值型综合质量指数:1" 1/均=—工厶=—(0.88+1.28+0.87+0.78)=0.9525ni=\ 4(3)加权型综合质量指数:/=£比厶=0.2x0.88+0.5x1.28+0.2x0.87+0」x0.78=1.068/=!(4)内梅罗多因子环境质量指数:max【SO?=1.28max【SO?=1.280.95252+1.282G=I0.95252+1.282=1.1284、已知某工业位于一山谷地区，计算的混合高度h=750m,该地区长50m,宽5km,上风向风速为2m/s,SO2的本地浓度为0.011mg/Lo该地区建成后的计划燃煤量为8000t/d,煤的含硫量约为3%,SO?的转化率为85%,试用单箱模型估计该地区的S02浓度。由已知：H=750/7/L=50m、D=5000m>u=2m/ssCo=0.01Img/L二氧化硫的排放量W=2x85%xBxSx(1-t])其中B=8000t/d、S二3%、r)=0,计算得W=40St/d_w_LxD40850x5000t/m2•d408X1X10650x5000x24x3600g/m_w_LxD40850x5000t/m2•d408X1X10650x5000x24x3600g/m2•s=0.0189g/m2c=c°+QL

uH0.0189x50>2x750)=0.0116m5/L5、（课本第四章第3题）根据某城市有关资料，讨论怎样选择、运用不同方法进行社会经济预测，并进行预测结果分析（预测人口、GDP、生活污水、生活垃圾的排放量）查询数据如下：（查询来源：http://www.tangshan./http://www^/portal/index/index.action;jsessionid=27684A17BFD8309A34416C5248119923）唐山市社会经济情况年份人口/万人GDP/亿元生活污水排放量/万吨人均生活污水排放量Kg/（d-人）生活垃圾排放量/万吨人均生活垃圾排放量Kg/（d•人）2002702.701102.009077.0035.3947.400.182003706.281295.009147.0035.4879.000.312004710.071626.339747.0037.6173.000.282005714.512027.129826.0037.6871.000.272006719.122361.6810436.0039.7671.000.272007724.662779.14无数据2008729.413561.192009733.903781.442010735.004469.082011737.075442.412012741.785861.63（其屮，人均生活污水排放量根据公式弘=°・365AF计算得出弘一生活污水排放量，万吨/年A—预测年人口，万人F—预测年人均生活污水排放量，Kg/（d*人）0.365—单位换算系数同理可计算人均生活垃圾排放量）对于人口:平均增长速度（平均增长率）741.78702.70平均增长速度（平均增长率）741.78702.70对于GDP：平均增长速度（平均增长率）X平均增长速度（平均增长率）X增=X-l=fJ-1=，fc-1=1819%对于人均生活污水排放量:平均增长速度（平均增长率）X^=X-1=J^rzL_i=4/222^-1=2.95%q35.39平均增长速度（平均增长率）X^=X-1=J^对于生活垃圾排放量：由于后三组数据比较平稳，因此使用后三组数据。平均增长速度（平均增长率）&宀十世-F牆―80%利用公式％=do（l+X培）"在Excel中进行预测，结果如下:唐山市2013-2017年社会经济情况预测年份人口/万人GDP/亿元2012741.785861.632013745.796927.862014749.818188.042015753.869677.442016757.9311437.772017762.0313518.30唐山市2013年・2017年生活污水排放量及生活垃圾排放量预测年份人口/万人生活污水排放量/万吨人均生活污水排放量Kg/（d-人）生活垃圾排放量/万吨人均生活垃圾排放量Kg/（d•人）2006719.1210436.0039.7671.000.272013723.0012860.4948.7362.860.242014726.9113311.3750.1762.060.232015730.8313778.0551.6561.270.232016734.7814261.1053.1760.500.232017738.7514761.0954.7459.730.226、某城市提出扩大污水处理厂的两种方案。一是建设大型污水处理厂，二是先建小型污水处理厂，如城市发展迅速，3年后再扩建，否则维持现状。两个方案的使用期都为10年，大型污水处理厂需投资600万元；小型污水处理厂需投资280万元，如需扩建需追加投资400万元，两个方案的每年损益值及自然状态的概率见下表，应用决策树选择未来城市合理的污水处理方案。概率自然状态年收益(大型)年收益(小型)新建扩建0.7城市发展迅速200801900.3城市发展缓慢-406019019080若使用方案一，则Vi=0.7*(200*10-600)+0.3*(-40*10-600)=680万元若使用方案二，则若扩建V3=0.7*(80*3+190*7-280-400)=623若不扩建V4=0.7*(80*10-280)=364因此选择扩建污水处理厂V2=0.3*(60*10-280)+623=719万元因此，选用方案二，并且先建立小型污水处理厂，若城市发展迅速，则3年后再扩建。7、由于某工厂缺乏了解未来市场的产品需求，也无法预测未来大气污染物的发生量，根据市场的需求，设计高、中、低三种自然状态。高情景表示，市场需求较高的情况下，大气污染物产量随产品产量的增加而增加。为确定污染物控制策略，根据上述三种自然状态设计三种方案：一是新建一套污染控制设备;二是扩建现有的污染控制设备；三是原有的污染控制设备不动，从别的地方购买排污权。若a=0.6,则各方案的a系数准则收益为：a系数收益准则=0.6X该方案最大收益+(1-0.6)X该方案最小受益某工厂污染控制方案按a系数准则决策表自然状态污染控制方案新建扩建“购买”排污权高情景600250100中情景50200100低情景・200-100100决策树如下:SOISOI沁新建按照(X系数收益准则若新建一套污染控制设备，则Vi=0.6*600+0.4*(-200)=280若扩建现有的污染控制设备，则V2=0.6*250+0.4*(-100)=110若从别的地方购买排污权，则V3=0.6*100+0.4*100=100因此选择新建一套污染控制设备8、pH=6.S4时，Sy”1.0-pH7pH=6.S4时，Sy”1.0-pH7・°—叽7.0-6,847.0-6=0.16某河段水质指标监测值单位：mg/L（pH除外）pHCODfvin氨氮总磷挥发酚监测值Si监测值Si监测值Si监测值Si监测值Si6.815<0.0028.381.810.170.011<0.002该河段执行国家II类水质标准（GB383&2002）根据GB3838-2002,水质标准如下检测项目pHCODjvin氨氮总磷挥发酚标准：mg/L（pH除外）6-902计算过程如下:pH二&38时，SpH=0.69pH^.O_838-7,0=pHpH二&38时，SpH=0.69C 215CO几=2.15时，s®肿77^二〒=0.5375Feo%4同理可计算其他数据，填表如下:PHCODMn氨氮总磷挥发酚监测值Si监测值Si监测值Si监测值Si监测值Si6.837150.15<0.002<18.380.691.810.45250.170.340.0110.11<0.002<19、沮河平均径流量取25m3/s,生活和工业废水排放径流量设为800万立方米/年（0.254m3/s）,上游来水污染物COD浓度为8mg/L,沮河水质标准是II类，求沮河COD的环境容量约为多少t/a。（COD二类水质标准为15mg/L）由已知：S=\5mgIL、Qp=25m3/s>QE=0.254/t?3/s>Cp=Smg/L由公式E二Sg+Qe）—Q^Cp计算可得：E=17&81g/s=563&95//a即：当沮河水质标准是15mg/L吋，沮河COD的环境容量约为5638.95t/a。

10、河段长100m,平均水深l・6m,平均宽度12m,流量1.5m3/s上游河水BOD5浓度为3.5mg/L,降解速度常数0・5(T。分别计算当河流执行II类标准和HI类标准时的环境容量。(已知II类标准和III类标准的BOD5浓度为3mg/L和4mg/L)当河流执行II类标准时：(20=1.5m3/s>Cs=3mg/L、Co=3.5mg/L>£=0.5〃°=5.787xl(T6、q=0V=100a.6a2m3=1920/7i3根据公式W=Q)(Cs.-C0)+kVCs+qC,C86.4计算可得：BOD5的环境容量W=-0.717g>s-1当河流执行III类标准时：Cs=4mg/L根据公式计算可得：BOD5的环境容量W=0.794g>s_111、(课本第五章课后题15)设某河段上有3个污染源向河水中排放苯污染物,污染源上游河水中苯的浓度为0.2mg/L,3个排放源每天排放苯量分别为lOOOKg,lOOOKg和1600Kg,测得河流流量为500000m'/d。假定苯的水环境标准为lmg/L,已知苯在河水中的降解速率常数为k=0.03km1o即，若污染源①排放后下游断面的苯浓度为A，则下游任一距离L处的浓度P产P&S从污水中去除苯的费用为每1000m350x美元，x为去除百分比。欲使整个河段苯的浓度不超标，用线性规划的方法确定苯的最优处理方案。要求写出建立线性规划(linearplanning)模型的详细过程，化为标准型。排污:100000苯rating-L欲使整个河段苯的浓度不超标，用线性规划的方法确定苯的最优处理方案。要求写出建立线性规划(linearplanning)模型的详细过程，化为标准型。排污:100000苯rating-L4)105000020设污染源①、②、③苯的去除率分别为Xi、X2、X3,则:污染源①去除苯所需的费用厶=1000001000污染源①去除苯所需的费用厶=1000001000UOXj=5000石美元/d污染源②去除苯所需的费用Z2=^^厲0兀2=2500勺美元/d污染源③去除苯所需的费用Z污染源③去除苯所需的费用Z3=册°心。叫美元巾去除苯所需的总费用为Z=Z1+Z2+Z3=5000召+2500兀2+10000x3即目标函数为minZ=5000x,+2500x2+10000x3假设各污染源向河流屮排放污水后污染物的混合浓度分别为卩、门、Pz则:p\=0.2L500000+10（1—丙）」00000500000+100000mgIL=11_10若p\=0.2L500000+10（1—丙）」00000500000+100000mgIL=11_10若6mg/L<img/LPi（p空一°03曲7°加廿5oo000+100000）+20（1-吃）L50000500000+100000+50000mg/L=（2・792-l・140jq-1.538兀2）加g/L<\mg!L_（卩上一°°咖-対（）如）匕500000+100000+50000）+8（1—召）卫00000加/厶P'~ 500000+100000+50000+200000 吨=（3・464-0・646兀1一0.871兀2-1.882x3）/?i^/L<\mg/L即：Xj>0.51.140x,+1.538x2>1.7920.646x,+0.87lx2+1.882x3>2.464化为线性规划标准型为：一minZ=5000兀］+2500x2+10000x31.140^+1.538^>1.7920.646%,+0.87lx2+l.882^>2.4640.5“<112、（课本第五章课后题16）在某河段有3个化工厂抽取河水作为生产用水,然后将污水排入河流（假定无消耗）。①化工厂①、②和③每天排出的氤化物量分别为760kg、110kg和250kg。河流最后注入一个公共水源地一一湖泊，水质要求氧化物的浓度不得大于0.05mg/Lo根据湖泊水环境容量研究结果，拟分配给该河流的污染负荷为315kg/do水质模拟研究表明，这3个化工厂的氤化物流至入湖处的降解率分别为45%、30%和40%。若这3个化工厂都各自处理一部分污染物，化工厂①、②和③的处理费用分别为1・25万元/kg、2.0万元/kg和1.75万元/kg。试求欲使河流入湖污染量不超过分配给该河的污染负荷，每个化工厂各应有多大的处理率时能使总处理费用最小?设化工厂①、②、③氧化物的处理率分别为X］、X2、x3,贝施化工厂①去除氧化物所需的费用乙=760屯口.25=950為万元/d化工厂②去除亂化物所需的费用Z2=110Ck2m.0=220吃万元/d化工厂③去除氧化物所需的费用Z3=250Jr3」.75=437.5忑万元/d去除氟化物所需的总费用为Z=Z,+Z2+Z3=950x}+220兀2+437.5兀彳即目标函数为minZ=950西+220x2+437.5兀3假设各化工厂向河流中排放氧化物后到达湖泊的环境负荷为Pl、P2、P3,则:£=760（1-西）（1—45%）P3=250(1-x3)(1-40%)即：戸=片+鬥+占=615-418兀］一77兀2-150兀3<315化为线性规划标准型为：一minZ=950召+220*2+437.5^3615-418西一77兀2-150兀3<315J0<x,<10<x2<1一0<<113、（第六章课后题）设某市SO?总量控制区总面积为1369.9km2,全部为二级功能区。其中一区、二区和整个控制区的面积，各区SO?实际年排放量，低架源、中架源、高架源的实际年排放量等数据见例表1,点源高度（作为有效高度处理）及个数见例表2。试求各区SO?总量控制限值及P的实施值（该例中以H<25m为低架源）。区域面积I区II区控制区81.80km287.07km21369.9km2Qa实5.32(1.27)①3.23(2.87)①19.97Qb实0.601.947.53Qm实0.660.937.11Qh实4.060.365.33表1各区面积和SO?的实际年排放量单位：万t/a注：①括号中的实数值未将高架源排放量计入，因高架源排放量仅计入城市总量，但各高架源仍使用所在分区的Pi实际值。表2各区点源高度及个数mj（烟囱高度分组）/m平均高度/m各区各组烟囱总数I区i=lII区i=21・ 25<H<3025322682. 30<H<5040962333・ 50<H<7060974. 70<H<10080215. 100<HH*①81注：①乔为所有大于100m高的烟囱高度平方和的平方根。P=120A=4.5a=0.15解:CSO1=0A5mg/m3(24h平均)各功能分区污染物排放总量限制值(104〃d)：I区Eg廉—罟=1.492II区Q2二化。II区Q2二化。2*71369^9控制区Q(=化。[yjs=4.5P」5丁1369.9=24.983各功能区低架源污染物排放总量限值(104//。)：区Qhl=^zl=0.15L1.492=0.2238区Qh2=陀2二0」5口.588=0.2382控制区Q=0.15024.983=3.74745各功能区点源污染物排放总量限值(“Q)：25m：0]=7TPDC$他2口0,=365n24T12(H)」5卫5?口0"=98.5540m：2/?2=7UVCyme2U0-6=365024L120J).15J!02a0-6=252.28860m：2/?3=7LPDCv^2aO'6=365^240203).15050200_6=567.