環(huán)境系統(tǒng)分析大綱

1、環(huán)境系統(tǒng)分析課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：021320502 課程名稱：環(huán)境系統(tǒng)分析總學(xué)分:3.0 總學(xué)負(fù)荷: 84 自主學(xué)習(xí):48課內(nèi)總學(xué)時(shí)數(shù)：36課內(nèi)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐/上機(jī)學(xué)時(shí)：0先修課及后續(xù)課：先修課為高等數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、環(huán)境學(xué)導(dǎo)論等。一、說(shuō)明部分1、課程性質(zhì)本課程是環(huán)境類相關(guān)專業(yè)一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課。2、教學(xué)目標(biāo)及意義通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生全面了解目前環(huán)境評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀、評(píng)價(jià)觀點(diǎn)、評(píng)價(jià)理論、評(píng)價(jià)方法，掌握現(xiàn)階段評(píng)價(jià)所使用的評(píng)價(jià)技術(shù)。可具備從事大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)、區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和其他類型的環(huán)境影響評(píng)價(jià)與環(huán)境規(guī)劃的能力。此外，學(xué)生修完本課程

2、后，還可以利用其中的數(shù)據(jù)處理方法、系統(tǒng)分析的方法進(jìn)行專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理，具備基本的研究方法和能力，并在畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文中加以應(yīng)用。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生打下較牢固的專業(yè)理論基礎(chǔ)，初步具備應(yīng)用所學(xué)理論進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求本課程的基本內(nèi)容有：環(huán)境系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建模概念、建模要求、建模步驟；污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,環(huán)境質(zhì)量基本模型推導(dǎo),環(huán)境質(zhì)量基本模型的解析解及其圖象特征、環(huán)境質(zhì)量基本模型的運(yùn)用條件及具體運(yùn)用;河流水質(zhì)S-P模型及各修正模型,單一河段水質(zhì)模型,多河段水質(zhì)模型,河口水質(zhì)模型等;湖泊、水庫(kù)水質(zhì)模型;大氣污染基本特征、大氣環(huán)境質(zhì)量基本模型

3、、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模型、線源面源排放擴(kuò)散模型;地下水水質(zhì)模型等.其中：4、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)需重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、環(huán)境質(zhì)量基本模型的解析解及其圖象特征、環(huán)境質(zhì)量基本模型的運(yùn)用條件及具體運(yùn)用; 河流水質(zhì)S-P模型及各修正模型,單一河段水質(zhì)模型,多河段水質(zhì)模型;高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模型、線源面源排放擴(kuò)散模型，模型參數(shù)識(shí)別一般掌握的內(nèi)容：環(huán)境系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建模概念、建模要求、建模步驟,環(huán)境質(zhì)量基本模型推導(dǎo), 河口水質(zhì)模型,湖泊、水庫(kù)水質(zhì)模型,一般了解的內(nèi)容：數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解, 其他河流水質(zhì)模型,湖泊水庫(kù)水溫模型,地下水水質(zhì)模型和水體、大氣污染控制系統(tǒng)規(guī)劃。5、教學(xué)方法與手段采用多媒體

4、課堂授課、課堂討論，課后作業(yè)等互動(dòng)式教學(xué)為主，借助網(wǎng)絡(luò)查詢?cè)黾有畔⒘恳蕴岣邔W(xué)生的認(rèn)知能力。以及課下以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，老師輔導(dǎo)為輔，完成學(xué)生對(duì)環(huán)境模型的實(shí)際運(yùn)用，對(duì)環(huán)境類學(xué)生，增加中文或英文環(huán)境教學(xué)觀摩片，以強(qiáng)化理解與掌握環(huán)境學(xué)學(xué)科知識(shí)體系，將課內(nèi)課外學(xué)習(xí)結(jié)合，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐教學(xué)一體化提高學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)悟能力。6、教材及主要參考書(shū)（1）教材：程聲通/化學(xué)工業(yè)出版社/環(huán)境系統(tǒng)分析教程/2012-9-1（2）主要參考書(shū)目：1、環(huán)境系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 鄭彤、陳春云編著 化學(xué)工業(yè)出版社2、環(huán)境系統(tǒng)工程方法，湯兵勇、姜海濤、任建 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社；3、系統(tǒng)建模與數(shù)學(xué)模型，賀建勛 安徽科

5、技出版社。4、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，馬倩如，程聲通，北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990。5、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)，史寶忠，北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1993。6、環(huán)境系統(tǒng)分析，程聲通，陳毓齡，北京：高等教育出版社，1990。7、水污染控制工程，高廷耀主編，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：本課程分為課內(nèi)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)以項(xiàng)目案例分析、學(xué)生文獻(xiàn)調(diào)研等形式輔助課堂教學(xué)。二、正文部分第一章 緒論一、教學(xué)要求要求學(xué)生掌握環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的概念，我國(guó)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境系統(tǒng)分析的概念，環(huán)境系統(tǒng)分析的發(fā)展歷史和由來(lái)；系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容和方法、系統(tǒng)的基本原理等。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)：系統(tǒng)分析的概念知識(shí)要點(diǎn)：系統(tǒng)分析的概念，系統(tǒng)的分類第二節(jié)： 系統(tǒng)的特征知識(shí)要點(diǎn)：系統(tǒng)分析過(guò)程，分析方法第三節(jié)：環(huán)境系統(tǒng)工程的思路結(jié)構(gòu) 知識(shí)要點(diǎn)：系統(tǒng)化、模型化、最優(yōu)化三、本章學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)第二章 數(shù)學(xué)模型概述一、教學(xué)要求1、掌握數(shù)學(xué)模型的定義。2、掌握數(shù)學(xué)模型的建

7、立方法和過(guò)程。3、了解分析工具庫(kù)。4、練習(xí)掌握線性回歸分析、曲線擬合及參數(shù)估計(jì)等數(shù)學(xué)建模問(wèn)題。5、應(yīng)用課件對(duì)活性污泥法水處理系統(tǒng)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)和分析。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 模型定義、分類 、建立知識(shí)要點(diǎn)：模型基本概念，模型分類，數(shù)學(xué)模型有點(diǎn) ，環(huán)境建模過(guò)程第二節(jié) 數(shù)學(xué)模型的參數(shù)估值、誤差分析知識(shí)要點(diǎn)：模型參數(shù)的估值方法，一元線性回歸，多元線性回歸，最優(yōu)化方法第三節(jié) 模型誤差分析和靈敏度知識(shí)要點(diǎn)：模型誤差分析和靈敏度檢驗(yàn)三、本章學(xué)時(shí)數(shù):2學(xué)時(shí)第三章 環(huán)境質(zhì)量基本模型一、教學(xué)要求熟練掌握，污染物在環(huán)境介質(zhì)中主要運(yùn)動(dòng)形式, 污染物在環(huán)境介質(zhì)中的擴(kuò)散作用, 環(huán)境質(zhì)量基本模型零維模型的推導(dǎo), 不同的排污條件

8、下，污染物濃度的求解。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 污染物在環(huán)境介質(zhì)中主要運(yùn)動(dòng)形式 知識(shí)要點(diǎn)：利用已有數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)采樣。要盡可能多地占有與研究對(duì)象有關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，包括與研究對(duì)象直接相關(guān)的數(shù)據(jù)(如大氣環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、污染源數(shù)據(jù)等)和間接相關(guān)的數(shù)據(jù)(如氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)等)。 第二節(jié) 環(huán)境質(zhì)量基本模型零維模型的推導(dǎo)知識(shí)要點(diǎn)：介紹零維模型，一維模型的推導(dǎo)過(guò)程，以及不同條件下的解析解。第三節(jié) 不同的排污條件下，污染物濃度的求解知識(shí)要點(diǎn)：介紹污染物在均勻流場(chǎng)中的分布特征，主要介紹穩(wěn)定源和非穩(wěn)定源下模型的求解過(guò)程。本章學(xué)時(shí)數(shù):8學(xué)時(shí) 第四章：內(nèi)陸水體水質(zhì)模型一、教學(xué)要求 要求學(xué)生掌握河流中的

9、基本水質(zhì)問(wèn)題、單一河段水質(zhì)模型、湖泊水庫(kù)的基本水質(zhì)問(wèn)題、湖泊水庫(kù)水質(zhì)模型二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 河流中的基本水質(zhì)問(wèn)題知識(shí)要點(diǎn)：結(jié)合已有的環(huán)境學(xué)知識(shí)，物理化學(xué)知識(shí)講解河流基本水質(zhì)問(wèn)題。 第二節(jié) 單一河段水質(zhì)模型知識(shí)要點(diǎn)：重點(diǎn)闡述S-P模型。第三節(jié) 湖泊水庫(kù)的基本水質(zhì)問(wèn)題知識(shí)要點(diǎn)：對(duì)比河流和水庫(kù)水質(zhì)不同點(diǎn)。第四節(jié) 湖泊水庫(kù)水質(zhì)模型知識(shí)要點(diǎn)：重點(diǎn)講述沃淪維德?tīng)柲Ｐ?案例分析本章學(xué)時(shí)數(shù):8學(xué)時(shí) 第五章 大氣質(zhì)量模型一、教學(xué)要求 講述大氣層結(jié)構(gòu)，大氣污染及其主要影響因素,污染源預(yù)測(cè)模型,大氣污染物擴(kuò)散理論、擴(kuò)散模式與計(jì)算方法,學(xué)習(xí)利用常規(guī)氣象資料確定大氣穩(wěn)定度分級(jí)和獲得大氣湍流擴(kuò)散參數(shù)的方法，并在環(huán)境評(píng)價(jià)中

10、應(yīng)用。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 大氣污染物知識(shí)要點(diǎn)：大氣層結(jié)構(gòu) 講解大氣層自下而上分為五層,每一層的大氣特點(diǎn)。大氣污染及其主要影響因素 講解大氣主要污染物及其影響因素，大氣的自凈過(guò)程。第二節(jié) 污染源預(yù)測(cè)模型知識(shí)要點(diǎn)：講解大氣污染源強(qiáng)的預(yù)測(cè)。第三節(jié) 箱式大氣質(zhì)量模型知識(shí)要點(diǎn)：?jiǎn)蜗淠Ｐ?。高架點(diǎn)源擴(kuò)散模型第四節(jié) 污染物在大氣中的擴(kuò)散模式。知識(shí)要點(diǎn)：線源和面源模型 大氣質(zhì)量模型中的參數(shù)估計(jì) 案例分析本章學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)第六章 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法與模型一、教學(xué)要求 了解環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法，掌握污染源的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)模型和方法以及環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)概述知識(shí)要點(diǎn)：介紹環(huán)境質(zhì)量的概念，引入環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法，評(píng)價(jià)目的，評(píng)價(jià)內(nèi)容。第二節(jié) 污染源評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)知識(shí)要點(diǎn)：介紹污染源的分類、調(diào)查和評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合案例分析如何確定污染源，污染物預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合案例分析。第三節(jié) 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型知識(shí)要點(diǎn)：介紹環(huán)境指數(shù)評(píng)價(jià)方法，介紹單因子指數(shù)、多因子指數(shù)等，并結(jié)合案例分析。三、本章學(xué)時(shí)數(shù)：4第七章：環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)化一、教學(xué)要求 讓學(xué)生理解為什么要進(jìn)行環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)化，什么是環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)化，怎樣進(jìn)行環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)化。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 為什么要進(jìn)行環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)化？知識(shí)要點(diǎn)：通過(guò)講述資源有限，需求無(wú)限，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為人類社會(huì)繼續(xù)前進(jìn)的主要制約因素等來(lái)分析為什么要進(jìn)行環(huán)境系統(tǒng)最