1、第一章掌握系統工程解決問題的基本步驟：系統地提出問題，明確其目標和范圍；選擇評價系統功能的指標或目標函數；明確系統的組成因素，提出各種可選用的方案；建立數學模式或進行數學模擬；分析模式特點，確定選優方法，使系統最優化；按選定的最優方案，建立環境污染控制系統。掌握系統分析的過程方法：分解和綜合是系統分析的基本方法；分解：研究和描述組成系統的各個要素的特征，掌握各要素的變化規律。模型化過程，研究描述環境系統主要功能的邏輯模式(定性的)和數學模式(定量的)； 綜合：研究各要素之間的聯系和有機組合，達到系統的總目標最優。最優化過程，利用數學模式進行最優化分析。記住環境系統工程的定義：定義：以環境質量的

2、變化規律、污染物對人體和生態的影響、環境自凈能力以及有關環 境工程技術原理為依據，運用系統工程學的理論和方法，研究如何建立起一個合理的環境污染預防/控制系統的數學模型，并研究如何利用它來分析各種污染控制過程可調因素（或各種可替換方案）對環境目標或費用、能耗等的影響 ，以及尋求最優決策方案。第二章掌握數學模型的建立過程、方法：分類：白箱模型（機理模型）、黑箱模型（經驗模型）、灰箱模型（半機理半經驗模型）過程：數據收集-模型結構選擇-參數估值-模型檢驗參數的估計方法：圖解法、一元線性回歸、多元線性性回歸、最優化法模型的檢驗與驗證：圖形法、相關系數法、相對誤差法靈敏度分析：狀態目標對參數的靈敏度、目

3、標對狀態的靈敏度第三章污染物在環境介質中的運動特征：推流遷移、分散（分子擴散、湍流擴散、彌散）、衰減和轉化環境質量基本模型：零維模型（認為排放的污染物或其他物質進入該環境單元后，很快混合均勻，單元內污染物僅用一個平均濃度表示）、一維模型（通過對一個微小體積單元的質量平衡分析，得到一維模型。）、二維模型基本模型的解析解：零維模型穩定排放和非穩定排放：零維模型穩態解：穩態條件：如果環境介質處于均勻穩定的條件下，且污染源穩定排放，那么污染物在環境中的分布也將穩定，也就是污染物在某一空間位置的濃度不會隨時間變化。一維模型穩定排放（考慮和忽略彌散）和非穩定排放：穩定排放：考慮彌散：忽略彌散：一維流場中污

4、染物分布特征（斷面最大濃度及出現時間）：斷面處出現最大濃度的時間是：相應的最大濃度值為：二維流場中污染物分布特征（擴散羽、中心及岸邊排放情況下污染物到達岸邊及完成橫向混合所需的縱向距離）擴散羽：定義擴散羽的寬度為包含斷面上95的污染物總量的寬度，則擴散羽的寬度為4sy（岸邊為2y）污染物到達岸邊的距離：中心排放：岸邊排放：完成橫向混合所需的距離：中心排放：岸邊排放：第四章污染物在河流中的遷移轉化過程影響溶解氧變化的因素：污染物的生物化學分解；藻類呼吸作用；藻類光合作用；大氣復氧；底泥和底棲動物耗氧飽和溶解氧的計算：單一河段水質模型：S-P基本模型：基本假設：（1）河流中BOD的衰減符合一級反應

5、動力，反應速度定常；（2）河流中的耗氧是由BOD衰減引起；（3）溶解氧的來源是大氣復氧。托馬斯模型：考慮了污染物的沉淀與再懸浮的影響，在S-P模型中引入沉淀作用對BOD去除的影響，其速度常數為ks臨界點的計算和應用：溶解氧含量最低，氧虧值最大，溶解氧濃度變化速度為零多河段水質模型斷面設置方法：1. 在河流斷面形狀發生劇烈變化處，這種變化導致河流的流態（流速、流量、水深的分布等）發生相應的變化；2. 在支流或污水匯入處（流量、流速及污染物濃度變化）；3. 河流取水口處（流量、流速變化）；4. 在碼頭、橋涵等便于采樣處；5. 在水文、水質監測斷面等可共享水文水質資料的地方。湖庫水質模型湖庫水質特征

6、：1. 流速很低、停留時間長數月數年2. 水生生態系統相對比較封閉由于與外系統質量、能量交換較小，一般處于靜水狀態，其物理、化學、生物過程比較穩定。3. 水溫和水質分層分布4. 湖泊或水庫的邊緣至中心，由于水深不同而產生明顯的水生植物分層5. 主要水質問題富營養化完全混合箱式模型：沃倫威德爾模型，吉柯奈爾迪龍模型平衡濃度和時間的計算：富營養化判別方法：（1） 富營養化水質標準（2） 迪龍和瑞格勒方法（3） 沃倫威德爾方法（4） 沃倫威德爾和迪龍模型其他模型：河口水質影響：地下水污染途徑：通過包氣帶滲入；由集中通道直接注入；由地表水側向滲入；含水層之間的垂直越流重金屬的遷移、釋放第五章大氣污染擴

7、散特征分析：影響擴散的主要氣象要素：氣象要素風向、風速（風對大氣污染物起著輸送和稀釋擴散作用）、湍流、垂直溫度梯度（波浪型（翻卷型）溫度層結強烈遞減，大氣非常不穩定，氣流上下混合劇烈，污染擴散良好。常出現在中午前后；圓錐型溫度層接近中性。常出現在陰天或多云天氣、陽光照射不強烈、風力較大時；扇型（平展型）溫度層逆溫。垂直方向對流受到抑制。常出現在冬、春季節微風的晴天午夜至清晨時間；屋脊型（上揚型）煙流的上部大氣不穩定，下部穩定。常出現在日落前后；漫煙型（熏煙型）煙流的上部大氣穩定，下部不穩定。常出現在日出前后。）、混合層高度、降水、霧等氣溫層結和大氣穩定度的關系：不穩定的層結熱力湍流得到加強，擴

8、散能力提高，混入污染物中的空氣增多，污染物濃度明顯降低。穩定的層結造成大氣湍流抑制，擴散不通暢，污染物的稀釋和轉移相對較慢。混合層高度：地面熱空氣對流所能達到的高度大氣擴散模型概述源強預測與有效源高計算：點源擴散模型：無邊界瞬時、連續排放點源模型，高架連續點源擴散模型（地面、軸線、地面最大濃度及出現距離：、逆溫、傾斜煙流模式）線源和面源排放模型線源（垂直、平行、角度、分段）、面源（虛擬點源在中心、前置、積分）、箱式（單箱模型平衡濃度：、多箱）復雜條件下的大氣質量模型最大熏煙濃度成立條件：第六章水污染系統規劃的組成和分類：1污染物發生子系統 2污水收集輸送子系統3污水處理與回用子系統4接受水體子

9、系統 ；按層次分類：1. 流域規劃（總量控制）；2. 區域規劃3. 設施規劃按照規劃方法劃分1. 排放口處理最優規劃（水質規劃）2. 均勻處理最優規劃 （污水處理廠群規劃）3. 區域處理最優規劃水域環境容量和允許排放量計算河流的環境容量、河流允許排放量（一維模型有/無混合區、二維模型）：環境容量：一個環境單元在滿足環境目標的前提下，所能接受的最大污染物量。允許排放量：在環境容量的約束下，污染源的最大排放量。 無混合區：有混合區：湖泊的環境容量和允許排放量水污染系統的費用分析污水處理規模經濟效應：隨著流量的增加，處理和運輸單位污水的成本降低。費用與規模的這種關系稱為污水處理和運輸的規模效應污水處

10、理效率經濟效應：單位污水處理費用隨著處理效率的增加而增加。污水處理費用與處理效率之間的這種關系稱為污水處理效率的經濟效應。“全部處理或全不處理”策略的基本原理：由于污水處理規模經濟效應的存在，污水集中治理可節省投資，人力，用地，使設備保持較高的完好率和運轉率水污染系統最優規劃方法排放口處理最優規劃、均勻處理最優規劃和區域處理最優規劃的原則排放口處理最優規劃的原則：排放口污水處理廠規模不變，位置不變（即污水管網不變），處理工藝或運行參數改變均勻處理最優規劃的原則：污水處理廠采用的污水處理工藝具有基本相同的污水處理效率大氣污染系統規劃情景分析法、比例下降模型、地面濃度控制和總量控制規劃方法1.系統

11、的基本特性即系統的特點：相關性、目的性、環境適應性、集合性、階層性、整體性2.系統分析的一般步驟：1明確問題；2設立目標；3收集資料；4建立模型；5綜合分析6.系統設計和實施3.環境系統工程的定義：是系統工程在環境保護中的具體應用，是對環境系統進行合理規劃，設計和運行管理的思想，組織和技巧的總稱，也是系統工程的一個專門分類4.數學模型的制約：抽象簡化不完全正確造成失真；系統復雜，參數不明情況下誤差大；參數的確定常要用到物理模型和現場實驗方法。5.黑箱模型：因果關系不明，只有輸入、輸出統計關系；僅在一定區間內基本正確； 白箱模型：因果關系十分清楚，物理、化學運動機理(參數)完全掌握；可精確描述事

12、物運動狀態的全部變化，又稱機理模型； 灰箱模型：復雜問題，主要因果關系清楚，但許多機理細節(參數)不明，可描述事物運動狀態的大致變化，與實際情況有一定誤差，又稱半機理模型。6. 環境建模過程：1）有關數據收集2）模型結構選擇3）模型參數確定4）模型檢驗與修正7. 灰箱模型的建立方法：圖解建模法 直觀、簡單、易于全局把握質量平衡法（空間狀態法）環境數學模型常用量綱分析法 物理學、流體力學和化工原理常用概率統計法 監測數據統計規律8. 相關系數法：y=b+my. m越接近1， b0 越接近零，相關系數R越接近1，模型與系統實際的吻合程度越好。對m和b0的要求要嚴于R，如果它們離要求值太遠，則R值再

13、接近1 也沒有用。9. 三種形式的分散作用：分子擴散：由于分子隨機運動引起的分散現象。 湍流擴散：湍流流場中質點隨機脈動引起的分散現象。 彌散：由空間點流速與考察空間的平均值的系統差別所產生的分散現象。10. 推流遷移：污染物隨介質運動而發生 的位置變化。11. 二維模型較多應用于大型河流，河口，海灣，淺湖中的水質預測，也應用于線源大氣污染的計算12. 擴散羽：定義擴散羽的寬度為包含斷面上95的污染物總量的寬度，則擴散羽的寬度為4sy。 特別：岸邊排放情況，擴散羽寬度為2sy13. 當斷面上任意一點的污染物濃度與斷面污染物平均濃度之比介于0.951.05時，則稱該斷面已經完成橫向混合；污染物排

14、放點至完全混合斷面的最小距離稱為完成橫向混合所需的距離14. 斷面設置方法：1. 在河流斷面形狀發生劇烈變化處，這種變化導致河流的流態（流速、流量、水深的分布等）發生相應的變化；2. 在支流或污水匯入處（流量、流速及污染物濃度變化）；3. 河流取水口處（流量、流速變化）；4. 在碼頭、橋涵等便于采樣處；5. 在水文、水質監測斷面等可共享水文水質資料的地方。15. 湖庫水質特征：1. 流速很低、停留時間長數月數年2. 水生生態系統相對比較封閉由于與外系統質量、能量交換較小，一般處于靜水狀態，其物理、化學、生物過程比較穩定。3. 水溫和水質分層分布4. 湖泊或水庫的邊緣至中心，由于水深不同而產生明

15、顯的水生植物分層5. 主要水質問題富營養化16.完全混合箱式模型：沃倫威德爾模型，吉柯奈爾迪龍模型P8617.水污染系統規劃的組成和分類：1污染物發生子系統 2污水收集輸送子系統3污水處理與回用子系統4接受水體子系統 18.按照規劃方法劃分1. 排放口處理最優規劃（水質規劃）2. 均勻處理最優規劃 （污水處理廠群規劃）3. 區域處理最優規劃19.P11020.P11721.“全部處理或全不處理”策略的基本原理：由于污水處理規模經濟效應的存在，污水集中治理可節省投資，人力，用地，使設備保持較高的完好率和運轉率22.排放口最優規劃，是以同一受納水體的每個排水小區（也可以是同一河流的每座城鎮）污水處

16、理廠排放口為基礎，在該水體水質要求的約束下求解各污水處理廠處理效率的最佳組合，目標是污水處理的費用最低。23.均勻處理最優規劃：解決的是廠群規劃問題，即污水處理廠采用的污水處理工藝具有基本相同的污水處理效率，區域水污染控制系統追求的是設立的污水處理廠的位置和規模的最佳組合。24.前兩者的綜合25.開放節點試探過程：就是將開放節點的小區污水處理廠關閉，比較關閉前后系統的總費用，確定關閉污水處理廠實現相對集中處理是否合算，如果合算就用關閉掉部分污水處理廠的系統控制方案代替原方案26.影響大氣污染物擴散的主要因素：風向、風速、湍流、垂直溫度梯度、混合層高度、降水、霧等27.混合層高度：地面熱空氣對流

17、所能達到的高度，是影響污染物鉛直擴散的重要因素，它表示污染物在垂直方向上能被熱力湍流影響的范圍。28.P14329.P15030.P15831.確定型環境決策分析（1）確定型環境決策問題的主要特征只有一個環境狀態有決策者希望達到的一個明確目標存在著可供環境決策者選擇的兩個或兩個以上的方案不同決策方案在該狀態下的收益是清楚的（2）確定型環境決策分析的準則環境收益最大或環境損害最小（3）確定型環境決策分析方法最優化（線性規劃和微分法）32.風險型環境決策風險型決策具備五個條件：有一個明確的決策目標；存在著可供決策者選擇的兩個或兩個以上的可行性方案；存在著不為決策者主觀意念為轉移的兩種或兩種以上的自然狀態；不同的可行性方案在不同