环境系统工程总复习
环境系统分析复习题

概念解释:1.系统:是由两个或两个以上,相互独立又相互制约,执行特定功能的元素组成的有机整体。
2.系统分析:对研究对象进行有目的、有步骤的探索和研究过程,它运用科学的方法和工具确定一个系统所应具备的功能和相应的环境条件,以确定实现系统目标的最佳方案。
3.环境系统分析:是研究环境系统规划、设计管理方法和手段的技术科学,它以环境质量的变化规律、污染物对人体和生态的影响,环境工程技术原理和环境经济学等为依据,并综合运用系统论、控制论和信息论的理论,采用现代管理的数学方法和电子计算机技术,对环境问题和防止工程进行系统分析,谋求整体优化解决。
4.环境质量基本模型:反映污染物在环境介质中运动的基本规律的数学模型,称为环境质量基本模型,简称基本模型。
5.灰箱模型:复杂问题,主要因果关系清楚,但许多机理细节(参数)不明,可描述事物运动状态的大致变化,与实际情况有一定误差,又称半机理模型(许多含物理意义的统计模型)。
6. 黑箱模型:即输入-输出模型。
因果关系不明,只有输入、输出统计关系,仅在一定区间内基本正确。
需要大量的输入,输出数据以获得经验模型。
它们可在日常例行观察中积累,也可由专门实验获得。
.7.白箱模型:因果关系十分清楚,物理、化学运动机理(参数)完全掌握;可精确描述事物运动状态的全部变化,又称机理模型8. 推流迁移:推流迁移是指在气流或水流作用下污染物产生的转移作用。
推流作用只改变污染物的位置而不改变污染物的浓度。
9. 湍流扩散:湍流流场中质点的各种状态(流速、压力、浓度等)的瞬时值相对于其时平均值的随机脉动而导致的分散现象10. 弥散:由于横断面上实际的流速分布不均匀引起的,在用断面平均流速描述实际运动时,就必须考虑一个附加的,由流速不均匀引起的作用。
11.污染物到达岸边(或地面)所需的距离:在二维环境中,污染物中心排放下,如果岸边的污染物浓度达到断面平均浓度的5%,则称污染物到达岸边或地面,从污染物排放点到污染物到达岸边的距离称为污染物到达岸边所需的距离。
环境工程原理期末考试复习题及参考答案-专升本剖析

可编辑修改精选全文完整版《环境工程原理》复习题一、填空题1、球形颗粒在静止流体中作重力沉降,经历________和_______两个阶段。
沉降速度是指_______阶段,颗粒相对于流体的运动速度。
2、在流动系统中,水连续地从粗圆管流入细圆管,粗管内径为细管的2倍。
则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。
3、某室内空气中O的浓度是0.08×10-6(体积分数),在1.013×105Pa、25℃下,3该浓度可表示为__ _ __ μg/m3。
4、若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为_____气体。
在吸收操作中__压力和_____温度可提高气体的溶解度,有利于吸收。
5、长方形的长为2a,宽为 a,其当量直径为__________。
6、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数,而不随_ ____变化,该系统称为稳态系统。
7、传热的基本方式有、和辐射三种,传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。
8反映旋风分离器分离性能的主要指标有和。
9、边界层的形成是流体具有__ ___的结果。
10、在深层过滤中,流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获,该过程主要包括以下几个行为:__ ___、附着行为、__ ___。
11、常用吸附剂的主要特性有:(1)__ ___;(2)__ ___;(3)稳定性好;(4)适当的物理特性;(5)价廉易得。
12、所谓气膜控制,即吸收总阻力集中在______一侧,而______一侧阻力可忽略;如果说吸收质气体是属于难溶气体,则此吸收过程是________控制。
13、在流动系统中,水连续地从粗圆管流入细圆管,粗管内径为细管的2倍。
则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。
14、传热的基本方式有、和辐射三种,传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。
15、在间壁式换热器中,间壁两边流体都变温时,两流体的流动方向有、逆流、错流、 __ ______四种。
系统工程期末复习资料(全)

系统:由两个及以上有机联系、相互作用的要素组成,具有特定结构、功能和环境的整体。
系统边界:从空间结构上看,把系统和环境分开的所有点的集合;从逻辑上看,边界是系统构成关系从起作用到不起作用的边界,系统质从存在到消失的边界。
系统的属性:整体性{是系统最核心的特性,是系统性最集中的体现}关联性(由多个有机联系、相互作用的要素组成,具备独立要素所不具备的功能)环境适应性(环境输入系统,系统输出环境,系统要生存,一定要适应环境)层次性(作为总体来看,系统可以分解一系列子系统,并有一定的层次结构)目的性(有一定目的,为达到既定目的而具备一定的功能)集合性(把具备某种属性的一些对象看成一个整体,从而形成一个集合)系统的类型:人造系统和自然系统实体系统和概念系统、动态系统和静态系统、封闭系统和开发系统系统工程的概念:是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验、使用的科学方法,是一种对所有系统具有普遍意义的科学方法。
系统工程方法论:是研究、探索系统问题的一般规律和途径重要思想:最优思想、总体思想、组合思想、分解和协调思想、反馈思想霍尔三维结构:知识维、时间维、逻辑维时间维(6个阶段):规划阶段、方案阶段、研制阶段、生产阶段、运行阶段、更新阶段逻辑维(7个步骤):明确问题、选择目标、系统综合、系统分析、方案优化、做出决策、付诸实施特点:强调目标明确,核心是最优化,认为一切现实问题都可以规划为工程系统问题,运用定量分析法,做最优解答。
该方法论在研究方法上有整体性,在技术应用上有综合性,在组织管理上有科学性,在系统工程上有问题导向性。
切克兰德方法论:主要内容:问题、根底定义、建立概念模型、比较与探索、选择、设计与实施、评估与反馈主要步骤(略)比较:同:同为系统工程方法论,均以问题为起点,具备相应的逻辑结构异:前者主要研究工程系统问题,后者更适用于“软”系统问题的研究前者以优化分析为核心,后者以比较学习为核心前者使用定量分析方法,后者使用定性、定量与定性相结合的方法前者研究对象为良结构,后者则为不良结构系统分析:运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术,对系统的各方面进行定性与定量相结合的分析,为选择最优或满意的方案提供决策依据的分析研究过程。
环工原理复习

环工原理复习 第二章 思考题 1.什么是换算因素?英尺和米的换算因数是多少?同一物理量用不同单位制的单位度量时,其数值比称为换算因数;英尺和米的换算因数是3.2808. 2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么?用来描述物体或系统物理状态的可测量性质称为它的量纲(因次)。
由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数,称为无量纲准数。
区别:量纲是可测量的性质,而单位是测量的标准。
3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。
质量分数(摩尔分数):是混合物中某组分的质量(或物质的量)占混合物总质量(或总物质的量)的分数。
质量比:混合物中某组分的质量与惰性组分质量的比值 4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。
1摩尔任何理想气体在相同的压强和温度下有着同样的体积,因此可以用体积分数表示污染物质的浓度,在实际应用中非常方便;同时,该单位的最大优点是与温度、压力无关。
例如,10-6(体积分数)表示每106体积空气中有1体积的污染物,这等价于每106摩尔空气中有1摩尔污染物质。
又因为任何单位摩尔的物质有着相同数量的分子,10-6(体积分数)也就相当于每106个空气分子中有1个污染物分子。
对于气体,体积分数和质量浓度ρA (mg/m 3)之间的关系和压力、温度以及污染物质的分子量有关。
对于理想气体,可以用理想气体状态方程表示,即:式中:p ——绝对压力,Pa 或N/m 2; V A ——体积,m 3;n A ——物质的摩尔数,mol ;R ——理想气体常数,8.314 J/(mol ·K); T ——绝对温度,K 。
5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少?涵义:单位时间内以平均速度流过截面的流体体积与按实际上具有速度分布时流过同一截面的流体体积相等。
一般地,液体的流速取0.5~3.0m/s,气体则为10~30m/s 。
环境生态工程复习.doc

1.生态工程:应用生态系统中物种共生和物质循环再生的原理,结合系统工程的最优化方法,设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。
2.生态工程的原理是生态系统的“整体、协调、再生、循环”。
3.环境工程与生态工程:环境工程的目的就是通过开发技术及工艺解决经济系统的污染问题,并保障环境的健康安全。
基本的做法是把污染物集中到系统外进行处理。
生态工程则寻求一条系统内解决的思路,通过生态工程的自设计和其他工艺的结合,实现系统污染的零排放或最小排放。
生态工程的边界要大于环境工程。
环境工程研究对象是自然系统,而生态工程的对象是生态系统。
环境工程的理论基础是环境科学,而生态工程的理论基础是生态学。
生态工程与环境工程相比,均以解决环境问题为目的,但着重点不同。
一般认为,生态工程是利用生物多样性和活的生态系统及技术来解决环境问题,而环境工程则依赖新的化学、机械或物质技术来解决这些问题。
4.生态工程的意义主要表现在以下几个方面:①生态工程与我国的农业持续发展②生态工程与我国的生态环境的保护与治理③生态工程与我国的工业与城市发展5.生态工程的主要类型:①物质能量的多层分级利用系统②水陆交换的物质循环系统③“废物”再生利用和环境调节工程系统④多功能污水自净工程系统⑤多功能农工联合生产系统。
6.生态工程的特点:①以生态学理论为指导,以活的生物为主体,强调利用生物与生物的共生功能、生物物质的循环再生功能、食物链以及生物与环境之间的相互适应原理,来进行多层次、多方向的生产工艺设计。
②利用生态系统的反馈控制和稳态机制等稳定性特点,生态工程重视培育和利用生态系统自我修复、自我调节功能。
③生态工程强调经济效益和生态效益的高度统一。
④生态工程尤其是农业生态工程是在石化农业逐渐走入死胡同的形势下提出来的,目的是为了克服石化农业的种种弊端。
⑤生态工程包括生态工程系统和生态工程技术两个方面。
7.我国现代生态工程研究㈠我国的农业生态工程研究的内容:①生态农业②无公害农业和绿色食品③有机农业我国的农业生态工程研究的特点:①研究对象以农业生态系统为主,内容广泛,综合性更强。
系统工程复习重点全部

系统⼯程复习重点全部20XX年《系统⼯程》复习要点1系统概念与系统思想(1)系统基本概念,要素、联系·系统----由两个以上相互联系、相互作⽤的要素所组成的具有特定结构、功能和环境的整体。
·系统包含:系统要素、系统环境、系统边界、系统输出、系统输⼊、联系(输⼊---系统---输出:功能) ( 要素+联系:结构)·要素:系统内部具有⼀定独⽴性的“零件”。
最⼩的基本单元----从研究系统的⽬的来看不需要再加以分解和追究其内部构造的基本成分。
·联系:是指要素之间的关联。
(2)功能(输⼊、输出)、结构、环境·系统功能:系统在与外部环境的相互联系、相互作⽤中表现出来的功效和能⼒。
系统的功能是系统的各个要素所不具备的。
⼀个系统的功能就是从外界对系统输⼊到系统向外界输出的变换。
系统在不同状态有不同功能。
系统与外部环境之间相互联系和作⽤过程的秩序和能⼒称为系统的功能。
系统的功能体现了⼀个系统与外部环境之间的物质、能量和信息的输⼊与输出的变换关系。
系统功能是系统内部固有能⼒的外部体现。
·系统结构:系统内各个要素之间的相对稳定的组织和秩序。
系统的结构就是系统保持整体效应及具有⼀定功能的内在联系,即系统内部各组成要素之间在空间和时间⽅⾯的相互联系与相互作⽤的⽅式或顺序。
·系统环境:存在于系统周围并与系统有关(有联系)的各种因素的集合。
系统与环境存在互动。
(3)系统的6特点·集合性、相关性、⽬的性、层次性、整体性、开放性2.系统⼯程基本概念·系统⼯程是⽤来开发、运⾏、⾰新⼀个⼤规模复杂系统所需思想、程序、⽅法的总和(或总称)。
在运筹学、系统理论、管理科学等学科基础上形成的⼀门交叉学科。
(1)系统⼯程的研究对象⼤规模复杂系统特点:规模庞⼤、结构复杂、构成(要素不同质(经常为⼈-机系统)联系所组成;的结构复杂、动态)、多重⽬标(追求多⽬标的优化、各⽬标间可能存在冲突)、经济性突出(2)系统的思想特点系统理论揭⽰系统的结构、功能、环境之间的关系问题,系统⼯程利⽤系统思想为⼈类的⽣存和发展服务。
系统工程复习题库

系统工程1一、单项选择题1、()是根据特定的目标,通过人的主观努力所建成的系统,如生产系统、管理系统等。
(正确答案:C,答题答案)A、概念系统B、实体系统C、人造系统D、自然系统2、以下哪项不是系统的一般属性.()(正确答案:B,答题答)A、整体性B、真实性C、相关性D、环境适应性3、下面关于系统工程的叙述中哪一个是错误的.()(正确答案:C,)A、系统工程是以研究大规模复杂系统为对象B、系统工程追求系统的综合最优化C、系统工程属于自然科学研究范畴D、系统工程应用定量分析和定性分析相结合的方法4、钱学森教授提出,系统工程是一门()。
(正确答案:B,)A、经济控制的技术B、组织管理的技术C、现代工程技术D、控制分析和设计的技术5、凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质要素所构成的系统称为( )。
(正确答案:A,)A、概念系统B、实体系统C、人造系统D、自然系统6、系统的特征有整体性、相关性、()、有序性、动态性和环境适应性.(正确答案:B,答题答案)A、功能性B、目的性C、社会性D、实践性7、凡是以矿物、生物、机械和人群等实体为基本要素所组成的系统称之为().(正确答案:B,)A、概念系统B、实体系统C、人造系统D、自然系统8、我国古代运用系统工程建造的大型水利工程典范是( ).(正确答案:D,)A、京杭大运河B、黄河治理C、灵宝渠D、都江堰9、下列关于系统定义描述错误的是().(正确答案:B,)A、系统是一个整体B、一个系统的结构就是所有组分间关联方式的总和C、对于系统中的任意两个组分,它们之间的关系只有一种D、模型是对原系统特性的简化表达形式10、系统工程的目的是()(正确答案:D,)A、整体性和系统化观点B、多种方法综合运用的观点C、问题导向及反馈控制观点D、总体最优或平衡协调观点11、系统工程的前提是()(正确答案:D,)A、多种方法综合运用的观点B、问题导向及反馈控制观点C、总体最优或平衡协调观点D、整体性和系统化观点12、系统工程理论基础的“老三论"是指( )(正确答案:A,答题答案)A、系统论、控制论和信息论B、系统论、规划论和信息论C、控制论、信息论和管理理论D、控制论、信息论、优化论13、系统工程理论基础的“新三论”是指()(正确答案:B,答题答案:)A、耗散结构理论、协同学、博弈论B、耗散结构理论、协同学、突变论C、系统论、协同学、非线性理论D、系统论、博弈论、非线性理论14、系统工程的研究对象是( )。
给排水系统复习资料(环境工程)

9、给水管网的布置应满足以下要求:①按照城市规划平面图布置管网,布置时应考虑给水系统分期建设的可能,并留有充分的发展余地;②管网布置必须保证供水安全可靠,当局部管网发生事故时,断水范围应减到最小;③管线遍布在整个给水区内,保证用户有足够的水量和水压;④力求以最短距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量费用。
10沿线流量:本管段沿程配水产生的流量,即干管有效长度与比流量的乘积。
11、节点流量:沿线流量只有概念上的意义,在水力计算时应将沿线流量按适当比例分配到两各节点,成为节点流量。
沿线流量转换成节点流量的原则是管段的水头损失相同。
17、除铁、除锰和除氟当地下水的铁、锰含量超过生活饮用水卫生标准时,需采用除铁、锰措施。
方法:自然氧化法(设置曝气装置、氧化反应池、砂滤池)、接触氧化法(曝气装置、接触氧化滤池)、药剂氧化法、生物氧化法和离子交换法等。
原理:除离子交换法外,均是使溶解性二价铁和锰分别转化为三价铁和四价锰沉淀物而去除。
当水中含氟量超1mg/L时,需除氟。
方法:①是投加硫酸铝、氯化铝或碱式氯化铝产生氟化物沉淀;②是利用活性氧化铝或磷酸三钙等进行吸附。
19、目前水的消毒方法主要有哪几种?简要评述各种消毒方法的优缺点。
氯:优点:经济有效,有后续消毒效果,技术成熟。
缺点:对某些病毒芽孢无效,产生臭味,受pH影响,有消毒副产物THMS氯胺:优点:当水中存在有机物和苯酚时,氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭,且大大减少THMS的生成,能较长时间保持水中余氯。
缺点:杀菌能力弱,本身是致突变剂。
ClO2:优点:杀菌效果比氯好,不受PH影响,不产生有机卤代物。
缺点:成本高,现场制备,使用,设备复杂,管理操作要求高,消毒副产物亚氯酸盐有一定的毒性。
O3:优点:除色除臭效果好,杀菌氧化能力均比氯强,溶于水后使DO增加,无毒。
缺点:投资运行成本高,无后续杀菌能力。
紫外线:优点:杀菌效果好,快速简洁。
缺点:电耗大,紫外灯管和石英套管需要定期更换,对浊度要求高,有光复活现象。
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环境系统工程总复习1环境问题的特点跨领域:社会学、工程学、经济学、生态学、环境化学、环境地理学、环境物理学等。
多系统:①自然保护系统、环境管理系统、监测系统、污染控制系统。
②污染源发生和处理系统。
这些系统互相联系、互相作用。
多层次:流域环境系统、区域环境系统、城市环境系统、水、气、声污染控制系统等不同层次的系统。
多因素:多输入、多变量。
(多变污染源,迁移转化影响因素多)随机性:时间、空间、数量上均带有随机性。
多目标:有时是费用、质量等同时寻优。
动态的:随时间在变化,周期性很长的开放性的系统。
2环境问题的解决只靠单项技术已不能圆满解决复杂的环境问题,更不能达到最优,必须综合分析,系统设计规划,就需借助系统工程处理法。
①研究环境系统内部各组成部分之间的对立统一关系,寻求最佳的污染防治体系;②研究环境质量与社会经济发展的对立统一关系,建立与环境保护相协调的经济结构与经济布局。
主要内容一、环境系统分析概述二、数学模型概述三、环境质量基本模型四、内陆水体水质模型五、大气质量基本模型六、环境质量评价模型七、习题练习环境系统分析概述一、系统的概念:(书)系统是由两个或两个以上相互独立又相互制约、执行特定功能的元素组成的有机整体。
(ppt)由若干元素组成;这些元素相互独立又相互制约;作为一个整体具有特定功能。
二、系统的基本特性即系统的特点:相关性、目的性、环境适应性、集合性、阶层性、整体性三、什么是系统分析系统分析:对研究对象进行有目的、有步骤的探索,通过分解与综合的反复协调,寻求系统目标的最佳方案。
分解和综合是系统分析的基本方法,也是系统分析的两个主要环节。
分解:研究和描述组成系统的各个要素的特征,掌握各要素的变化规律。
模型化过程,研究描述环境系统主要功能的逻辑模式(定性的)和数学模式(定量的);综合:研究各要素之间的联系和有机组合,达到系统的总目标最优。
最优化过程,利用数学模式进行最优化分析。
四、系统分析的一般步骤:(书)1明确问题;2设立目标;3收集资料;4建立模型;5制定系统评估标准;6综合分析。
(ppt)明确问题,设立目标收集资料、制定方案分析计算、评价比较检验核实,作出决策五、系统分析的主要原则:科学性原则、整体性原则、综合性原则六、环境系统分析环境系统:(1)定义:广义:指地球表面包括非生物和生物的各种环境因素及其相互关系的总和。
狭义:在研究人与环境这个矛盾的统一体时,把由两个或两个以上环境污染及控制有关的要素组成的有机整体。
(2) 环境系统的分类和组成污染物的发生及迁移过程:污染物发生系统、污染物输送系统、污染物处理系统、接受污染物的环境系统环境管理功能:环境监测系统、环境执法系统、环境规划管理系统、环境统计与排污收费管理系统环境保护对象:保护区系统、大气污染控制系统、水污染控制系统、城市生态环境系统环境系统分析:应用系统分析方法来解决环境保护领域的问题主要内容:环境系统可行性研究分析环境工程经济分析环境系统收益-费用分析环境质量评价分析七、环境系统工程的工作步骤:①系统地提出问题,明确其目标和范围;②选择评价系统功能的指标或目标函数;③明确系统的组成因素,提出各种可选用的方案;④建立数学模式或进行数学模拟;⑤分析模式特点,确定选优方法,使系统最优化;⑥按选定的最优方案,建立环境污染控制系统。
这些步骤往往需要反复进行。
数学模型概述1. 数学模型的建立模型化的基本结构:白箱模型(机理模型)、黑箱模型(经验模型)、灰箱模型(半机理半经验模型)建立通用的数学模型必须满足的基本要求:模型要有足够的精确度;模型的型式要简单实用;模型的依据要充分;模型中应该有可控变量。
建模数学模型的一般过程:(1)有关数据收集与分析(2)模型结构选择与确定(3)模型参数确定(4)模型检验与修正模型检验(5)灵敏度分析数学模型的建立步骤(5步):(书)1、数据的收集与分析;2、模型结构的选择与确定;3、模型参数估值;4、模型验证与修正;5、模型的应用和反馈。
一个模型要能真实的反应客观实体,必须经过实践-抽象-再实践的多次反复。
2. 数学模型的参数估值模型参数:由于人们对研究对象某方面的认识不够深入,出于模型量化的需要,可用一些经验参数来代表这些量,一个模型中至少含有一个或多个待定参数,这些参数就叫模型参数。
对于具有确定估计范围的参数,图解法及最小二乘法等得到广泛的应用。
一元线性回归法(最小二乘法):适合于线性或者可以转化为线性的模型。
假设如下两个条件成立:a.自变量没有误差,因变量存在误差;b.测量的各数据点可以拟合成线性非常好的直线。
因此,对于数学模型为y=mx + b 的线性方程,其各点至直线的竖向偏差(因变量偏差)之平方和最小。
各测量点的偏差为:d i =y i -y i ’= y i -(mx i +b)总的偏差为:z= d 12+d 22+d 32+……d n 2b, m 取值要求使总误差z 最小,其必要条件为: z z 0, 0b m ∂∂==∂∂由此求得最佳b 和m:环境质量基本模型1.污染物在环境介质中的运动:推流迁移运动扩散(稀释)运动污染物的衰减和转化扩散(稀释)运动:物质浓度总从高处向低处扩散。
污染物质在环境介质中的扩散作用包括分子扩散,湍流扩散和弥散三种。
2. 基本模型的推导定义:反应污染物在环境介质中运动的基本规律的数学模型称为环境质量基本模型。
本质:反映了污染物在环境介质中运动的基本 特征,即推流迁移,分散和降解。
假设:污染物质点与介质很好融合,具有相同流体力学性质;可以均匀分散,不产生絮凝、沉淀和挥发。
质量守恒原理:对于输入端:物质总量= 存量1+进入量(1)对于输出端:物质总量= 存量2+出去量(2)存量1+进入量=存量2+出去量存量2-存量1=进入量-出去量存量的变化量(增量)=进入量-出去量零维模型推导(完全混合)定义:研究范围内,不产生环境质量的差异,类似一个连续流完全混合反应器。
V为反应器的体积;k衰减速度常数;在Δt= t1-t2的时段内,浓度Δc=c2-c1,质量变化:m=Vc1-Vc2=V(c2-c1)=VΔc根据质量平衡原理,单位时间的物质变化量也可表示为:Vdc/dt=Qc0+S+rV-Qc若S=0,污染物在反应器内的反应符合一级反应动力学降解规律,即r= -kc,则Vdc/dt=Qc0-kcV-Qc3. 非稳定源排放的解析解(1)一维流场中的瞬时点源排放a. 忽略弥散作用,即Dx=0,可得:解为:b. 考虑弥散作用,即Dx≠0, 得:通过数学拉普拉斯变化及其逆变换求得方程解为:4. 稳定源排放的解析解稳态:污染物在某一空间位置的浓度将不会随时间而变化,这种状态称为稳态。
(1)零维模型的稳态解稳态条件下,dc/dt=0,可得:(2)一维模型的稳态解稳态条件下,dc/dt=0,可得:如果给定初始条件x=0,C=C0一维模型的解析解为:稳态推流存在的情况下,忽略弥散作用,此时:Q,q分别为河流和污水的流量;C1、C2河流中污染物的本底浓度和污水中污染物浓度。
5.污染物在均匀流场中的分布特征二维流场中的分布(稳定源)如果定义扩散羽的宽度为包含断面上95%的污染物总量的宽度,则扩散羽的宽度为2y。
6. 污染物到达岸边所需的距离在中心排放时:在岸边排放时:7. 完成横向混合所需的距离在中心排放时:在岸边排放时:内陆水体水质模型一.污染物在水体中主要的过程二.湖泊和水库水质模型三.一维河流水质模型一.污染物在水体中主要的过程1.物理过程:污染物在进入河流后,经与河水的混合、扩散和沉积等作用得到稀释。
同时也经历了河水的冲刷、再悬浮等作用。
2.生物化学过程含碳BOD(CBOD)的降解河流中有机污染物的降解一般情况下符合一级反应动力学方程:式中:为含碳有机物降解速度常数。
河流横断面处BOD的测定值3. 水体的耗氧与复氧过程复氧的原因:大气中的氧通过质量传递的作用进入水体中。
氧亏定义:河流水体中溶解氧的不足量,指水中溶解氧的饱和浓度和实际浓度之差:D=Cs-C。
ka—大气复氧速度常数溶解氧浓度是温度的函数:二. 湖泊和水库水质模型湖库主要污染物的来源:由地面径流输入的营养源;由降水、降尘输入的营养源;由城市或工业污水输入的营养源。
完全混合式模型:基本假定:对于停留时间长,水质基本处于稳定状态的湖库,可视为完全混合反应器。
其中污染物浓度随时间的变化率是输入、输出和在湖库内沉积衰减的该种污染物的量的函数。
t=0, C=C0t→∞Lc=Ic/As沃伦威德尔模型A. 沃伦威德尔模型令水力停留时间:引入滞留系数RcRc, Lc为解决沉积作用难以测定的问题吉柯奈尔-狄龙模型B. 吉柯奈尔-狄龙模型t→∞三.一维河流水质模型适用于小型河流系统或者所研究的河流系统的纵向尺度远大于宽度和深度,可以处理成一维河流系统。
①S-P模型(Streeter-phelps)BOD-DO耦合模型A. 基本假设:河流中的耗氧由生物降解引起,河流中的BOD衰减都是一级反应;耗氧和复氧的反应速度是常数;河流中溶解氧的来源只有大气复氧。
B. S-P模型的基本形式:式中:L—河流中有机物BOD浓度;D—河流的氧亏值;Kd—河流的BOD衰减速度常数Ka—河流复氧速度常数;有机耗氧大气复氧54S-P模型的解析解为:其中L0 和D0分别为河流起点的BOD和氧亏值。
初始条件:x=0时,L=L0 ,D=D055t时刻的实际DO浓度:56C. 氧垂直曲线:根据S-P模型绘制的溶解氧随沿程变化曲线称为氧垂曲线:饱和溶解氧浓度CSD0溶解氧浓度C距离xDO057如果令:(找极值点)临界点氧亏值和临界点距离污水排放点的时间:Ka—河流复氧速度常数Kd—河流的BOD衰减速度常数58S-P模型的修正型:生物降解沉淀-再悬浮托马斯模型(Thomas 模型):Thomas在S-P模型中引入沉淀作用对BOD去除的影响,其速度常数为ks,修正后的S-P模型为:BOD变化当河段初始条件为L(0)=L0, D(0)=D0 时,Thomas的模型解为:60大气质量模型主要内容:5高斯面源扩散简化模型一.大气污染物扩散过程直接影响污染物输移扩散的大气运动主要是:风:空气质点的水平运动。
湍流:大气的不规则运动,由若干大小不同的漩涡或者湍涡组成。
二.污染源解析a.燃煤的SO2气态污染物产生速率估算:QSO2—SO2源强(排放量),连续点源kg/h 或T/h;S—煤中的含硫量,%;W—燃煤的消耗量,kg/h 或者T/h;η—污染物SO2的去除率;1.6 —SO2排放因子,表示煤中硫的转化率为80%。
b. 燃煤烟尘产生量与排放量估算:烟:黑烟指烟气中未完全燃烧的炭粒灰分:煤炭中不能燃烧的部分Q尘—烟尘排放源强,连续点源kg/h或T/h;W—燃煤的消耗量,kg/h 或者T/h;A—煤的灰分,%;B—烟气中烟尘的质量分数,%;η—烟尘去除率,%。