环境系统分析原理PDF电子书下载

目录 1

序 1

前言 1

第一章 环境系统分析概述 1

第一节 系统与环境系统 1

一、系统 1

二、环境系统 3

第二节 系统工程与环境系统工程 3

一、系统工程 3

二、环境系统工程 4

第三节 系统分析与环境系统分析 6

一、系统分析的基本概念 6

二、环境系统分析 6

三、系统分析的主要内容 7

四、系统分析的基础理论 7

五、系统分析的工作步骤 8

第二章 地表水水环境数学模型 9

第一节 水质迁移转化基本方程及其解 9

一、一维水质迁移转化基本方程 9

二、二维水质迁移转化基本方程 13

三、三维水质迁移转化基本方程 13

四、水质迁移转化基本方程的解析解 15

五、水质迁移转化基本方程的数值解 23

第二节 水体的温度模型 27

一、水体与大气之间的热交换 27

二、河流水温模型 28

三、湖泊、水库的水温模型 32

第三节 河流水质数学模型 37

一、河流一维BOD-DO模型 37

二、QUAL-Ⅱ河流水质综合模型 43

三、河口一维BOD-DO模型 45

第四节 水质模型单一参数的估值方法 50

一、弥散系数D的估值 51

二、河流水力学参数估值 55

三、耗氧系数K1的估值 56

四、硝化系数KN的估值 59

五、复氧系数K2的估值 59

第五节 水质模型多参数同时估值法 62

一、概述 62

二、斯特里特-费尔普斯（Streeter-Phelps）模型的参数估值 63

三、托马斯（Thomas）模型的参数估值 65

四、奥康纳（O'connor）模型的参数估值 66

五、多宾斯（Dobbins）模型的参数估值 67

六、水质模型参数估值方法评价 74

第六节 水体重金属迁移转化模拟预测 74

一、重金属元素在水环境中的污染特征 75

二、重金属迁移转化的基本方程 76

三、一维重金属迁移转化模型 81

四、完全混合型水库湖泊重金属预测模型及其分析解 85

一、非点源污染的概念及特征 87

第七节 非点源污染水质模型 87

二、非点源污染发生的机理 89

三、非点源污染数学模型 91

四、降雨径流污染负荷预测的经验公式法 92

第八节 水库湖泊富营养化的数学模型及模拟预测 95

一、磷元素在水体中迁移转化的数学模型 95

二、混合型水库湖泊总磷数学模型及其分析解 97

三、浮游植物质量平衡模型及其分析解 100

四、总磷浓度与富营养化状态的统计相关模型 103

五、罗伦珍模型 104

六、氮迁移转化的数学模型 104

第三章 地下水水环境数学模型 106

第一节 地下水运动的基本方程及数学模型 106

一、地下水渗流的连续性方程 106

二、承压水三维流的偏微分方程 107

三、潜水含水层地下水流的偏微分方程 109

四、饱和和非饱和流的微分方程 111

五、孔隙-裂隙流微分方程 112

六、定解条件 113

七、定解问题的提法 114

第二节 多孔介质溶质运移数学模型 115

一、多孔介质溶质运移机制 115

二、溶液中一种组分的质量守恒与对流-扩散方程 118

三、多孔介质溶质运移微分方程 121

一、概述 126

第三节 解溶质运移模型的数值方法 126

二、解流体动力弥散方程的有限元法 128

三、参数确定方法 133

第四章 环境系统规划 136

第一节 线性规划 136

一、线性规划问题及其数学模型 136

二、线性规划模型的解法 140

三、灵敏性论证 148

一、目标规划的概念 150

第二节 目标规划 150

二、评价函数 151

三、目标规划模型 151

四、目标规划模型的求解方法 154

第三节 动态规划 158

一、动态规划的基本概念 159

二、动态规划的基本原理 159

第四节 非线性规划 162

一、非线性规划数学模型 162

二、基本数学概念 162

三、无约束条件的非线性规划 165

四、有约束条件的非线性规划 176

第五节 多目标规划 189

一、概述 189

二、约束法 190

三、线性加权法 190

一、概述 191

四、改进的线性加权法 191

第六节 层次分析法 191

二、层次分析法的分析步骤 192

第五章 环境系统预测 198

第一节 回归分析法 198

一、概述 198

二、一元线性回归分析法 199

三、多元线性回归分析法 201

四、逐步回归分析法 203

第二节 数理统计法 203

一、自回归模型AR（p） 204

二、滑动平均模型MA（q） 208

三、自相关-滑动平均模型ARMA（p,q） 211

四、随机模型的应用分析 212

第三节 模糊数学法 215

一、模糊模式识别法 215

二、模糊聚类分析法 216

三、模糊综合评判法 220

第四节 灰色系统法 222

第五节 人工神经网络模型 224

一、基本概念 224

二、BP神经网络 224

三、神经网络BP算法 225

第六节 遗传算法 228

一、基本概念 228

二、简单遗传算法（SGA） 229

三、Schemata定理 231

四、选择方法 231

五、交配和突变 232

六、编码与译码 233

七、收敛判据 234

八、高级遗传算法（RGA） 234

参考文献 235