環(huán)境系統(tǒng)分析環(huán)科學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1環(huán)境環(huán)境(hunjng)系統(tǒng)分析環(huán)科系統(tǒng)分析環(huán)科第一頁，共207頁。第1頁/共206頁第二頁，共207頁。第2頁/共206頁第三頁，共207頁。第3頁/共206頁第四頁，共207頁。也許是徒勞。對于標(biāo)準(zhǔn)的制定也同樣有系統(tǒng)問題。系統(tǒng)分析的過程是對系統(tǒng)的分解和綜合，系統(tǒng)分解和綜合的過程都要建立和運用數(shù)學(xué)模型，定量分析是必要的。第4頁/共206頁第五頁，共207頁。城鎮(zhèn)(chngzhn)污水(w shu)廠河第5頁/共206頁第六頁，共207頁。-學(xué)模型或定量關(guān)系對系統(tǒng)中各種可能的學(xué)模型或定量關(guān)系對系統(tǒng)中各種可能的狀態(tài)，進行預(yù)測，提出方案，并采用適狀態(tài)，進行預(yù)測，提出方案，并采用適當(dāng)優(yōu)化的方

2、法對方案進行評價決策。當(dāng)優(yōu)化的方法對方案進行評價決策。第6頁/共206頁第七頁，共207頁。第7頁/共206頁第八頁，共207頁。第8頁/共206頁第九頁，共207頁。第9頁/共206頁第十頁，共207頁。第10頁/共206頁第十一頁，共207頁。第11頁/共206頁第十二頁，共207頁。n出水COD量為輸出 yn方程為：Y = 0.137X + 43.257黑箱(hi xin)輸入(shr)輸出第12頁/共206頁第十三頁，共207頁。入水COD 出水COD 入水COD 出水COD 計算值678123695152138.48631118654156132.86942216777190149.

3、711022173856202160.53940184824202156.159481501054226187.66802197885196164.51 992156932208170.941010197833158157.38728128885165164.51800136933138171.08826154788119151.22691156973152176.5654398715134141.227711861028162184.1690175871138162.59743108807120153.82712102900158166.56584134771123148.898411187

4、55139146.7870182855127160.41120186682121136.69654144757175146.97695152743138145.05 3月 4月第13頁/共206頁第十四頁，共207頁。參數(shù)(cnsh)第14頁/共206頁第十五頁，共207頁。n y=ax1+bx2+cx3+kn非線性模型：函數(shù)、自變量中有二次項及二次以上的項與超n越函數(shù)；n y=ax2+bx+cn y=aex1+bx2+cx3 n超越函數(shù):自變量之間的關(guān)系不能用有限次加、減、乘、除、乘方、開方 運算(yn sun)表示的函數(shù)。LKdtddL0C22xKCxCuxDx第15頁/共206頁第十六頁

5、，共207頁。n問題：下列模型分別是什么模型？xCEIxxkCxCuxCEtCx22tDutxxktxetDxAeMtxC4)(02)4(),(kCzCEyCExCEzCwyCvxCutCzyx222222kCyCExCEtCyx2222)/(1)(0QVkCtC222222zCEyCExCEtCzyx第16頁/共206頁第十七頁，共207頁。第17頁/共206頁第十八頁，共207頁。第18頁/共206頁第十九頁，共207頁。n等問題；n 3）模型參數(shù)確定：實驗數(shù)據(jù)收集，最小距離法n估算(最小二乘法）（例2-1）n 4）模型檢驗與修正第19頁/共206頁第二十頁，共207頁。00.511.52

6、2.5051015202530時間濃度第20頁/共206頁第二十一頁，共207頁。Y=lnxY=ax2Y=ae-bxY=ax-1第21頁/共206頁第二十二頁，共207頁。n（作業(yè)）-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81051015202530tlnC第22頁/共206頁第二十三頁，共207頁。第23頁/共206頁第二十四頁，共207頁。關(guān)系 ）nn (1) 已知函數(shù)關(guān)系式：y=mx+b ,其中m,b為待定參數(shù)，有一組實n測數(shù)據(jù)： xi (i=1,2,3,) n yi (i=1,2,3,)n第24頁/共206頁第二十五頁，共207頁。* (x1,y1)*(x2,y2）*(

7、x3,y3)*(x4,y4)*(xn,yn)*b截距第25頁/共206頁第二十六頁，共207頁。* （xi, yi)*dixiyi實測值*yi為計算(j sun)值22)(iiimxbyd0,0mzbz第26頁/共206頁第二十七頁，共207頁。 niiniinininiiiiininiiininininiiiiiixnxyxnyxmxnxxyxyxb1212111112211112)(第27頁/共206頁第二十八頁，共207頁。 niiniinininiiiiininiiininininiiiiiixnxyxnyxmxnxxyxyxb1212111112211112)(第28頁/共206頁第

8、二十九頁，共207頁。nn答案：方程：Y=0.814+2.09xn3.多元線性回歸(hugu)分析n方程形式：y=a+b1x1+b2x2 （待求參數(shù)，a, b1,b2)n采用最小二乘法得到：nixiy2ixiiyx2212111b2211122b第29頁/共206頁第三十頁，共207頁。nY .nX1i .nX2i )(1111xxyyinii)(2212xxyyiniiniixx12111)()()(22111xxxxiniiniixx12222)(第30頁/共206頁第三十一頁，共207頁。),(xfy 22),(xfydii22),(xfydii906)5(18)3(22121zz第31

9、頁/共206頁第三十二頁，共207頁。任選(rn xun)點最低點 11 , 21 12 22 1n, 2nz 1 2 10 20第32頁/共206頁第三十三頁，共207頁。906906002102011211zz0z)590(9018)36(12z0197.53346.09061211第33頁/共206頁第三十四頁，共207頁。設(shè)置(shzh)參數(shù)初值計算(j sun)初始z0值計算該點梯度計算步長計算新的參數(shù)計算新的z值11nnnzzz輸出參數(shù)第34頁/共206頁第三十五頁，共207頁。計算(j sun)值y*第35頁/共206頁第三十六頁，共207頁。誤差(wch)的累積頻率曲線)1()

10、(6745.025 . 0nYiYYieiii22)()()()(1.),(jjjjjjjjyxYXYXnYXCOVRYXYXss中值誤差(wch)第36頁/共206頁第三十七頁，共207頁。) 1()(6745.025 .0nYYYeiiiNoImage.)1 .708.71 .7()599.45()9 .29 .29 .2(816745.0222第37頁/共206頁第三十八頁，共207頁。1 2 21第38頁/共206頁第三十九頁，共207頁。入水COD 出水COD 入水COD 出水COD 計算值678123695152138.48631118654156132.8694221677719

11、0149.711022173856202160.53940184824202156.159481501054226187.66802197885196164.51 992156932208170.941010197833158157.38728128885165164.51800136933138171.08826154788119151.22691156973152176.5654398715134141.227711861028162184.1690175871138162.59743108807120153.82712102900158166.56584134771123148.8984

12、1118755139146.7870182855127160.41120186682121136.69654144757175146.97695152743138145.05第39頁/共206頁第四十頁，共207頁。命令，選擇線性回歸操作。按照對話框命令，選擇線性回歸操作。按照對話框要求在要求在Y Y 值輸入?yún)^(qū)域輸入對因變量數(shù)據(jù)值輸入?yún)^(qū)域輸入對因變量數(shù)據(jù)區(qū)域的引用，該區(qū)域必須由單列數(shù)據(jù)組區(qū)域的引用，該區(qū)域必須由單列數(shù)據(jù)組成。這里選擇輸入成。這里選擇輸入3 3月份的出水月份的出水CODCOD的數(shù)的數(shù)據(jù)區(qū)域；在據(jù)區(qū)域；在 X X 值輸入?yún)^(qū)域輸入對應(yīng)入水值輸入?yún)^(qū)域輸入對應(yīng)入水CODCOD數(shù)據(jù)。回歸統(tǒng)

13、計的一些主要結(jié)果：數(shù)據(jù)。回歸統(tǒng)計的一些主要結(jié)果：nn M u l t i p l e R M u l t i p l e R 0.6302370.630237n I n t e r c e p t I n t e r c e p t 43.25682 43.25682 n X V a r i a b l e 1 X V a r i a b l e 1 0.1369960.136996n標(biāo)準(zhǔn)誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差26.22009 26.22009 n觀測值觀測值 24 24第40頁/共206頁第四十一頁，共207頁。050100150200250020040060080010001200入水cod出水co

14、dY預(yù)測 Y第41頁/共206頁第四十二頁，共207頁。 a a n-20.050.01 n-20.050.011 10.997121210.4130.5262 20.950.9922220.4040.5150.5153 30.8780.95923230.3960.5054 40.8110.91724240.3880.4965 50.7540.87425250.3810.4876 60.7070.83426260.3740.4787 70.6660.79827270.3670.478 80.6320.76528280.3610.4639 90.6020.73529290.3550.456101

15、00.5760.70830300.3490.44911110.5530.68431310.3250.41812120.5320.66132320.3040.39313130.5140.64133330.2880.37214140.4970.62334340.2730.35415150.4820.60635350.250.32516160.4680.5936360.2320.30217170.4560.57537370.2170.28318180.4440.56138380.2050.26719190.4330.54939390.1950.25420200.4230.53740400.1380.

16、181第42頁/共206頁第四十三頁，共207頁。第43頁/共206頁第四十四頁，共207頁。指定和不指定是n否必須通過(tnggu)初始濃度2.3 mg/L。注意在圖2-7中有個選項n頁，如果需要在圖中顯示出模型的表達式、R2 ，或者需n要限制趨勢線必須通過(tnggu)初始濃度標(biāo)記的函數(shù)點，均在選項n頁進行操作。n00.511.522.5051015202530時間濃度第44頁/共206頁第四十五頁，共207頁。X (km)08283656(mg/L)108.576.17.2)()(00 xdxaxauxkuxkdaduxksseekkLkeDOccc1010溶氧10第45頁/共206頁第

17、四十六頁，共207頁。=B1+B3=B1+B3* *F3/F4F3/F4* *(EXP(F2(EXP(F2* *(A6:A10)/B2(A6:A10)/B2* *(-1)-EXP(-(-1)-EXP(-1)1)* *F3F3* * (A6:A10) /B2) (A6:A10) /B2)n（2 2）在）在D11D11單元格，是用函數(shù)形式表示的計算值與單元格，是用函數(shù)形式表示的計算值與觀測值間的誤差的平方和。在觀測值間的誤差的平方和。在F2F2、F3F3單單第46頁/共206頁第四十七頁，共207頁。第47頁/共206頁第四十八頁，共207頁。觀測(gunc)數(shù)據(jù)1模型(mxng)結(jié)構(gòu)選擇參數(shù)估計

18、檢驗和驗證模型應(yīng)用觀測數(shù)據(jù)2第48頁/共206頁第四十九頁，共207頁。生物運動、政治運動。n 3、污染物：對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)(特別是人體健康)有不良影響的物質(zhì)、能量，一般為過量的有害物質(zhì)，物質(zhì)質(zhì)量相對于介質(zhì)質(zhì)量則是微量的。第49頁/共206頁第五十頁，共207頁。SLuxQtucctLtSQCxzyuy這段河道(hdo)中的總水量第50頁/共206頁第五十一頁，共207頁。xcExCEImmx1yCEImy1zCEImz1xCEIxx2yCEIyy2zCEIzz2*xc= c2- c1xc1c2xyzI1XI1ZI1Y第51頁/共206頁第五十二頁，共207頁。xCDIxx3yCDIyy3zCD

19、Izz3C*1C2C12cccxc1c21C2Cx第52頁/共206頁第五十三頁，共207頁。須考慮(kol)須考慮(kol)第53頁/共206頁第五十四頁，共207頁。衰減(shui jin)速度常數(shù)kCdtdC單位(dnwi)時間、單位(dnwi)體積內(nèi)的物質(zhì)增量*tt2t1c1c21212ttcctcdtdC0tcdtdCkCdtdC0tcdtdCkCdtdC濃度變化速度第54頁/共206頁第五十五頁，共207頁。第55頁/共206頁第五十六頁，共207頁。n存量的變化量（增量）=進入量-出去量存量進入(jnr)量出去(ch q)量第56頁/共206頁第五十七頁，共207頁。kVQ, C

20、0SQ, Cdtdcvtcvttcvtm時，取極限得：當(dāng)0第57頁/共206頁第五十八頁，共207頁。vkcSQCQCdtdcv)(0m3/smg/ m3mg/smg/s*m3m3進入(jnr)量出去(ch q)量衰減項第58頁/共206頁第五十九頁，共207頁。圖3-3 體積元的質(zhì)量平衡分析x)(xfx) (xIx)(xxfx)(xxIxxCEIxxzySzyxVst1 t2c1 c2第59頁/共206頁第六十頁，共207頁。圖3-3 體積元的質(zhì)量平衡分析ZYXzyxx0X0+xxCExIm)(cvccvvcvcmvcm)(2121tcvttcvtm時，取極限左式當(dāng)0,k第60頁/共206頁

21、第六十一頁，共207頁。I1(擴散(kusn)）I2（擴散(kusn)）xI=I2-I1 f=f2-f1 xxcEtcxIxItcIIsIstCvx)(0 x,) 12(的極限時，取當(dāng)ucf xCEIxf1（推流）f2xuctcxfxftcffsfstCv)(0 x,) 12(的極限時，取當(dāng)?shù)?1頁/共206頁第六十二頁，共207頁。xxcExuctcxIxftxIxftcIISffsIsfstCvx)()(,0 x,) 12() 12(的極限時，取當(dāng)綜合上述(shngsh)兩種情況；第62頁/共206頁第六十三頁，共207頁。nnxxnxfxxxfxxxfxfxf)(!)(.)(! 2)()

22、()()(00)(200 000nnxxxxxxncuxxcuxxcucuxf)(!)(.)(! 2)()()()(0)(20 0nnxxxxnnxxxxxncuxcuxcucuxxxncuxxxcuxxxcucuxxf)(!)(.)(! 2)()()()(!)(.)(! 2)()()()()(2 00)(200 000)()()()(0 xxcucuxcucuxxfxxxxnnxxxxxxnxcExxxcExxxcExcExI)(!)(.)(! 2)()()()(0)(20 0第63頁/共206頁第六十四頁，共207頁。)()()(000 xxxxcExcExxIxx)()()(0 xxxc

23、ExcExxIxx zyxCECuzyIfxxxx)(zyxxCExxCExCuxCuxxxx)()(zyxxxcExxcuzyxtcxx)()(（2）（3）推流增量(zn lin)擴散(kusn)增量第64頁/共206頁第六十五頁，共207頁。xxcExcutcxx)(22)(xCExcuxxcExcutcxxxx-單位時間(shjin)單位體積內(nèi)的衰減量kcxcExcutczyxkczyxxxcExxcuzyxtcxxxx22)()(單位時間(shjin)濃度變化推流增量擴散增量衰減變化量(源匯項）局地項推流項擴散項衰減項第65頁/共206頁第六十六頁，共207頁。n三維模型推導(dǎo)n如果在x

24、、y、z 三個方向上都存在濃度梯度，可以用類似方法推導(dǎo)出三維基本模型：n式中，Ex 、Ey 、Ez x、y、z 坐標(biāo)方向的湍流擴散系數(shù)；uz z方向的流速分量。KCyCuxCuyCExCEtCyxyx2222第66頁/共206頁第六十七頁，共207頁。n(nngd)梯度變化）n-適合于寬、長、深環(huán)境，如大氣、海洋、深湖第67頁/共206頁第六十八頁，共207頁。n 1）物質(zhì)運動性質(zhì)分析，常涉及微分方程(控制方程)n的階數(shù)。n平流問題，控制方程是一階微分方程：n擴散問題，控制方程是二階微分方程：zCwyCvxCutC222222zCEyCExCEtCzyx第68頁/共206頁第六十九頁，共207

25、頁。22xCEtCx0, 0 xzy2222yCExCEtCyx0z222222zCEyCExCEtCzyxkCyCExCEtCyx2222第69頁/共206頁第七十頁，共207頁。0,02222tCkCyCExCEyx222222zCEyCExCEtCzyxpkCzCEyCExCEtCzyx222222源匯項第70頁/共206頁第七十一頁，共207頁。ukxcukxcecxCeceexCcxukcdxukCdC*1)(得,令)(兩邊取對數(shù)得：ln兩邊積分得：11ukxecxccCeCc00*0*0)(定解：積分(jfn)常數(shù)通解(tngji)：CukdxdC積分常數(shù)cc第71頁/共206頁第

26、七十二頁，共207頁。KCzCuyCuxCuzCEyCExCEtCzyxzyx222222KCzCuyCuxCuzCEyCExCEtCzyxzyx222222kCxCutC t=0 t=1 t=2 X=ut第72頁/共206頁第七十三頁，共207頁。ukxkteCeCtxC/00),(kCxCuxCEtCx22tDutxxktxetDxAeMtxC4)(02)4(),(污染源坐標(biāo)(zubio)tDutxxktxetDAeMtxC4)(024),(0 x時，當(dāng)0 x0D第73頁/共206頁第七十四頁，共207頁。tDutxxktxetDAeMtxC4)(24),(xs21asstDutxxktx

27、etDAeMtxC4)(24),(tDAeMxkt4uttDtDxx2422ss令skxey222)(21)(ssaxexsssxcs4第74頁/共206頁第七十五頁，共207頁。nT(min) 10 12.nC(mg/l) 5*10-14 1.8*10-5.tDutxxktxetDAeMtxC4)(24),(ttttDutxktetemgetDAeMtCx5 .04)5 .0500(064)500(225 .045)(1054),500(ct第75頁/共206頁第七十六頁，共207頁。tDtuytDtuxxykttDtuytDtuxyxktyyxxyyxxeetDDhMetyxCeetDtD

28、hMetyxCyx4)(4)(24)(4)(0022224),(44),(）0，0為（,時，當(dāng)污污染源位于坐標(biāo)原kCyCDxCDyCuxCutCyxyx2222tDtuytDtuxyxktyyxxeetDytDxhMetyxC4)(4)(0022)4)(4()，,(tX方向(fngxing)分布y方向(fngxing)分布點（0，0），t）第76頁/共206頁第七十七頁，共207頁。utxccycyxuytxy第77頁/共206頁第七十八頁，共207頁。kCzCEyCExCEzCwyCvxCutCzyx222222tEwtztEvtytEutxzyxktzyxeeetEztEytExeMtzy

29、xC4)(4)(4)(000222)4)(4)(4(),(tEwtztEvtytEutxzyxkttEwtztEvtytEutxzyxktzyxzyxeeeEEEteMeeetEtEtEeMtzyxC4)(4)(4)(34)(4)(4)(222222)(8444),(第78頁/共206頁第七十九頁，共207頁。tEtEtEzzyyxx2,2,2ssstEwtztEvtytEutxzyxktzyxeeeEEEteMtzyxC4)(4)(4)(3222)(8),(X方向(fngxing)分布Y方向(fngxing)分布Z方向分布CXutCyvtCzwt第79頁/共206頁第八十頁，共207頁。n當(dāng)

30、t無窮大時：K,v,cQ, C0Q, CkCVQCQCdtdCV01 )/(1)()/(0)/(0tVQktvQkeQVkCeCtC)/(1)(0QVkCtC第80頁/共206頁第八十一頁，共207頁。0dtdC)/(10QVkCCCkVQQCkCVQCQCdtdCV）（000022tckCxCuxcDxCukxCCukxC第81頁/共206頁第八十二頁，共207頁。n由于(yuy)一般河流中|u|Dx|，所以考慮不考慮彌散并不重要n復(fù)習(xí)常微分方程解法ukxaukxaecxCeceexCaxukcdxukCdC*)(,)(ln得令兩邊取對數(shù)得：兩邊積分得：ukxecxccCeCc00*0*0)

31、(定解：變量(binling)xc積分(jfn)常數(shù)第82頁/共206頁第八十三頁，共207頁。022kCxCuxCDxdxdc,.,ycxc022kCdxdCudxCdDx第83頁/共206頁第八十四頁，共207頁。)411 (222,1ukDDuxxxxBeAeC21)141(202ukDDuxxxeCCKCzCuyCuxCuzCEyCExCEtCzyxzyx222222kCyCExCEyCuxCuyxyx22220kCyCDxCuyx220化簡：cxe-kt重要(zhngyo)第84頁/共206頁第八十五頁，共207頁。0)411 (2)411 (200, 00 , 0,02221CBA

32、BeAecxBAcccxBeAeCuKDDxuuKDDxuxx所以當(dāng)時，當(dāng))411 (222, 1ukDDuxx第85頁/共206頁第八十六頁，共207頁。uxkuxDyyeeuxDuhQyxCy/42/4),(uxDuxDyyyy2422ssuxkyyuxkyyeeuhQeeuhQyxCyy222222222),(ssssy方向(fngxing)的分布xyys4第86頁/共206頁第八十七頁，共207頁。xyBuxkuxDyyeeuxDuhQyxCy/42/4),(*(x,y)xyB*(x,y)B/2B/2-yB/2*N=1N=1uxkuxDyByeeuxDuhQCy/4)(12/4上uxk

33、uxDyByeeuxDuhQCy/4)(12/4下N=2實源虛源虛源x第87頁/共206頁第八十八頁，共207頁。n總濃度uxknuxDynBnuxDynBuxDyyeeeeuxDuhQyxCyyy/4),(1/4)(1/4)(/4222總*(x,y)uxkuxDyyeeuxDuhQyxCy/42/4),(實源虛源uxkuxDyyeeuxDuhQyxCy/42/42),(xy第88頁/共206頁第八十九頁，共207頁。*(x,y)B-yyXBB2B-yN=0,1N=2，3N=1,22By2B+yuxknuxDynBnuxDynBuxDyyeeeeuxDuhQyxCyyy/42),(1/4)2(

34、1/4)2(/4222uxkuxDyByeeuxDuhQyxCy/4)2(2/42),(下uxkuxDyByeeuxDuhQyxCy/4)2(2/42),(上實源虛源虛源第89頁/共206頁第九十頁，共207頁。kCzCEyCExCuzy2222KCzCuyCuxCuzCEyCExCEtCzyxzyx222222uxkuxEzuxEyzyeeeEExQyxCzy/4/4224),(第90頁/共206頁第九十一頁，共207頁。Qqc030/28.15.515.05.05.53015.0mmgC總水量排放污水污染物河道污染物32)141(20/1879.13.010)86400/2.0(411(1

35、02)(100003.0exp28.1)(2mmgmeCxCukDDuxxx10km第91頁/共206頁第九十二頁，共207頁。第92頁/共206頁第九十三頁，共207頁。kCxCuxCEtCx22tDutxxktxetDAeMtxC4)(24),(222)()(2),(xutxxktetAeMtxCsscx常數(shù)(chngsh)2224)(4)(44),(utDuxtxkttDuxtuxktxxetDAeMetDAeMtxCut222222242utDutDutDxtxtxtsssctx/u常數(shù)(chngsh)擴展知識x/u第93頁/共206頁第九十四頁，共207頁。022kCxCuxCDx)

36、141(202ukDDuxxxeCCkCyCDxCuy22xc第94頁/共206頁第九十五頁，共207頁。n排放口在河中，任意點濃度（帶反射）：)(2/22)(2),(xyyukxyexhueQyxCss排放口ukxehuBQC/uxknuxDynBnuxDynBuxDyyeeeeuxDuhQBxCyyy/4)2/,(1/4)(1/4)(/4222總到達(dod)岸邊完全(wnqun)混合xyB第95頁/共206頁第九十六頁，共207頁。?05.0 xCCuxknuxDynBnuxDynBuxDyyeeeeuxDuhQyxCyyy/42),(1/4)2(1/4)2(/4222?05.0 xCC

37、yDuBx0137. 0yDuBx1 . 0yDuBx055. 0yDuBx4 . 0第96頁/共206頁第九十七頁，共207頁。hyxzyhxzxz),(),(hyxcyhxcxc),(),(第97頁/共206頁第九十八頁，共207頁。nnaxnayaxayaxayayxy)(!)(.)(! 2)()()()()(2 nnhnayhayhayayhay)(!)(.)(! 2)()()()()()(2 2 2 )(2)()(!2)(2)(2)()(hayhayhayyhayayhayhayahhnnhnayhayhayayhay)(!)(.)(! 2)()()()()()(2 （1）（2）第9

38、8頁/共206頁第九十九頁，共207頁。222222),(),(2),(),(),(2),(hhtxctxchtxctchthxctxcthxcxctxxtj+1icjiji+1j-1i-1Cji-1i-2Cj+1iCji-2jijijijijijijijikcxccCDxccutcckcxcDxcutc122111222可變化為：1第99頁/共206頁第一百頁，共207頁。)1 ()2()(221221xtDxtuctkxtDxtucxtDccjijijiji)()(1011jjjccc對于(duy)i=1，對于(duy)i=2。對于(duy)i=ijijijijijjjjcccccccc1

39、2121012)()()(Cj+1CjA第100頁/共206頁第一百零一頁，共207頁。第101頁/共206頁第一百零二頁，共207頁。n b重金屬與類金屬無機毒物(Hg、Cd、Cr、Pb、Mn等)，n c易分解有機毒物(揮發(fā)酚、醛、苯等)，n d難分解有機毒物(DDT、六六六，、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、芳n香胺等)。第102頁/共206頁第一百零三頁，共207頁。Q, C1q,C2斷面(dun min)1混合(hnh)后qQCqCQcqQQ21混混第103頁/共206頁第一百零四頁，共207頁。LkdtdLs由于沉降(chnjing)作用造成的單位時間單位體積內(nèi)的污染物減少量沉降速度常數(shù)(chn

40、gsh)第104頁/共206頁第一百零五頁，共207頁。LkdtdLCtkCeLL02020TCCTCokk)ln(11212LLttkC101tkCCeLL202tkCCeLL)(221121ttktktkCCCeeLL第105頁/共206頁第一百零六頁，共207頁。HukkCrABuxktkBuxktkABrBrArAreLeLLeLeLL0000XAXBL0u)(ABrxxukBAeLL)ln(ABBArLLXuksCrkHukk第106頁/共206頁第一百零七頁，共207頁。nL表示一定的污染物的損耗量，n消耗了多少融氧表示的）)/()(6 .314680lmgCTCSdtdDOdtd

41、LLkdtdLdtdDOC第107頁/共206頁第一百零八頁，共207頁。、 、n溫度以200C為基準(zhǔn)，則：，=1.024。)()(DODOHKDODOVAKdtdDOSlSLDKDHKDVAKdtdDdtdDOaLL大氣(dq)復(fù)氧速度常數(shù) mnaHCuK/20200TCaTaKKDKdtdDDKdtdDOaa或,單位時間(shjin)、單位體積內(nèi)的復(fù)氧量第108頁/共206頁第一百零九頁，共207頁。PtOp)(RtOr)(002)(24LKRtCCC001)(24LKRPtCCC第109頁/共206頁第一百一十頁，共207頁。u1 Q1u2 Q2第110頁/共206頁第一百一十一頁，共2

42、07頁。LKdtdLd對有機物：kCZCDyCDxCDzCuyCuxCutcZyxzyx222222kCxCux0dtdDO對溶氧：有機(yuj)耗氧大氣(dq)復(fù)氧DKLKadkCtcuxcxcuxxuxKtKddeLeLL/00uxKuxKuxKdadtKtKtKdadaadaadeDeeKKLKeDeeKKLKD0000解為：其中D0為初始氧虧值，D0=DOS-DO0 單位時間、單位體積內(nèi)的融氧變化量單位時間、單位體積內(nèi)的復(fù)氧量單位時間、單位體積內(nèi)的耗氧量第111頁/共206頁第一百一十二頁，共207頁。uxKdaduxKdadStKdadtKdadSuxKuxKuxKdadStKtKt

43、KdadSSadadaadaadeDKKLKeKKLKDOeDKKLKeKKLKDODOeDeeKKLKDOeDeeKKLKDODDODO0000000000LtDOSD0DC （水質(zhì)(shu zh)最差點） xc =u* tc 復(fù)氧曲線(qxin) 氧垂曲線 耗氧曲線 DOxDOCDO00dxdDO0dxdDO0dxdDO第112頁/共206頁第一百一十三頁，共207頁。CdtKadCeLKKDO0)(1 (ln100LKKKDKKKKtddadadaCDKLKdtdDdtdDOLKLKdtdLadSd解： uxKKtKKSdSdeLeLtL/)(0)(0)(tKtKtKKSdadaaSde

44、DeeKKKLKtD0)(0)()(第113頁/共206頁第一百一十四頁，共207頁。)(1 (ln)(100LKkKKDkKKkKKtdsdasdasdaC第114頁/共206頁第一百一十五頁，共207頁。PDKLKdtdDBLKKdtdLadSd)(底泥釋放(shfng)BOD的速度光合作用(gungh-zuyng)產(chǎn)氧速度SdtKKSdKKBeKKBLtLSd)(0)()(解為：)1)()()()(00tKdSdadtKtKtKSdSdadaaadeKPKKBKKeDeeKKBLKKKKtD第115頁/共206頁第一百一十六頁，共207頁。DKLKLKdxdDudtdDLKdxdLudt

45、dLLKKdxdLudtdLaNNCdNNNNCSdCC:DO:NBOD)(:CBOD對對對解為： uxKKCCSdeLL/)(0uxKNNNeLL/0)()()(/0/0/)(0uxKuxKNaNNuxKuxKuxKKSdadaNaaSdeeKKLKeDeeKKKLKxD第116頁/共206頁第一百一十七頁，共207頁。lmgxukxukkkkklkxukDDDuxkkllBODKMXDlmgoolmgmlmgmlxaxsdasddxaxads/714. 3)exp()exp()exp(01.20)(exp,68 . 1554. 835.10/35.106 .136 .31468554. 8

46、1021601095. 8216/12.22/1021650010021600000330為為第117頁/共206頁第一百一十八頁，共207頁。07.9)/()(6.314680lmgCTDOSlmgDduxtkmkmxdkKKkKKtLKkKKDkKKkKKtcsdasdaCdsdasdasdaC/07. 4507. 9617. 03 . 010*16162 .693600*24*67. 2*3 . 067. 21 . 025. 04 . 0ln)1 . 025. 0(4 . 0ln)(1:0D)(1 (ln)(131000河段末段氧虧滿足：河段末水流運行時間：處符合要求即可下游，只需控制所

47、以臨界點載計算河段時，上式為當(dāng)?shù)?18頁/共206頁第一百一十九頁，共207頁。)/( 1 .1722 .33*10*60/2 .3307. 41225. 0) 1 . 025. 0(4 . 025. 0)()(300000)(00)(0DTQlMQMQQMllmglleDeeleDeeKKKLKtDtKtKtKKtKtKtKKSdadaaSdaaSd河河污河69.2km第119頁/共206頁第一百二十頁，共207頁。n于采樣處)；n 環(huán)境保護處。n斷面處通常需要詳細分析水流與污染物的輸入、輸出情況，一般設(shè)起始斷面為0斷面，該處應(yīng)有較為詳細的水文、水質(zhì)觀測資料(Q0 流量、L0 BOD值、O0

48、 DO值)。第120頁/共206頁第一百二十一頁，共207頁。tKtKtKKSdadaaSdeDeeKKKLKtD0)(0)()(uxKtKddeLeLxL/00)(212211QQQCQCC總水量總污染物量第121頁/共206頁第一百二十二頁，共207頁。Q0,L0 DO0q污,L污,DO污q取,L0,DO0012Q1, L1DO10i-1i+1Q1i, L1i, O1iQ2i,L2i,O2iQ3i,L3i,O3iQi,Li,OiQ10,L10,O10iQ2i-1,L2i-1,O2i-1第122頁/共206頁第一百二十三頁，共207頁。iiiiiiiQLQQLQL)(311221121121

49、,11,iiitkitkiiLLeeLLiidiid令（1）（2）將（2）代入（1）并進行(jnxng)適當(dāng)變化得：iiiiiiiiiiiiiiiiiQQbQQQQQLQQQLL22311122311122)()(和令iiiiiLbLaL1212（3）iiiiiLbLaLLbLaLLbLaL121222211221120021.i斷面出水(ch shu)濃度前一個斷面出水本河段企業(yè)排放斷面i混合濃度第123頁/共206頁第一百二十四頁，共207頁。影響。10001001001121naaaAgLBLA2nbbbbB0000000000321gALBAL112兩邊(lingbin)乘A的逆陣：輸

50、入(shr)矩陣斷面輸出矩陣初始斷面輸入矩陣U陣m陣mLUL2NLLLL222212.NLLLL.210.0200Lag第124頁/共206頁第一百二十五頁，共207頁。gALBAL112hfOBLDOC2210001001001121ncccC00000000000121ndddDnbbbbB0000000000321兩邊(lingbin)乘A的逆陣hCfCOBCLDCO111212將BOD陣代入上式gDAChfCngAmBDACVBAU1111111)(, , ,其中(qzhng)：OBChfCgDACLBDAChfCOBCgALBADCO111111111112)()()(0.02002

51、00LdochNOOOO222212.NOOOO.21Nffff.21初始斷面DO輸入各斷面DO輸入NLLLL222212.各斷面BOD輸入斷面DO輸出斷面BOD輸入iiiiiiiiObfLdOcO11, 211, 212第125頁/共206頁第一百二十六頁，共207頁。mLUL2nLVO2斷面氧輸出(shch)矩陣BOD輸入(shr)矩陣氧輸入矩陣第126頁/共206頁第一百二十七頁，共207頁。第127頁/共206頁第一百二十八頁，共207頁。TZ溫水(wn shu)層溫躍層均溫層春夏秋 冬4度4度4度4度第128頁/共206頁第一百二十九頁，共207頁。第129頁/共206頁第一百三十頁

52、，共207頁。第130頁/共206頁第一百三十一頁，共207頁。第131頁/共206頁第一百三十二頁，共207頁。第132頁/共206頁第一百三十三頁，共207頁。第133頁/共206頁第一百三十四頁，共207頁。第134頁/共206頁第一百三十五頁，共207頁。CSKCCSNSKNNSPSKPPSmaxICQ,CSQCsCVIdtdCVC體積(tj)，V對全湖：t=0, c=C0hAS第135頁/共206頁第一百三十六頁，共207頁。rCsCVIdtdCCQVrtw1)1()()()()()()(0)(0trsCtrstrsCCersVIeCCersVICrsVrsVIC)(rsVICCPd

53、C/dt 0 rCsCVIdtdCC 0第136頁/共206頁第一百三十七頁，共207頁。wCpthshLC/SCCAIL V = AS h )/1()(wSCCPtshAIrsVIC令：湖泊單位(dnwi)水面營養(yǎng)負荷為LC，單位(dnwi)為g/m2a。CCIsCVR即：營養(yǎng)物在湖泊中滯留下來(xi li)的比率。 此時控制方程可改寫為： rCVIscvIrcscVIdtdCCCC)/1 (rCsCVIdtdCCrCVRIdtdCCC)1 (第137頁/共206頁第一百三十八頁，共207頁。)1 ()1 ()1 ()1 (00rtCCrtrtCCCCerVRIeCCerVRICrVRICr

54、hRLhrARIrVRICCCSCCCCP)1 ()1 ()1 (nkinkinkmjoutjoutjCCqCqR111總輸入量總輸出量總輸入量第138頁/共206頁第一百三十九頁，共207頁。第139頁/共206頁第一百四十頁，共207頁。Poe Ppe Poh Pph Q(Poe Ppe ) )(pjojPPQShASPph phthththpAzkohthththpAzkpethththpAzkoethththpAzkSeASPpe )(peoePPQQ(Poe +Ppe ) Vpe V PoePoPerSASPp 夏季(xij)分層冬季(dngj)e層h層perh第140頁/共206頁

55、第一百四十一頁，共207頁。)(1oeohthththoeeeoenjojjoeePPAZKPVPQPPQdtdPV)(1pephthththoeeepethepenjpjjpeePPAZKPVPPASQPPQdtdPV)(ohoethththphhhohhPPAZKPVrdtdPV)(phpethththphhhphshpetheohhPPAZKPVrPASPASdtdPV第141頁/共206頁第一百四十二頁，共207頁。PoeueuonjojjorVPPVPQPPQdtdPV1PsPoeueuPnjPjjPPSArVPPVPQPPQdtdPV1VVPVPPVVPVPPhphepePhohe

56、oeo第142頁/共206頁第一百四十三頁，共207頁。第143頁/共206頁第一百四十四頁，共207頁。第144頁/共206頁第一百四十五頁，共207頁。第145頁/共206頁第一百四十六頁，共207頁。高平(o pn)潮 低平潮1 234 C X=ut 海 X=0第146頁/共206頁第一百四十七頁，共207頁。)411 (2exp20上游ukDDuxCCxx)411 (2exp20下游ukDDuxCCxx 對于(duy) x 0 處。 022CkdxCdudxCdDx 潮平均濃度2041ukDQWCx6/563nuRDx第147頁/共206頁第一百四十八頁，共207頁。xDuxDuxDu

57、xccecceCCxx000ln)411 (2exp(20ukDDuxCCxx上游0lnlnCCuxDx022LkDkdxDdudxDdDdax邊值為x=處，D=0)0()(11處xBAQkkWkDdad)0()(22處xBAQkkWkDdad第148頁/共206頁第一百四十九頁，共207頁。2)411(21412uDkeAxduDkDuxxdx2)411(21412uDkeBxauDkDuxxax2)411(22412uDkeAxduDkDuxxdx2)411(22412uDkeBxauDkDuxxax排放口 DC DC u小 U大 0D 第149頁/共206頁第一百五十頁，共207頁。21

58、050/ ,2.5/ ,0.1,0.5/xxcmg L Dms Kdum s0224exp(11)20.5 5004 0.1 2.5150 exp112 2.50.524 360049.94(/ )xxxxu xkDccDumg L0 xD 0exp500m0.1 500150 exp49.940.524 3600 xKxccuc 故知下游處濃度為0expxKccxD0.1150exp500=35.58(/)2.524 3600cmg L050/ccmg L第150頁/共206頁第一百五十一頁，共207頁。2 ,0.0002,50 ,0.8/xhm sBm um s2229.81 2 0.00

59、020.0626(/ )0.40.4 2 0.06260.05(/ )0.0550.055 0.5 502200( )0.05yxyughsm sDhumsu BxmD 220.40.4 0.8 5016000( )0.05xyuBxmD2/2 0.05 1000/0.811.18( )yyxDx umsysysys第151頁/共206頁第一百五十二頁，共207頁。00()1ln1aadcadddKD KKtKKKLK第152頁/共206頁第一百五十三頁，共207頁。10.241.2(0.24 0.15)ln10.24 0.150.1510 0.154.39( ) 379469( )ctds0

60、.5 379469189.7()ccxutkm臨界點的DO值和BOD5值分別(fnbi)為00.1510 exp( 0.15 4.39)0.243.23(/ )dtcKKdDcL eKamg L09.23.235.97(/ )exp()10 exp( 0.15 4.39)5.17(/ )csccd cDOODmg LLLK tmg L第153頁/共206頁第一百五十四頁，共207頁。項目臨界點距離(km)臨界點處BOD5mg/L臨界點處DO（mg/L）ux(1+10%)208.76.005.17T(1+10%)178.25.905.07L0(1+10%)193.15.685.62DO0(1+1