環境系統工程

①環境系統模式化，即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）；

②環境系統最優化，即研究利用數學模式進行最優化分析。

其目的在於以環境質量的變化規律、污染物對人體和生態的影響、環境工程技術原理和環境經濟學為依據，並綜合運用系統論、控制論和資訊理論的理論，採用現代管理的數學方法和電子計算機技術，對環境問題和防治工程進行系統分析，謀求整體優化解決。

書 名: 環境系統工程

作　者：韋鶴平

出版社：化學工業出版社

出版時間： 2009-8-1

ISBN: 9787122047434

開本： 16開

定價: 29.50元

本書系統地闡述了環境系統工程的基本理論與方法。作者在總結20餘年來教學、科研和工程實踐的基礎上，參考了國內外在環境系統工程上的一些新進展，吸收了20世紀90年代出版的同類教材的優點並進行較多的修改與充實，使內容更加豐富。全書共分十二章，重點介紹系統工程原理方法、環境系統分析和水污染控制系統、大氣污染控制系統、城市生態系統、城市排水系統、戰略環境評價系統以及非點源污染控制系統等內容。

本書中實例多取材於環境問題科研、規劃、管理、治理工程實踐，解題思路清晰，便於讀者舉一反三，可適用於環境科學與工程專業的本科生與研究生學習環境系統工程課程的教材，也可供從事環境保護事業的科技人員及管理人員參考。

第一章　環境系統工程導論

第一節　系統概念和特徵

一、系統概念

二、系統特徵

三、環境系統

第二節　系統的形態

第三節　系統工程基本概念

第四節　系統工程原則、研究方法

一、系統工程原則

二、系統工程方法論概述和三維結構

第五節　環境系統工程

一、系統工程分類

二、環境系統工程概述

三、環境系統工程工作步驟

四、環境系統工程問題

思考題

第二章　環境系統分析

第一節　系統分析基本概念

第二節　系統分析準則

第三節　系統分析步驟

第四節　環境系統可行性研究分析

一、可行性研究基本概念

二、環境系統可行性研究步驟

第五節　系統最優化

第六節　技術經濟分析

一、技術與經濟關係

二、本指標

三、相對指標

四、技術經濟分析的可比性

五、收益分析法

第七節　層次分析法

第八節　環境問題費用-效益分析

一、概述

二、基本原理

三、費用-效益分析步驟

四、環境問題費用與效益估算的基本方法

第九節　案例

一、常州市尾水排江工程排放口選址系統分析

二、福清灣圍填海費用-效益分析

思考題

第三章　環境系統數學模型

第一節　數學模型概述

一、數學模型定義與特徵

二、數學模型的分類

三、數學模型的建立

第二節　河流水質模型

一、Streeter-Phelps模型

二、Streeter-Phelps模型幾種修正式

三、多河段水質模型

第三節　河口水質模型

一、河口水質基本模型

二、一維河口有限段模型

第四節　近海水質模型

第五節　湖泊與水庫水質模型

一、概述

二、完全混合水質模型

三、湖泊分層水質模型

第六節　大氣質量模型

一、概述

二、箱式大氣質量模型

三、高架點源擴散模型

四、線源和面源模型

思考題

第四章　環境系統預測

第一節　預測分析基本概念

第二節　預測原理、步驟

一、預測原理

二、預測步驟

第三節　定性預測方法

一、智暴或集思廣益法

二、德爾菲法

三、主觀概率法

第四節　定量預測方法

一、回歸分析法

二、時間序列分析法

第五節環境預測概述86

一、環境預測的一般方法86

二、環境預測的一般程序86

第六節水環境污染預測87

一、水質預測的目的87

二、污染源預測87

三、水質預測的基本步驟89

四、水質污染預測方法90

第七節近海(河口)水環境預測94

一、水動力方程94

二、對流擴散模型96

三、水環境預測97

第八節大氣質量預測97

一、大氣污染物排放量預測97

二、固定點源污染預測97

三、固定面源污染預測100

思考題101

第五章環境系統決策103

第一節決策基本概念103

第二節決策分類與損益矩陣104

一、決策的分類104

二、決策程序104

三、損益矩陣105

第三節確定型決策106

第四節不確定型決策107

一、悲觀法107

二、樂觀法108

三、折中法108

四、等可能法109

五、後悔值法109

第五節風險型決策109

一、最大期望收益標準110

二、最小期望損失值標準110

三、最大可能決策標準111

四、矩陣法111

五、靈敏度分析法113

第六節決策樹114

一、決策樹的結構114

二、決策步驟115

三、單級決策115

四、多級決策115

第七節多目標決策118

一、多目標決策問題118

二、多目標問題的特點118

三、多目標決策求解119

思考題123

第六章系統最優化與網路計劃技術125

第一節系統最優化概述125

第二節線性規劃125

一、線性規劃的基本概念125

二、單純形法128

三、對偶問題132

四、對偶變數的經濟解釋——影子價格135

第三節非線性規劃136

一、基本概念136

二、梯度法138

三、罰函數法140

第四節系統網路計劃技術143

一、概述143

二、關鍵線路法143

三、計劃評審技術(PERT)148

思考題153

第七章城市污水海洋處置系統規劃155

第一節概述155

第二節城市污水排海(江)工程可行性研究156

第三節排放口選址157

第四節混合現象和初始稀釋度158

一、混合與輸運過程158

二、初始稀釋度158

第五節污染物平衡濃度場與混合區159

一、污染物平衡濃度場159

二、混合區159

第六節案例：N市達標尾水排海工程海域環境影響研究160

一、工程概況160

二、海域特點160

三、海洋環境影響研究160

思考題163

第八章城市排水系統規劃164

第一節概述164

一、城市排水系統規劃的指導思想 164

二、城市排水系統規劃的主要內容164

第二節城市排水系統規劃優化模型165

一、污水廠廠址選擇及水域優化模型165

二、排水管網系統優化模型167

第三節廢水回用規劃170

第四節案例——蘇州市某地區排水規劃171

一、背景情況171

二、可行性方案172

三、系統模型化172

四、系統優化與決策174

思考題174

第九章大氣污染控制規劃175

第一節大氣污染問題175

第二節規劃內容與方法176

一、系統組成176

二、規劃的主要內容177

三、規劃的主要方法177

第三節比例下降模型177

一、比例下降模型假設177

二、比例下降規劃模型178

三、對偶模型的應用179

第四節地面濃度控制規劃180

一、基礎模型180

二、地面濃度控制模型181

思考題183

第十章非點源污染控制185

第一節非點源污染特徵與來源185

一、非點源污染特徵185

二、農村非點源污染來源及危害185

三、城市非點源污染來源及危害186

第二節非點源模型簡介188

一、徑流模型188

二、土壤侵蝕模型189

三、非點源污染負荷模型190

第三節非點源模型軟體簡介191

一、SWAT模型軟體191

二、MIKE LOAD模型軟體193

三、SWMM模型軟體194

四、STORM模型軟體194

五、ANSWERS模型軟體195

六、CREAMS模型軟體195

七、AGNPS模型軟體195

第四節非點源污染控制對策195

一、農村非點源污染控制196

二、城市非點源污染控制196

第五節案例分析196

一、概述197

二、污染負荷計算197

三、負荷變化趨勢分析199

四、結論199

思考題199

第十一章城市生態系統200

第一節城市生態系統概述200

一、基本概念200

二、城市生態系統的組成200

三、城市生態系統的結構和功能201

第二節城市生態系統的特徵204

第三節城市生態系統的平衡與調控205

一、城市生態系統的平衡205

二、城市生態系統的調控206

第四節城市生態系統模型簡介207

一、概述207

二、城市生態足跡模型208

三、城市生態系統承載力模型213

第五節城市生態系統環境規劃215

一、概述215

二、城市生態環境規劃的方法216

思考題218

第十二章戰略環境評價系統分析概論219

第一節概述219

第二節SEA系統和評價方法221

一、SEA系統221

二、評價方法222

第三節SEA系統分析222

第四節SEA系統分析的主要步驟224

第五節SEA案例分析228

一、“西電東送”北通道火電規劃SEA228

二、上海化學工業區發展規劃SEA230

思考題232

參考文獻233