《環(huán)境系統(tǒng)工程(1)》課程教學(xué)大綱

1、環(huán)境系統(tǒng)工程課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Environmental System Engineering課程編號(hào)：133991190課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：選修課學(xué) 分：2.0學(xué)分學(xué) 時(shí)：32學(xué)時(shí)適用專業(yè)：環(huán)境工程開課部門： 環(huán)境與資源學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)工程是運(yùn)用系統(tǒng)工程的基本原理和方法，研究環(huán)境問題的科學(xué)。環(huán)境系統(tǒng)工程強(qiáng)調(diào)運(yùn)用系統(tǒng)觀點(diǎn)分析環(huán)境問題；綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)分析錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境系統(tǒng)中內(nèi)、外在聯(lián)系，辨識(shí)環(huán)境問題，形成解決問題的思路；應(yīng)用定量化技術(shù)描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與關(guān)系；用工程的方法研究解決問題。環(huán)境系統(tǒng)工程具有全局性、關(guān)聯(lián)性、最優(yōu)性、綜合性、實(shí)踐性等特征，是一個(gè)龐大復(fù)

2、雜的有機(jī)綜合體，具有多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)、多輸入、多變量、多目標(biāo)以及在時(shí)間、空間、數(shù)量上具有隨機(jī)性和不確定性等特點(diǎn)，它把辯證唯物主義和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，把定性分析和定量分析相結(jié)合，給人們一種認(rèn)識(shí)世界、改造世界的嶄新方法，是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的一門方法性學(xué)科。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系1、先修課程：工程制圖、水污染控制工程、大氣污染控制工程、給排水工程和計(jì)算機(jī)在環(huán)境工程中的應(yīng)用；2、后續(xù)課程：環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、環(huán)境管理與規(guī)劃、工程概預(yù)算等。三、課程的主要內(nèi)容及基本要求第1章 環(huán)境系統(tǒng)工程導(dǎo)論 （4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)系統(tǒng)概念、形態(tài)、特征和環(huán)境系統(tǒng)；系統(tǒng)工程基本概念；系統(tǒng)工程原則、研究方法；環(huán)境系統(tǒng)工程概

3、述、工作步驟；環(huán)境系統(tǒng)工程問題；地球環(huán)境系統(tǒng)。重 點(diǎn)系統(tǒng)的概念、特征及其分類方法；系統(tǒng)工程的原則及其研究方法；環(huán)境系統(tǒng)工程概述、工作步驟。難 點(diǎn)系統(tǒng)工程與其它學(xué)科的關(guān)系；環(huán)境系統(tǒng)工程工作步驟?；疽?、識(shí) 記：系統(tǒng)概念、環(huán)境系統(tǒng)工程概念 2、領(lǐng) 會(huì)：系統(tǒng)特征、形態(tài)；系統(tǒng)工程原則、研究方法 3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：環(huán)境系統(tǒng)工程的工作步驟 4、綜合應(yīng)用：環(huán)境系統(tǒng)工程問題第2章 環(huán)境系統(tǒng)分析 （4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)系統(tǒng)分析基本概念；系統(tǒng)分析準(zhǔn)則；系統(tǒng)分析步驟；環(huán)境系統(tǒng)可行性研究分析；系統(tǒng)最優(yōu)化；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；層次分析法；環(huán)境問題費(fèi)用-效益分析。重 點(diǎn)系統(tǒng)分析的基本思路和特點(diǎn)；系統(tǒng)模型化和系統(tǒng)最優(yōu)化的作用；層次

4、分析法。難 點(diǎn)運(yùn)用系統(tǒng)最優(yōu)化方法進(jìn)行計(jì)算；建立判斷矩陣和最大特征及對(duì)應(yīng)特征向量的計(jì)算?；疽?、識(shí) 記：系統(tǒng)分析概念、目的；收益分析法概念；層次分析法概念2、領(lǐng) 會(huì)：系統(tǒng)分析準(zhǔn)則；環(huán)境系統(tǒng)可行性研究分析；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用系統(tǒng)最優(yōu)化方法進(jìn)行計(jì)算 4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用收益分析法進(jìn)行計(jì)算；運(yùn)用層次分析法進(jìn)行計(jì)算第3章 環(huán)境系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型（4學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)數(shù)學(xué)模型概述；河流水質(zhì)模型；河口水質(zhì)模型；近海水質(zhì)模型；湖泊與水庫(kù)水質(zhì)模型；大氣質(zhì)量模型。重 點(diǎn)Streeter-Phelps模型及其修正式；多河段水質(zhì)模型；河口水質(zhì)基本模型；一維河口有限段模型；完全混合水質(zhì)模型；湖泊分層水質(zhì)模型；箱式

5、大氣質(zhì)量模型；高架點(diǎn)源擴(kuò)散模型；線源和面源模型。難 點(diǎn)運(yùn)用Streeter-Phelps模型進(jìn)行計(jì)算?；疽?、識(shí) 記：數(shù)學(xué)模型的定義、特征和分類2、領(lǐng) 會(huì)：河口水質(zhì)基本模型；湖泊分層水質(zhì)模型；高架點(diǎn)源擴(kuò)散模型3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：根據(jù)實(shí)際，選擇模型 4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用Streeter-Phelps模型進(jìn)行計(jì)算第4章 環(huán)境系統(tǒng)預(yù)測(cè)（3學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)預(yù)測(cè)分析基本概念；預(yù)測(cè)原理、步驟；定性預(yù)測(cè)方法；定量預(yù)測(cè)方法；環(huán)境預(yù)測(cè)概述；水環(huán)境污染預(yù)測(cè)；近海（河口）水環(huán)境預(yù)測(cè)；大氣質(zhì)量預(yù)測(cè)。重 點(diǎn)環(huán)境系統(tǒng)預(yù)測(cè)原理、步驟、方法；一元線性回歸模型；廣義線性模型；多元線性回歸模型。難 點(diǎn)運(yùn)用線性回歸模型進(jìn)行計(jì)算?；疽?/p>

6、求1、識(shí) 記：預(yù)測(cè)分析基本概念；智暴或集思廣益法、德爾菲法；主觀概率法；定量預(yù)測(cè)方法；時(shí)間序列分析法2、領(lǐng) 會(huì)：預(yù)測(cè)原理、步驟；水質(zhì)預(yù)測(cè)的目的、步驟；污染源預(yù)測(cè)3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用一元線性回歸模型進(jìn)行計(jì)算4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用廣義線性模型和多元線性回歸模型進(jìn)行計(jì)算第5章 環(huán)境系統(tǒng)決策（3學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)決策基本概念；決策分類與損益矩陣；確定型決策；不確定型決策；風(fēng)險(xiǎn)型決策；決策樹；多目標(biāo)決策。重 點(diǎn)決策的分類、程序；最大期望收益標(biāo)準(zhǔn)；最小期望損失值標(biāo)準(zhǔn)；單級(jí)決策。難 點(diǎn)運(yùn)用最大期望收益標(biāo)準(zhǔn)、最小期望損失值標(biāo)準(zhǔn)和單級(jí)決策進(jìn)行計(jì)算。基本要求1、識(shí) 記：決策基本概念、分類和程序；確定型決策和不確定型決策的

7、概念；風(fēng)險(xiǎn)型決策概念2、領(lǐng) 會(huì)：損益矩陣；靈敏度分析法；決策樹的結(jié)構(gòu)、步驟；多目標(biāo)問題的特點(diǎn)3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用環(huán)境系統(tǒng)決策方法進(jìn)行分析4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用最大期望收益標(biāo)準(zhǔn)、最小期望損失值標(biāo)準(zhǔn)和單級(jí)決策進(jìn)行計(jì)算第6章 系統(tǒng)最優(yōu)化與網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)系統(tǒng)最優(yōu)化概述；線性規(guī)劃；非線性規(guī)劃；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)。重 點(diǎn)線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃的相關(guān)計(jì)算。難 點(diǎn)運(yùn)用單純形法、影子價(jià)格和梯度法進(jìn)行計(jì)算?；疽?、識(shí) 記：線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的概念2、領(lǐng) 會(huì)：?jiǎn)渭冃畏ǎ粚?duì)偶問題；影子價(jià)格；梯度法；罰函數(shù)法；關(guān)鍵線路法；計(jì)劃評(píng)審技術(shù) 3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用系統(tǒng)最優(yōu)化與網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)進(jìn)行分析4

8、、綜合應(yīng)用：運(yùn)用線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃方法進(jìn)行計(jì)算第7章 城市污水海洋處置系統(tǒng)規(guī)劃（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)城市污水排海（江）工程可行性研究；排放口選址；混合與運(yùn)輸過程；初始稀釋度；污染物平衡濃度場(chǎng)；混合區(qū)。重 點(diǎn) 可行性研究；選址；混合現(xiàn)象；污染物平衡濃度場(chǎng)。難 點(diǎn)城市污水海洋處置系統(tǒng)的規(guī)劃?；疽?、識(shí) 記：污染物平衡濃度場(chǎng)、混合區(qū)概念2、領(lǐng) 會(huì)：城市污水排海（江）工程可行性；排放口選址；初始稀釋階段；再稀釋和遷移階段；長(zhǎng)期擴(kuò)散和輸運(yùn)階段 3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：排放口的選址；城市污水排海（江）工程可行性4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用城市污水海洋處置系統(tǒng)方法進(jìn)行規(guī)劃第8章 城市排水系統(tǒng)規(guī)劃（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)城市排水

9、系統(tǒng)規(guī)劃的指導(dǎo)思想、主要內(nèi)容；優(yōu)化模型；廢水回用規(guī)劃。重 點(diǎn) 污水廠廠址選擇及水域優(yōu)化模型；排水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化模型；可行性方案；系統(tǒng)模型化；系統(tǒng)優(yōu)化與決策。難 點(diǎn)城市排水系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化模型。基本要求1、識(shí) 記：城市排水系統(tǒng)規(guī)劃的指導(dǎo)思想、主要內(nèi)容；廢水回用規(guī)劃2、領(lǐng) 會(huì)：污水廠廠址選擇及水域優(yōu)化模型；排水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化模型3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：城市排水系統(tǒng)規(guī)劃可行性方案、模型化和系統(tǒng)優(yōu)化與決策4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用城市排水系統(tǒng)規(guī)劃方法進(jìn)行分析第9章 大氣污染控制規(guī)劃（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)規(guī)劃的主要內(nèi)容、方法；比例下降模型假設(shè)；比例下降規(guī)劃模型；對(duì)偶模型的應(yīng)用；地面濃度控制規(guī)劃基礎(chǔ)模型、控制模型。重 點(diǎn)大氣污染問題

10、；規(guī)劃內(nèi)容與方法；比例下降模型；地面濃度控制規(guī)劃。難 點(diǎn)比例下降規(guī)劃模型；對(duì)偶模型的應(yīng)用；地面濃度控制模型?；疽?、識(shí) 記：規(guī)劃的主要內(nèi)容、方法；對(duì)偶模型在大氣污染控制規(guī)劃中的作用2、領(lǐng) 會(huì)：空氣污染、空氣污染控制、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源利用相互之間的關(guān)系3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用大氣污染控制規(guī)劃相關(guān)理論進(jìn)行分析4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用比例下降規(guī)劃模型進(jìn)行計(jì)算第10章 非點(diǎn)源污染控制（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)非點(diǎn)源污染特征；農(nóng)村、城市非點(diǎn)源污染來源及危害；徑流模型、土壤侵蝕模型；污染負(fù)荷模型；SWAT、MIKE LOAD、SWMM、STORM、ANSWERS、CREAMS和AGNPS模型軟件；非點(diǎn)源污染控制對(duì)策。重

11、點(diǎn)非點(diǎn)源污染特征、來源及危害；非點(diǎn)源污染控制對(duì)策。難 點(diǎn)徑流模型、土壤侵蝕模型；污染負(fù)荷模型?；疽?、識(shí) 記：非點(diǎn)源污染特征、來源及危害；非點(diǎn)源污染控制對(duì)策2、領(lǐng) 會(huì)：非點(diǎn)源模型、軟件3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用非點(diǎn)源污染控制理論進(jìn)行分析4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用徑流模型、土壤侵蝕模型、污染負(fù)荷模型進(jìn)行研究第11章 城市生態(tài)系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)城市生態(tài)系統(tǒng)概念、組成、結(jié)構(gòu)和功能；城市生態(tài)系統(tǒng)的特征；城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡與調(diào)控；城市生態(tài)足跡模型；城市生態(tài)系統(tǒng)承載力模型；城市生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境規(guī)劃概述、方法。重 點(diǎn)城市生態(tài)系統(tǒng)概述；城市生態(tài)系統(tǒng)的特征；城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡與調(diào)控；城市生態(tài)系統(tǒng)模型；城市生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境規(guī)劃

12、。難 點(diǎn)城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能、城市生態(tài)足跡模型?；疽?、識(shí) 記：城市生態(tài)系統(tǒng)概念、結(jié)構(gòu)、功能和特征；城市生態(tài)平衡的概念；城市生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境規(guī)劃的概念2、領(lǐng) 會(huì)：城市生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控；城市生態(tài)足跡模型；城市生態(tài)系統(tǒng)承載力模型；城市生態(tài)環(huán)境規(guī)劃的指標(biāo)體系3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用城市生態(tài)系統(tǒng)平衡理論進(jìn)行分析4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用城市生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境規(guī)劃方法進(jìn)行研究第12章 戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)分析概論（2學(xué)時(shí)）知 識(shí) 點(diǎn)戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)概述；SEA系統(tǒng)評(píng)價(jià)主體、對(duì)象、目的和標(biāo)準(zhǔn)；傳統(tǒng)EIA方法、政策評(píng)價(jià)方法；灰色系統(tǒng)論、模糊系統(tǒng)分析、非線性系統(tǒng)分析、綜合集成分析；戰(zhàn)略分析、環(huán)境影響識(shí)別、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立、環(huán)境影響

13、預(yù)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、替代方案和環(huán)境影響減緩措施。重 點(diǎn)戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)概述；SEA系統(tǒng)和評(píng)價(jià)方法；SEA系統(tǒng)分析；SEA 系統(tǒng)分析的主要步驟。難 點(diǎn)灰色系統(tǒng)論；模糊系統(tǒng)分析；非線性系統(tǒng)分析；綜合集成分析?；疽?、識(shí) 記：戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)概念；SEA系統(tǒng)分析2、領(lǐng) 會(huì)：SEA系統(tǒng)和評(píng)價(jià)方法；SEA 系統(tǒng)分析的主要步驟3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：確定SEA系統(tǒng)評(píng)價(jià)的主體、對(duì)象、目的和標(biāo)準(zhǔn)4、綜合應(yīng)用：運(yùn)用戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究學(xué)時(shí)分配 知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)第一章 環(huán)境系統(tǒng)工程導(dǎo)論4第二章 環(huán)境系統(tǒng)分析4第三章 環(huán)境系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型4第四章 環(huán)境系統(tǒng)預(yù)測(cè)3第五章 環(huán)境系統(tǒng)決策3第六章 系統(tǒng)最優(yōu)化與網(wǎng)路計(jì)劃技術(shù)2第七章

14、城市污水海洋處置系統(tǒng)規(guī)劃2第八章 城市排水系統(tǒng)規(guī)劃2第九章 大氣污染控制規(guī)劃2第十章 非點(diǎn)源污染控制2第十一章 城市生態(tài)系統(tǒng)2第十二章 戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)分析概論2合計(jì)32四、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)過程中使用的教學(xué)方法有：講授法、案例教學(xué)法、情景教學(xué)法、討論法。教學(xué)手段包括現(xiàn)代教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)手段，如多媒體、黑板、圖片展示、數(shù)據(jù)分析與演示、課堂討論和課后習(xí)題。保證教學(xué)時(shí)數(shù)，平時(shí)注重練習(xí)。五、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核要求：覆蓋各章主要內(nèi)容 考核形式：考試成績(jī)?cè)u(píng)定：課后作業(yè)、平時(shí)考勤占該課程考核總成績(jī)的40%，考試占60%；本課程考試為開巻，需要掌握的內(nèi)容占60%，需理解領(lǐng)會(huì)的內(nèi)容占30%，一般了解