環(huán)境科學(xué)與工程的研究者們在解決實(shí)際問題的過程中，運(yùn)用系統(tǒng)思維能極大地提高工作效率。本書旨在為環(huán)境系統(tǒng)工程的研究提供思路與方法。第1章概述系統(tǒng)與系統(tǒng)工程，思考復(fù)雜問題如何尋求**方案；第2 章論述系統(tǒng)分析的基本要素與方法；第3章提供系統(tǒng)規(guī)劃問題的**化求解路徑；第4章與第5章指導(dǎo)構(gòu)建環(huán)境數(shù)學(xué)模型與河流水質(zhì)模型，并運(yùn)用數(shù)學(xué)模型凝練污染物在河流中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律；第6章與第7章提供復(fù)雜問題的決策分析思路，并運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能協(xié)助解決相關(guān)問題；第8章與第9 章從模型構(gòu)建到實(shí)際案例分析，詳述如何對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行水污染控制規(guī)劃。
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目錄
前言
第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程 1
1.1 系統(tǒng) 1
1.1.1 系統(tǒng)的概念 1
1.1.2 系統(tǒng)的分類 1
1.1.3 系統(tǒng)的特征 3
1.1.4 環(huán)境系統(tǒng)概述 4
1.2 系統(tǒng)工程 4
1.2.1 系統(tǒng)工程和環(huán)境系統(tǒng)工程的發(fā)展過程 4
1.2.2 系統(tǒng)工程的原則 5
1.2.3 系統(tǒng)工程的步驟 6
1.3 系統(tǒng)模型 7
1.3.1 系統(tǒng)模型的分類 7
1.3.2 系統(tǒng)模型化的步驟 9
1.4 環(huán)境系統(tǒng)工程 10
1.4.1 環(huán)境系統(tǒng)工程的定義 10
1.4.2 環(huán)境系統(tǒng)工程與生態(tài)文明建設(shè) 11
第2章 系統(tǒng)分析 13
2.1 系統(tǒng)分析的基本要素 13
2.2 系統(tǒng)分析的方法 14
2.2.1 系統(tǒng)最優(yōu)化 14
2.2.2 成本-效益分析 22
2.2.3 成本-有效度分析 29
本章習(xí)題 30
第3章 最優(yōu)化技術(shù) 31
3.1 線性規(guī)劃 31
3.1.1 線性規(guī)劃的基本概念 31
3.1.2 圖解法 34
3.1.3 單純形法 35
3.2 整數(shù)規(guī)劃 44
3.2.1 概述 44
3.2.2 圓整法 45
3.3 非線性規(guī)劃 47
3.4 動態(tài)規(guī)劃 49
3.4.1 多階段決策問題 49
3.4.2 動態(tài)規(guī)劃基本概念 55
3.4.3 最短路徑問題求解方法 57
3.4.4 資源分配問題求解方法 59
3.4.5 動態(tài)規(guī)劃最優(yōu)化原理 63
3.4.6 小結(jié) 64
本章習(xí)題 64
第4章 環(huán)境數(shù)學(xué)模型 66
4.1 數(shù)學(xué)模型概述 66
4.1.1 數(shù)學(xué)模型 66
4.1.2 數(shù)學(xué)模型分類 67
4.1.3 建立模型的步驟 68
4.1.4 模型參數(shù)的估值方法 69
4.1.5 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證 72
4.2 環(huán)境質(zhì)量基本模型 77
4.2.1 污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動 77
4.2.2 污染物的衰減和轉(zhuǎn)化 79
4.2.3 基本模型的數(shù)學(xué)推導(dǎo) 80
4.2.4 穩(wěn)態(tài)模型與非穩(wěn)態(tài)模型 82
4.2.5 非穩(wěn)定排放污染源的解析解 83
4.2.6 基本模型的穩(wěn)態(tài)解 87
4.2.7 污染物在均勻流場中的分布特征 90
本章習(xí)題 93
第5章 河流水質(zhì)模型 95
5.1 河流中的基本水質(zhì)現(xiàn)象 95
5.1.1 污染物在河流中的三個混合階段 95
5.1.2 生物化學(xué)分解 95
5.1.3 大氣復(fù)氧 96
5.1.4 光合作用與呼吸作用 99
5.1.5 底棲生物和底泥耗氧 100
5.2 單一河段水質(zhì)模型 100
5.2.1 S-P模型 100
5.2.2 S-P模型的改進(jìn) 102
5.3 多河段水質(zhì)模型 104
5.3.1 多河段水質(zhì)模型的概化 104
5.3.2 多河段BOD模型 105
5.3.3 多河段DO模型 107
5.3.4 含支流的河流模型 109
5.4 一維河流綜合水質(zhì)模型 109
5.4.1 一般介紹 109
5.4.2 QUAL-Ⅱ模型 110
5.5 感潮河流與河口水質(zhì)模型 112
5.5.1 感潮河流與河口的水文、水質(zhì)特征 112
5.5.2 一維解析模型 112
本章習(xí)題 114
第6章 決策分析 115
6.1 環(huán)境決策分析概述 115
6.1.1 決策分析的作用 115
6.1.2 決策分析的主要內(nèi)容與步驟 115
6.1.3 環(huán)境決策分析的層次 117
6.2 常用的決策分析方法 118
6.2.1 決策樹 118
6.2.2 決策矩陣 121
6.2.3 多目標(biāo)決策 122
6.2.4 層次分析法 128
6.3 決策問題的類型 133
6.3.1 確定型決策 133
6.3.2 不確定型決策 133
6.3.3 風(fēng)險(xiǎn)型決策 135
本章習(xí)題 136
第7章 機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能 137
7.1 機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能理論原理 137
7.1.1 人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)的定義和關(guān)系 137
7.1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的原理與分類 138
7.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的經(jīng)典算法 139
7.2.1 線性回歸算法 139
7.2.2 決策樹 140
7.2.3 隨機(jī)森林 141
7.2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 141
7.2.5 k均值聚類 143
7.3 機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能在環(huán)境系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 143
7.3.1 人工智能在環(huán)境決策分析中的應(yīng)用 143
7.3.2 人工智能在復(fù)雜體系水環(huán)境模型中的應(yīng)用 144
第8章 水污染控制規(guī)劃 146
8.1 系統(tǒng)的組成與規(guī)劃的分類 146
8.1.1 水污染控制系統(tǒng)的組成 146
8.1.2 水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃的分類 147
8.2 水污染控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性 150
8.2.1 水污染控制系統(tǒng)的成本構(gòu)成 150
8.2.2 污水處理規(guī)模的經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 150
8.2.3 污水處理效率的經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 151
8.3 排放口處理最優(yōu)規(guī)劃 152
8.3.1 排放口處理最優(yōu)規(guī)劃模型 152
8.3.2 目標(biāo)函數(shù)線性化模型 153
8.3.3 線性規(guī)劃模型 154
8.4 簡化的水環(huán)境管理規(guī)劃模型 156
8.4.1 基于水處理成本的規(guī)劃模型 156
8.4.2 基于環(huán)境容量的規(guī)劃模型 157
8.5 考慮橫向擴(kuò)散的水環(huán)境管理規(guī)劃模型 158
8.5.1 概述 158
8.5.2 貢獻(xiàn)率 159
第9章 案例分析 160
9.1 LX河流域環(huán)境容量評估與水污染控制策略研究 160
9.1.1 環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查 160
9.1.2 環(huán)境容量評估 169
9.1.3 總量控制與污染物分配 185
9.2 城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)有害氣體污染準(zhǔn)確預(yù)測和優(yōu)化控制 194
9.2.1 背景介紹 194
9.2.2 研究方法 197
9.2.3 案例結(jié)果 202
9.2.4 結(jié)論 207
參考文獻(xiàn) 208
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