南昌航空工业学院环境系统分析课件**环境系统分析2006.4.18.绪论环境系统分析==环境科学+系统分析方法学环境系统工程==环境科学+系统工程学系统工程==系统分析+设计实施课程开设的目的建立和强化系统意识了解系统分析方法学选修课，20学时讲授，4学时上机2006.4.18.系统的定义：“极其复杂的研究对象，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分组合成的具有特定功能的有机整体，而且这个‘系统’本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分”（钱学森教授撇开了系统的具体物质运动形态，仅从整体和部分之间的相互关系来考察而给出的“系统”的定义）2006.4.18.从系统的定义可知系统具有以下四个基本特征：1.集合性各要素所构成的具有特定功能的集合体。（根据逻辑统一性要求来构成）各要素不完善也可能构成良好功能的系统，要素良好也可能作为整体却不具有某种良好的功能。（例如球队组成）2.相关性系统内各要素既相互作用又相互联系，构成有机整体。2006.4.18.3.目的性系统特别是人造系统都具有目的性，要达到规定的目的，系统都具有一定的功能，目前一些尚不能控制和改造的自然系统不属于此。4.环境适应性任何一个系统都存在于一定的物质环境中，必须适应外部环境（信息、物质、气象等等）的变化。2006.4.18.一、环境问题的系统工程处理法1、环境问题的特点：跨领域：社会学、工程学、经济学、生态学、环境化学、环境地理学、环境物理学等。多系统：①自然保护系统、环境管理系统、监测、污染控制系统。②污染源发生、处理系统。这些系统又互相联系、互相作用。多层次：流域环境系统、区域环境系统、城市环境系统、水、气、声污染控制系统等等不同层次的系统。2006.4.18.多因素：多输入、多变量。（多变污染源，迁移转化影响因素多）随机性：时间、空间、数量上均带有随机性。多目标：有时是费用、质量等同时寻优。动态的：随时间在变化，周期性很长的开放性的系统（与周围环境有关）2006.4.18.∴只靠单项技术已不能圆满解决环境问题，更不能达到最优，必须综合分析，系统设计规划，这就需借助系统工程处理法。2、环境问题定量系统分析的必要性过去定性分析多，定量分析少，而由于环境问题的复杂性和上述特点，更有必要对所考虑对象作定量的系统分析，以便实现最优控制和设计规划。2006.4.18.首先举一个简单子系统的例子：2006.4.18.现提出的可供考虑的治理方法为城市污水经一级处理（最大可能削减量为31.8吨BOD5/日及相应费用已知9000万元）或二级处理（最大可能削减量84.8吨BOD5/日及相应费用已知36500万元），制糖厂污水的综合治理（最大可能削减量为48吨BOD5/日及相应费用已知3300万元）。问题：采取何种治理方案（上述三种方法各应承担的削减量为多少时）才能既使排放总量削减到允许排放量以下，又使总的治理费用最小。2006.4.18.运用系统分析方法可得：84%的城市污水经一级处理且制糖厂污水按最大可能削减量处理即可达标排放，且可达最低费用10855万元。这仅是一个简单小系统问题，显然，对于一个大系统，多变量，多输入的环境问题，将越显示出环境系统工程的作用，当然相应的求解也越难。2006.4.18.运用系统分析方法观察、分析、设计、控制、管理和协调所要求处理的事物将受益匪浅。再举一个浅近的例子：一个人，只有一个炉子，准备一顿饭菜。目标是耗费时间最少。运用系统分析的思路为：系统分解--系统综合--运用系统工程方法求解2006.4.18.①系统分解，初估各单项任务所需时间如：淘米洗菜切菜烧水烧饭炒菜5分钟6分钟5分钟7分钟12分钟7分钟②系统综合：找出各部分的相互联系及制约如：先后次序的限制；工作转换的间隙；人手的忙闲；炉子的忙闲等。2006.4.18.③运用系统工程方法求解：（作图法）只需26分钟完成全部工作，若6件事连着做，则需42分钟，未增加劳动