《环境系统工程》教学大纲（本科）.docx

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1、环境系统工程教学大纲课程英文 名Environmental System Engineering课程代码06M0034学分2总学时32理论学时32实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质限选先修课程流体力学、Matlab程序设计与应 用适用专业环境工程开课学院质量与安全工程学院执笔人审定人制定时间2022年12月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程的地位与任务（-）课程地位环境系统工程不仅是一门理论学科，而且是一门应用广泛的应用学科。环境系 统工程具有全局性、关联性、最优性、模型化、综合性和实践性等特征。本课程以环 境系统的系统化、最优化和模

2、型化为线索，通过教学，使学生掌握环境系统的最优化模 型、大气环境和水环境的数学模型以及环境构筑物数值模型的建模方法。通过理论与工 程应用相结合，强化学生对环境系统数学建模重要性的认识；通过将案例和方法紧密结 合，以案例为中心进行教学，使学生在解决环境问题过程中掌握环境系统的建模方法； 通过引入MATLAB和FLUENT等通用专业软件，提高学生解决问题的能力和效率。同 时培养环境工程学生对这一领域的专业兴趣，力求使学生较全面地掌握环境系统中最优 化方法和环境数学模型的建模方法，为今后在这一领域的继续深造或采用环境系统分析 方法解决实际问题打下较扎实的基础。（二）课程目标课程目标毕业要求1.掌握环

3、境系统线性规划、非线性规划、整数规划、动态 规划等最优化方法；掌握环境系统数学模型的定义、分类、 结构、建立步骤；掌握污染物在环境介质中的运动与转化特 征及数学方法。问题分析2-2能够判断复杂环境工程问 题的的关键环节和参数，能 够运用科学原理和数学模 型正确表达复杂工程问题。2.掌握湖泊与水库建模方法；掌握河流水质建模和仿真方 法；了解河口及近海水质建模方法。掌握大气污染物高架点 源扩散模型，了解大气污染物线源扩散模型；了解大气污染 物面源扩散模型。设计/开发解决方案3-3 能够通过建模计算满足特 定需求的系统、单元（部件） 或工艺流程。3.能够运用MATLAB、AREMOD、FLUENT等

4、软件对污使用现代工具5-2染物在环境介质中的对流扩散行为进行模拟和预测，提高学 生解决和分析问题的能力和效率。能够选用工程软件和环境 工程领域的相关软件进行 设计、预测、模拟和分析复 杂工程问题。4.能够对基于数学模型得到的多种工况下的模拟和预测 结果进行综合分析，并依据分析的结果X4工程问题给出合理 的建议，并理解环境数学模型优势和劣势。使用现代工具5-4能够对预测与模拟的结果 进行分析、优化，理解使用 工具的局限性。二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2、3部分及作业1.环境系统分析导论2.环境系统最优化3.水环境系统数学建模与分析课程目标2讲授第3、4

5、部分及作业3.水环境系统数学建模与分析4.大气环 境系统数学建模与分析课程目标3讲授第2、3、4部分及作业2.环境系统最优化3.水环境系统数学建 模与分析4.大气环境系统数学建模与分 析课程目标4讲授第5部分及作业5.环境构筑物的数学建模三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标毕业要求2-23-35-25-4课程目标1课程目标2课程目标3V课程目标4四、课程主要内容与基本要求教学内容及要求序号教学内容教学内容基本要求11环境系统最优化 与数学建模导论1.1 系统的概念、特征 和分类1.2 环境系统（1）了解系统的概念、分类和特征；（2） 了解系统模型、环境系统的 概念；1.3 环境系统最优

6、化 模型1.4 环境系统数学模 型1.5 环境构筑物数学 建模（3）通过案例引导让学生了解环境 系统最优化模型、环境系统数学模 型、环境构筑物数学模型。22环境系统最优化 模型2.1 环境系统最优化模 型概述2.2 线性规划2.3 整数规划2.4 非线性规划2.5 动态规划（1）掌握环境系统线性规划（2）掌握非线性规划（3）掌握整数规划（4） 了解动态规划。33水环境系统数学 建模3.1 污染物在环境介质 中的运动与转化特征3.2 湖泊与水库水质建 模3.3 河流水质建模和仿 真3.4 河口及近海水质建 模和仿真（1）掌握环境系统数学模型的定 义、分类、结构、建立步骤；（2）掌握污染物在环境介

7、质中的运 动与转化特征。（3）掌握湖泊与水库建模方法；（4）掌握河流水质建模和仿真方 法；（5） 了解河口及近海水质建模方 法。44大气环境系统数 学建模4.1 大气污染的特征分 析4.2 大气污染物高架点 源扩散模型4.3 大气污染物线源扩 散模型4.4 大气污染物面源 模型（1）掌握大气污染的特征；（2）大气污染物高架点源扩散模 型；（3）了解大气污染物线源扩散模 型；（4） 了解大气污染物面源扩散模 型。55环境构筑物的数 学建模5.1 平流式沉淀池建模 与仿真5.2 旋风除尘器建模与5.3 仿真卡鲁塞尔氧化 沟数学建模与仿真（1）应用Fluent软件对平流式沉淀 池建模与仿真（2） 了

8、解施风除尘器建模与仿真、（3） 了解卡鲁塞尔氧化沟数学建模 与仿真五、课程学时安排序号教学内容学时 数学生任务对应课程目 标11环境系统最优化与数学 建模导论2讨论：你认为这门课应该学习 什么内容？课程目标122环境系统最优化模型8完成课后作业和开展习题讨论 课课程目标1课程目标333水环境系统数学建模8完成课后作业和开展习题讨论 课课程目标2课程目标344大气环境系统数学建模8完成课后作业和开展习题讨论 课课程目标2 课程目标355环境构筑物的数学建模6完成课后作业和开展习题讨论 课课程目标4六、实践环节及基本要求无。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩 比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、 平时作业等点名记录 讨论发言记录 作业批改成绩30%期末考核闭卷试卷参考答案和评分标准70%考核类别考试成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价达成度计算：课程目标达成度=（课程目标的实际得分）/（课程目标的合计分值）课程目标支撑依据及权重分值合计期末考试作业实验案例分析课程目标1281240课程目标221930课程目标3114515课程目标411415九、推荐教材与主要参考书环境系统分析，丁涛编著，科学出版社,2022年,ISBN: 978-7-03-052362-4