环境系统分析实验课件.ppt

1、环境系统分析上机实验环境系统分析上机实验实验一实验一 Excel在数学建模中的应用在数学建模中的应用实验二实验二 河流水质模型练习河流水质模型练习实验三实验三 ISCST3模型练习模型练习实验一实验一 Excel在数学建模中的应用在数学建模中的应用 多元回归模型的建立多元回归模型的建立 模型参数估值模型参数估值 图解法求解线性规划模型图解法求解线性规划模型 Excel的规划求解的规划求解 （一）多元回归模型的建立（一）多元回归模型的建立根据对某一种反应的分析，获得灰箱模型为：根据对某一种反应的分析，获得灰箱模型为：随后为了确定其中的模型参数，通过实验测得了一组数据随后为了确定其中的模型参数，通

2、过实验测得了一组数据（文件名：（文件名：multireg.txt)multireg.txt)。根据这些数据，利用。根据这些数据，利用ExcelExcel的的数据分析工具对模型中的参数进行估值。数据分析工具对模型中的参数进行估值。21lnxbxacy （一）多元回归模型的建立（一）多元回归模型的建立 （一）多元回归模型的建立（一）多元回归模型的建立 （二）模型参数估值（二）模型参数估值已知河流平均流速为已知河流平均流速为4.0km/h，饱和溶解氧，饱和溶解氧(DO)(DO)为为10.0mg/L，河流起点的，河流起点的BOD(L0)浓度为浓度为20mg/L，沿程，沿程的溶解氧的溶解氧(DO)的测定

3、数据在文件的测定数据在文件BOD-DO.xls 给出。给出。试根据河流溶解氧的变化规律，确定耗氧速度常数试根据河流溶解氧的变化规律，确定耗氧速度常数Kd和复氧速度常数和复氧速度常数Ka。已知数学模型为：。已知数学模型为：)()(00 xdxaxauxkuxkdaduxksseekkLkecccc （二）模型参数估值（二）模型参数估值 （三）图解法解线性规划模型（三）图解法解线性规划模型 画出约束条件函数线，围出满足全部约束条件的解画出约束条件函数线，围出满足全部约束条件的解的可行域；的可行域；根据线性规划问题的目标函数，对确定的根据线性规划问题的目标函数，对确定的 Z Z 值值（目标值可任意给

4、定），画出目标函数的投影线。变（目标值可任意给定），画出目标函数的投影线。变动动Z Z 值，确定目标函数增大或减小的方向；值，确定目标函数增大或减小的方向；根据线性规划问题目标函数极大化或极小化要求，根据线性规划问题目标函数极大化或极小化要求，在线性规划问题解的可行域上平行移动目标函数投影在线性规划问题解的可行域上平行移动目标函数投影线，找到平行线与可行域相接的最终边际点，确定问线，找到平行线与可行域相接的最终边际点，确定问题的最优解题的最优解。02468101214161820010203040506070X XY=14Y=14X=55X=550.3X-0.85Y=100.3X-0.85Y=

5、10可行域ABCY Y0.3X-Y=00.3X-Y=0z=1300013000z=2123521235D求解课堂上建立的求解课堂上建立的 污水处理最优化模型污水处理最优化模型 （三）图解法解线性规划模型（三）图解法解线性规划模型 （四）（四）ExcelExcel规划求规划求解解用用Excel的规划求解，解农药管理问题。的规划求解，解农药管理问题。LP:Max Z=140X1+100X2S.t.0.9X1+0.5X2 632.5 X1+X2 1000 X1,X20Excel的规划求解操作过程的规划求解操作过程1 1在在“工具工具”菜单中，单击菜单中，单击“规划求解规划求解”命令命令 2 2在在“

6、目标单元格目标单元格”编辑框中，键入单元格引用或目标单元格编辑框中，键入单元格引用或目标单元格的名称。目标单元格必须包含公式。的名称。目标单元格必须包含公式。3 3目标单元格中数值可选目标单元格中数值可选“最大值最大值”、“最小值最小值”或指定或指定“目标值目标值”。4 4在在“可变单元格可变单元格”编辑框中，键入每个可变单元格的名称或编辑框中，键入每个可变单元格的名称或引用，用逗号分隔不相邻的引用。可变单元格必须直接或间引用，用逗号分隔不相邻的引用。可变单元格必须直接或间接与目标单元格相联系。接与目标单元格相联系。Excel的规划求解操作过程（续）的规划求解操作过程（续）5 5在在“约束约束

7、”列表框中，输入相应的约束条件。约束条件是指列表框中，输入相应的约束条件。约束条件是指“规划规划求解求解”问题中设置的限制条件。问题中设置的限制条件。6 6单击单击“求解求解”按钮。按钮。7 7如果要在工作表中保存求解后的数值，请在如果要在工作表中保存求解后的数值，请在“规划求解结果规划求解结果”对话对话框中，单击框中，单击“保存规划求解结果保存规划求解结果”。8 8报告报告（1 1）运算结果报告）运算结果报告（2 2）敏感性报告）敏感性报告（3 3）极限值报告）极限值报告 Now，it is time for you to work out those experimental proble

8、ms.实验二实验二 河流水质模型练习河流水质模型练习 河流水环境容量分析系统河流水环境容量分析系统 US EPA QUAL2K实验三实验三 ISCST3模型练习模型练习 ISCST3ISCST3模型是由美国环保局开发并推广使用的一个城模型是由美国环保局开发并推广使用的一个城市尺度的大气扩散模型，该模型是基于统计理论的正态市尺度的大气扩散模型，该模型是基于统计理论的正态烟流模式，使用的公式为目前广范应用的稳态密封型高烟流模式，使用的公式为目前广范应用的稳态密封型高斯扩散方程。斯扩散方程。气象参数预处理程序界面气象参数预处理程序界面模拟范围模拟范围 2007年年6月月SO2小时浓度分布图小时浓度分布图 按要求准备好气象数据文件、输入文件后，按要求准备好气象数据文件、输入文件后，运行模型，输出结果，然后找出实验指导书运行模型，输出结果，然后找出实验指导书规定的相关数据，并分析影响污染物扩散的规定的相关数据，并分析影响污染物扩散的若干因素。若干因素。