[拼音]：huanjing shuxue moshi

[外文]：environmental mathematical model

環(huán)境體系變化規(guī)律的數(shù)學(xué)描述。在不改變?cè)腕w系的情況下，用于檢驗(yàn)環(huán)境管理政策和污染控制措施的效果，或用于估計(jì)污染物的物理、化學(xué)和生物狀態(tài)變化對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。

建立環(huán)境數(shù)學(xué)模式的目的在于：預(yù)測(cè)環(huán)境的污染狀況，為規(guī)劃、控制環(huán)境污染和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量提供數(shù)據(jù);為環(huán)境污染警報(bào)、環(huán)境管理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)提供科學(xué)依據(jù)；研究環(huán)境污染特征以及環(huán)境容量、環(huán)境污染現(xiàn)象及其過(guò)程；驗(yàn)證環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在環(huán)境設(shè)計(jì)付諸實(shí)施以前，環(huán)境數(shù)學(xué)模式可為模擬系統(tǒng)提供有效的方法。環(huán)境數(shù)學(xué)模式還可為環(huán)境設(shè)計(jì)家提供比較可選擇對(duì)象、評(píng)價(jià)兩個(gè)或多個(gè)作用過(guò)程之間增量效應(yīng)的依據(jù)。借助于電子計(jì)算機(jī)，模式擴(kuò)大了可選擇的處理對(duì)象，有可能獲得接近最佳情況的最終設(shè)計(jì)。

美國(guó)的環(huán)境衛(wèi)生工程師H.W.斯特里特和E.B.費(fèi)爾普斯在1925年建立了第一個(gè)環(huán)境污染數(shù)學(xué)模式，稱為斯特里特－費(fèi)爾普斯方程。數(shù)學(xué)模擬、系統(tǒng)分析和計(jì)算機(jī)技術(shù)同環(huán)境污染控制技術(shù)相結(jié)合，成為一個(gè)新的學(xué)科──環(huán)境系統(tǒng)工程。環(huán)境數(shù)學(xué)模式應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)的許多分支學(xué)科。它以環(huán)境科學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的知識(shí)為基礎(chǔ)，反過(guò)來(lái)又促使環(huán)境科學(xué)各分支學(xué)科所研究的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)從定性描述發(fā)展到定量描述。

環(huán)境數(shù)學(xué)模式從理論上可以分為靜態(tài)的或是動(dòng)態(tài)的，部分的或是完全的，集聚的或是解聚的，確定的或是隨機(jī)的。當(dāng)在物理意義上將模式建立起來(lái)時(shí)，可以將它公式化，并且應(yīng)用于預(yù)報(bào)和工程設(shè)計(jì)。

根據(jù)所描述的對(duì)象，環(huán)境數(shù)學(xué)模式可以分為區(qū)域污染模式、水體質(zhì)量模式、地下水污染模式、水力模式、大氣污染模式）、大氣煙羽擴(kuò)散模式、污染物遷移模式、熱污染模式和最優(yōu)化環(huán)境管理模式。

模式的建立步驟是：

（1）概念表述：確定模式在時(shí)間和空間上的規(guī)模和范圍；將物理體系描述為分立因素的一個(gè)連續(xù)區(qū)域，即具有一定形狀、體積以及系統(tǒng)的集合分量的空間關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)。其中包括適當(dāng)變量的選擇。

（2）函數(shù)表達(dá):用數(shù)學(xué)公式來(lái)描述體系每一個(gè)分量的過(guò)程，功能以及相互關(guān)系；確定在其范圍內(nèi)必須模擬的邊界條件；確定表征體系響應(yīng)的參數(shù)，制作模式的結(jié)構(gòu)。

（3）模式參數(shù)的估計(jì)和靈敏度的識(shí)別：在野外或?qū)嶒?yàn)室的測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，使用適當(dāng)?shù)膮?shù)估計(jì)方法來(lái)確定模式中所出現(xiàn)的各種參數(shù)。參數(shù)估計(jì)方法分為線外法和遞歸法（線內(nèi)法）兩種。線外法是在每一次通過(guò)給定的一組 N個(gè)數(shù)據(jù)樣品的迭代之后來(lái)重復(fù)估計(jì)的一種“爬坡”參數(shù)估計(jì)法。遞歸法是在一組N 次取樣觀察中每一次取樣所采用的一種參數(shù)估計(jì)方法。模式的可變性是模擬過(guò)程所有階段的基礎(chǔ)，而模式的靈敏度正是這種可變性的一種量度。所謂靈敏度就是與另外一個(gè)因子的變化有關(guān)的某一因子變化的速度。如果這一步的結(jié)果不滿意，則必須重新建立模式并重復(fù)上述每個(gè)步驟。

（4）模式有效性的驗(yàn)證：如果一個(gè)模式僅僅對(duì)于一套數(shù)據(jù)有重現(xiàn)性，那么它還沒(méi)有預(yù)報(bào)能力。為了確定已建立的模式是否具有預(yù)報(bào)能力，必須使用新的野外觀察數(shù)據(jù)（即與估計(jì)參數(shù)時(shí)所使用的數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)）來(lái)驗(yàn)證模式的有效性。如果驗(yàn)證結(jié)果不滿意，就必須從頭開(kāi)始重復(fù)上述步驟來(lái)建立新的模式。

（5）計(jì)算表達(dá)和模式應(yīng)用：選擇求解技術(shù)；變換函數(shù)表達(dá)式為適合于求解的形式；形成輸入和輸出；應(yīng)用已建立的模式解決實(shí)際問(wèn)題。

真實(shí)的環(huán)境是一個(gè)十分復(fù)雜多變的體系，所以模式只能近似地反映真實(shí)環(huán)境的情況。環(huán)境數(shù)學(xué)模式今后趨勢(shì)是向非點(diǎn)源模式和化學(xué)及生物反應(yīng)模式發(fā)展，從而使模式能更充分地反映環(huán)境體系內(nèi)部的真實(shí)狀態(tài)。

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

標(biāo)簽：環(huán)境數(shù)學(xué)模式

版權(quán)聲明：本文采用知識(shí)共享 署名4.0國(guó)際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱：《環(huán)境數(shù)學(xué)模式》

文章鏈接：http://www.kaputelugumatrimony.com/13421.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)整合。如若侵權(quán)請(qǐng)通過(guò)投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。