環(huán)境規(guī)劃復(fù)習(xí)重點計算題.文檔

1＞確定主要污染源和主要污染物（鋼鐵行業(yè)水污染物排放二級標(biāo)準(zhǔn)GB13456-2012）廢水排放口監(jiān)測數(shù)據(jù)排水口廢水排放量/t?a"污染物排放濃度/mg-L1懸浮物COD揮發(fā)酚氧化物石油類硫化物11801812771000.0580.0866.10.4629286438191580.0310.0166.00.35314664073390.0210.0035.50.19466737001961070.0420.0375.20.15根據(jù)GB13456-2012各污染物排放標(biāo)準(zhǔn)如下:污染物懸浮物COD揮發(fā)酚氤化物石油類硫化物排放標(biāo)準(zhǔn)/mg^L150600.50.55—根據(jù)公式GiC 77pn=-^-xQ.=—xl801812=2774790.48t/aC。］ 50=^xl801812=3003020t/a=^xl801812=3003020t/a^xl801812=209010.192t/a同理，計算得到下表排水口Pij懸浮物COD揮發(fā)酚氤化物石油類硫化物12774790.483003020.00209010.19309911.662198210.64—235474193.168976890.07575759.16297166.0211143725.60—3214094.4095316.006158.88879.84161304.00426160904.0011901431.67560590.80493853.806940648.00—P總111497858.36

排水口PijKj懸浮物COD揮發(fā)酚氤化物石油類硫化物12.49%2.69%0.19%0.28%1.97%—7.62%231.82%8.05%0.52%0.27%9.99%—50.64%30.19%0.09%0.01%0.00%0.14%—0.43%423.46%10.67%0.50%0.44%6.22%—41.31%Kj57.96%21.50%1.21%0.99%18.34%—100.00%根據(jù)表格可知：對于污染源K2〉K4>K1>K3,所以主要污染源為第2污染源；對于污染物K1>K2>K5>K3>K4，所以主耍污染物為懸浮物。2、某水域經(jīng)五次監(jiān)測溶解氧的濃度：5.6mg/L,6.1mg/L,4.5mg/L,4.8mg/L,5.8mg/L,用內(nèi)梅羅法計算溶解氧的統(tǒng)計濃度值是4?95mg/LPn亦=4.5加g/厶（由于溶解氧越高，水體越干凈，因此選擇溶解氧最低值作為Pn和）(5?6+6?1+4?5+4?8+5?8)徳/厶=5.36卿/厶方法一：根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）,選用溶解氧第II類標(biāo)準(zhǔn)5.=6mg/Lmax導(dǎo)專max導(dǎo)?！?55晉二晉=0.8931內(nèi)=J?nJ2+(U)2=J0.8932;0.752=°825p內(nèi)=1內(nèi)xSj=0.825x6加gIL-4.95mg/L即：溶解氧的統(tǒng)計濃度為4.95mg/L方法二卩內(nèi)=（竝J+（幾3、試按下表給定的數(shù)據(jù)計算某處的大氣質(zhì)量指數(shù)，分別采用單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，均值型，加權(quán)型和內(nèi)梅羅多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)。評價因子飄塵so2NOXCO日均濃度/mg*m30.220.320.135.20評價標(biāo)準(zhǔn)56.70計權(quán)系數(shù)0.1(1)單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù):飄塵2豊嚨加(2)均值型綜合質(zhì)量指數(shù):1" 1/均=—工厶=—(0.88+1.28+0.87+0.78)=0.9525ni=\ 4(3)加權(quán)型綜合質(zhì)量指數(shù):/=￡比厶=0.2x0.88+0.5x1.28+0.2x0.87+0」x0.78=1.068/=!(4)內(nèi)梅羅多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù):max【SO?=1.28max【SO?=1.280.95252+1.282G=I0.95252+1.282=1.1284、已知某工業(yè)位于一山谷地區(qū)，計算的混合高度h=750m,該地區(qū)長50m,寬5km,上風(fēng)向風(fēng)速為2m/s,SO2的本地濃度為0.011mg/Lo該地區(qū)建成后的計劃燃煤量為8000t/d,煤的含硫量約為3%,SO?的轉(zhuǎn)化率為85%,試用單箱模型估計該地區(qū)的S02濃度。由已知：H=750/7/L=50m、D=5000m>u=2m/ssCo=0.01Img/L二氧化硫的排放量W=2x85%xBxSx(1-t])其中B=8000t/d、S二3%、r)=0,計算得W=40St/d_w_LxD40850x5000t/m2?d408X1X10650x5000x24x3600g/m_w_LxD40850x5000t/m2?d408X1X10650x5000x24x3600g/m2?s=0.0189g/m2c=c°+QL

uH0.0189x50>2x750)=0.0116m5/L5、（課本第四章第3題）根據(jù)某城市有關(guān)資料，討論怎樣選擇、運用不同方法進(jìn)行社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測，并進(jìn)行預(yù)測結(jié)果分析（預(yù)測人口、GDP、生活污水、生活垃圾的排放量）查詢數(shù)據(jù)如下：（查詢來源：http://www.tangshan./http://www^/portal/index/index.action;jsessionid=27684A17BFD8309A34416C5248119923）唐山市社會經(jīng)濟(jì)情況年份人口/萬人GDP/億元生活污水排放量/萬噸人均生活污水排放量Kg/（d-人）生活垃圾排放量/萬噸人均生活垃圾排放量Kg/（d?人）2002702.701102.009077.0035.3947.400.182003706.281295.009147.0035.4879.000.312004710.071626.339747.0037.6173.000.282005714.512027.129826.0037.6871.000.272006719.122361.6810436.0039.7671.000.272007724.662779.14無數(shù)據(jù)2008729.413561.192009733.903781.442010735.004469.082011737.075442.412012741.785861.63（其屮，人均生活污水排放量根據(jù)公式弘=°?365AF計算得出弘一生活污水排放量，萬噸/年A—預(yù)測年人口，萬人F—預(yù)測年人均生活污水排放量，Kg/（d*人）0.365—單位換算系數(shù)同理可計算人均生活垃圾排放量）對于人口:平均增長速度（平均增長率）741.78702.70平均增長速度（平均增長率）741.78702.70對于GDP：平均增長速度（平均增長率）X平均增長速度（平均增長率）X增=X-l=fJ-1=，fc-1=1819%對于人均生活污水排放量:平均增長速度（平均增長率）X^=X-1=J^rzL_i=4/222^-1=2.95%q35.39平均增長速度（平均增長率）X^=X-1=J^對于生活垃圾排放量：由于后三組數(shù)據(jù)比較平穩(wěn)，因此使用后三組數(shù)據(jù)。平均增長速度（平均增長率）&宀十世-F牆―80%利用公式％=do（l+X培）"在Excel中進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果如下:唐山市2013-2017年社會經(jīng)濟(jì)情況預(yù)測年份人口/萬人GDP/億元2012741.785861.632013745.796927.862014749.818188.042015753.869677.442016757.9311437.772017762.0313518.30唐山市2013年?2017年生活污水排放量及生活垃圾排放量預(yù)測年份人口/萬人生活污水排放量/萬噸人均生活污水排放量Kg/（d-人）生活垃圾排放量/萬噸人均生活垃圾排放量Kg/（d?人）2006719.1210436.0039.7671.000.272013723.0012860.4948.7362.860.242014726.9113311.3750.1762.060.232015730.8313778.0551.6561.270.232016734.7814261.1053.1760.500.232017738.7514761.0954.7459.730.226、某城市提出擴大污水處理廠的兩種方案。一是建設(shè)大型污水處理廠，二是先建小型污水處理廠，如城市發(fā)展迅速，3年后再擴建，否則維持現(xiàn)狀。兩個方案的使用期都為10年，大型污水處理廠需投資600萬元；小型污水處理廠需投資280萬元，如需擴建需追加投資400萬元，兩個方案的每年損益值及自然狀態(tài)的概率見下表，應(yīng)用決策樹選擇未來城市合理的污水處理方案。概率自然狀態(tài)年收益(大型)年收益(小型)新建擴建0.7城市發(fā)展迅速200801900.3城市發(fā)展緩慢-406019019080若使用方案一，則Vi=0.7*(200*10-600)+0.3*(-40*10-600)=680萬元若使用方案二，則若擴建V3=0.7*(80*3+190*7-280-400)=623若不擴建V4=0.7*(80*10-280)=364因此選擇擴建污水處理廠V2=0.3*(60*10-280)+623=719萬元因此，選用方案二，并且先建立小型污水處理廠，若城市發(fā)展迅速，則3年后再擴建。7、由于某工廠缺乏了解未來市場的產(chǎn)品需求，也無法預(yù)測未來大氣污染物的發(fā)生量，根據(jù)市場的需求，設(shè)計高、中、低三種自然狀態(tài)。高情景表示，市場需求較高的情況下，大氣污染物產(chǎn)量隨產(chǎn)品產(chǎn)量的增加而增加。為確定污染物控制策略，根據(jù)上述三種自然狀態(tài)設(shè)計三種方案：一是新建一套污染控制設(shè)備;二是擴建現(xiàn)有的污染控制設(shè)備；三是原有的污染控制設(shè)備不動，從別的地方購買排污權(quán)。若a=0.6,則各方案的a系數(shù)準(zhǔn)則收益為：a系數(shù)收益準(zhǔn)則=0.6X該方案最大收益+(1-0.6)X該方案最小受益某工廠污染控制方案按a系數(shù)準(zhǔn)則決策表自然狀態(tài)污染控制方案新建擴建“購買”排污權(quán)高情景600250100中情景50200100低情景?200-100100決策樹如下:SOISOI沁新建按照(X系數(shù)收益準(zhǔn)則若新建一套污染控制設(shè)備，則Vi=0.6*600+0.4*(-200)=280若擴建現(xiàn)有的污染控制設(shè)備，則V2=0.6*250+0.4*(-100)=110若從別的地方購買排污權(quán)，則V3=0.6*100+0.4*100=100因此選擇新建一套污染控制設(shè)備8、pH=6.S4時，Sy”1.0-pH7pH=6.S4時，Sy”1.0-pH7?°—嘰7.0-6,847.0-6=0.16某河段水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測值單位：mg/L（pH除外）pHCODfvin氨氮總磷揮發(fā)酚監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si6.815<0.0028.381.810.170.011<0.002該河段執(zhí)行國家II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB383&2002）根據(jù)GB3838-2002,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如下檢測項目pHCODjvin氨氮總磷揮發(fā)酚標(biāo)準(zhǔn)：mg/L（pH除外）6-902計算過程如下:pH二&38時，SpH=0.69pH^.O_838-7,0=pHpH二&38時，SpH=0.69C 215CO幾=2.15時，s?腫77^二〒=0.5375Feo%4同理可計算其他數(shù)據(jù)，填表如下:PHCODMn氨氮總磷揮發(fā)酚監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si監(jiān)測值Si6.837150.15<0.002<18.380.691.810.45250.170.340.0110.11<0.002<19、沮河平均徑流量取25m3/s,生活和工業(yè)廢水排放徑流量設(shè)為800萬立方米/年（0.254m3/s）,上游來水污染物COD濃度為8mg/L,沮河水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是II類，求沮河COD的環(huán)境容量約為多少t/a。（COD二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為15mg/L）由已知：S=\5mgIL、Qp=25m3/s>QE=0.254/t?3/s>Cp=Smg/L由公式E二Sg+Qe）—Q^Cp計算可得：E=17&81g/s=563&95//a即：當(dāng)沮河水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是15mg/L吋，沮河COD的環(huán)境容量約為5638.95t/a。

10、河段長100m,平均水深l?6m,平均寬度12m,流量1.5m3/s上游河水BOD5濃度為3.5mg/L,降解速度常數(shù)0?5(T。分別計算當(dāng)河流執(zhí)行II類標(biāo)準(zhǔn)和HI類標(biāo)準(zhǔn)時的環(huán)境容量。(已知II類標(biāo)準(zhǔn)和III類標(biāo)準(zhǔn)的BOD5濃度為3mg/L和4mg/L)當(dāng)河流執(zhí)行II類標(biāo)準(zhǔn)時：(20=1.5m3/s>Cs=3mg/L、Co=3.5mg/L>￡=0.5〃°=5.787xl(T6、q=0V=100a.6a2m3=1920/7i3根據(jù)公式W=Q)(Cs.-C0)+kVCs+qC,C86.4計算可得：BOD5的環(huán)境容量W=-0.717g>s-1當(dāng)河流執(zhí)行III類標(biāo)準(zhǔn)時：Cs=4mg/L根據(jù)公式計算可得：BOD5的環(huán)境容量W=0.794g>s_111、(課本第五章課后題15)設(shè)某河段上有3個污染源向河水中排放苯污染物,污染源上游河水中苯的濃度為0.2mg/L,3個排放源每天排放苯量分別為lOOOKg,lOOOKg和1600Kg,測得河流流量為500000m'/d。假定苯的水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)為lmg/L,已知苯在河水中的降解速率常數(shù)為k=0.03km1o即，若污染源①排放后下游斷面的苯濃度為A，則下游任一距離L處的濃度P產(chǎn)P&S從污水中去除苯的費用為每1000m350x美元，x為去除百分比。欲使整個河段苯的濃度不超標(biāo)，用線性規(guī)劃的方法確定苯的最優(yōu)處理方案。要求寫出建立線性規(guī)劃(linearplanning)模型的詳細(xì)過程，化為標(biāo)準(zhǔn)型。排污:100000苯rating-L欲使整個河段苯的濃度不超標(biāo)，用線性規(guī)劃的方法確定苯的最優(yōu)處理方案。要求寫出建立線性規(guī)劃(linearplanning)模型的詳細(xì)過程，化為標(biāo)準(zhǔn)型。排污:100000苯rating-L4)105000020設(shè)污染源①、②、③苯的去除率分別為Xi、X2、X3,則:污染源①去除苯所需的費用厶=1000001000污染源①去除苯所需的費用厶=1000001000UOXj=5000石美元/d污染源②去除苯所需的費用Z2=^^厲0兀2=2500勺美元/d污染源③去除苯所需的費用Z污染源③去除苯所需的費用Z3=冊°心。叫美元巾去除苯所需的總費用為Z=Z1+Z2+Z3=5000召+2500兀2+10000x3即目標(biāo)函數(shù)為minZ=5000x,+2500x2+10000x3假設(shè)各污染源向河流屮排放污水后污染物的混合濃度分別為卩、門、Pz則:p\=0.2L500000+10（1—丙）」00000500000+100000mgIL=11_10若p\=0.2L500000+10（1—丙）」00000500000+100000mgIL=11_10若6mg/L<img/LPi（p空一°03曲7°加廿5oo000+100000）+20（1-吃）L50000500000+100000+50000mg/L=（2?792-l?140jq-1.538兀2）加g/L<\mg!L_（卩上一°°咖-対（）如）匕500000+100000+50000）+8（1—召）衛(wèi)00000加/厶P'~ 500000+100000+50000+200000 噸=（3?464-0?646兀1一0.871兀2-1.882x3）/?i^/L<\mg/L即：Xj>0.51.140x,+1.538x2>1.7920.646x,+0.87lx2+1.882x3>2.464化為線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)型為：一minZ=5000兀］+2500x2+10000x31.140^+1.538^>1.7920.646%,+0.87lx2+l.882^>2.4640.5“<112、（課本第五章課后題16）在某河段有3個化工廠抽取河水作為生產(chǎn)用水,然后將污水排入河流（假定無消耗）。①化工廠①、②和③每天排出的氤化物量分別為760kg、110kg和250kg。河流最后注入一個公共水源地一一湖泊，水質(zhì)要求氧化物的濃度不得大于0.05mg/Lo根據(jù)湖泊水環(huán)境容量研究結(jié)果，擬分配給該河流的污染負(fù)荷為315kg/do水質(zhì)模擬研究表明，這3個化工廠的氤化物流至入湖處的降解率分別為45%、30%和40%。若這3個化工廠都各自處理一部分污染物，化工廠①、②和③的處理費用分別為1?25萬元/kg、2.0萬元/kg和1.75萬元/kg。試求欲使河流入湖污染量不超過分配給該河的污染負(fù)荷，每個化工廠各應(yīng)有多大的處理率時能使總處理費用最小?設(shè)化工廠①、②、③氧化物的處理率分別為X］、X2、x3,貝施化工廠①去除氧化物所需的費用乙=760屯口.25=950為萬元/d化工廠②去除亂化物所需的費用Z2=110Ck2m.0=220吃萬元/d化工廠③去除氧化物所需的費用Z3=250Jr3」.75=437.5忑萬元/d去除氟化物所需的總費用為Z=Z,+Z2+Z3=950x}+220兀2+437.5兀彳即目標(biāo)函數(shù)為minZ=950西+220x2+437.5兀3假設(shè)各化工廠向河流中排放氧化物后到達(dá)湖泊的環(huán)境負(fù)荷為Pl、P2、P3,則:￡=760（1-西）（1—45%）P3=250(1-x3)(1-40%)即：戸=片+鬥+占=615-418兀］一77兀2-150兀3<315化為線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)型為：一minZ=950召+220*2+437.5^3615-418西一77兀2-150兀3<315J0<x,<10<x2<1一0<<113、（第六章課后題）設(shè)某市SO?總量控制區(qū)總面積為1369.9km2,全部為二級功能區(qū)。其中一區(qū)、二區(qū)和整個控制區(qū)的面積，各區(qū)SO?實際年排放量，低架源、中架源、高架源的實際年排放量等數(shù)據(jù)見例表1,點源高度（作為有效高度處理）及個數(shù)見例表2。試求各區(qū)SO?總量控制限值及P的實施值（該例中以H<25m為低架源）。區(qū)域面積I區(qū)II區(qū)控制區(qū)81.80km287.07km21369.9km2Qa實5.32(1.27)①3.23(2.87)①19.97Qb實0.601.947.53Qm實0.660.937.11Qh實4.060.365.33表1各區(qū)面積和SO?的實際年排放量單位：萬t/a注：①括號中的實數(shù)值未將高架源排放量計入，因高架源排放量僅計入城市總量，但各高架源仍使用所在分區(qū)的Pi實際值。表2各區(qū)點源高度及個數(shù)mj（煙囪高度分組）/m平均高度/m各區(qū)各組煙囪總數(shù)I區(qū)i=lII區(qū)i=21? 25<H<3025322682. 30<H<5040962333? 50<H<7060974. 70<H<10080215. 100<HH*①81注：①喬為所有大于100m高的煙囪高度平方和的平方根。P=120A=4.5a=0.15解:CSO1=0A5mg/m3(24h平均)各功能分區(qū)污染物排放總量限制值(104〃d)：I區(qū)Eg廉—罟=1.492II區(qū)Q2二化。II區(qū)Q2二化。2*71369^9控制區(qū)Q(=化。[yjs=4.5P」5丁1369.9=24.983各功能區(qū)低架源污染物排放總量限值(104//。)：區(qū)Qhl=^zl=0.15L1.492=0.2238區(qū)Qh2=陀2二0」5口.588=0.2382控制區(qū)Q=0.15024.983=3.74745各功能區(qū)點源污染物排放總量限值(“Q)：25m：0]=7TPDC$他2口0,=365n24T12(H)」5衛(wèi)5?口0"=98.5540m：2/?2=7UVCyme2U0-6=365024L120J).15J!02a0-6=252.28860m：2/?3=7LPDCv^2aO'6=365^240203).15050200_6=567.