如何分析、预测和评价各种环境因素及环境系统的变化和发展趋势,是环境科学研究者常常面临的问题。本书主要介绍了环境数学模型、河流水质模型及参数估算、湖库水质模型、大气污染控制模型、水处理单元操作及单元过程数学模型、环境影响评价技术导则和案例分析等。
本书可作为环境工程、环境科学专业的研究生教材,亦可供环境科学与工程专业的工程技术人员参考。
针对环境科学与工程专业研究生教学的特点，本书力求贴近工程实践，注重前沿性和互动性，将环境过程数学模型与环境影响评价进行统整，有利于学生全面深入地学习本专业内各分支学科的理论，满足环境科学与工程专业研究生工程素质培养的需要，帮助学生积累工作场所的知识，培养学生的批判性思维。
全书分为两篇。第一篇环境系统与模拟，包括4章，汇集了环境数学模型、大气污染控制模型、环境水体水质数学模型、水处理单元操作和单元过程数学模型等内容。第二篇环境影响评价，包括3章，分别介绍了环境影响评价制度、环境标准及环境影响评价技术导则，提供了不同类别的环境影响评价案例分析。
本书由黄中华、孙秀云、韩卫清共同编写，其中黄中华承担了第一篇的编写工作，孙秀云承担了第二篇中的第5章、6.1~6.6节的编写工作，韩卫清承担了第二篇中的6.7~6.10节和第7章的编写工作。在本书的编写过程中，得到了江苏环保产业技术研究院股份公司田爱军和南京源恒环境研究所有限公司徐林、段传玲、许志良的斧正，研究生张震、林晓璐、唐梦頔、熊彩华、杨文振、祁成思、李桥、邹明璟、李宁宇等帮助查找、整理了大量文献资料，在此表示感谢。
如果读者发现本书的不足和失误之处,请不吝指教。
第一篇 环境系统与模拟
第1章 绪 论 1
1.1 环境模拟 1
1.1.1 环境模拟的对象 1
1.1.2 环境模拟的目的和任务 2
1.1.3 环境系统模拟模型的发展趋势 3
1.2 环境数学模型 4
1.2.1 环境数学模型的定义 4
1.2.2 环境数学模型的分类 4
1.2.3 环境数学模型建立的要求与步骤 4
1.3 模型参数的估算方法 6
1.3.1 回归分析 7
1.3.2 非线性模型的参数估计 8
1.3.3 数值微分近似法 9
1.4 模型的验证与误差分析 10
1.4.1 图形表示法 10
1.4.2 相关系数及其显著性检验 10
1.4.3 相对误差法 13
1.5 灵敏度分析 14
1.5.1 灵敏度分析的意义 14
1.5.2 状态与目标对参数的灵敏度 14
1.5.3 目标对约束的灵敏度 15
思考题 16
第2章 大气污染控制模型 18
2.1 影响大气污染物扩散的因素 18
2.1.1 气象因子的影响 18
2.1.2 地理环境状况的影响 20
2.1.3 污染物特征的影响 22
2.2 大气湍流流动过程基本描述 22
2.2.1 湍 流 22
2.2.2 湍流扩散与正态分布的基本理论 23
2.3 烟流模型 24
2.3.1 无边界点源模型 25
2.3.2 高架连续排放点源模型 26
2.3.3 沉降颗粒的扩散模型 28
2.3.4 高架多点源连续排放模型 28
2.3.5 连续线源扩散模型 29
2.3.6 连续面源扩散模型 29
2.4 大气污染扩散模型参数确定 30
2.4.1 扩散参数σy 和σz 的估算 30
2.4.2 烟气抬升公式 34
2.4.3 大气稳定度 37
2.5 箱式大气质量模型 38
2.5.1 单箱模型 38
2.5.2 多箱模型 39
2.6 大气质量模拟模型简介 40
2.6.1 AERMOD模型 41
2.6.2 ADMS模型 44
2.6.3 CALPUFF模型 46
2.6.4 大气扩散烟团轨迹模型 48
思考题 50
第3章 环境水体水质数学模型 352
3.1 水体中物质迁移现象的基本描述 53
3.1.1 物理迁移过程 53
3.1.2 污染物的衰减和转化 54
3.1.3 天然水体中影响BOD DO 变化的过程 55
3.2 水质数学模型基础 60
3.2.1 零维模型 60
3.2.2 一维模型 61
3.2.3 二维模型 66
3.2.4 三维模型 68
3.3 河流水质模型 69
3.3.1 河流的混合稀释模型 69
3.3.2 守恒污染物在均匀流场中的扩散模型 71
3.3.3 非守恒污染物在均匀河流中的水质模型 73
3.3.4 单一河段水质模型 74
3.3.5 多河段水质模型 77
3.3.6 河流水质模型参数的估算 82
3.4 湖泊和水库的水质模型 89
3.4.1 湖泊环境概述 89
3.4.2 混合箱式模型 90
3.4.3 非完全混合水质模型 95
3.5 地下水水质模型 98
3.5.1 污染物在地下水中迁移的基本理论———弥散理论 99
3.5.2 地下水溶质运移解析法 101
3.5.3 地下水数值模型 103
3.5.4 地下水污染物运移模型 104
3.6 水质模型的软件及应用 3106
3.6.1 QUAL II模型系列 107
3.6.2 WASP水质模型 109
3.6.3 地面水环评助手EIAW 111
3.6.4 其他水质模型简介 116
思考题 120
第4章 水处理单元操作和单元过程数学模型 122
4.1 连续流动釜式反应器的基本设计方程 122
4.1.1 全混流假定 122
4.1.2 连续流动釜式反应器中的反应速率 122
4.1.3 连续流动釜式反应器的基本方程 123
4.2 沉淀和过滤 124
4.2.1 沉 淀 124
4.2.2 过滤基本方程 126
4.3 活性污泥法数学模型 128
4.3.1 活性污泥法中的细胞生长动力学模型 128
4.3.2 劳伦斯麦卡蒂模型 131
4.3.3 活性污泥ASMs数学模型 133
4.4 生物膜反应器数学模型 139
4.4.1 生物膜动力学模型 140
4.4.2 厌氧流化床反应器模型 142
4.4.3 膜生物反应器膜污染数学模型 145
4.5 纳滤膜分离数学模型 146
思考题 149
第二篇 环境影响评价
第5章 环境影响评价概述 150
5.1 环境影响评价的基本概念 150
5.2 环境影响评价制度的应用 3151
5.2.1 国外环境影响评价制度 151
5.2.2 我国环境影响评价制度 155
5.3 “三线一单”环境管控体系 157
5.3.1 “三线一单”概述 157
5.3.2 “三线一单”编制任务和技术路线 158
5.3.3 划定生态保护红线 159
5.3.4 确定环境质量底线 160
5.3.5 确定资源利用上线 162
5.3.6 划定环境管控单元 163
5.3.7 环境准入负面清单 164
5.3.8 “三线一单”成果要求 166
5.4 生态环境保护法律法规和标准 167
5.4.1 生态环境保护法律法规体系 167
5.4.2 环境保护法律法规体系中各层次间的关系 173
5.4.3 环境标准 173
5.4.4 环境影响评价常用标准 175
5.5 环评中常用的工具 182
5.5.1 文本编辑类 182
5.5.2 数据处理类 183
5.5.3 绘图类 183
5.5.4 图像浏览与处理类 185
5.5.5 电子地图类 186
5.5.6 标准参考及辅助类 186
思考题 187
第6章 环境影响评价技术导则 188
6.1 建设项目环境影响评价技术导则 总纲 188
6.1.1 概 述 188
6.1.2 总 则 188
6.1.3 建设项目工程分析 190
6.1.4 环境现状调查与评价 191
6.1.5 建设项目环境影响预测与评价 192
6.1.6 环境保护措施及其可行性论证 193
6.1.7 环境影响经济损益分析 193
6.1.8 环境管理与监测计划 193
6.1.9 环境影响评价结论 194
6.2 环境影响评价技术导则 大气环境 194
6.2.1 概 述 194
6.2.2 大气环境评价等级与评价范围 194
6.2.3 环境空气质量现状调查与评价 196
6.2.4 大气环境影响污染源调查 198
6.2.5 大气环境影响预测与评价 198
6.2.6 大气环境监测与计划 204
6.2.7 大气环境影响评价结论与建议 204
6.2.8 大气环境影响评价基本内容与图表 206
6.3 环境影响评价技术导则 地表水环境 207
6.3.1 概 述 207
6.3.2 地表水环境影响评价等级与评价范围 208
6.3.3 地表水环境现状调查与评价 212
6.3.4 地表水环境影响预测 216
6.3.5 地表水环境影响评价 221
6.3.6 水环境保护措施与监测计划 224
6.3.7 水环境影响评价结论 225
6.4 环境影响评价技术导则 地下水环境 225
6.4.1 概 述 225
6.4.2 地下水环境影响识别 226
6.4.3 地下水环境影响评价工作分级 226
6.4.4 地下水环境影响评价技术要求 227
6.4.5 地下水环境现状调查与评价 228
6.4.6 地下水环境影响预测 233
6.4.7 地下水环境影响评价 234
6.4.8 地下水环境保护措施与对策 235
6.4.9 地下水环境影响评价结论 237
6.5 环境影响评价技术导则 声环境 237
6.5.1 概 述 237
6.5.2 总 则 237
6.5.3 声环境影响评价工作等级与评价范围 239
6.5.4 声环境现状调查与评价 241
6.5.5 声环境影响预测 242
6.5.6 声环境影响评价 248
6.5.7 噪声污染防治对策 248
6.6 环境影响评价技术导则 生态影响 250
6.6.1 概 述 250
6.6.2 总 则 250
6.6.3 生态影响评价工程分析 251
6.6.4 生态现状调查与评价 252
6.6.5 生态影响预测与评价 253
6.6.6 生态影响的防护、恢复、补偿及替代方案 256
6.6.7 生态影响评价图件规范与要求 256
6.7 规划环境影响评价技术导则 总纲 258
6.7.1 概 述 258
6.7.2 规划环境影响评价的目的 258
6.7.3 规划环境影响评价的原则、范围和工作流程 259
6.7.4 规划环境影响评价的方法 260
6.7.5 规划分析 261
6.7.6 现状调查与评价 262
6.7.7 环境影响识别与评价指标体系构建 264
6.7.8 规划环境影响预测与评价 266
6.7.9 规划方案综合论证和优化调整建议 267
6.7.10 环境影响减缓对策和措施 269
6.7.11 规划环境影响跟踪评价 269
6.7.12 规划环境影响评价结论 270
6.7.13 规划环境影响评价文件编制要求 270
6.8 建设项目环境风险评价技术导则 272
6.8.1 概 述 272
6.8.2 总 则 272
6.8.3 风险调查 274
6.8.4 环境风险潜势初判 274
6.8.5 风险识别 278
6.8.6 风险事故情形分析 279
6.8.7 环境风险预测与评价 280
6.8.8 环境风险管理 281
6.8.9 环境风险评价结论与建议 282
6.9 建设项目竣工环境保护验收技术规范 生态影响类 283
6.9.1 概 述 283
6.9.2 总 则 283
6.9.3 验收调查技术要求 285
6.10 环境影响评价技术导则 土壤环境 289
6.10.1 概 述 289
6.10.2 土壤环境影响评价任务 289
6.10.3 土壤环境影响识别 290
6.10.4 土壤环境影响评价工作分级 291
6.10.5 土壤环境现状调查与评价 292
6.10.6 土壤环境影响预测与评价 295
6.10.7 土壤环境保护措施与对策 296
6.10.8 土壤环境评价结论 297
思考题 298
第7章 案例分析 303
7.1 概 述 303
7.2 规划环境影响评价 304
案例1 煤矿矿区规划环评 304
案例2 工业园规划环评项目 305
7.3 污染型建设项目 307
案例1 化学原料药生产项目 307
案例2 钢铁公司扩建改造项目 309
案例3 火电项目 311
7.4 生态影响型建设项目 313
案例1 煤矿开采项目 313
案例2 新建高速公路项目 316
案例3 水电站扩建项目 318
7.5 环境影响评价计算例题 320
思考题 325
参考文献 328
书单推荐
