简述全球气候变化特点范文

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简述全球气候变化特点

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[关键词]气候变化 水文水资源 适应性对策

中图分类号:P467 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0280-01

引言

气候变化已经成为当今社会公众和社会各界普遍关注的问题,最突出的一个问题就是气温呈现逐年上升的趋势。IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第四次评估报告的相关数据给出了全球气候变化的具体量化数值。1906-2005年全球地表温度平均上升0.74°C,温度上升的数值几乎是过去100年温度升高数值的2倍之多。相关数据表明,1961年到2003年海平面平均上涨1.8mm,但是近年来海平面的上升趋势明显加快,1991年到2003年平均每年的增高量高达3.1mm。同时,由于全球变暖而导致的水文地质灾害的出现率也显著增长。1991-2000年受到水文地质灾害的人员数量平均每年达到2亿之多,是战争伤亡人数的7倍,由水文地质灾害造成的经济财产的损失程度也是以往几十年平均水平的数十倍。气候变化关系到整个人类的可持续发展,具有全球性的显著特点。气候变化改变了全球的水循环,对水资源进行了重分配,造成了一些列的水资源问题,因此,必须将研究气候变化对水文水资源的影响视为治理全球环境的首要课题。

1 气候变化对水文水资源影响的研究现状

世界气象组织(WHO)、联合国教科文组织(UNESCO)、联合国环境计划署(UNEP)等国际组织率先于20世纪70年代末开展了针对气候变化的相关研究。虽然气候变暖会影响生态和人类的健康已经得到了全球范围内的认可,但是,针对治理方面各国之间如何做到承担共同但有区别的责任涉及到了国际政治经济、能源环境等诸多问题,因而依旧存在很大的分歧。关于气候变化对水资源影响的研究直到上世纪八十年代中期才逐步引起国际水文界的关注。20世纪90年代以来,气候变化对水文水资源的影响得到了国际社会各界的广泛关注,相关研究也逐步增多。国内于20世纪80年代起开始开展了气候变化对水文水资源影响的研究。

2 气候变化对我国水文水资源的影响

2.1 对降水量的影响

通过20世纪全球陆地面上的降水观测资料可以发现,虽然全球陆地总降水量基本保持不变,但是各个区域内的降水量将不再保持原有的平衡。北半球中高纬度的陆地降水量显著增加,30°N-80°N降水量的平均增幅高达7-12%,而低纬度地带的降水量却明显减少,10°N-30°N的降水量减少了3%,南美沙漠地带和非洲北部的降水量减少幅度更大。分析我国近年来的降水量可以发现,我国近100年的年降水量呈现不太明显的年际和年代振荡趋势。相关部门的统计数据表明,我国东北部、华北中南部、山东半岛、四川盆地和青藏高原等地区的降水量呈现明显的下降趋势,1950-2000年黄河、海河、辽河以及淮河流域平均年降水量减少量为50-120mm。而东北北部、西北地区、西南西部以及长江下游等地区降水均出现增长趋势。

2.2 对海平面高度的影响

在全球变暖的趋势下,海水热膨胀,冰川不断消融,使得我国沿海海平面呈现整体上升趋势。1961-2003年全球每年平均海平面上升速度约为1.8mm/年,1993-2003年却高达3.1mm/年。上述数据表明,近年来海平面上升的趋势明显加快。由海平面上升导致的海岸线内移、潮位升高等现象至极导致了沿海地区淡水的盐化和土地盐渍化。同时,海平面上涨使得海浪强度也呈现明显增强的趋势。

2.3 对冰川、径流和水质的影响

地球上有94.47%的水是咸水,而淡水资源还有68.7%是以极地冰川的形式存在的。气候变暖使得冰川急剧退缩,冰川径流发生变化,引起海平面上涨。自1550-1770年小冰期时代以来,退缩成为了冰川最主要的变化趋势。全球范围内冰川面积迅速消减,以阿尔卑斯1850-1975年冰川面积为例,其缩减比例高达35%,到2000年,缩减比例达到50%。

3 针对气候变化对水资源影响的适应性对策

在全球气候变化的大趋势下,研究水资源对气候变化的适应性对策具有非常重要的现实意义,而且也是极其有必要的。世界范围内对水资源的规划当中普遍忽略了对气候变化动态影响的考虑。为了保证水资源可持续发展,我们需要从以下几个方面加强对水资源的管理。第一,节约利用水资源。目前我国北方的大部分地区已然存在用水严重浪费的现状。培养节水意识,不仅可以有效保护水资源的质和量,还可以减少废水、污水的排放量,对于建设区域经济的可持续发展具有重大意义。第二,以人水和谐为指导原则,积极防治水旱灾害。全球范围内水文循环过程的加快使得极端降水和干旱出现的频率显著变大,因此,我们应该坚持人与自然和谐相处为原则,加强人与水的协调,完善洪旱治理和减灾的规划,加强对突发水灾的应急预案处理。第三,完善相关政策法规。建立健全相应的水资源管理体制,加强对水资源的管理和保护,建立可持续发展型的水资源管理机制,完善相关的法律法规条例都可以有效避免水资源的浪费。

4 结束语

为了应对全球气候变化对水文水资源的影响,我们应该积极采取相关措施,做到对水资源的合理的开发和利用,并且应该不断探索新的更有效的对策来实现水资源的可持续发展。

参考文献

[1] 金颖,韩正茂,王凤.气候变化对水文水资源影响的研究进展.《黑龙江科学》.2014年5期

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关键词生态阈值;生态系统;应用

中图分类号 X171.1 文献标识码A文章编号 1007-5739(2012)08-0360-02

阈是“门槛”、“界限”之意。阈值(threshold)[1]是指有某种或多种相互作用的负反馈机制存在于系统的各个组成部分之间,这种负反馈机制在系统出现一定幅度的偏离时会抑制其继续发展,并进行反向调节,使系统重新回到平衡状态。但是负反馈机制在系统偏离幅度过大时会失去作用,最终系统将走向失衡和崩溃。导致负反馈机制失去作用的幅度就是系统的阈值。不同生态系统中也存在着生态阈值现象,不同的学者已对湿地、森林、草原、海洋等生态系统进行广泛研究,该文结合国内外文献,阐述在相应领域的不同应用,总结常用的生态阈值研究方法,并对该研究的发展方向进行展望和总结。

1生态阈值的概念

20世纪70年代,Robert[2]首次提出生态阈值的概念,指出生态系统的特性、功能等具有多个稳定态,稳定态之间存在“阈值和断点”。目前,国内外文献对生态阈值的概念描述不同,定义尚未统一。Friedel[3]认为生态阈值是生态系统2种不同的状态在时间和空间上的界限(boundaries)。柳新伟等[4]认为,生态阈值是生态系统在改变为另一个退化(或进化)系统前所能承受的干扰限度。但目前公认的生态阈值的定义为当生态因子扰动接近生态阈值时,生态系统的结构功能或过程会发生不同状态间的跃变[5]。

2研究生态阈值的意义

生态阈值在实际研究中较多地应用于生态安全的评价中,同时对于实践管理和政策调控也有重要的指导价值[6]。全球气候因CO2等温室气体的大量排放而发生急剧变化,各国、各地区、各行业应制订相应政策限制温室气体的排放量,这就使得生态系统响应气候变化的生态阈值研究具有重要意义[7]。赵阳[8]从多个角度阐释了生态阈值研究对环境监测的意义,认为环境管理过程中掌握生态阈值信息对把握解决问题的时机意义重大。

3生态阈值在不同领域的研究与应用

随着生态阈值理论研究的不断发展,在环境监测[8]、生态系统可持续管理[9-11]、发展区域经济乃至全球气候变暖预防[8,12-14]等方面,生态阈值的作用越来越受到人们的重视。不同生态系统、不同尺度对不同生态因子都存在着生态阈值问题,下面将分类进行讨论和阐述。

3.1 生态阈值在不同生态系统中的应用

3.1.1自然生态系统的整体研究。针对自然生态系统,主要是气候变化特别是全球变暖对生态系统的影响研究。当气候变化幅度过大、短期干扰过强、胁迫时间过长时,超出了生态系统本身的调节和修复能力,生态系统的结构功能和稳定性就会遭到破坏,造成不可逆转的演替,这个临界限度称为气候变化对生态系统影响的生态阈值[9]。李克让等[15]认为由于胁迫因子极为复杂,再加上多种因子间的相互作用和制约,该类阈值是极端复杂的科学问题,不可能简单地用一个温度增暖的数值或温室气体排放总量的上限来确定。

3.1.2湿地生态系统。刘振乾等[9]利用系统动力学原理和方法对沼泽湿地蓄水量进行动态仿真,计算沼泽的安全阈值,即维持沼泽湿地生态系统稳定的面积限度,同时指出从不同功能价值角度考虑会得出不同的安全阈值。周林飞等[10]利用数理统计中的频率直方图,分析扎龙湿地长序列的水面面积数据,根据其出现的高低频率,寻求湿地的理想、中等、最小生态水面面积,得到湿地生态环境需水量的安全阈值。张家瑞等[11]利用回归模型分析法分析水体富营养化阈值,分别建立了水质指标与叶绿素α的多元线性关系式,根据因变量的临界值确定了有关自变量的水华暴发阈值。

3.1.3森林草地生态系统。李和平等[16]应用目标规划法建立区域性“水—草—畜”系统平衡优化决策数学模型,定量化分析研究毛乌素沙地典型牧区的水草资源承载力和相关技术经济指标,提出研究区草地生态系统管理的阈值水平。在虫害防治领域,骆有庆等[17]针对不同林种的经营目标,首次提出了防护林生态阈值的概念,通过回归统计分析,对各病虫害因素与合作杨枯梢程度进行一元线性回归分,以一定的可靠性得到了相应指标的变化区间,即生态安阈值。刘 艳等[18]对国内外有关害虫防治经济阈值和生态阈值的概念及理论进行概述整理,全面总结我国在草地蝗虫防治经济阈值与生态阈值方面的研究进展,分析了2个阈值在实际应用中的关系。在林火防治方面,我国于2008年成功发射了具有新型传感器特性的灾害监测预报小卫星,刘良明等[19]针对这种卫星的新特性,提出了一种时空动态阈值火点检测算法,克服了传统固定阈值的森林火灾火点遥感检测算法因时空环境变化而导致的漏检误检问题,具有时空自适应性。

3.1.4海洋生态系统。穆景利等[20]重点综述了当前各种污染物海洋环境效应阈值(PNEC)的推导方法,对各方法的原理、应用范围、计算公式和毒性数据要求等内容进行详细介绍;认为在数据推导技术方面越来越多的统计模型或方法被尝试和应用,已由简单的评价因子法趋向多种统计方法相结合。

3.2 生态阈值在不同研究尺度中的应用

在景观尺度上,张艳芳[21]首先采用景观聚类的方法,按主要景观格局指标和景观压力指数对不同的景观栅格单元进行聚类,然后定性分析聚类结果,形成生态安全定性评价序列,结合生态安全指数做出生态安全的散点图,根据散点图的拐点确定生态安全阈值。生境的破碎化和孤岛化是生物多样性的一个重要威胁,也是导致物种不断减少甚至灭绝的重要原因。刘常富等[22]研究了景观连接度距离阈值,认为200 m的距离阈值可很好地找到造成当前景观连接度薄弱的区域,为有效增加景观连接度提供了解决思路,从而有效保护生物多样性。

在区域尺度上,对生态环境状况进行评价时,要根据国家和地方的生态建设标准和要求界定生态指标标准值,并在全区域内进行应用[23]。但是李晓燕等[24]认为这不能较好地反映区域生态状况的差异性。岳天祥[25]根据超嫡产生的基本原理讨论了K型增长种群的稳定区域,该方法为生态系统稳定性研究提供了新的途径。李晓燕等[24]借鉴该方法进行生态环境过程中关键阈值的确定。进一步从扰动因子来看,在人类活动方面,李晶等[26]在生态服务价值研究的基础上,根据陕北黄土高原的特点,利用回归模型法,通过对人口压力和生态服务价值做回归分析,再计算生态服务价值随人口压力增长的拐点,得到生态安全阈值。

在物种个体研究尺度上,王翠玲等[27]建立了玉米干旱灾害动态风险评价指标体系及模型,通过选取典型干旱案例年,运用最优分割理论在综合考虑玉米产量损失的基础上确定了玉米不同生长阶段的干旱灾害风险阈值。

4研究方法

基于上文不同生态系统、不同研究尺度的研究成果简述,总结生态阈值的主要研究方法,如表1所示。

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一、 题目的基本情况

二、关于试题的分析

(一)关于考查内容的分析

1.考查内容集中

2010―1013年度高考新课标文综卷地理主观题最显著的特点就是考查内容集中。

(1)考点主要分布在环太平洋沿岸地带,尤其亚太地区,具体中、越、新、秘四国相关地理中。

笔者认为,这一现象的出现,主要有两个方面的原因,一是新课程原因,一是时事地理原因。众所周知,新课改理念下,国家制定的课程标准,是教学和考试的依据,国家考试不以任何一种课本为依据,考试的材料是超越教材的材料。不同版本教材只是完成课程标准而采用的一个工具。日常教学中,除新课程必修教材是课程资源,只要有助于实现国家课程标准的地理素材(选修教材、校本教材、地理图册、练习册、多媒体课件、网络信息)都应作为课程资源。时代在进步,昔日编排的教科书总有滞后性。高中地理新课程标准要求选取可以彰显育人观、加强地理思维、体现时代性具代表性的素材为课程资源,以培养未来公民必备地理素养、地理探究能力、满足不同学生需求。考点集中在上述地区不是偶然的,①在对大纲时代旧教材优缺点的扬弃过程中,秘鲁、新加坡因在洋流、世界地理中的重要性而被隐性或显性地编排在不同版本新课程教材的“活动”“阅读”“正文”及地理图册练习册中,以其创新命题,不仅不偏不怪,而且角度新颖。时事方面,亚太地区不仅是中国所在区域,作为世界经济增长最快、人口压力最大地区,也是世界自然生态政治国防环境的巨变地区。在涉及时政热点和教育新课改双重深层次背景下,中国地理与世界地理交界的上述地区理所当然成为高考重点考查目标。

(2)考查内容大多从自然地理的一面镜子――“生物”入手,带动区域地理知能观点的考查。

笔者认为,这一现象的出现,主要有两个方面的原因,一是考试说明的原因,一是地理要素中间位置原因。教育部考试中心2010―2013年考试说明规定,作为选修部分的“环境保护”“自然灾害”为 “第一部分自然地理4自然环境对人类活动的影响”“第二部分人文地理3人类与自然环境协调发展”必考内容。第一部分涉及的内容,主要是“全球气候变化对人类的影响”“自然资源对人类生存与发展的意义”“重大自然灾害发生的主要原因及危害”,第二部分涉及内容,主要是“人类面临的环境问题”“可持续发展基本内涵、协调人地关系主要途径”“走可持续发展之路”。因此,必然导致必修、选修考试内容重复,考点过于集中。为避免考查趋同与覆盖全面,第一部分4(3)“自然资源对人类生存与发展的意义”、第二部分3(3)“可持续发展基本内涵”、“协调人地关系主要途径”(4)“走可持续发展之路”必然成为地理主观题考点。地理要素方面,水、生物两种自然资源的利用在2010―2013年成为高频考点。这与“水”、“生物”两种要素在诸多地理要素中处在承前启后的居中位置,前接“地理位置”“气候”“地形”要素(由三者发展而来),后联“人口”“城市”“农业”“工业”“交通”“可持续发展”要素(提供资源),利于上、下游地理要素的综合考查。2013年全国高考新课程卷Ⅰ37 “尼罗河鲈鱼”题亦属此类命题。

2.考查方向明确,侧重自然原理、产业区位、人地关系

2010―2013年全国高考新课标文综地理主观题的另一个显著,就是考察方向明确。

地理, 地之理。日渐精细的考查自然、社会、经济、生态领域“地之理”,是新课标主观题考查方向。这也是地理学科区域性、综合性的具体要求和体现。如自然原理的考查,在2010年36题(3)、2011年36题(1)、2012年37题(1)、2013年新课程Ⅰ卷37题(1)(2)、2013年新课程Ⅱ卷36题(1)、37题(1)(2)表现特别明显。

(二)关于考查内容的分析

1.关于设问数量的分析

一般情况下,设问的多少会直接影响试题的难度。设问越少,每一问分值越高,答案涉及的知识点越多,要求的能力层次越高,试题的难度越大。反之,试题的难度越小。从表格的统计看,2010--2013年全国高考新课标文综地理主观题,除选修内容设2问以外,其他30道题目绝大部分设3问,少数2问、4问,有1/5的题目每一问分成两个小问题。这种设计,使每个设问的分值一般6分、8分,一般不超过10分(2011年36题(2)12分除外)。因每个知识点2分,回答每一设问涉及知识点一般3-5个,不至于太多太深,有利于保持试题难度适中。笔者认为,每问10分或超过10分,需答5个以上知识点,难度略大。2012年已无12分主观题,2013年每问10分的只有一道,多设问6―8分配置应是未来命题趋势。

2.关于设问用词的分析

首先是较多使用“分析”一词。2010―2013新课标地理主观试题是使用频率多到少依次为是“分析”(“简述”“说明”“推断推测”“是否赞成――理由” “提出办法――理由”“ 选择观点┄依据”“为质疑提供依据”。使用最多的是“分析”一词。有对地理现象的分析、有对地理原因的分析、有对优劣势条件的分析、有对地理过程地理影响的分析,其中对地理原因的分析最多。设问是命题人思想即命题意图的直接表现,这反映了命题人特别重视考查考生运用所学知识分析问题、解决问题能力。

其次是较多使用专业术语。新课标近几年主观题的材料、设问以及部标答案中出现了不少专业术语。如“等降雪量线”“雪期雪线”“空间”“区位”“集聚”“涵养水源”“形成山前蓄水带”等。这些专业属于的存在,凸显了试题的学术性,增加了试题的难度。

3.设问特点

首先,一藏二。现象带问题。就是前一部分提出问题,让考生归纳地理事物特征规律,解决是什么或怎么样:后一部分解决为什么的问题,考查考生分析问题、解决问题的能力。如2010、2011年两年主观题36(1)命题。

其次,一连串。逐层提问题。就是围绕中心问题,层层设问,强调问题之间的内部逻辑。2012年地理主观题36题,围绕红木主题,产区越南为何限产、加工区为何凭祥成为家具基地、相关产业为何在此集聚双边问;2013年新课标Ⅱ文综地理主观题36题,围绕M处沙丘群主题,丰富原因、冬春风强原因、今后是否扩大,空间、时间、发展三方面逐次设问;2013年新课标Ⅰ文综地理主观题36题,围绕主题,丰富原因、冬春风强原因、今后是否扩大,空间、时间、发展三方面递进设问,新课标Ⅱ36、课标Ⅰ36分别围绕引进速生桉树、攀枝花空气主题,从生态影响、相关产业或1月气温特征、天气特征、质疑“避暑之都”依据方面递进设问。这种从不同角度、不同思维深度设计联系紧密、逻辑严密的题目,有利于合理区分考生的思维能力层次,有助于提高试题知名度。

三、由2010―2013年全国新课标卷文综地理主观题所引发的思考

6.昔日考题不可能高考在现,但命题思路、考察方向一定蕴含、深化、发展于未来高考,“指挥棒”“淘金器”功能不会弱化。因此,我们要根据试题的特点和要求,有针对地指导高三地理复习备考。

1.高三地理复习要突出学科能力培养

无论材料选择、命题立意,还是设问用词,都说明新课标高考地理主观题将能力考查放在第一位。因此,高三地理复习中,必须突出地理学科能力的培养。为此,必须深化践行新课改。

(1)切实改变教学观念,跳出知识中心的窠臼

改外先改内,洗脑落行为。新课程理念下,知识是思维的材料,智力发展的基础,能力、情感态度和价值观的载体,知识的获得和内化必须遵循学生的认知规律,并借助学生已有的经验对知识进行自主性地构建。重现知识生成过程,感受知识存在,体验知识就在身边,应用操作训练记忆巩固内化为精神财富,交往环节对话对比分享观点深层理解活化知识,是新课程向年轻一代传递世界文明成果文化精华的重要方法和原则,教学必须遵循。

(2)突出材料意识和“地”从“理”出意识,培养学生从专业角度思考问题的习惯

地理材料似海,博翰众多,却可归纳分为:必备教材教参以往高考所列、主要地理刊物科普读物影视专题片所载与其它三类。第一类,必须一题多练,变通活化,一网打尽;第二类,时刻关注,专题引用,通晓会用;第三类,一般了解。要向语言类学科(语文、英语)阅读材料文章那样,读(默读、甚至朗读)析(分析语句联系、段落大意)填(填空、关键词预留空白)绘(手描脑绘所示示意图简图)材料所涉及内容,提高学生“获取信息--整理信息--分析信息--解决问题”能力。强化“地”之“理”意识,高中地理涉及地理原理规律有限,如昼夜长短变化原理、大气环流原理、水循环原理、地壳物质循环原理、区位论原理、产业迁移原理等,平时通过自学探究、语言直观、板图板书板画、多媒体动画演示等手段,理解掌握,学透练深。可以提取大学地理某些图文,用于高三相关重点地理内容备考复习。如此,图文分析透习惯成自然。

(3)高三地理复习要关注学术研究动向与成果

新课标高考智能考查与时事地理密切联系,2010年东北地理等降雪量、2011年大陆制造业企业500强空间分布、2012年中越红木边贸、2013年西南速生桉树与产业发展生态变化、2013年4月份东北地区持续低温对农作物产量和质量的影响等,都是近些年时事在发展、学术界在关注研究的地理事物。高三地理复习只需要关注与中学地理教学有密切关联又与现实比较密切的学术研究新成果,不需过全,不需过深,我们中学地理教师主要关注研究者观察、分析问题的视角和方法,引导学生用这些新的视角和方法学习内容。世界经济全球化、生态危机全球化、信息全球化、21世纪中国地理学综合研究13个主要领域如土地利用土地覆被变化过程及生态环境效应、干旱化过程与北方人地关系演变、风成过程与凤风成环境、土壤侵蚀与水土保持、湿地生态过程与服务功能、城市化过程和区域发展、资源环境的可持续性、灾害形成机制与综合风险管理、污染物的区域环境过程等不仅在2010--2013年,在今后若干年的新课改高考地理主观题业必将大量的多视角考查。

(4)高三地理复习要加强解题方法指导

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从近几年的高考命题情况来看,有关本专题内容的试题侧重于对我国的自然灾害进行考查,主要涉及地质灾害、气象灾害、水文灾害等,包括成因、分布、危害、预防措施等内容。从试题呈现形式上看,该类试题主要以图表、文字材料呈现灾害的有关信息,并结合具有生活化、时代性特征的热点材料,考查学生区域定位、提取有效信息,以及运用所学知识分析问题、解决问题的能力,其目的是培养学生的忧患意识和提高防灾减灾的能力。从设问特点看,全国文综新课标卷中该类试题多为一问,其他单独命题省份的高考试卷中该类试题多为两问。预计2013年高考对本专题内容的考查将继续以社会生活中的热点材料切入,综合考查学生区域定位、提取有效信息、综合判断问题的技能。从考查形式上看,该类试题多以综合题的形式出现。

【重点剖析】

一、自然灾害与人类活动

1.自然灾害及其影响

方法点拨:判断一些现象或事件是否属于自然灾害,关键是看其是否以自然变异为诱因,是否有人、财等承灾体。

2.自然灾害危害程度的地域差异与表现形式

强调:一定灾害强度下,防灾抗灾能力强,有利于减少灾害损失。经济发展水平高,意味着单位面积的经济密度大,灾害损失的绝对数量也大,但这些地区生产自救能力强,灾后恢复较快,灾害损失的相对数量小。而那些经济发展水平低且防灾抗灾能力弱的地区易受灾,受灾后经济损失绝对数量小、相对数量大,缺乏自救和快速恢复的能力。

二、主要自然灾害的成因、分布

1.主要自然灾害的成因、分布、影响

自然

灾害

类型分布成因影响典型灾害气象灾害热带气旋孟加拉湾北部及沿海、中国东南沿海、日本和东南亚国家、加勒比海和美国东部海岸广阔的温暖洋面(热带、副热带);充足的水汽;下热上冷的大气层狂风、暴雨、风暴潮干旱:渐发性,降水不稳定的干旱半干旱区

寒潮:北半球中高纬度地区的深秋到初春地质灾害地震地中海―喜马拉雅地带和环太平洋地带岩层断裂或错位,地球内部能量的急剧释放建筑物遭破坏、交通线路中断、人员伤亡等滑坡和泥石流:山区,危害极大水文灾害洪涝中低纬度,河流中下游地区强降水形成洪水,排水不畅,积水形成涝渍淹没农田、村庄、道路等热带风暴潮:由台风引起,来势猛、破坏力强

温带风暴潮:增势相对平缓生物灾害病害农作物分布区、森林分布区与作物所处环境有关农作物、树木染病枯死虫灾(松材线虫最具危险性)、鼠灾(重灾区是农田、牧场及森林区)(1)台风、飓风都属于热带气旋中强度最强的一级。西北太平洋上热带气旋中心附近最大风力在12级及以上的称为台风,印度洋、大西洋及太平洋东岸的称为飓风。

(2)自然灾害并非百害而无一利,要注意其“功效”。洪水泛滥能带来肥沃的土壤;台风能缓解长江中下游地区的伏旱;地壳运动活跃的地方多地热能和温泉;火山灰富含矿物质,能形成肥沃的土壤等。

2.世界两大自然灾害带的分布

灾害带主要的自然灾害太平洋沿岸几百千米宽的自然灾害带火山、地震、台风、海啸、风暴潮北纬20°~50°之间的环球自然灾害带水旱、风暴潮、台风、地质灾害(滑坡、泥石流)3.人类活动对自然灾害的影响

三、我国的主要自然灾害

1.我国主要气象灾害的比较

台风干旱寒潮时间夏秋季节华北地区春旱3~5月,长江中下游地区伏旱7~8月冬半年,春秋季节危害大分布东南沿海我国西北地区、华北地区、长江中下游地区除青藏、滇南以外的广大地区成因热带、副热带海区强烈发展的热带气旋长期无降水或降水异常偏少强冷空气迅速入侵造成大范围的剧烈降温灾害

特点强风、特大暴雨、风暴潮给生命财产带来危害空气干燥,土壤缺水,粮食减产,人畜饮水困难强降温、大风、雪灾,影响范围大,使农作物受冻害防御

措施加强预报,营造沿海防护林,提高公众防灾意识保护生态环境,节约用水,营造防护林,加强农田水利基础设施建设,发展旱作农业加强预报,作好防寒准备2.我国主要地质灾害比较

泥石流(滑坡)地震火山分布

规律山区。坡陡谷深、岩石破碎、植被覆盖率低、暴雨骤降或冰雪融水迅速汇集主要集中分布在环太平洋和地中海―喜马拉雅地带主要分布在环太平洋地带,地中海和东非的火山带,大西洋洋底典型

地区青藏高原边缘山区,如云南、四川西部,低山丘陵与平原交界处也会出现①东部沿海地区处在环太平洋地震带上

②、云南处在地中海―喜马拉雅地震带上山西大同附近――死火山群;长白山、白头山、黑龙江省五大连池――休眠火山;台湾大屯火山群七星山――活火山3.我国的生物灾害比较

生物

灾害虫害鼠害病害类型①常见的农作物虫害有:蝗虫、黏虫、水稻螟虫、棉铃虫等。其中危害最大的是蝗虫

②常见的森林虫害有松材线虫、松毛虫、杨树蛀干害虫、泡桐大袋蛾等。其中松材线虫是世界上最具危险性的森林虫害,被列为国际、国内重大检疫对象亚洲东部喜湿鼠类危害区

亚洲中部耐旱鼠类危害区常见的农作物病害有:稻瘟病、小麦锈病、棉花枯萎病、烟草炭疽病等

常见的森林病害有:杨树烂皮病、松疱锈病、溶叶病、泡桐丛枝病等原因①有适宜繁殖的气候条件

②自然或人为因素造成的天敌减少等①气候变化等造成的不良环境使得作物对病害的抵抗能力降低

②外来病原体入侵也是病害流行的主要原因危害导致农作物减产、林木生长量减少、森林枯死,其不仅对我国森林工业造成极大损失,而且对森林生态功能造成严重破坏害鼠啃食植株,在地下打洞,危害植物根系,使农业减产,森林草地遭到破坏病害使农作物、树木染病枯萎甚至死株,导致大面积农田、森林被毁坏防御

措施农药灭虫;投放天敌;人工诱捕;加强检疫,阻止有害生物进入国门4.我国的水文灾害比较

(1)我国的洪涝灾害比较。

类型洪水来源主要分布地区发生时间暴雨

洪水主要是台风、锋面等带来的暴雨东部季风区各大江河的中下游平原与暴雨的时空分布高度一致,在东部季风区,暴雨集中发生在每年的4~9月,并自南向北推移融雪

洪水由积雪融水和冰川融水形成的洪水主要分布在我国西北和东北山区受气温升高制约,融雪洪水一般发生在每年的4~5月,冰川融水形成的洪水主要发生在7~8月冰凌

洪水冰凌堵塞河道主要发生在黄河上游的宁夏、内蒙古河段和部分下游河段,松花江部分河段主要发生在河流封冻和解冻的季节学法指导:洪水的形成还与流域的汇水速度和河道的排水速度有关。当流域的汇水速度大于河道的排水速度时,就容易形成洪水;反之则不会形成洪水。流域的汇水速度与流域的地面坡度、土壤含水量、植被覆盖率等有关;河道排水速度与河谷弯曲程度、通畅程度、纵向坡度等因素有关。

(2)我国的风暴潮比较。

类型发生季节发生地区特点主要危害台风引起的风暴潮多在夏秋季节台风鼎盛时期东南沿海,其中长江口、钱塘江口、珠江三角洲、台湾、海南等地受灾最为严重来势猛、速度快、强度大、破坏力强温带风暴潮春秋季节我国北方沿海地区增水过程相对平缓不仅毁坏船只,而且破坏房屋、农田、海堤以及码头、港口等工程设施,并造成不同程度的人员伤亡。受灾体的价值越高,造成的损失越大5.我国自然灾害多发的原因

(1)特殊的地理位置。我国处在两大自然灾害带的交汇处,一是环太平洋灾害带,处在太平洋板块和其他板块的交界处,地壳不稳定,是灾害点位最多的地区。二是北半球中纬度灾害带,沿地中海―喜马拉雅一带灾害点位密集。

(2)强烈的地壳运动。我国处在太平洋板块和亚欧板块的交界处,地壳运动活跃。

(3)多山的地貌。我国2/3的面积是山区,地貌类型复杂多样。

(4)受不稳定的季风环流控制。季风气候不稳定,尤其是夏威夷高压势力的大小及位置的移动常导致我国频繁发生旱涝灾害。

6.我国西南地区地质灾害多发的原因

强调:西南地区最常发生的地质灾害为地震、滑坡、泥石流,而这些灾害存在着密切的联系,再加上这里气候和地形的特点,就形成了多种地质灾害群发的特点。

7.长江流域水文灾害多发的原因

强调:我国长江流域水文灾害多发的原因既有自然因素,又有人为因素。虽然人类难以改变自然规律,但我们可以从减少人为不合理的开发利用、降低生态环境脆弱性等方面减轻灾情。人类的合理活动,如生物措施(植树种草)、工程措施(修建水库,打坝淤地)、保护水域和合理利用土地等,都能最大程度地减少洪水灾害的威胁。

8.华北地区气象灾害多发的原因

强调:华北地区地处我国北方,属于温带季风气候,由于夏季风强弱不定,从而使得降水的年际、季节变化都很大,因此,旱涝灾害频发。再加上距离冬季风源地较近,地势平坦,冬春季节强劲的冬季风也带来了多种灾害。所以,该地区的灾害主要是由气象灾害造成的。

【强化训练】

1.2012年1月底,亚欧大陆遭遇了寒冷天气袭击。下图为有关此新闻报道的图片。读图,回答下列问题。

指出本次极寒天气可能给遇灾国家或地区带来的危害,以及政府部门应采取的措施。

2.阅读材料,回答下列问题。

材料一我国某省区农业虫害发生地和≥10℃积温等值线分布图。

材料二材料一图所示省区是我国农作物病虫害较严重的地区,小麦吸浆虫和稻瘟病是该省重要病害之一,其中长期连阴雨、长期灌深水是稻瘟病发病的重要原因之一。

(1)描述该省农业虫害的主要分布特点。

(2)说出该省南部主要的农业病虫害类型,并说明该病虫害发生的气象原因。

3.读长江中下游地区2011年春夏季节降水比较图,完成下列问题。

说明:图中“平均值”为1971~2011年该季节降水量平均值。

(1)结合图示,分析2011年长江中下游地区曾发生过哪些自然灾害。

(2)在长江中下游的山地丘陵地区,上题所指自然灾害会带来哪些次生灾害?

4.我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失大。读各类自然灾害对农业损失面积比例图,回答问题。

(1)从各类自然灾害对农业损失面积比例图上可以看出:危害我国农业生产最严重的自然灾害是和。形成这两种灾害的自然原因是什么?

(2)自然灾害对我国农业造成的损失较为严重,请从防灾减灾方面对我国农业的发展提出建议。

5.下图为我国三类地区的划分图。读图,回答下列问题。

(1)请说出“一类地区”多发的两种不同类型的自然灾害,并分析其产生的自然原因。

(2)总结我国“三类地区”的区域分布特点,并分析其经济损失相对较小的原因。

6.阅读图文材料,回答下列问题。

材料我国是世界上地震灾害最严重的国家之一,发生在我国的地震约占全球大陆地震发生次数的1/3,地震死亡人数约占全球的1/2。除贵州、浙江两省外,其他各省级行政区都发生过6级以上的强震,但是各省(市、区)之间地震灾害发生的情况仍有很大的差异。上图显示了我国各省(市、区)地震灾害风险程度的差异。

(1)说出我国地震灾害风险等级的区域分布特点并简述其主要原因。

(2)我国应采取哪些措施以“缩小”地震灾情?

7.我国是一个多山的国家,也是世界上泥石流灾情最严重的国家之一。分析材料,回答下列问题。

材料一中国泥石流分布图。

材料二中国泥石流成因的地域差异。

区域成因类型特点青藏高原东

南部山地冰川泥石流规模巨大,频繁而猛烈川滇山地降雨泥石流较频繁,与人类活动密切相关黄土高原暴雨激发的泥石流频率、规模、强度均不及山区泥石流华北和东北

山地暴雨引发的泥石流频率低,但规模大且来势凶猛(1)分析黄土高原泥石流形成的主要原因。

(2)我国泥石流多发于哪一季节?其原因是什么?

参考答案:

1.危害:危害人体健康,造成人员死亡;破坏电力设施;阻断交通;造成能源供应紧张;农业生产遭受低温冻害等。措施:加强天气预报,提前寒潮预警信息;完善救援机制,备足救援物资;加强防灾减灾宣传等。

2.(1)集中分布于4800~5200(≥10℃积温)等值线之间;中东部多,北部、西部少。

(2)类型:稻瘟病。原因:稻瘟病发生时气候温暖,阴雨连绵,光照不足。(答出两点即可)

3.(1)春季降水大幅减少,导致该地区出现严重干旱灾害;夏季降水大幅增加,导致该地区出现严重洪涝灾害。

(2)春季干旱易引发火灾(虫灾)。夏季暴雨易引发水土流失,土壤肥力降低;夏季暴雨冲刷导致滑坡、泥石流灾害。

4.(1)干旱洪涝原因:我国主要是季风气候,季风不稳定,降水变率大,容易引起旱涝灾害。

(2)加强农田水利基础设施建设,大规模建设旱涝保收高标准农田;加大农业防灾减灾的科技投入,开发抗灾能力强的新品种。

5.(1)地震:处在亚欧板块和印度洋板块的交界处,地壳运动活跃,地震频繁。滑坡和泥石流:山区面积广大,地表起伏大;夏季多暴雨;植被覆盖率低;地壳运动活跃,地表物质破碎。(西北干旱:距海遥远,高山阻挡,天然降水少)

(2)主要分布在东部沿海地区。原因:属于经济发达地区,由于人口多,经济总量高,抗灾减灾的基础雄厚,抗灾能力强,灾害对该地区危害程度较低,所以自然灾害的直接经济损失相对较小。

6.(1)分布特点:我国地震灾害风险等级的地区分布不均,中西部地区地震灾害风险大于东部地区。主要原因:我国西部地区处于地中海―喜马拉雅地震带,而我国东部大部分地区抗灾能力强。

(2)加强地震监测与预报;采取有效的避震措施;增强房屋等建筑物的抗震性;增强抗震意识;提高震后救灾应急能力等。(答出两点即可)

篇5

关键词:教学改革;新能源发电技术;创新人才培养

作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院电力电子系,讲师。

基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研业务费资助(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)14-0046-02

“新能源发电技术”是电子科技大学电气工程及自动化、机械设计制造及自动化、工业工程三个专业课程体系中的一门重要课程。该课程属于高年级本科生的专业选修课,共32课时、内容多、知识面广、综合性强。[1, 2]由于三个专业的学生知识体系存在一定差异,在教学理念、教学内容、教学方法等方面,需要做出系统的设计和创新。笔者在教学过程中,充分吸收国外高校模块化教学模式、凝练教学内容,充分利用交互式教学方法,采用课堂讲授、提问与解答、课程项目、研究报告等手段,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课程以电能变换与控制为主线,鼓励不同专业背景的学生组成研究小组对课程项目进行协作研究,提升了学生的学习兴趣,培养了学生的自主创新能力。[3, 4]

一、国外“新能源发电技术”教学内容与模式回顾

1.麻省理工学院(MIT)的模块化教学模式

课程简介:课程评估当前和未来潜在的能源系统,包括资源提取、转换和最终使用技术,重点区域和全球能源需求。研究各种可再生能源和传统能源的生产技术,能源最终用途和替代品,在不同国家的消费习惯。

第一部分:能源的背景。欠发达国家日益增长的能源需求、发达国家可持续的未来能源。能源概述、能源供给和需求的问题;能源转换和经济性分析,气候变化和应对措施。模块1:能量传递和转换方法。模块2:资源评估和消耗分析。模块3:能量转换、传输和存储。模块4:系统的分析方法。模块5:能源供应,需求和存储规划。模块6:电气系统动力学。模块7:热力学与效率的计算。

第二部分:具体的能源技术。模块1:核能的基础和现状;核废料处理;扩建民用核能和核扩散。模块2:化石能源的燃料转换,电源循环,联合循环。模块3:地热能源的类型;技术、环境、社会和经济问题。模块4:生物质能资源和用途,资源的类型和要求。

第三部分:能源最终用途,方案评估和权衡分析。模块1:汽车技术和燃料经济政策。模块2:生物质转化的生命周期分析;土地使用问题、净能量平衡和能量整合。模块3:电化学方法电能储存、能量转换,燃料电池。模块4:可持续能源,非洲撒哈拉以南地区的电力系统的挑战和选择。

2.瑞典皇家理工学院(KTH)课程内容与要求

课程内容:替代能源和可再生能源的全方位的介绍和分析,包括整合这些解决方案以满足能源服务的要求。包括现有和未来的替代能源,如水能、风能、太阳能、光伏、光热,燃料处理;可再生能源系统面临的挑战;动态整合各种可再生能源。在整个教学过程中,学生的读、写和研讨主题是“先进的可再生能源系统技术”,特别是通过项目工作和多个为期半天的研讨会对相关专题进行研讨,每个人都参与演讲和讨论,并邀请有行业工程背景的专家和政策制定者来课堂参与探讨,丰富课堂内容、提升教学质量。

课程要求:在课程结束时,学生应能够分析和设计能源系统,利用风能、生物能源、太阳能产生电力或用于加热与冷却。完成课程后,学生能详细说明风能、生物能、太阳能基本原理和主要特点,以及它们之间的区别。能掌握这3种可再生能源系统的主要组件,了解基于化石燃料的能源系统对环境和社会的影响。

3.威斯康星大学(UWM)课程内容与要求

课程内容:学习有关国家最先进的可再生能源系统,包括生物质、电力和液体燃料,以及风力、太阳能、水电。学生们将对可再生能源电力和能源供应做工程计算,并要了解可再生能源的生产、分配和最终使用系统。能源存储、可再生能源政策;经济分析,购买和销售能源;风能理论与实践;太阳能可用性,光热和光伏发电系统;水电;地热,潮汐能和波浪发电;生物能源、生物质燃烧热力和电力;生物质气化,生物油热解;生物燃料的生命周期评估。

课程要求:掌握基本的可再生能源系统的工程计算,了解可再生资源评估和能源基础设施一体化。确定可再生能源系统的环境影响。设计和评估可再生能源系统的技术和经济上的可行性。了解能源在社会中的关键作用。了解可再生能源发展的公共政策、市场结构。卓越学生的学习成果:能够运用数学、科学和工程原则进行实验设计,并能分析和解释实验现象。有能力设计一个系统、部件或过程,以满足预期要求,具备解决工程问题和有效沟通的能力。

二、创新人才培养模式下“新能源发电技术”教学设计

通过对该课程的学习,使学生了解中国的能源现状,掌握电源变换与控制技术的基本原理,掌握光伏发电和风力发电的基本原理及系统的构成,加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识,理解生物质资源的利用现状、转换与控制技术的基本原理,了解天然气、燃气发电与控制技术的基本原理和应用情况。吸收国外经验,设计教学模块。

1.电源变换和控制技术

内容要点:电力电子器件的概念、特征和分类,不可控器件——电力二极管,半控型器件——晶闸管,电力场效应晶体管——电力MOSFET,绝缘栅双极型晶体管——IGBT;AC—DC变换电路:二极管整流器——不控整流,晶闸管整流器——相控整流,PWM整流器——斩波整流;DC—DC变换电路:单管不隔离式DC—DC变换器,隔离式DC—DC变换器;DC—AC变换电路原理、分类、参数计算;AC—AC变换电路。

课堂提问:晶闸管的导通和关断条件是什么?相控整流与PWM整流电路区别是什么?交流调压电路的基本原理是什么?什么是逆变?如何防止逆变失败?

课程项目1:让学生设计一个50kW的相控整流和PWM整流电路,进行MATLAB仿真分析,比较两种整流电路的区别,要求分组讨论、制作PPT演讲,撰写研究报告。

2.风能、风力发电与控制技术

内容要点:风的产生、特性与应用;风力发电机组的结构、分类与工作原理;风力发电的特点、控制要求和功率调节控制;风力发电机组的并网运行和功率补偿:同步发电机组、异步发电机组和双馈异步发电机组的并网运行和功率补偿。

课堂提问:简述风能转换的基本原理。风力机的空气动力学参数有哪些?具体怎么求解?风力机有哪几种分类方法?

课程项目2:让学生设计基于全功率变换器的风力发电系统,在课程项目1的PWM整流电路的基础上,设计整流和逆变电路及其控制算法,进行MATLAB仿真,验证工作原理,要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

3.太阳能、光伏发电与控制技术

内容要点:太阳能利用方式、分类及原理,中国光伏发电的历史和研究现状;太阳能电池的工作原理,太阳能电池材料的光学性质、等效电路、输出功率和填充因数,太阳能电池的效率、影响效率的因素及提高的途径;太阳能电池制造工艺,多、单晶硅制造技术;太阳能光伏发电系统设备构成,正弦波PWM技术,逆变器基本特性及评价;独立光伏发电系统的结构及工作原理、系统构成;并网光伏发电系统的分类、特点、结构、供电形式和设备构成。

课堂提问:多晶硅和单晶硅的制造工艺有什么不同?根据制作工艺的不同它们各有什么特点?什么是正弦波PWM逆变技术?并网光伏发电系统由哪几部分构成?

课程项目3:让学生设计小功率并网光伏发电系统,在课程项目2逆变电路的基础上,设计单相及三相逆变电路及其控制算法,进行MATLAB仿真,验证工作原理,要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

4.生物质能的转换与控制技术

内容要点:生物质能的定义、生物质资源特点及类别;生物质能转换和发电技术、生物质能转换的能源模形式,城市垃圾、生物质燃气发电技术;生物质热裂解发电技术的分类、生物质热裂解机理,生物质热裂解技术及装置简介;我国生物质能的利用现状及开发生物质能的必要性,生物质能发电前景。

课堂提问:生物质能的优缺点是什么?根据其优缺点如何扬长避短充分利用生物质资源?生物质热裂解的机理是什么?请详细分析说明。影响生物质热裂解的因素有哪些?具体是如何影响的?

5.天然气、燃气发电与控制技术

内容要点:天然气水合物的概念,形成机理及化学性质;天然气的综合利用、环境价值与发展前景;小型燃气轮机发电机组的原理及用途、主要形式及应用前景;燃气轮机组的电能变换与控制系统、电网供电及控制;燃气发电机组的并网运行与控制策略,DC-AC低频并网逆变技术,DC-AC/ AC-DC-AC三级变换高频环节并网逆变技术;燃气发电机组高频并网逆变的控制策略。

课堂提问:小型燃气轮机组并网发电的原理是什么?简述燃气轮机组电能变换系统的结构和工作原理。燃气发电机组高频并网逆变是如何实现的?

三、结束语

在充分吸收国外高校“新能源发电技术”模块化教学模式的基础上,以人才培养为中心,凝练教学内容、改革教学方法,提高了学生对该课程的学习兴趣,课堂互动得到明显改善,不同专业背景的学生能够对课程项目进行协作研究,发挥各自的特长收集和吸收国外前沿技术,在PPT演讲、研究报告撰写方面锻炼了学生的综合能力,取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]何瑞文,谢云,陈璟华.电气工程及其自动化专业建设与实践模式探讨[J].中国电力教育,2012,(3):72-73.

[2]王三义.浅谈新能源发电技术[J].中国电力教育,2011,(15):92-93.

篇6

烟塔合一是发电之后产生的废烟气经脱硫之后,再被冷却塔加热后排入大气进行降解一种排烟技术。也是一个新新的技术,是集烟囱与冷却踏多种特点,较大的提高了人力和物力的利用,还降低了经济成本,提高了排烟效率。其应用的前景受到研究人员的关注。本文在查阅大量中外科技文献资料基础上就烟塔合一原理简单介绍,对烟塔合一技术环保优势,技术特点,进行了分析;根据我国国情现状预测烟塔合一技术应用前景,并提出相应策略。

关键词:烟塔合一,应用前景,环保优势,技术特点,对策

一、

前言

由于全球二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等等主要大气污染物的排放,造成建筑、生物、人类被因大气污染造成的酸雨损害。随着科技的更新人类生产力的不断提高,使得工业、人类的社会活动等等,向大气的排放的污染气体与日俱增。面对环境的恶化和全球大气的气温的日益变暖,人类对环境的日益重视。而来自发电厂排出的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等占的比例很大。为了减少环境污染,减少对环境的损害和提高废气、烟气的排放效率,科学界出现了一些实用技术。烟塔合一技术就是一种较成功的技术。“烟塔合一”技术,即取消火电厂中的烟囱,将锅炉经除尘脱硫后排出的烟气,经自然通风冷却塔排放到大气中。此项技术首先在德国使用,从2O世纪7O年代开始,已有了多座大型火电厂采用[1]。

随着环保事业的发展,火电厂、工厂的烟囱已经不单纯是一个排烟装置,而发展成为控制大气污染保护环境的一个设备[2]。它也是减少环境污染的一个方面。烟塔合一技术是利用冷却塔巨大的热湿空气对脱硫后的净烟气形成一个环状气幕,对脱硫后净烟气形成包裹和抬升,增加烟气的抬升高度,从而促进烟气中污染物的扩散[3]。进而提高排烟效率,减少环境污染。

烟塔合一技术是一个集经济和环保一身的技术在国外应用相当广泛,例如德国:脱硫后的烟气经冷却塔排放技术(简称烟塔合一技术)在德国运用比较成熟,据德国能源技术公司(GEA)介绍,RWE、VEGA、Saabergwerke及VEW 电力公司均实施了烟塔合一工程[4]。对于烟气的排放受到了各国的重视,既烟塔合一技术发展较快。

二、烟塔合一技术发展情况

烟塔合一技术在国外从20世纪70年代就开始研究,通过不断的试验、研究、分析和改进,技术已日趋成熟,其中以德国的SHU公司和比利时的Hmaon-Sobelco公司为代表。在德国新建火电厂中,已经广泛地利用冷却塔排放脱硫烟气,成为没有烟囱的火电厂[5]。

烟塔合一技术分两种:

外置式

把脱硫装置安装在冷却塔外,脱硫后的洁净烟气引入冷却塔内排放。脱硫装置安装在冷却塔外,净烟气直接引到冷却塔喷淋层的上部,通过安装在塔内的除雾器除雾后均匀排放,与冷却水不接触。国外早期当脱硫系统运行故障时,由于原烟气的温度和二氧化硫的含量相对较高,不适于通过冷却塔排放,需经干式烟囱排放。目前由于脱硫装置运行稳定,冷却塔外一般不设旁路烟囱。

内置式

近几年国外的烟塔合一技术进一步发展,开始趋向将脱硫装置布置在冷却塔里面。使布置更加紧凑,节省用地。其脱硫后的烟气直接从冷却塔顶部排放。由于省去了烟囱、烟气热交换器,减少了用地,可大大降低初投资,并节约运行和维护费用[6]。

西方发达国家自19世纪70年代末到80年代末,相继在燃煤电厂采用烟气脱硫装置。其中大部分脱硫装置都为湿法脱硫工艺。湿法脱硫技术的发展和日臻成熟,但还是存在脱硫后烟气从烟囱排放的一些困难。烟气经石灰石(湿法)脱硫后,烟温一般在50℃左右,50℃的烟气与室外空气密度差甚小,再考虑到烟囱壁散热导致的烟气温降(烟囱非双曲线形),其流动特性不及冷却塔,加上气候变化的影响,至使经脱硫后50℃的烟气通过烟囱排放存在着困难。因此,不得不对50℃的烟气进行加热,这样势必导致系统复杂,初投资及运行费用增加。

因此烟塔合一技术应运而生,并获得了应用。近年来,在德国新建的闭式循环的发电厂,无论大小,几乎都看不见代表发电厂的烟囱,取而代之的都是用冷却塔将脱硫后的烟气排放到大气中去[7]。德国的风调技术实验在德国的大学中完成标志着烟塔合一技术的进步[8]。德国在烟塔技术方面处于领先地位,德国的伍伯托大学曾经举办关于烟塔合一的技术研讨会[9]。

冷却塔具有一定高度,比烟囱的表面积大许多,有些国外专家研究烟塔的太阳能发电,烟塔合一之后有比较大的表面积。通过附着太阳能发电板,所以烟塔合一和太阳能发电结合了起来,不但使环境污染减少而且使得能量的利用率提高了[10]。因为烟囱和冷却塔的结构设计对烟气的排放有着重要意义,国外目前研究的紧张结构,双曲线结构,已经在实验阶段[11]。

国外研究情况表明烟塔合一技术的利用是因为能够取得较好的经济效益而大量推广,德国帅先从20世纪70年代就开始了烟塔合一的技术研发,目前德国是无烟囱电厂最多的一个国家之一[12]。

我国的经济较为落后,目前对环境的污染造成的危害认识程度不够,但随着经济的不断增长,国民素质的提高,环保意识的增强,我国的脱硫和烟塔技术研究与国外先进水平存在一定差距。

20世纪90年代后期,我国电力市场的增长日益加大。烟气排放的标准日渐严格,我国的烟塔合一技术在一些电厂有了具体应用。位于首都近郊的华能北京热电厂,装机容量84.5万kW。2006年12月,随着4号脱硫系统完成168小时试运,华能北京热电厂4台机组脱硫系统和烟塔合一工程全部投入运行,成为我国首个可取消烟囱的火电厂[13]。烟塔合一工程的建成标志着我国烟塔合一技术的里程碑,也是亚洲第一个出现了没有烟囱的火电厂。

相继大唐发电集团的哈尔滨第一热电厂采用烟塔合一技术脱硫脱硝[14],国化三河发电厂二期扩建也采用了烟塔合一技术,大唐国际锦州热电厂采用烟塔合一技术等等。专家认为采用烟塔合一技术后脱硫系统将大为简化,不仅可节约建设用地、节省工程投资,而且可大大降低脱硫系统排烟阻力、从而明显减少脱硫电耗和运行费用[15]。

随着我国工业的发展,经济实力的增长,环保问题日益重视。在不久的将来,烟塔合一技术会得到广泛应用。烟塔合一技术有待推广,发展前景很大。

三、

总结

由于全世界的经济进程的推进,工业发展的速度不断加快,用电量的迅速上升,以及我国电力市场的不断增长,随着我国国民素质的提高,对发展电力的同时也对环境保护认识不断加深。电厂烟气的排放对环境保护有着重要意义,其中的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物的排放对于动植物,大气及地下水和人类的危害又不容忽视。所以烟塔合一技术对环境问题应用意义重大,根据我国现状烟塔合一技术在我国的应用,是适合我国国情和相应政策。

五、参考文献

[1] 汤蕴琳.火电厂“烟塔合一"技术的应用.电力建设,2005,26(2):11

[2] 黄劝根. 烟囱的环保设计简述.水泥工程,2006,1(63)

[3] 翟明.董芄.王丽. 利用冷却塔排放脱硫湿烟气技术的应用.电站系统工程,2005,7(21):4

[4] 曾德勇,何育东.国内烟塔合一初步设计思路.热力发电.技术经济综述,2005,9:1

[5] 韩月荣.烟塔合一技术的环保优势.河北电力技术,2005,24(3):36

[6] 崔克强,胡文庆,王艳等.燃煤电厂排烟方式对比研究.中国电力,2006,10(10):63~76

[7] 井惟如.烟塔合一技术概况.华北电力技术,2005,10:48

[8] Dieter Busch,Reinhard Harte,Hans-Jürgen Niemann Study of a proposed 200m high natural draught cooling tower at power plant Engineering Structures,Vol.20,No.10,pp.920-927,1998

[9] R. Harte a, W.B. Kra¨tzig b Large-scale cooling towers as part of an efficient and cleaner energy generating technology,Thin-Walled Structures 40 2002 651–664

[10] P. Krishna Tension roofs and bridges Journal of Constructional Steel Research 57 (2001 1123–1140

[11] H.L. Luo a, Y.J. Dai a, R.Z. Wang a,*, J.Y. Wu a, Y.X. Xu a, J.M. Shen Experimental investigation of a solar adsorption chiller used for grain depot cooling,Applied Thermal Engineering 26 2006 1218–1225

[12] Yousef S.H. Najjar Comparison of performance of the integrated gas and steam cycle (IGSC) with the combined cycle (CC),Applied Thermal Engineering 19 1999 75--87

[13] 周宏.烟塔合一技术的环保优势. 可靠性技术,2005,87

篇7

【关键词】风险管理;风力发电;应用价值

随着近年来风力发电项目的日益增多,风力发电行业在近期的发展也随之飞跃。但由于该项目受到制约的因素相对较多,在发展的过程中仍然存在一定的局限性,虽具有着良好的发展前景,在也存在着实施难度较大、规范性较差等相关问题。为针对这些相关问题进行解决,风险管理逐渐在风力发电项目中投入应用,在风力发电的研究与管理工作中占据了重要地位。本文特从风力发电的相关风险出发,对其风险管理措施进行了研究,现总结如下。

1.风力发电项目的风险管理概述

1.1风力发电工程风险的概念

风力发电工程风险管理是指对涉及项目管理各方面的综合性活动进行管理,主要内容包括风险识别、风险评估、风险应对及风险监控等几个方面。对风力发电工程进行风险管理的根本目的在于对各项项目活动中存在的风险进行有效的控制,以实现风险事件结果的最优化为宗旨,对不利后果进行妥善处理,同时将成本控制在合理的范围之内,确保合同项目安全、可靠地运行。

1.2风力发电项目风险管理的基本程序

以美国项管理学会的项目风险管理理论为依据,在风力发电项目中,风险管理的基本内容可划分为6个部分,分别如下:①风险管理规划;②风险识别;③定性风险分析;④定量风险分析;⑤风险应对规划;⑥风险监控。根据风力发电项目的相关特点,可将风险管理的基本程序划分为以下几个方面:①风险识别。风险识别的主要目的在于对项目内容及相关因素进行深入分析,对项目可能存在的风险及影响因素进行判断;②风险评估。风险评估的主要目的在于对项目中可能存在的风险进行定性定量分析,并对其发生的概率及可造成的损失程度做出相应的评估;③风险应对。风险应对的主要目的在于针对可能造成的损失进行应对措施制定,在应对的过程中应当根据实际风险的性质及可能造成的损失程度而定,制定相应的控制措施,以确保应对策略的实效性;④风险监控。风险监控的主要目的在于对风险计划的执行情况进行督查,并通过落实计划来对风险事件的因素进行控制,以从根本上降低风险造成的损失。

2.风险管理在风力发电项目中的应用分析

2.1风力发电项目的风险简述

风力发电项目中的风险是指可对工程项目目标的实现产生影响的各种不确定因素,为提高风力发电项目的科学性及系统性,便需对这些相关的不确定因素进行有效的控制。

2.1.1风力发电项目的项目检查表

通过风力发电项目的项目检查表,可对风力发电项目三级风险因子表进行分析与整理,并根据检查表与风险因子表,建立起系统的风力发电项目风险识别表单。通过风险列表的汇总,可对项目风险的识别进行归纳与整理,用于在实践中发挥相应的提示作用。

2.1.2风力发电项目风险评估法

在对风力发电项目进行评估的过程中,可采用PFMEA方法对潜在的风险因素进行评估,以向风险管理工作提供可靠的支持性数据。PEMEA方法的主要作用在于评估已识别的风险,根据风险评分的大小而定,将前评分最高的前十个风险因素汇总为主要风险列表,并将其作为主要的控制对象。在条件不断变化的动态过程中,主要风险列表的排序随时可能产生变化,因此,还应在项目关键事件实现后,对存在的风险进行再次评估,以形成新的主要风险列表。

2.2风力发电项目风险管理中的监控

在风力发电项目的风险管理过程中,风险监控属于保障性环节。一般来说,风险监控的管理惯常使用相应的项目管理软件进行;其中,常用的软件类型包括Project以及P3等。应用专业的管理软件实现风力发电项目的风险管理监控,可项目的具体运行特殊性为基础,在项目度量、预警等功能指标方面进行精确设置;使软件系统可根据具体数值进行相应的风险警告,方便管理者对风力发电项目进行实时、有效监控。另外,采用专业的项目管理软件进行风险管理有助于提高风险管理的信息化水平,在提高精准度的同时也实现了管理的高效化和共享化。

从风力发电项目中的风险监控系统运行机制上看,监控所采用的专业方法为赢得值法。其中,风险警示的相关指标主要包括赢得值与即计划值的比值SPI、赢得值与实际费用的比值CPI;从SPI与CPI两个比值可判断风力发电项目的成本运行情况以及项目进度情况,当CPI不足1时,表明风力发电项目成本已超出预算,当SPI不足1时,则表明风力发电项目的进度未达到预期目的。可见,赢得值法有利于帮助管理者从科学数据测定上认识项目发展的具体情况。在风险监控系统的操作中,管理人员首先要进行风力发电项目的监控持续周期设定以及事件设定,并于风险发生时启动风险监控中的检查程序。风险监控的检查工作主要包括对项目的具体发展情况进行风险识别以及风险检查,通过数据收集分析其风险度量指标,若指标超出临界参数表的标准值,则应启动风险控制机制。对于新生风险类别应灵活更改风险监控计划,并采取针对性应对措施。

2.3风力发电项目风险管理计划与模型

在项目风险管理领域,常以PMI项目风险管理理论为科学依据进行管理实践。因此,在风力发电项目的风险管理工作中,可参照PMI风险管理理论制定管理计划,并结合项目的具体发展情况建立全方位的管理模型。在风险管理计划的全方位管理模型体系中,应包括项目风险识别、风险评估、风险应对以及风险监控四个方面。其中,风险识别又可包括风险类型、风险检查表以及因素表、风力发电项目的工作计划和风险识别工具等内容;风险评估则可包括PFMEA模型以及具有针对性的风力发电项目风险评估及其工具等内容;风险应对可主要包括最大程度减轻风险水平、对项目风险进行预防和控制、对已发风险进行有效转移、规避可预期风险以及风险的补救策略等内容;而风险监控则可主要包括风力发电项目的风险管理计划、风险监控中各环节沟通以及风险监控的技术和工具等内容。总而言之,只有在综合性的风险管理体系下才能真正有效促进风力发电项目的可持续发展。

3.结束语

综上所述,在风力发电项目的发展中,要提高发展速度以及有效性,必须进行针对性的风险管理;以项目的发展实情为基础,以风险管理的专业理论与技术为指导设计全方位的综合管理模型,并通过灵活的风险应对机制减少项目的预期与预期外损耗。除此之外,还应提高风险管理人员的综合素质,以保证项目管理的科学性与先进性。

【参考文献】

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