环境工程趋势范文

导语：如何才能写好一篇环境工程趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1研究现状

1.1空间辐射环境及模型空间辐射环境主要包括星体俘获辐射环境、太阳宇宙射线、银河宇宙射线以及人工辐射环境等。其中，星体俘获辐射环境包括地球辐射带、木星辐射带、土星辐射带等。空间辐射环境受太阳活动的调制明显，太阳活动峰年对空间辐射环境的影响主要表现为太阳质子事件增多和太阳电磁辐射增强等。经过多年的发展，以美国NASA为代表的航天大国或机构建立了一系列空间辐射环境模型，极大地推动了空间辐射环境工程的发展。地球辐射带质子辐射环境模型主要有NASA开发的AP系列模型[3]、CRRESPRO质子模型[4]、基于SAMPEX/PET数据开发的低纬度太阳平静期质子模型[5]等；电子辐射环境模型则包括AE系列模型[6]、CRRESELE电子模型[7]、由Vampola改进的AE-8min升级版模型[8]和IGE-2006/POLE电子模型[9-11]。此外，ESA开发的AE和AP模型[12]、俄罗斯的辐射带模型SINP电子质子模型（1991版）[13]和LOWALT电子模型[14]等。目前，广泛使用的地球辐射带模型为AE8和AP8模型。但由于AE8、AP8模型的最新探测数据已超过40年，且未覆盖低能区域，加上模型本身存在较大不确定性，因此，以NASA为代表的航天机构正在开发下一代空间辐射环境模型AE9、AP9[15]，目前可应用于科学研究，但还没有用于工程设计。模型将在以下两方面进行改进：扩展能量覆盖范围（包括热等离子体、相对论电子和高能质子等）和空间覆盖范围；给出由于仪器的不确定性和空间天气波动带来的模型不确定度（如AE9电子模型给出了不同置信度下的能谱变化曲线）。太阳宇宙射线是太阳耀斑爆发期间发射的大量高能质子、电子、重核离子流，其中质子占绝大部分，因此又被称为太阳质子事件。用于太阳宇宙射线的统计模型主要有3个，分别是King模型[16]、JPL模型系列[17]和ESP模型[18]，其中：King模型可用于预示任务周期内太阳质子注量；JPL模型系列有JPL85和JPL91模型，目前常用的是JPL91模型，被推荐用于任务规划；ESP模型可用于总剂量和最劣事件剂量的预测。此外，常用的还有October89模型。银河宇宙射线是来自太阳系以外的带电粒子，是由能量很高、通量很低的带电粒子组成，其中质子成分占85%，α粒子成分占14%，重离子成分占1%。银河宇宙射线模型主要包括Badhwar-O’Neill模型[19]、CREME86/CREME96模型[20]和Nymmik模型[21]等。国际标准化委员会针对太阳宇宙射线和银河宇宙射线分别给出了ISO-15391[22]和ISO-15390[23]国际标准，对太阳宇宙射线和银河宇宙射线的成分、能量、通量等进行了详细的描述。在深空辐射环境及模型方面，目前，国际上主要对月球、火星、木星和土星等的辐射环境进行了研究，并建立了相关的模型。尤其是木星和土星，由于它们具有强磁场，因而有自己的辐射带。其中，对木星辐射环境研究得最多，获得的空间探测数据也最多，木星质子模型主要为D&G83模型和Salammbo模型，电子模型主要包括D&G83模型、GIRE模型和Salammbo模型[24]，此外，还有JOSE模型（包含电子、质子、碳、氧、硫等）[25]、IEM星际电子模型[26]、HIC重离子模型[27]等。太阳电磁辐射环境及其模型主要采用美国NASA的数据和世界气象组织（WHO）的数据，其中太阳常数分别取(1353±21)W/m2和1368W/m2，多数文献上采用1367W/m2。目前虽然建立了一系列空间辐射环境模型并应用于科研和型号研制任务中，但就空间辐射带模型而言主要为长期的静态环境模型，也没有考虑各向异性对航天器的影响，模型的不确定性相对较大。

1.2空间辐射环境效应及机理空间辐射环境将对材料和器件带来严重的辐射损伤效应（见图1）。辐射损伤效应根据其类型可以分为单粒子效应（SEE）、电离总剂量效应（TID）、位移损伤效应（DD）（又称为非电离总剂量效应，TNID）、充放电效应、辐射生物学效应、辐射诱导传感器背景噪声效应等。其中，单粒子效应比较复杂，按照损伤程度又可以分为：1）破坏性效应。如单粒子锁定（SEL）、单粒子快速反向（SESB）、单粒子绝缘击穿（SEDR）、单粒子栅击穿（SEGR）和单粒子烧毁（SEB）；2）非破坏性效应。如单粒子暂态（SET）、单粒子扰动（SED）、单粒子翻转（SEU）、多位翻转（MCU）、单粒子多位翻转（SMU）和单粒子功能中断（SEFI）。辐射损伤效应根据影响时间不同，可以分为长期效应和瞬态效应。长期效应是指造成材料或器件性能的长期改变或退化，瞬态效应是指材料或器件所发生的性能改变或退化在短时间内可恢复。根据损伤模式可分为电离损伤和位移损伤。电离损伤的长期效应主要包括电荷激活、电荷传输、价键变化及分解等；电离损伤的瞬态效应包括光电流导致的终端瞬态电压变化、双稳电路锁定等。位移损伤的长期效应包括缺陷密度增加、载流子寿命降低、载流子密度降低等；位移损伤的瞬态效应包括少数载流子寿命的快速退火等，见图2。世界各国已经充分认识到空间辐射损伤对航天器在轨安全的影响，并开展了大量的研究工作，总体而言还有以下不足：1）开展了大量的空间辐射效应试验研究，而空间辐射损伤机理研究相对较少，有些辐射效应机制仍不清楚。2）空间辐射效应数据缺乏，一些关键器件或材料的空间辐射效应有待评估，例如高性能、高集成度的电子器件单粒子效应或者CCD等光电器件的位移损伤效应等。3）多种辐射环境因素的协同效应或者辐射环境与其他环境要素的协同效应有待研究。

1.3空间辐射环境及效应试验的评价标准国际化标准组织和航天大国纷纷制定了一系列国际标准、国家标准和行业标准，以指导本领域或本国家的航天活动。半个多世纪以来的航天实践活动表明，空间辐射环境及效应试验的评价标准（或规范）已经在航天器设计和运行中发挥了重要的作用。关于空间辐射环境的标准，有ISO标准（如ISO15391、ISO15390、ISO21348等），美国军用标准如MIL-STD-1890，欧洲标准ECSS-E-10-04C等。关于空间辐射效应的标准，有如ECSS-E-ST-10-12C等[31]综合性标准，ECSS-Q-ST-70-06C[32]和ASTM-E-512[33]等材料性能退化试验标准，MIL-STD-750[34]和ESCC25100[35]等单粒子效应试验标准，MIL-STD-883[36]、ASTMF1892-06[37]和ESCC22900[38]等总剂量效应试验标准，ESCC23800[39]、ECSS-E-20-06[40]、NASATP-2361[41]等表面充放电效应试验标准，NASA-HDBK-4002A[42]内带电效应试验规范，ISO23038[43]、ASTME1854-2007[44]和JPLpublication96-9[45]等位移损伤效应试验标准。我国在空间辐射环境及效应标准方面也开展了大量工作，正逐步建立和完善以GJB/Z24—1991[46]、GJB2502[47]、GJB6777—2009[48]、GJB7242—2011[49]、GJB762.2—1989[50]等为代表的国家军用标准，和以QJ10005—2008[51]、QJ10004—2008[52]等为代表的行业标准。但相关标准主要集中在单粒子效应和总剂量效应领域，而表面充放电效应、内带电效应和位移损伤效应等标准仍然匮乏。

1.4空间辐射环境及效应地面模拟试验方法航天器材料及器件的在轨性能退化情况可通过飞行试验和地面模拟试验来获得。其中，地面模拟试验由于具有周期短、花费少、方便等优点而被广泛用来评估航天器敏感材料及器件的空间环境适应性。空间辐射环境及效应比较复杂，地面模拟很难再现真实的空间环境，主要原因包括以下几个方面：一是空间带电粒子辐射是连续能谱分布，带电粒子涵盖了从几个eV到GeV的范围，地面模拟很难实现多能量带电粒子的同时模拟；二是高能带电粒子地面模拟难度较高，尤其是对电子元器件的高能带电粒子效应模拟；三是航天器在轨寿命长，从经济角度考虑，地面模拟试验通常很难实现全寿命周期的环境或效应的模拟。因此，针对航天器敏感材料与器件，通常采用地面加速试验和效应等效相结合的方法，开展航天器空间辐射环境及效应的地面模拟试验[2]。在航天器材料空间辐射环境效应地面模拟试验方面主要采用剂量-深度分布法、等效能谱法和金属薄膜散射法等。在航天器电子元器件模拟方面，主要是采用一种或几种辐射源，利用效应等效原理来开展模拟。单粒子效应是利用重离子、质子、脉冲激光等作为模拟源，采用敏感度-LET值响应曲线的方法，总剂量效应采用辐射损伤等效法，位移损伤效应采用等效注量法、位移损伤剂量法、劳申巴赫法等[53-55]，表面充放电效应采用正向电位梯度法或反向电位梯度法，内带电效应采用高能电子注入法，紫外辐射效应采用曝辐量等效法或能量等效法[2]。虽然世界各国在空间辐射环境效应试验方法方面做了大量的工作，但在有些方面仍有相当大的差距，主要表现在以下几个方面：1）在材料性能退化评价方面，目前采用最多的是剂量-深度分布方法，而效应等效的能谱等效法和金属薄膜散射法的有效性有待进一步研究。同时，加速因子对材料性能的退化影响有待进一步研究。2）在紫外辐射材料性能退化方面，目前世界各国开展的近紫外辐射效应较多，而真空紫外辐射效应研究相对较少，尤其是对10～115nm波段的影响，由于地面模拟手段比较复杂而开展得较少；此外，温度和加速因子等参数的影响有待进一步探讨。3）单粒子效应试验通常采用重离子和锎源开展，而利用质子和脉冲激光等辐射源开展单粒子效应的试验方法有待进一步研究。4）电子元器件总剂量效应试验通常利用钴源开展，而高能带电粒子、X射线等总剂量效应试验方法有待进一步研究。5）空间多因素环境协同效应地面模拟试验开展较少，其协同机理和协同效应模拟方法有待进一步研究。

1.5空间辐射环境及效应地面模拟试验设备目前主要从环境模拟和效应等效模拟两个角度研制了一系列地面模拟试验设备。在太阳电磁辐射环境模拟方面，主要是以紫外辐射环境为代表的地面模拟试验设备，相应的紫外源主要包括氙灯、汞氙灯、氘灯、射流式气体喷射源等。在带电粒子和中子等辐射环境及效应地面模拟方面，由于空间粒子的复杂性，地面试验主要采用效应等效模拟的方式，利用地面加速器或者辐射源来开展地面模拟试验。单粒子效应主要通过重离子加速器、锎源或者脉冲激光作为模拟源，其中重离子加速器又可以分为串列静电加速器和回旋加速器。电子元器件的总剂量效应模拟试验设备主要使用60Coγ射线源，材料方面的总剂量效应模拟试验一般用电子加速器和质子加速器进行。表面充放电效应地面模拟试验设备主要采用低能电子束作为模拟源，而内带电效应地面模拟则主要采用中高能电子束来模拟。我国空间辐射环境与效应地面模拟试验设备采用的模拟方式与国外基本相似，但存在以下不足：第一，已有空间辐射效应地面模拟设备的性能指标落后，模拟试验水平较低；第二，新的模拟试验由于缺少设备不能开展；第三，加速器终端用于模拟试验的配套设备不具备或不完善。目前，航天大国建立了相对完整的空间辐射环境及效应地面模拟试验设备体系，体现出以下特点：1）材料级空间辐射效应地面模拟试验设备向多因素综合环境方向发展，如SEMIRAMIS总剂量综合模拟试验设备同时具备电子、质子、紫外、真空、温度等环境要素，见图3[2]；2）器件级辐射环境效应通常采用高能加速器开展地面模拟试验，尤其是单粒子效应、位移损伤效应、总剂量效应等；3）部分实现了性能的原位测试。但在设备指标上有待进一步改进，主要表现：带电粒子能量仍然较低，不能有效开展地面模拟试验；性能原位测试手段缺乏；微观原位测试和监测手段较少。由于空间辐射环境与效应地面模拟试验设备建设投资大、周期长，试验技术本身涉及的关键技术需要突破，因此地面模拟试验设备的建设应该有相当的预见性和前瞻性，要充分预计若干年以后的模拟试验需求。

1.6空间辐射效应飞行试验技术利用航天器进行的空间科学试验，基本上可以分为密封舱内试验，非密封舱内试验和舱外（暴露）试验3大类。暴露试验是指把试验装置或被试样品（材料、元器件或设备）放置于航天器的桁架或外表面，使之直接暴露于空间环境之中所进行的各种试验。与密封舱和非密封舱内试验相比，具有空间环境更加真实、性能研究更加准确的优点。航天大国非常重视空间飞行试验，针对空间辐射环境下的航天器敏感材料、电子元器件的性能退化规律开展了大量的空间飞行试验研究。一方面是为了获得航天器材料与电子元器件在轨的真实环境效应数据，以指导地面设计；另一方面，也对航天器材料与电子元器件的地面模拟试验进行比较，为地面模拟试验方法与设备改进提供参考。从20世纪70年代开始，美国利用STS-5回收了已进行材料空间暴露试验的返回式卫星，各航天大国开展了大量的空间暴露试验。从空间环境特性监测平台LDEF到国际空间站上搭载平台，国外先后发射了20多种监测平台，主要分为三类：一是以LDEF[56]和MISSE为代表的材料空间暴露平台，主要研究空间环境对材料的影响，通过暴露平台研究空间环境对材料的累积效应；二是以MEDET为代表的在轨环境因素监测平台，主要是对空间环境因素进行监测；三是以OPM[57]为代表的在轨空间环境效应综合监测平台，可同时研究空间环境及其对材料的环境效应，见图4。OPM的核心设备为反射计、真空紫外分光光度计、总积分散射计（TIS）、分子污染监测器、原子氧监测器、辐射监测器等。不但可以实现对材料性能（光学透射率、吸收率、反射率、热发射率）的真空环境下原位测试，同时也可以探测空间环境，如原子氧、分子污染、太阳辐射等。单粒子效应主要通过卫星（如CRRES卫星）在轨飞行数据而获得。美国和欧洲、俄罗斯等国家合作开展了总剂量效应在轨飞行试验，先后进行了多次大型的长时间空间环境暴露下材料性能退化试验。主要有长期实验暴露装置（LDEF）、光学性能监测器（OPM）、“和平号”空间站环境效应载荷（MEEP）和国际空间站材料试验（MISSE）[59]。表面充放电飞行试验包括SAMPIE[60]、PIX-Ⅰ、PIX-Ⅱ[62]、SFU、IPRE、科学探测卫星P78-2（SCATHA）[63]等。内带电效应飞行试验典型代表如集约环境异常传感器（CEASE）[64]等。太阳电池飞行试验包括Hipparcos卫星[65]、ETS-V卫星和MDS-1卫星[67]等。我国自1971年3月发射“实践一号”科学试验卫星开始空间辐射环境天基探测以来，以搭载方式或通过专门的探测卫星开展了空间辐射环境及效应的飞行试验。在40多年的时间内，先后发射了用于空间环境探测的专业卫星和搭载星船30余颗（艘），包括“东方红二号”卫星、“风云”系列卫星、“资源”系列卫星、“神舟”系列飞船、“北斗”卫星、“遥感”系列卫星以及“嫦娥”系列卫星等搭载多种空间辐射环境探测仪器。目前开展的天基空间辐射环境及效应探测主要包括高能带电粒子、低能带电粒子、太阳X射线、单粒子效应、卫星表面充电、辐射剂量等。尤其是“实践”系列卫星和“神舟”飞船的探测，促进了对空间辐射环境及效应的了解，获得了宝贵的数据。目前，世界各国开展空间辐射环境及效应飞行试验呈现以下特点：1）专用试验卫星和卫星搭载相结合；2）环境探测通常采用专业探测器，效应探测通常用航天器飞行数据来分析；3）飞行试验平台向着环境探测与效应探测一体化方向发展。

1.7空间辐射环境及效应数值模拟数值模拟方法则是飞行试验和地面模拟试验的有效补充，既可以对航天器遭遇的空间辐射环境及航天器内部的辐射环境进行预示，也可以对航天器材料与器件的性能退化进行预示。空间辐射环境的模拟采用直接建立环境模型的方法，而经过材料等屏蔽后的环境则采用蒙特卡罗方法或确定性方法来数值模拟。根据蒙特卡罗方法设计的程序很多，如GEANT、EGS4、MCNP、ITS、FLUCK、ETRAN等程序。空间辐射效应数值模拟软件主要由欧美航天大国开发设计，分为综合性仿真软件和专用软件，其中：综合性数值模拟软件如SpaceRadiation，SYSTEMA、SPENVIS、FASTRAD等；专用软件主要针对不同的效应开发，如总剂量分析软件ITS、SRIM等，表面充放电软件NASCAP、NASCAP-2K、SPIS、MUSCAT、SENSIT等，内带电效应软件DICTAT、ESADDC、NUMIT、ATICS等，位移损伤软件SAVANT、SCREAM等。下面对空间辐射环境及效应数值仿真的几款典型软件进行简要介绍。SpaceRadiation软件[68]的主要功能在于空间环境参数及空间辐射效应的计算，可以模拟分析航天器在范•艾伦辐射带、太阳耀斑、银河宇宙射线、中子、人工辐射等环境下的辐射损伤效应，用于对单粒子翻转、总剂量、位移损伤、生物学等效剂量和太阳电池损伤进行预示。SYSTEMA软件包括Dosrad、Earthrad、Matcharge、Perturbation、Plume、Thermica、Outgassing、Atomox等分析模块，可以用来对空间辐射环境、航天器舱内的辐射剂量、太阳电池辐射损伤等进行模拟预示。FASTRAD是用于航天器三维辐射分析与防护设计的CAD软件，可用于分析各种类型的元器件、面板、设备和卫星内任意一点的辐射剂量，不但可用于辐射剂量分析，而且可以用于辐射设计分析。SPENVIS是由ESA开发的一个用户界面友好的在线网络程序，可以开展银河宇宙射线、太阳高能粒子、地球辐射带、磁场、空间等离子体、高层大气、微流星体和空间碎片、光照等空间环境的分析。其RadiationSourcesandEffects模块包括辐射源（俘获带电子和质子、太阳宇宙射线、银河宇宙射线）、单粒子效应、总剂量效应、太阳电池损伤效应等等。SpacecraftCharging模块则可以对深层介质带电、航天器表面带电、太阳阵和航天器结构电势、低轨道环境参数及航天器带电数据设置等进行分析和设计。NASCAP-2K是一个三维的航天器等离子体环境效应模拟软件，可以广泛模拟各种等离子体现象。其具备的能力包括：定义航天器表面、几何形状、结构；计算航天器表面与时间相关的电位；计算航天器的静电电位，柔性边界条件和空间电荷；产生并追踪电子和离子，计算表面和体电流与电荷密度；表面电位、空间电位、粒子径迹、时间相关电位与电流的可视化。DICTAT是用于卫星内带电效应仿真分析的软件，其建立了平面或柱体简单几何体结构的一维模型，采用FLUMIC的恶劣电子环境模型，利用解析方程描述电子在屏蔽物上的运动和沉积。介质体最大电场根据欧姆定律获得。最终，将程序代码计算得到的最大电场强度和材料击穿阈值进行比较来判定结构是否会发生放电。如果最大电场强度超过材料的击穿阈值，那么该程序将建议修改航天器的防护层和厚度，直至达到材料的安全阈值为止。SAVANT是由NASA格林研究中心开发的基于位移损伤剂量模型的太阳电池阵验证分析工具，可以方便地评估太阳电池阵在轨寿命末期的性能，对于不同太阳电池工艺的地面模拟试验的开发和设计也有着重要的指导意义。SAVANT软件不但可以对单结太阳电池进行性能退化模拟分析，而且能够对多结太阳电池和薄膜太阳电池的性能退化进行预示。我国在空间辐射环境及效应数值仿真领域也取得了一定的成绩，但与欧美航天强国相比，不论在辐射环境模型，还是在核心算法上，均存在着一定的差距，在型号工程的普及使用或商业化方面还需进一步努力。

1.8抗辐射加固技术针对航天器在轨的恶劣辐射环境，航天器材料、元器件、分系统等往往不能满足航天器在轨寿命期间的抗辐射要求。因此，需要对其进行抗辐射加固。通常，抗辐射加固一般针对元器件和电子线路等，从硬件、软件和结构设计角度进行，而很少针对航天器材料开展工作。单粒子效应抗辐射加固设计主要通过选用对单粒子效应敏感度低的器件，在电路防护设计方面采用硬件看门狗、冗余设计和降额设计，对将操作系统内核和与有效载荷安全以及飞行成败有关的程序存放在ROM区，采用对特定工作信号进行监视的软件“看门狗”，以及EDAC技术、三模冗余等技术来实现。总剂量效应抗辐射加固设计主要通过加强电子元器件和材料的选用、给予电子元器件和材料一定的设计余量、加强电子元器件的总剂量局部屏蔽防护以及对航天器内部的设备布局进行抗辐射优化设计等措施来实现。表面充放电效应抗辐射加固设计主要通过严格控制航天器表面材料的选择与应用、加强接地系统的设计、严格控制关键材料及材料到结构地的电阻、充分利用滤波技术以及加强污染控制等措施来实现。内带电效应抗辐射加固设计主要通过选用合适的星内介质材料、加强内带电效应的屏蔽设计、加强结构地的设计等来实现。这有赖于对内带电效应的机理、试验与评价技术进行深入研究。位移损伤效应抗辐射加固设计则通过加强抗辐射光电材料的选用与研制、对光电材料的位移损伤性能给予充分考虑并留有设计余量、加强位移损伤效应评估和开展辐射损伤修复技术等来实现。虽然抗辐射加固技术经过多年的发展，取得了一系列重要成果，并在型号中得到了应用，但在抗单粒子效应的防护设计，光电器件（尤其是CCD等器件）抗位移损伤效应加固技术，内带电效应的工程分析与评估、模拟试验与测量技术，以及人工核辐射与激光辐射在轨加固技术方面仍需加强研究。

2发展趋势

2.1空间辐射环境及模型空间辐射环境及模型的研究，对航天器的设计、防护及在轨故障的分析具有非常重要的意义。现有空间辐射环境模型具有较高的不确定性，因此，需要在以下方面开展工作：1）开发动态辐射环境模型。目前使用的辐射环境主要是长期平均的静态辐射环境模型，需要进一步开发能够反映太阳活动影响、地磁扰动和长期地磁漂移的动态环境模型。2）开发各向异性空间辐射环境模型。对于在轨航天器尤其是高轨道航天器及其内部环境，各向同性模型并不能真实反映其辐射效应，有必要开发具有工程应用性的各向异性空间辐射环境模型。3）开发更加准确的空间辐射环境模型。世界各国开发的空间辐射环境模型存在较大差异，尤其是在低能能谱段，需要开发更加准确的空间辐射环境模型，提供低能谱段的数据，并提高置信度。

2.2空间辐射效应及机理研究在空间辐射效应及机理的研究方面，以下两个方向需要重点关注：1）开展不同的空间辐射环境要素或地面模拟源对航天器材料与器件性能退化微观机制的异同性研究，并进一步完善空间辐射环境效应退化模型和试验方法。2）航天器在轨环境是多种因素并存的环境，正确开展航天器敏感材料和器件的空间辐射效应评价就要关注多种因素对航天器的协合效应。3.3空间辐射环境及效应试验评价标准目前，世界各航天大国均非常重视空间辐射环境及效应试验评价标准的研究与制定工作。其中，对空间辐射环境效应地面模拟试验方法标准的制定与修订工作仍需进一步加强，主要包含以下几个方面：一是制修订和完善空间辐射环境标准与规范。在现有空间辐射环境标准与规范的基础上，针对科学研究和工程应用，制修订更加完备和精确的空间辐射环境标准与规范。二是完善空间辐射效应标准与规范。1）建立质子单粒子效应和脉冲激光单粒子效应地面模拟试验的相关标准规范；2）针对利用60Co来代替高能粒子开展总剂量效应可能存在过试验的问题，建立高能带电粒子的总剂量效应试验标准；3）建立表面充放电效应的国际通用标准和规范，开展航天器材料、器件与充放电效应相关的关键设计参数的验证和研究；4）建立内带电效应的标准和规范；5）建立光电器件的位移损伤效应通用的标准或规范；6）建立普适的航天器空间材料紫外辐射效应的标准，尤其是10～115nm波段，其试验方法和标准有待进一步探讨。

2.4空间辐射环境及效应地面模拟试验方法空间辐射效应试验方法是开展地面模拟试验的前提和基础。未来需要在以下几个方面开展工作：1）在材料性能退化评价方面，开展能谱等效法和金属薄膜散射法的试验方法及其有效性的研究；2）开展10～115nm波段紫外辐射效应的试验方法研究，同时，加强温度和加速因子等试验参数的探讨；3）加强质子和脉冲激光单粒子效应的试验方法及其等效性研究；4）研究高能带电粒子、X射线总剂量效应试验方法，以及钴源总剂量效应试验的等效性；5）开展空间多因素环境协合效应地面模拟试验方法研究。

2.5空间辐射环境及效应地面模拟试验设备未来研发空间环境效应地面模拟试验装置应该遵循以下几条规则：1）包括的环境及效应要素全。在一个或多个组合试验腔中集成电子、质子、近紫外、真空紫外、原子氧、空间碎片和微流星体、污染源等，从而可开展空间多因素环境的协同效应研究。2）设计性能指标可靠合理。既能满足航天器材料与器件的性能退化评价，又避免不必要的高指标带来的经济浪费。3）监测手段全，布局合理。由于地面模拟空间环境存在一定的面积均匀性问题，因此，需要对监测手段进行合理布局，同时要尽可能多渠道进行监控，应该具备四极质谱仪、石英晶体微量天平、法拉第杯、真空计、温度控制计、紫外辐照度计、速度干涉仪等。4）充分考虑原位测试的必要性。由于异位测试带来回复效应的问题，因此，不论是宏观性能如光学性能和电学性能需要进行原位测试，而且其微观性能如成分、结构、缺陷、形貌等也需要进行原位测试，可以配备紫外/可见/红外分光光度计、SEM、表面电阻率测量装置、AES/XPS等。如果需要对试件的性能退化机理作进一步深入分析，可以配备电子顺磁共振波谱分析设备、光致荧光光谱分析设备、红外光谱设备等。低地球轨道环境及效应模拟腔见图5。

2.6空间辐射效应飞行试验技术未来，航天器空间辐射效应飞行试验技术主要朝着以下方向发展：1）空间环境与效应飞行试验平台向着公用型、集成化、多功能等方向发展。要求飞行试验装置体积小、重量轻，能够实现在任何卫星平台上安放，长寿命、高可靠，可以同时实现多种辐射效应的探测或监测。2）实现空间环境探测及环境效应检测的同时性。只有这样，才能更加准确地分析空间环境效应与空间环境之间的关系，为长期的性能演化分析提供可靠支持。3）重视空间辐射效应的原位测试。在空间辐射环境作用后，很多航天器材料或器件的性能存在明显的回复效应。因此，实现在轨性能原位测试就显得非常有必要。

2.7空间辐射环境及效应数值模拟经过多年的努力，世界各国开发了一系列空间辐射环境及效应的数值仿真软件，但仍待进一步完善和提高。未来，空间辐射环境及效应数值模拟将向以下方向发展：1）涵盖的空间辐射环境要素和空间辐射效应要素全。未来的数值模拟平台应该能够涵盖所有的空间辐射环境和环境模型，并能够实现所有的空间辐射效应数值模拟分析。在同一数值仿真平台中，既包含所有的空间辐射环境要素，如地球辐射带、太阳宇宙射线、银河宇宙射线、X射线、中子、太阳电磁辐射等，又能实现所有的辐射效应，如不同类型的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应、太阳电磁辐射效应等。2）具有较高的模块化、可视化和便捷的可编辑功能。未来的空间辐射环境与效应数值模拟平台中，空间辐射环境、空间辐射效应、航天器三维结构、输入输出应该做到模块化，而且能够实现互相调用；其数值模拟结果能够实时可视化输出；关键环境参数或航天器结构参数能够比较方便地编辑。

2.8抗辐射加固技术世界各航天大国均非常重视航天器抗辐射加固设计工作，主要表现在以下几个方面：1）将抗辐射加固纳入到航天器研制的全流程中。从材料的设计与制备、选用与验证，航天器结构设计与布局、在轨故障分析与处理等各个环节，都要充分考虑抗辐射加固的重要性。2）加强新材料、新器件的抗辐射加固工作。新型高性能、高集成度电子元器件或材料往往具有较高的辐射敏感度，容易发生单粒子效应等，需要加强其抗辐射加固工作。3）加强位移损伤效应、内带电效应的抗辐射加固研究。相较于单粒子效应和总剂量效应等，位移损伤和内带电效应逐渐成为航天器在轨辐射损伤的重要效应，因此亟需加强此二种效应的抗辐射加固研究。4）开展人工辐射环境的抗辐射加固技术研究。包括航天器敏感材料或器件对空间核爆炸、激光等的抗辐射加固技术研究。5）加强抗辐射加固的效果验证与量化评估技术研究。有些材料或器件的抗辐射加固可以进行试验验证，而有些无法开展具体的试验评价工作，需要进一步探讨其效果验证与量化评估方法。

3结束语

篇2

以除害防病，保护人民群众身体健康为目标，深化病媒生物防制体制改革，将公共环境的病媒生物防制工作推向市场，促进政府职能转变，提高工作效率，实现病媒生物防制常态化管理，巩固国家卫生城市成果。

二、主要内容

(一)公共环境病媒生物防制市场化消杀范围

城区公共环境的病媒生物防制市场化消杀范围包括无物业管理的居民区、破产倒闭企业、闲置空地、烂尾楼工地等无主管地带，以及单位居民区围墙以外的道路、河道沟渠、河塘湖泊、游园广场、机场和火车站外环境等地。消杀对象主要包括老鼠、苍蝇、蚊子、蟑螂。

(二)保障经费

根据属地管理的原则，各试点区(管委会)结合各地实际，公共环境病媒生物防制经费由市、区(管委会)财政按1:1承担。市市政执法管理局、园林局等所管辖的公共环境消杀工作经费由市财政承担。

(三)运作办法

1．搞好摸底调查，选好试点，逐步推行。采取先试点后推广的方式，在市内城区选择一定数量的办事处或部分公共区域作为试点，运行公共环境病媒生物防制市场化。试点单位由各区(管委会)选择，并做好摸底调查，明确专业化消杀的面积范围，制订招标文件。市园林局、市政执法管理局等要做好所辖的游园广场、道路、河道沟渠等公共环境基础数据的调查统计，并配合做好日常消杀的监督管理工作。

2．组织招投标工作。各区(管委会)选好病媒生物防制市场化运作试点后，要根据招标项目的基本情况，明确专业化服务的范围及服务标准要求，以各区(管委会)为单位组织公开招标。各相关单位管辖的公共环境消杀区域由市爱卫办和相关单位组织公开招标。在招标过程中，要规范招标程序，确保招标过程的客观公正、科学严谨。招标信息在媒体、政府网站公开；消杀公司投标，要求提供详细的实施方案、技术方案和经费估算；依法组织评标，确定中标单位，签订书面合同。整个招标、评标过程透明，做到公开、公正、公平，以确保市场化运作的效果。

3．试点期限及经费支付。2009年市场化运作期限自2009年10月至2010年9月，或根据实际推行进度调整。根据工作实绩进行考核，以考核结果支付经费，灭鼠、灭蝇、灭蚊、灭蟑和群众满意五项指标各占20%，按第一、四季度各支付承包金总额的15%，第二、三季度各支付承包金总额的35%的标准，分阶段支付。考核办法如下：

现场考核：根据书面合同和市、区(管委会)爱卫办制定的相关考核标准的规定，市爱卫办每季度抽查一次，区(管委会)爱卫办每月抽查一次，街道办事处爱卫办和无办事处的管委会爱卫办每月检查二次。并且市爱卫办将每年度组织一次年终综合考核。

民意调查：根据制订的公共环境病媒生物防制工作群众调查表，每季度各街道办事处至少调查访问100名居民(其中市爱卫办访问10名，区(管委会)爱卫办访问20名，街道办事处爱卫办、无办事处的管委会试点区域访问70名)，以了解群众的满意度。

经费支付：综合市、区、街道检查结果，对于达到质量要求的项目，每季度按核发标准全额支付；未达到质量要求的项目，责令限期整改，暂缓支付，在限期内落实整改，按每季度原定金额的90%支付；未在限期内落实整改达标的，不予支付，并根据合同规定的其他内容进行处理。

(四)2009年至2010年时间进度

1．前期准备阶段(2009年9月10日-2009年9月20日)。搞好摸底调查，明确试点，制作招标文件，制定规则。

2．招标公告、获取响应文件阶段(2009年9月下旬，或根据实际推行进度调整)。

3．组织评标、签订服务合同阶段(2009年10月上旬，或根据实际推行进度调整)。

4．组织实施和绩效考评阶段(2009年10月中旬-2010年9月，或根据实际推行进度调整)。

三、工作要求

(一)高度重视，积极探索试点。各区(管委会)要把公共环境病媒生物防制市场化运作当成转变政府职能、为民办实事的重要工作来抓，组织人力物力，积极探索试点，总结先进经验，逐步推向市场。要把保障公共环境病媒生物防制经费、深化完善病媒生物防制市场化运作纳入区政府下达的年度爱国卫生任务，实现常态化。

(二)积极培育市场化主体。一定数量、具有竞争实力的有害生物防制公司(PCO)是市场化运作成败的关键。鉴于目前我市现有PCO公司20余家，规模参差不齐，此次市场化运作要引进部分具有先进管理经验的公司，带动本地有害生物防制行业发展。

(三)市场化服务质量要求。开展病媒生物防制服务工作不得扰乱居民生活，危害公共安全，污染公共环境，消杀频次合理，现场操作规范，用药科学，病媒生物防制药械符合国家规定。服务区域内病媒生物密度得到有效控制，最低达到国家卫生城市要求的标准，同时群众满意率达90%以上。

(四)转变职能，加强管理。各级爱卫办要及时转变管理理念，发挥市

场作用，搞好公共服务，把自身工作重心转移到日常监管上来，加强对PCO的日常监督，落实长效管理措施；建立巡查制度，以抽查暗访为主，实行全程监督，及时发现问题，及时督促整改；建立健全检查登记、上报制度，各区(管委会)在每月30日前汇总当月监督检查情况，并上报市爱卫办。

(五)完善基础设施，搞好社会服务。各区(管委会)、各相关单位要完善垃圾收集、灭鼠毒饵、防蚊闸板等基础设施建设；同时认真抓好环境日常保洁，垃圾做到日产日清，保持排水畅通，减少和铲除病媒生物孳生场所，从根本上控制病媒生物孳生繁殖。各级爱卫办要广泛动员群众，开展爱国卫生运动，普及群众性病媒生物防制科学知识，提高群众病媒生物防制法制意识，搞好家庭及周边环境卫生，共同参与病媒生物防制工作。

篇3

关键词：公路施工；自然保护区；环境保护；管理措施

引言

道路交通基础设施的建设改善了人类的生产生活条件，但同时也对自然环境产生了不利影响，党的十把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局，实施绿色交通、建设绿色可持续发展的道路基础设施是未来较长时间的重要发展任务。公路项目建设期间，施工活动可能会破坏植被，污染环境，降低生物多样性等，或多或少会给周围生态环境带来不利影响，不利于当地环境的持续健康发展。因此，在公路工程施工过程中，必须重视环境保护工作，从多角度分析施工活动带来的不利影响，制定出完善的应对措施，从根本上降低生态环境破坏程度，实现自然保护区可持续发展。鉴于此，本文主要探讨如何减小高速公路工程施工活动对周围生态环境不利影响的管控措施。

一、工程概况

国道216线马克项目路线全长25km，按照双向四车道一级公路标准建设，设计速度100km/h，路基宽度26m。其中大桥8座、中桥3座，桥梁总长1,600.0m，占路线总长的6.4%，通道44座。U型转弯1处。其中24km位于卡拉麦里山有蹄类野生动物保护区实验区。卡拉麦里山有蹄类野生动物保护区是1982年4月成立的新疆准噶尔盆地干旱荒漠区野生动物保护区，位于准噶尔盆地东缘，总面积14,668.22km2，主要是以保护和发展普氏野马、蒙古野驴、鹅喉羚、狼、沙狐等有蹄类野生珍贵动物及其栖息生存环境为主的野生动物类型自然保护区。动物种类繁多，据考察及资料记载共有58科288种，其中国家一级保护动物13种，国家二级保护动物36种。区域环境的生态条件较差，植被覆盖率低，主要植物有梭梭、白梭梭、沙拐枣、驼绒藜、琵琶柴、红柳、芦苇及蒿类等，植被盖度约10%~20%。

二、环境影响分析

1．临时设施建设的影响性分析本项目设置的料场、弃渣场、取土场、施工便道、拌合场等临时设施会破坏该区域内的植被，并影响周围植被和覆土情况，损失一定的生物量。同时施工人员践踏、施工活动也会使临时场站及周围林地植被受到不同程度的破坏，修建临时便道会造成沿线地区地表植被带状破坏，降低原有生态系统的生物量。从沿线植被的分布和工程用地情况分析，工程临时用地共占用林地、裸地约600亩，损失的植被主要为梭梭、白梭梭、驼绒藜、琵琶柴、红柳等。2．施工过程主要影响性分析（1）对动物栖息地环境的影响本项目施工工期三年。公路施工期临时用地包括施工便道、取土场以及工程人员生活占地等，将临时占用动物栖息地并改变其内的植被和理化环境。由于荒漠地区降水和水源稀少，植被恢复十分困难。（2）对野生动物的影响进场施工车辆和人员使施工便道成为施工区域内受影响最频繁的地带。虽然施工便道车流量有限，但施工车辆噪音、灯光、震动和相关人类活动会造成动物回避，阻碍动物日常活动，形成一种动态屏障。进而对该区域内营巢的啮齿动物、爬行动物和无脊椎动物的、繁殖及觅食、育幼等日常活动造成干扰；运输和工程车辆进场，可能直接造成动物生命损伤；夜间施工车辆照明、场站生活区照明则可能对一些野生动物造成影响。同时可能存在部分施工人员缺乏野生动物保护意识，哄赶、捕捉、伤害野生动物，或处于好奇追赶和接近动物，对其造成心理和身体上的损害。（3）对重点保护植物的影响根据沿线调查结果，梭梭在沿线戈壁滩内均有分布，本段全线永久占地将破坏一定数量的梭梭等灌木面积，施工过程中应重点加以保护和恢复。（4）水环境影响桥梁基础施工过程产生的钻渣、淤泥，若处理不好，会污染周边环境。施工机械的维修、保养及作业过程中的滴、漏会产生含油污水，对施工周边环境造成影响；施工过程的砂石料冲洗、混凝土拌合、养护等过程产生的废水；生活区污水一般含有较高浓度的COD、BOD5和SS，由于施工期长达36个月，如果污水未经处理直接排入附近水体，将会导致水体质量下降。（5）空气影响在公路施工期主要空气污染物是扬尘，施工扬尘污染主要来自以下几个方面：路堑开挖、路基平整、土方运输及填筑等施工作业；碎石加工厂、拌合站的降尘设施不到位，洒水不及时，生产过程均会产生粉尘污染；水泥、砂石料等运输车辆在施工便道及施工营地运行过程中将产生大量尘土。（6）固体废物影响施工期固体废物主要包括废土弃方、沥青废料、临时设施拆除、施工人员生活垃圾等固体废物。（7）施工噪音影响施工噪声主要来源为工程机械，因不同的施工机械影响的范围相差很大，昼夜施工场地噪声限值标准有所不同，夜间施工噪音的影响范围比白天大；施工车辆行驶过程中鸣笛等噪音影响。

三、环境影响管理措施

始终坚持“最小的破坏就是最大的保护”原则，坚持“保护优先、预防为主、防治结合”，始终坚持“环保核心理念”，减少场地干扰，尊重自然环境，实施科学管理，保证施工质量，即在施工的过程中采取响应措施，实现环境保护的目标。1．施工准备阶段管理（1）前期策划及方案管理项目进场后，对项目所在区域进行全方位了解，对施工内容全面熟悉，充分考虑施工内容，区域位置，施工周期等因素影响，对环境保护进行专项策划管理，做到提前谋划；选取合理位置作为临时设施建设，尽可能避开林地、保护区用地；制定有针对性绿色施工实施方案，严按照方案进行施工管理，同时针对施工过程对环境因素的影响制定相应的保护措施。（2）加强人员教育培训聘请熟悉卡山保护区动植物保护的有关专家，给全体参建人员进行野生动植物保持等专题培训，并邀请森林公安局讲解保护区内野生动物保护办法，组织相关施工技术人员认真学习国家和地方关于环境保护的规定及条例。（3）加强制度落实，合同约束为减小公路工程施工对生态环境带来的不利影响，在劳务队伍合同签订上，劳务队伍需要全面落实保护区内生态环境保护措施，在工程合同之中，明确保护区生态环境保护要求，并遵守安全文明施工原则，采取积极有效的环境保护措施，在提升建设质量的同时，减少生态环境破坏。2．施工过程控制措施（1）植被保护措施以临时用地尽量少占自然保护区为原则，项目所有临时驻地均设置在保护区外，为减少保护区内施工便道临时用地，只在桥梁及涵洞位置征用了便道，施工便道两侧必须设置环保桩，并加贴醒目的红黑相间的反光标签；严禁施工车辆、机械设备驶离施工便道和主线用地范围，其余便道均设置在主线范围内，合理组织施工工序，左右幅交替施工，交替作为施工便道，有效减少了便道用地；对建设中永久占用林地部分的表层土予以收集保存，采用密布网进行覆盖，待工程结束后，铺筑在场站、驻地、便道上，以利于植被恢复。（2）动物保护措施施工期加强施工人员的教育、管理，严禁捕杀、惊扰野生动物；根据保护区提供的迁徙路线，采用粪便、食物设置诱导标志，引导动物沿着迁徙路线进行通行；在野生动物活动频繁的时间段，禁止施工，确保动物迁徙不受影响。施工期间禁止鸣笛，夜间施工采用近光灯，精良避免惊吓野生动物。（3）水环境保护措施一是桩基施工采用旋挖钻干挖法施工，避免了泥浆的污染，同时钻渣用于填筑路基，减少固体废物的排放；二是设置合理的排水沟、截水沟，将水引至地表水收集池，沉淀后循环使用，达到了节约目标；三是施工废水设置沉淀池，经处理后用于便道的洒水降尘；对施工营地设置化粪池；对洗涤污水设置三级沉淀池集中沉淀处理后排放，沉淀池做防渗处理，沉淀的固体废物实行定期清理。（4）大气环境保护措施。在碎石加工场设置粉尘消减和控制装置，拌合站设置除尘器、减少粉尘对大气的污染；加强施工现场的管理，对拌合站、便道等易起尘区域采取洒水抑尘，对易扬尘的施工材料进行覆盖；土石方运输车辆采用篷布覆盖，防止运输过程中的散落；在施工区、驻地、场站内严禁焚烧可燃物体，减少对大气的污染。（5）固体废物处理措施。施工期固体废物采取“集中收集、分类处理、尽量回用”的原则，其中可利用的弃石方运至碎石加工厂加工成碎石后用于水稳施工，不能利用的、多余的废弃土石方送至弃土场处置，按照先挖后弃的原则进行堆放，运送过程中车顶采用帆布覆盖。保护区外设置施工营地，施工营地周围建立小型的垃圾临时堆放点，堆放点采用带盖桶装形式收集垃圾。设专人定期清除，可回收的塑料袋、塑料瓶回收使用，不得对外逸散，不得焚烧，及时清运至垃圾处理站。（6）噪音影响的处理措施。施工期的噪音主要来源于施工机械和施工车辆，设备进场前对设备噪音进行检测，不符合国家要求设备禁止进场，加强对施工机械的日常维修和保养；有野生动物出没位置禁止鸣笛。3．施工结束保护措施施工结束后，在动物通道两侧设置野生动物饮水点，用于收集雨水，供野生动物引用；并在两侧撒布粪便、食物等措施诱导，引导动物沿着通道通行；拆除所用临时设施，并恢复原有地貌，对取土场、弃土场采用放坡处理，坡度不得大于1：3，场地平整完成后，在上面覆盖一层清表土，并选用采摘的草籽冬季下雪前及春季融雪后两次撒播种子。

篇4

关键词：水文；地质；工程；环境；科技；发展

中图分类号：P62文献标识码： A

引言

水文地质既是岩土工程勘察组成的一部分，又直接影响了岩土工程的特性和质量，甚至还影响到建筑的安全性、稳定性和耐久性。因此在岩土工程中不仅要弄清水文地质和岩土工程之间相互作用的关系，还需要评价地下水对岩土体和建筑的产生的影响。

一、水文地质问题在工程地质勘查中的重要性

在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察，而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的，因为岩土体中含有地下水，地下水可以对岩土体产生直接的影响，而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查，而没有对地下的水文地质条件进行勘查，这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量，在工程建设过程中，或者建设完成之后，可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性，则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。

二、工程地质勘察中水文地质的危害

不管是地下水位的升降变化，还是动水压力，都会在一定程度上危害到岩土工程。主要有两方面的原因会造成地下水水位的变化，分别是天然引起的和人为引起的。如果地下水位有着较大的变化，超出了规定的限值，那么就会导致大量岩土工程质量问题的出现，促使危害的形成。一般情况下，可以将水文地质的危害分为三种情况：

潜水位上升造成的危害： 附近河流、水库以及湖泊等水位的升高，都是在一定程度上升高潜水位，此外，一系列灌溉工程的渗漏问题也会升高潜水位，比如工业废水、给排水管道、引水渠道等等，通过调查发现，潜水位的升高，会对建筑物的质量产生严重危害；具体体现在这些方面，潜水位的升高，会降低建筑

物地基硬度，土壤的含水率得到增加，这样土壤的强度可能就会达不到要求，建筑物的沉降变形问题容易出现。潜水位的升高，会导致砂土出现饱和情况，这样地震液化问题就容易出现，发生一些流砂或者管涌问题等。因为潜水位的上升，斜坡的临空面会降低本身岩土的力学性能，导致滑移或者崩塌等现象的发生，正常功能会丧失掉。还会促使有浸水现象发生于建筑物的地下室，对于其正常使用产生不利影响。

地下水位下降给岩土工程造成的危害：通常情况下，是人为原因造成了地下水位的下降，他们大多是出于自身利益考虑，将地下水抽取出来进行补给，将矿床疏干，以便更好的采矿。地下水位如果出现了很大的下降，就会导致一系列地质灾害的发生，比如地面沉降、地裂以及地面塌陷等等，水质恶化以及地面塌陷等也是容易出现的地质灾害，严重影响到人们的日常生活，还会在一定程度上危害到环境。

地下水位波动给岩土工程带来的危害：很多的因素都会引起地下水水位波动，比如气候季节的改变、河流湖泊的改变以及水库水位的变化等等；通过调查发现，地下水位的波动会给岩土工程带来严重的危害，具体表现在这些方面，一是地下水水位的波动会压密土体，再加压土体，会增加其密度；二是建筑物基础建筑材料的腐蚀程度会得到增加；三是地下水水位波动太懂，木桩的干湿度会出现不断更替的状态下，这样木桩腐烂情况就会加快，泥炭土的危害会更加的大。四是在一些含盐地层，比如钠盐层或者石膏地层等，溶解情况就会发生，进而使建筑有很大的位移发生。五是地下水水位的变化，会导致岩土出现胀缩变形情况，且这种变形是没有规律的，如果水位变化比较的频繁，岩土胀缩变形情况也会频繁的发生，并且会加大胀缩的幅度，导致地裂事故的发生，给建筑物带来一定程度的破坏。如果地下水是处于自然状态下，只有十分微弱的动水压力作用，那么破坏情况一般不会发生；但是如果在工程活动中，如果天然平衡条件被认为的进行了改变，或者受到了动压力的作用，就会给岩土工程造成很大的危害，导致一系列灾害的发生。

三、地下水对岩土工程的影响

（一）流沙现象。在岩土工程中，毁灭性的流砂现象是岩土工程的禁忌。如果挖掘地面低于地下水位，如果不是降水作业，地下水头大于基座，地下水向上渗流是可能的，水底的流砂现象将给施工带来极大的不便和困难，甚至影响附近的建筑安全。

（二）沙土振动液化。沙土饱和后，由于运动使它变得致密，导致土壤孔隙水压力增大，沙土颗粒之间有效应力降低，抗剪强度降低。通过周期性振动，土壤孔隙水压力增加，严重者可完全抵消沙土颗粒之间的有效应力，悬浮状态下的沙土颗粒接近液体性质，土壤液化。如果沙土液化，通常会在地表裂缝处冒沙或是喷水，导致地基失去作用而发生沉降。

（三）地下水的腐蚀性。在沿海地下水中，镁离子、氯离子和硫酸根离子的浓度相对较高，会导致钢筋混凝土的腐蚀。

四、地下水对岩土工程的危害

（一）水文地质评价内容分析研究

调查以往的工程地质勘察报告发现由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此为了保障人员和财物的安全在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。

（1）在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和宕土体的作用效应。

（2）在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。

（3）从工程角度分析地下水对宕土工程的反作用并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准：①对于在宕土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况；②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化宕以及软质宕石等宕土体的情况，应预测上述宕土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。

五、水文地质勘察中的地下水问题及相应措施

（一） 地下水的测量及存在的问题

一般情况下，岩土工程勘察中，地下水的测量与计算方法通常为钻孔。通常是通过钻孔提取岩芯后 0.5 h，测量孔内水位；有条件的，还可测量终孔后24 h 的水位，测量稳定的地下水位。然而，这种方法对于只有含水层贯通的地层是合理的；对于含水层不贯通的地层和局部不透层水的地层，则存在很大的漏洞，为以后的工程设计和施工造成很大的弊端。

（二） 解决地下水问题的措施

为了更准确的测出地下水位，准确找出透水层，可采用分段钻进法进行测量。具体方法如下：1) 设计好每天钻进的工作量，循序渐进。2) 每天钻进工作结束后，可将孔中水抽干。第二天开钻前再测量水位，以明确该地段含水的稳定性。

3) 如果上部地层都不含水，可以一直这样进行下去，直到发现含水层。如果上部已有含水层，可将水抽干，把测量段暂时密封起来，第二天再测量，以查明该地段的水压大小，含水性与水位的稳定性。

一般情况下，岩体完整段一般不含水。节理、裂隙密集段可能无水，也可能有水。通过以上的周密测量，可以把地层分为不含水段与含水段，再结合地球物理勘探仪，准确确定出地层的含水带，从而根据含水带的分布特点，结合裂隙渗透的原理，来准确判断地下水对岩体稳定性的影响。

结语

综上所述，准确的水文地质评估，明确的岩土水理性质，以及对地下水的全面勘察和正确处理，不仅使工程岩土勘察工作的可靠程度大大提高，而且还能更好地用岩土体的潜在能力，为人类的居住环境的长治久安做出重大贡献。

参考文献：

篇5

关键词：半盖半挖法；城市景区；施工

1 引言

随着国民经济的发展，城市交通拥堵问题日趋严重，特别是一些一线城市尤为突出，加快城市道路建设已经迫在眉睫，杭州紫之隧道工程，从紫金港路到之浦路，全长14.4公里，是全国最长的城市隧道。紫之隧道工程的建设，将对完善杭州市第三象限道路网、缓解西湖风景区交通压力、加强主城西侧南北向交通联系以及对外联系、经济交往协作、改善周边地块道路环境均具有重要意义，对社会和国民经济所产生的效益显著。但紫之隧道位于西湖景区，施工环境保护要求高，同时施工用地限制大，工程项目建设以“不破坏就是最大的保护”为环保理念，实现了建设与自然地和谐。下面结合一个工程实例，介绍“半盖半挖法”在城市景区环保型隧道负埋深段施工中的应用。

2 紫之隧道2#西线半盖半挖法施工

2.1 工程概况及研究背景

紫之隧道2#隧道西线负埋深段位于距离洞口段60m处，长度15m，最大负埋深2.8m，原设计采用盖挖法施工，即先在该段开挖边仰坡，然后施作混凝土护拱，最后采用暗挖法通过。但此露头段位于龙井茶园山坳，原设计方案必须征用红线外茶园和林地，修建临时运输便道，在露头段施做钢架砼预支护拱，但临时用地征用困难，而且投资巨大，并且对景区环境破坏严重。

2.2 施工方案比选

2.2.1原设计施工方案（盖挖法）

1、边仰坡开挖

边仰坡自顶向下分层开挖，回填线以下坡率1：0.5，回填线以上坡率1：0.75，喷C25砼10cm，挂Φ8钢筋网@20×20cm，Φ22砂浆锚杆L=3.5m，间距1.5m×1.5m，梅花型布置。

2、护拱施作参数

护拱采用50cm厚C30钢架混凝土，拱部130°设置，拱脚处为扩大基础，并采用Φ25中空注浆锚杆L=4.5m锁脚。护拱内轮廓与原初支内轮廓保持一致，护拱内预埋初期支护中I22a工字钢，纵向间距50cm，取消护拱范围内的超前支护和系统锚杆。

3、回填

护拱施作完毕混凝土达到设计强度后，回填土石，上覆粘土隔水层，厚度50cm，保证拱顶附土厚度不小于1.5m，植草绿化。

4、排水设计

护拱回填层外施作M10浆砌片石渡槽引排原有地表水，设置范围为隧道中线两侧各30m。

图1：原设计K5+075～K5+090（15m）段施工图

2.2.2 原设计方案存在问题

1、由于施工便道在原临时征地红线外，临时征地审批手续繁琐，耗时较长；

2、该方案需修建临时便道，并且要开挖边仰坡，对景区环境破坏较大；

3、该方案施工周期长，投资金额较大。

2.2.3 优化后施工方案（半盖半挖法）

总体思路：以“不破坏就是最大的保护”为环保理念，不开挖边仰坡，“零进零出”，对露头段两侧的仰坡进行加固，然后强行出洞施工护拱，再二次进洞。

1、反向施工超前小导管

在负埋深段出口处反向打设Φ42mm双层超前注浆小导管，外层小导管长度6.0m，以10°角打入，环向间距中距中30cm；内层小导管长度6m，以5°角打入，环向间距中对中30cm。打设范围为拱顶120°范围。与洞内双层小导管形成搭接交错的棚架作用，然后强行出洞。

2、半盖半挖法施工

（1）机械出洞

隧道露头后，根据挖掘机出洞所需要的高度（大约3m）开挖中槽，具备挖掘机出洞高度后挖机出洞。

（2）挖机出洞后先清除施工区域原地表的杂草和松散土。

（3）测量人员放出隧道二次进洞的实际里程（要求拱顶覆土1.5m以上）以及护拱施工开挖边线，并根据现场实测高程计算开挖深度。

（4）根据地形测量结果开挖上台阶工字钢脚板基础，开挖高度为洞内三台阶施工上台阶高度。

（5）在负埋深段二次进洞处正向打设双层超前注浆小导管，外层小导管长度6.0m，以10°角打入，环向间距中距中20cm；内层小导管长度6m，以5°角打入，环向间距中距中20cm。打设范围为拱顶120°范围。

（6）在15m负埋深里程段内立设上台阶工字钢，工字钢型号为I22a，纵向间距50cm，拱脚打设L=4.5m锁脚锚杆（每榀8根），连接筋间距1m，通长双面焊接，安装双层钢筋网片@20×20cm，C25喷射混凝土厚度50cm（拱脚位置喷射混凝土厚度80cm）。为提高喷射混凝土密实度，工字钢立好后，内模采用石棉板封闭，然后再采用从上而下喷射混凝土。

（7）洞内施工仍按照原设计施工。

（8）在初期支护封闭成环后，工字钢外层（原设计套拱范围内）用防水砂浆抹面，厚度5cm，然后铺设“两布一板”防水层，及时施工仰拱和二次衬砌。

（9）二次衬砌施工完成达到设计强度后，根据征地进度原设计施工洞顶护拱回填土及防排水系统。

图2：优化后K5+075～K5+090处护拱施工图

篇6

关键词：安阳河；环境影响；效益分析；水环境保护；建议

中图分类号：X171.1 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0114－01

1 安阳河综合治理工程概况

安阳河是流经安阳市区北部的一条河流，从1991年开始治理，至今已完成了市区西段、市区中段、市区东段的综合治理任务。主要工程项目包括河道堤防、3座橡胶坝、污水截流治理、洹滨南路建设、平原路桥建设以及沿线征地拆迁、路灯亮化和两岸绿化等。

2 环境影响评价

市区东段河道，特别是高速公路两侧河岸坍塌，凹凸不平。河道左堤残缺，由于沿堤乱建房和堆存垃圾，不仅影响行洪安全，同时环境也遭到破坏。印染厂、造纸厂等污染源的污水排放，使水质污染日趋严重，沿河群众的健康受到了一定损害。

东风坝以上市区段治理后，修建了洹水公园、河滨游泳场，沿河新建的绿化带，水面游船的增设，美化了城市，净化了空气，环境大为改观。

通过本次市区东段的河道治理，沿河林带、草坪、河滨大道等建筑的修建，使市区人均绿地占有量由原来的3.43 m2增至5.36 m2。既改善了生态环境，又美化了市容市貌，于曹橡胶坝修建后，与殷都坝、东风坝形成梯级坝，蓄水后可形成36.18 hm2水面，使水质得到淡化，补充地下水源，增加水上景观；污水截流工程的实施，截流污水4万t/d，可使每年1 375万t的污水截流于东区污水处理厂，避免了污水直接排入安阳河乃至污染卫河造成的危害。随着水质污染问题的逐步解决，沿河群众的健康、生活环境得到保护。

3 效益分析

3.1 社会、环境效益

安阳河治理主要是减少洪水灾害带来的损失，属社会和环境公益性质的建设项目。治理后防洪标准达到50年一遇，确保了安阳市区、京广铁路、107国道、殷商文化遗址和京珠高速公路的防洪安全，减少了受灾机会，保证市区经济的发展。

安阳河河道治理后，打开了洪水出路，为保障社会稳定和经济快速发展奠定了基础；河道边坡和两岸植树绿化及水面面积共99.763 hm2，对于净化空气、防止水土流失、改善环境，产生了良好的作用；梯级坝的形成，补充了地下水，有利于生态环境改善；安阳河的治理使安阳河市区段洹的绿化长度达到10.13 km，可促进古城安阳的历史文化、旅游的发展，对改善我市的投资环境，也有重大意义，安阳市将会形成一个独特的休闲、娱乐场所。

洹滨南路、平原桥的建设，完善了东部道路路网结构，改善了该区域的交通，还将带动道路周围的建设及土地增值，推动了经济发展。

3.2 经济效益

安阳河市区经济效益费用比1.224，净效益7 443.10万元，内部经济回收率8.98%，敏感性分析（投资增加10%）益本比也达到1.113，内部经济回收率8.03%，从经济分析看，是合理可行的。因此，要加快对该段河道治理的步伐，通过治理将造福安阳人民。

4 综合评价

安阳市区东段综合治理工程是改善我市城市生态环境和投资环境的形象建设工程，是增加城市防洪能力的需要和提高市民生活质量的需要。安阳河市区经过治理后，必将进一步增加我市的防洪减灾能力，完善城市基础设施功能，改善我市的水环境，塑造优美的城市形象，提高城市的吸引力，并带动旅游业、房地产业等相关的发展，拉动我市经济的增长。同时可形成水面36.18 hm2，加上河道两岸绿化带共形成绿地98.825 hm2，将构成我市又一道亮丽的风景线，给全市人民提供一个休闲娱乐的场所。

5 河道水环境保护建议

5.1 加强河道水资料保护的宣传力度和执法力度

根据国家和地方有关法律和法规，大力宣传教育，提高民众的环境保护意识，使保护河道水环境成为全社会的共识。严格实行污染废水的达标排放，对超标排放的工业污染源要坚决进行严格处理，并限期达标排放，制止先污染、后治理的错误倾向，把污染控制在源头。

5.2 贯彻污染防治与生态保护并重的原则

贯彻污染防治与生态保护并重的原则，规划、设计、整治安阳市的城市生态系统，建设好安阳市的城市绿色景观体系，保护好安阳市可持续发展的环境基础，建立起环境与发展的综合良性循环机制。进一步加强自然保护区的建设和管理，建立自然保护区、风景名胜区。健全生态示范点的检查考核制度，以确保生态保护政策得到正确实施。 （编辑：王昕敏）

Analysis of the Impact and Effectiveness of the Anyang River

Comprehensive Management Project of the Urban Environment

Sun Xiaoyong

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关键词 变压吸附技术 环境工程

1介绍变压吸附技术的基本工作原理和特点

变压吸附（Pressure Swing Adsorption.简称PSA），是一种新型的气体吸附分离技术，常用于气体混合物的分离。利用气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异，再通过周期性的压力变化进行气体的分离，但是在压力或者温度不变的情况下，吸附量是各有不同的。因此，气体的吸附分离方法，通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。对比传统的气体分离技术，其特点是能耗较小，压力要求一般在0.1-2.5PMPa、产品气体纯度高、运行成本低、分离流程简单，不需要复杂的工序就可以对多种气体分离、还有自动化程度高和维护简单、节省土建费用等等。

2分析变压吸附技术在环境工程应用的优势和现状

变压吸附技术的在环境工程中的应用优势其实与变压吸附技术自身特点是一样的，具备了能耗低、投资少、流程简单、操作方便、可靠性好等优势，而且此项技术的分离提取使得产品纯度高、可在室温和不高压的情况下工作、床层再生时也不需要加热。

我国现今变压吸附技术在环境工程中的应用现状是用于多个不同类型的工业领域，有空气干燥，氢气、一氧化碳等气体的分离提纯，这是变压吸附技术在投入环境工程中最初的也是最广泛的应用，另外，如今还在废水处理、废气处理、固体废弃物处理方面、煤矿瓦斯气浓缩甲烷和天然气净化等等环境工程方面应用，应用领域不断扩大，PSA工业装备的规模也在不停地扩大和制作自身的完善，加上PSA技术也是在不停地在提高，更加简单便利。因此，在这些方面的的应用使得它在尾气治理、环境保护的方面有更广阔的应用前景。举例：发展最早、推广最多的PSA技术是提氢技术，这项工艺发展成熟，装备单是中国已有200多套，制作氢气的原料和方法也有很多，由于现在许多工业尾气中含有较高的氢气，有不同的分离提纯流程，它的使用耗能远远低于电解法制氢，使得钢铁工业和石油工业也是逐步地使用PSA技术取代了电解法制氢，这就是目前其中变压吸附技术在环境工程中的应用现状，环保性能好，是最佳的选择方法。但是，现在国际和国内的状况是，某些相关的在环境工程中的应用只是尝试运行中，还需要研究试用才能广泛地进行，所以即使技术已相当成熟，国内技术发展还需继续，有些合成装备只能靠进口，而且制氧或制氮使用不同工艺的市场竞争激烈，这就是现状。

3变压吸附技术在环境工程中的应用的未来发展趋势

通过市场竞争和技术的进步，我国的PSA技术已经是国际水平。如今变压吸附技术在环境工程中的应用前景良好，那么接下来应如何提高和发展趋势如何，是一个值得探讨的问题。由于我国的变压吸附空分制氧技术进展较慢，对于空分制氧吸附剂和其工艺循环过程的研究相对国外还是较落后的，所以在这方面的发展研究应加大，相关地，还要提高新型吸附技术的性嫩和分离效果，使得这项技术的优势更加明显，耗能更低，使用起来更便利。还有就是更多用于工业废气净化和综合利用中，如回收氮氧化合物、硝酸尾气净化、各种工业含氢废气回收氢气等等方面，可以将本身排出不要的废气再次提取使用，这样二次利用更加地环保和适用，使环境工程中的环保问题更加完善。当前PSA技术和深冷技术之间的竞争激烈，但是在发展面前，没有什么是完全相对的，PSA技术是可以深冷技术等相结合的，这样的一个发展研究方向能够研究出一种复合型的气体分离技术，其优势会得到综合，对于环境工程中的使用价值更高了。其次就是，PSA技术在合成工艺中使用地位的提高，应用会变得更加重要，由辅助工艺变成化工工艺的主要装置，成为主要装置中的重要组成部分，这也是它未来的一个明显的发展趋势。除此之外，变压吸附技术还可尝试利用PSA技术在一套装备中生产多种产品，这样的使用会使其在工业运行中更加明显地体现了变压吸附技术的优势，是一个很好的发展趋势。还有就是扩大其在环境工程中可以使用大范围是其一，除了需要提取高纯氧的环境工程外，还可以加大对不需要高纯氧的中小规模的氧气生产，并广泛应用在有色金属冶炼、甲醇生产、化肥造气、医疗和军事等诸多领域，这样更具竞争力，也是未来要加大发展的一个方向。

4总结

本文通过对变压吸附技术的分析，间接了解了它被广泛应用的原因后，又对它在环境工程中的应用优势和现状后，就它的未来的发展方向进行了展望。其实，这项技术在中国也发展了二十多年，在广泛使用后，能留意到其在优势背后隐藏了问题，就其存在的好与坏不停改进，使其更好地被应用在环境工程中，这是我国工业界仍需努力和发展的方面。另外，变压吸附技术能够经济高效地实现物质的分离，这不仅是分离技术在环境工程中未来的发展方向，也是对环保和工业生产作出的更大的贡献，其具有了理论意义和现实意义。

参考文献

[1] 梁其煜，李世模，邵郜平.变压吸附技术的发展[J].低温工程，1997年05期.

[2] 谢昭萍.变压吸附技术为传统工业“提气”[N].中国化工报，2003年.

[3] 郑久成.利用变压吸附技术回收苯乙烯尾气中氢气[A]；加入WTO和中国科技与可持续发展――挑战与机遇、责任和对策（下册）[C].2002年.

[4] 王大伟；变压吸附处理VOCs中的热质传递[D].华中农业大学，2009年.

[5] 辜敏、鲜学福；变压吸附技术的应用研究进展1[J].广州化学，2006年02期.

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【关键词】卓越工程师　实践教学　环境工程　培养模式

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）11-0214-02

“卓越工程师培养计划”是教育部着力实施的针对高等工程教育的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。2010年3月教育部正式启动第一批试点高校工作，西南交通大学成功入选教育部“卓越工程师培养计划”全国首批试点高校，环境工程专业被学校确定为首批卓越工程计划试点专业。本文将以环境工程专业卓越工程师本科层次实践教学体系为研究对象，介绍了西南交通大学环境工程领域本科层次卓越工程师计划的实践教学培养体系的构建，对环境工程专业卓越工程师的培养提供一定的借鉴。

一、卓越工程师计划企业实践教学的培养目标及定位

按照卓越工程师培养国家通用标准要求，西南交通大学制定了环境工程专业卓越工程师本科层次培养目标和定位。环境工程专业实践教学将继续秉承西南交通大学原校长茅以昇先生提出的“习而学”的工程教育理念，通过企业阶段实践教学的学习，将课堂基础理论和专业知识学习与企业工程实践锻炼相结合、产学研相结合，通过校企合作，双方优势互补，联合培养能够解决工程规划、设计、建设、运营、管理等方面环境问题的本科工程型人才，主动适应新能源产业中节能减排、环境保护和资源循环利用事业大发展对高端工程型人才的需求。

二、环境工程专业卓越工程师培养中对实践能力的要求

1.具有一般性、专门的工程技术基础知识和相关技能的能力

环境工程专业卓越工程师必须具备从事环境工程工作所需的工程科学技术知识以及一定的人文和社会科学知识；掌握环境工程基础知识和专业知识，具备解决工程技术问题的技能；了解行业的基本业务流程、基本工作纪律、基本工作内容，熟悉行业的工作性质，能够较快适应行业的相关工作，熟悉行业的行业背景，了解工程项目的运营、管理方面的关系；熟悉环境工程领域技术标准，了解技术发展趋势。

2.具备解决工程实际问题的能力

环境工程专业卓越工程师在具有一定专业理论与实践能力的基础上，必须具备环境工程项目设计、应用和维护或解决实际工程问题的系统化工程训练，具备解决工程实际问题的基本能力；善于对环境工程项目设计、应用和维护中出现的工程问题进行处理，并具备基本分析、解决问题的能力，具备环境工程方面的实验技能和创新意识，能对环境工程项目变化的需求提出改进设计方案并制订实施计划，具备污染物处理技术开发、系统维护改造的能力。

3.具备环境工程项目工程管理方面的基本知识并具备参与能力

环境工程专业卓越工程师必须具有管理环境工程项目方面的思想和相关法律法规意识；具备在法律法规规定的范畴内，按确定的相关标准和程序要求开展工作的能力；具备应对环境工程项目需求变化的能力，能够发现质量标准的变化，并采取恰当的措施应对；具备处理项目中出现的危机及突发事件的能力；参与评估环境工程领域设计的工程项目，具备提出项目改进建议及工程过程改进建议的能力。

4.具备有效的沟通与交流的能力

环境工程专业卓越工程师必须能够熟练使用环境工程领域的技术语言，基本具备在跨文化环境下沟通与表达的能力，能够进行工程文件的编纂，如可行性分析报告、项目任务书、投标书等，并可进行说明、阐释；具备较强的人际交往能力和适应能力，能自信灵活地处理不断变化的人际环境和工作环境；能够跟踪本领域最新技术发展趋势，具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力；具备较强的团队合作精神和组建、运行、管理、协作团队方面的能力。

5.具备良好的职业道德，体现对职业、社会、环境的责任

环境工程专业卓越工程师必须具有良好的职业道德，掌握一定的职业法律法规、标准知识，以及应遵守的职业道德规范，遵守所属职业体系的职业行为准则；具备良好的职业素质、积极进取精神、系统思维能力、创新精神、较强的社会责任意识和工程师角色定位。

三、环境工程领域卓越工程师计划本科层次实践教学体系建设

在对环境工程领域卓越工程师计划本科层次实践教学认识的基础上，学校通过转变教育思想，教育观念的大学习、大讨论，进一步明确卓越工程师计划实践教学的地位和作用：注重实践教学与理论教学、经济建设、学科发展及科学研究、普遍性培养与个性化教育、校内外五结合，拓展实践教学的空间，构建新型的立体化实践教学体系。

实践教学体系依托学校与中铁二院建设的土木工程与环境工程国家级工程实践教育中心，学生可以直接接触到企业的最新技术，初步构建体现教学与科研结合、理论与实践结合、综合设计与工程应用结合、基础与前沿结合、经典与现代结合的，具有学科特色的实践教学内容，为切实提升实践教学质量奠定了基础。实践教学体系的设计围绕环境工程“环评、设计、监理”核心能力的培养而展开。

新型的立体化实践教学体系以学生工程实践能力、创新能力与科学研究能力的培养为核心，以工程实践与科研训练为主线，重点放在了各类工程实习、技能实训、专业实践、毕业论文（设计）四个线性层次上的实践环节，并将部分综合性、设计型、创新型实验项目环节纳入实践教学体系中。

四、实践教学质量保障机制

参照西南交通大学本科教育质量保障体系及实践教育相关质量保障措施，建立实践教学质量安全动态保障机制，构建了新型工程实训考评体系和面向工程应用的论文（设计）考评体系。

以执业能力评价为准绳，改革传统实践教育考评体系，着力构建工程实训考评体系。以面向工程应用为目标，着力构建新型毕业论文（设计）考评体系。根据环境工程领域卓越工程师本科层次人才需求能力要求，构建不同层次的“环境工程人才能力评价矩阵法”，依托能力评价矩阵对知识、技能和素养的综合实现质量开展面向执业能力提升的全面考评。

五、师资力量的配置及完善师资工程能力的培养机制

1.师资力量的配置

企业学习阶段实行“双导师”制，即学校导师和企业导师负责制。学校导师由学校所在学院的环境工程专业具有一定的工程背景和实践经验，有责任心，有较强的组织协调能力教师队伍中遴选。企业导师经校企双方商定后，由学校（或学院）在企业工程技术人员、管理干部中聘任，并签订指导合同。由学校导师和企业导师共同成立指导小组，研究和解决进行现场教学、实习、工程实践、科研实践中的问题，总结和积累指导经验。实行“双导师”制的关键是要明确导师的责、权、利。学校导师要教育学生尊重企业导师，要充分发挥企业导师的作用。学校导师与企业导师要经常沟通信息，协调指导事宜。

2.完善师资工程能力的培养机制

提高青年教师的工程实践能力符合“卓越工程师教育”人才培养的要求，是环境工程专业教师队伍建设的一项重要任务。通过与企业签订联合培养合作协议，一方面确保卓越工程师专业人才的完整的培养体系的建立，另一方面为高校青年教师实践工程能力的提高提供了途径，通过深入企业现场指导学生，极大地促进了青年教师工程实践能力的提升。通过建立科学、合理的工程人才引入机制，确保了企业中个别具有丰富工程经验和较高学术水平的工程技术专家进校讲学并参与工程型专业人才的全面培养。

六、工程实践认证标准及认证方式

工程认证是对学生工程实践成果的认定和提高学生学习积极性的有效手段。通过工程认证，能够提高工程实践的效率，达到更好的培养效果。学生在实践过程中，由企业指导教师和学校指导教师根据学生的现场操作、实践报告、毕业设计对学生进行考核，考核合格者通过相应部分的工程认证。工程实践的最后阶段，学生在实践中心完成毕业设计，各阶段成绩合格且毕业设计答辩通过后，由中心颁发工程认证证书。

表6-1环境工程专业的认证标准

七、结论

“卓越工程师培养计划”是国家改革工程教育人才培养模式的重大教改项目，其中主要是针对实践教学环节的改革。卓越工程师人才培养是一项复杂的系统工程，根据环境工程专业学科的特点和卓越工程师培养目标要求，强化企业实践教学环节，建立新型的实践教学体系和质量保障机制是非常必要的。环境工程专业以此次“卓越工程师培养”为契机，着力培养学生的工程实践能力、创造能力和国际竞争力，进而保证环境工程专业的本科毕业生能够达到“卓越人才培养计划”的培养目标，得到社会及用人单位的肯定和欢迎。

参考文献：

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”学校工作方案研究[J].高等工程教育研究，2010，（5）：30-36.

[2]王涛，王爱国，刘美.工程教育理念下实践教学体系建设的思考[J].广东石油化工学院学报，2011，21（5）：29-32.

[3]宋珍霞，徐建平，蔡昌凤，徐大勇，唐海.环境工程专业应用型人才培养实践教学改革探讨[J].安徽科技学院学报，2012，26（1）：80-83.

[4]冯磊华，鄢晓忠，李录平.能源与动力工程专业卓越工程师培养的实践教学研究[J].中国电力教育，2012，（232）：71-72，94.

[5]赵韩强，赵树凯，刘萍萍.试论高等工程教育师资队伍建设[J].理工高教研究，2006，25（6）：81-82.

篇9

微课程在高职环境工程专业课程教学改革中的应用主要包括前期准备、内容设计、资源整合、学习评价等环节，要做到“以学生为本”，因材施教，取得实用性强、促进教师队伍向专业化发展等实际效果。

【关键词】

微课程；高职；环境工程专业；教学改革；应用；效果

一、微课程概述

随着网络信息化的不断发展，新媒体的出现带给整个社会重大影响，教学方式顺应时代召唤，使长期以来刻板单一的课堂上教学有所改变，如果能有效的利用网络技术，是最好的办法，于是就有了微课程的定义。微课程最早的出现，是美国和英国的教授们所提出的六十秒演讲和一分钟视频教学，其核心就是“短期课程”。用移动化、个性化等方式进行线上教学，针对某一知识点，特别是学生在学习中遇到的难点、疑点专项练习，提高学习效率，更促进学生实践能力，成分体现现在社会中“以人为本”的理念，适应时展趋势。

二、微课程在高职环境工程专业课程中的实施效果

1、做到“以学生为本”，因材施教如果说传统的教育方式中学生还只是一个“听众”，那么在微课程上学生直接摇身一变成为知识的主人，极大的加强了学生的自主学习能力。学生在微课程上可以简单、有针对性地找到自己在学习上需要的内容，把整体的复杂的知识体系“碎片化”，与知识的互动性加强，微课程的简短性这一特点也正好满足现代学生耐心差的特点，图片、视频、动画、声音等多位一体的方式能刺激学生集中力，实现因材施教。例如：环境工程这一专业对于刚上大学的学生们来说绝对是一个全新的领域，学生们很容易产生迷茫的情绪，微课程就可以让学生在学习初期直接寻找到一个适合自己的方式，从初步的概念，比如学习环境工程的意义，当前资源危机的影响等等，再到深度的分成水污染、大气污染、噪声污染等多个方面的学习，对整个学习流程都有帮助，也对日后的练习测评，学习反馈起着引导作用。2、实用性极高传统的教育方式中，学生被限制在课堂上，时间与空间上都不能自己去掌握，局限性高，方式也很单一、固定，这样的教育方式实用性低。而微课程却妥善利用了可操作这一特性，主张学生随处学，随时学，不被任何时间地点限制。现阶段是新媒体盛行的时期，几乎每个学生手中都有智能产品，学生通过这个产品就可以进行学习，方式新颖，激发学生好奇心与求知欲，加大学生维度。例如：高职院校学生在学习环境工程专业课程时，如果因为课堂上教师讲授的快，同时上课的学生多不能一一解答问题，就可以通过微课程进行再次学习，寝室、教室、甚至家里都是微课程学习的好地点，点开课件就可以把今天学过的但是还有疑问的课程再次学习，并通过线上练习题加以巩固，同时对明天的课程做一个提前的预习，方便跟上思路。环境工程这个学科非常复杂，如果不能及时掌握专业知识，有知识断点，会导致整个专业技术学习的漏洞，微课程在这方面起到重要的促进作用。3、促进教师队伍向专业化发展微课程的大力推进是不是就代表传统的教师授课队伍即将过时了呢？这个想法是绝对错误的，可以确定的是，微课程的设计也离不开人的作用，其核心还是人来设计教学内容，只是换了一种学生更喜欢的方式。教师队伍在面对微课程时，也是对自身教学水平的提升，一些年纪较大的教师也可以通过微课程与时代接轨，走科学化道路。设计符合专业的素材软件，把教学上缺少的生动化弥补，课件通过微课程展示，促进师生间交流，同时也可以进行教学反思，把整个职业生涯做的更加信息化、先进化。例如：环境工程专业课的教师，就可以按照自己的经验，先设计出一款微课程，再在日后的教学中根据学生的实际情况不断调整，也可以单独针对其中一个模块，比如环境噪声控制工程进行有针对性的教学，提高效率，保持科学。

三、微课程在环境工程专业中的应用方式

1、前期准备

环境工程绝对是现在的热门专业，社会的发展给环境带来的压力导致国家急需环境工程专业性人才。因此环境工程专业在前期准备中就要做足功课，选择一个适合的主题，定制合理的教学目标，比如：选择“固体废物处理与处置”作为主题，并针对这一主题设立“切实解决固体废物污染”的教学目标，方向明确且具体。

2、内容设计

对环境工程这一专业进行内容的单元划分，环境工程这种大概念能衍生出的分支很多，比如大气污染控制工程、水污染控制工程、环境噪声控制工程等等，针对每一个单元，形成具体的教学设计，采取不同的方式，多样化，系统化，让环境工程枯燥的内容变得生动起来，使学生每一节课都充满学习劲头与兴趣。

3、资源设计

针对环境工程专业课件的制作也很关键，因为涉及到环境，最直观的像环境污染图片，环境污染视频都是最好的课件资源，同时对于每一节课都设计不同的习题，让学生勤于思考。教师也要不断的整合资源，更新课件，保证教学的内容，所用的例子都是新鲜的或者说是时下热门的。

4、学习评价

因为环境的复杂性，学生在学习环境工程专业时，即使掌握的理论知识非常多，也需要亲身实践，但是简单的实践可以在现实中完成，很多实践内容却并不能轻松实现，比如环境微生物学等，微课程就可以设计专门的虚拟实践项目，仿真化教学，学生可通过在智能软件上操作，总结实践成果。学生在每个学期结束的时候，做出学习评价，反思学习遇到的困难，争取更加科学的学习专业知识。

四、结语

微课程可以说代表了新时期的教育方式，把网络全球化的意义很好的诠释。虽然现阶段，微课程本身还有不少漏洞，这种教育方式也没有被全面接受，但是这条路的方向是对的，科学化、技术化的核心是对的，在未来除了要大力宣传微课程这种教育形式，也要在源头上对微课程的系统技术、内容资源设计进行管理，相信微课程的应用会给教育界带来巨大的促进作用。

【参考文献】

[1]姜玉莲.微课程研究与发展趋势系统化分析[M].北京:中国远程教育,2013.11-14.

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关键词：卓越计划；改革；培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0074-02

一、背景

随着经济的快速发展，我国环境污染、生态破坏、资源和能源短缺等问题日趋严峻，因此，环境保护产业被公认为21世纪的“朝阳产业”，而当前国内高校环境工程专业人才却面临就业冷遇。就业难的原因之一是人才培养忽略了工程实践能力的培养，不利于现代环境工程人才的输出。

为适应工程教育发展趋势和企业对人才的需求，增强毕业生的核心竞争力，满足建设创新型国家的需要，2010年，教育部推出了重大改革项目“卓越工程师教育培养计划”（即“卓越计划”）。截止到2013年，共计36所院校的环境工程专业先后入选“卓越计划”。2013年6月20日，我国获批准加入《华盛顿协议》，成为准会员国。随着今后更加开放的人才政策，环境工程技术人才的国际交流合作将日益频繁，而如何培养合格的、适合社会需求的、创新型的环境工程专业人才是高校环境类专业教育工作者面临的一个重要课题，因此探讨环境工程“卓越计划”的实施与改革，对于高质量环境工程人才输出具有重要意义。

二、代表性院校课程设置及学分分配

选取第一批入选“卓越计划”的国内知名环境工程办学院校――清华大学、同济大学和哈尔滨工业大学，及第三批入选的以工科培养见长的西安交通大学为代表，比较了各高校环境工程专业理论课程教学和实践教学。各高校理论课学分分布在132.5～141之间，实践教学学分分布在32～38之间，总学分约为170左右。各高校课程分类体系略有差异，但总体来看理论课设置基本分为三大模块，即通识教育课程、相关的自然科学基础课程、专业课程。各高校在通识教育、自然科学基础、工程基础和专业基础课程设置类别上差别不大，个别课程学分有所差异。自然科学基础课程体现了宽口径、重基础的特点，保证了环境工程人才培养必备的数、理、化等宽厚的知识基础。工程基础和专业基础课程为环境工程人才培养提供了全面系统的工程及环境基础知识。各高校专业课程设置存在一定差异，分别基于自身的学科方向和优势开设了相应的特色课程，体现了各院校教师的研究特色，学生可以根据自己的兴趣选修，在教师的讲授下接触相关领域学科前沿。

实践教学环节的目的是使学生在实验操作、科学研究、工程设计方面得到初步训练。各高校在实践教学设置中分为三个模块，即实验、实习和设计。各高校注重的实践环节存在一定差异，同济大学和哈尔滨工业大学在专业课程设计环节有所偏重，清华大学更注重综合实践能力的培养，西安交通大学在实验教学环节中较其他高校有所侧重。

三、人才培养现有问题

目前环境工程专业人才培养存在以下几点问题。

1.毕业生对专业工程基础理论和专业技能掌握得不牢固。由于考核不够严格，导致学生只要能应付考试就行，对专业知识与技能没有真正的领会与掌握。另外，由于就业前景堪忧，学生对专业认同感不足，导致学习动力不足，对专业基础课程的学习不够重视，基础知识和基本技能掌握得不扎实。

2.学生工程设计与创新能力不足。环境工程专业具有较强的交叉性和包容性，这对学生的知识面提出了更高的要求，学生需拓宽学习视野，重视边缘和交叉学科的发展。而我国基础教育模式导致学生自主学习能力较差，学生普遍受到知识面较窄的局限，制约了学生工程设计和创新潜能的开发。

3.教师工程素养的不足。新进教师大多数是博士毕业后直接进入学校工作，缺少在企业学习和工程训练的经历，在工程实践方面缺乏经验。

四、“卓越计划”实施与改革探讨

1.调整人才培养方案。通过对国内外同类专业教育培养模式的调研，及与国家大中型企业、专业设计院、科研院所和行业协会、学会的交流，研究环境工程专业的发展趋势及人才需求特点，分析我校环境工程专业人才培养现状及存在问题。根据调研成果，结合我校环境工程学科建设特点，调整课程体系的结构，重点突出工程教育，将职业资格培养引入课堂，设置“工程师模块”课程，形成产学研合作的人才培养模式。重新修订各专业基础和专业课程的教学大纲，强化工程设计和实践教学环节，以适应课程体系结构的变化。在专业建设中，实施本项目所制订的人才培养方案，并通过意见反馈，修改与完善培养方案。

2.建立产学研教育机制。以互利互惠为原则，把生产、教学、科研紧密结合，发挥各自优势，弥补不足，形成产学研三方利益共同体的一种教学、科研、实践相结合的人才培养模式。（1）采取“走出去”的办法。选派教师（主要是青年教师）到环科所、设计院、环保公司等单位挂职锻炼、跟班工作等方式参加工程实践，提高教师工程素质。不断派遣教师出国进修，加强国际交流，提高教师国际视野和国际化水平，使教师能够与国际社会的大环境接轨，时刻把握国际前沿知识，掌握领域最新动态，从而为学生传授。（2）采取“引进来”的办法。引进国内外知名高校、科研院所，甚至国有大企业的高级工程专业技术人才来充实和优化教师队伍。从国内外环保企业、科研院校、设计院所等单位聘请具备丰富经验的高级工程技术人员，为学生开设系列讲座课程，让学生更深入地了解工程案例，加强对专业知识的掌握。（3）加强校企双向合作，促进产学研联盟办学。通过与环保公司、环保设备制造企业、设计院等单位的横向课题合作，加强工程管理、工程设计等方面双向联合，在合作良好的企业中培育产学研联盟办学基地，促进学生动手能力、实践技能、工程设计和创新能力的提升。

3.建立学业导师制度。学生从入学开始，选配学业导师或学业导师组，对学生大学四年的学习和生活提供全程指导。倡导以学生为本，注重学生专业生涯的个性化发展，做到“因材施教”。随着专业知识学习的不断深入，在学业导师的引领下，鼓励学生能够根据自身个性和兴趣，参与项目设计、创新性实验、科研训练等活动，从而构建自身的知识结构，发挥创造性和创新能力，最大限度地利用专业教师资源和实验硬件资源，参与导师的科学研究，使学生能够接触学科前沿，培养专业认同感和兴趣，增加学生科研的深度和广度，并提高学生的实践能力，精英化地培养符合社会需求的专业人才。

4.加强实践教学。（1）深入推进案例教学法，强化实践和工程教育。环境工程学科具有很强的实践性，传统的教学方法很难满足培养学生专业技能的要求。因此，在授课过程中选择与教材紧密联系的具有时效性、典型性和区域性的2～3个真实案例展开教学和讨论，在加深学生理解所学内容的同时，产生强烈的现实感和使命感，面对实际环境问题，能激发学生的学习和钻研兴趣。通过学生的课前准备、课上讨论、教师点评和总结等过程完成教学，充分调动教师教学和学生“我要学”的积极性，把传授知识和提高能力有机统一起来。最大限度地给学生提供思考、研究、创新的时间和空间，培养学生的创新能力和工程意识。（2）通过校企合作，在课程教学中，安排4～6课时进行课程实习，加强理论教学与实践结合的实效性，并逐步将来自于生产一线的高素质高级技术人员的授课和讲座制度化和规范化。

5.加强科研创新能力的培养。（1）大学一年级安排学生在学业导师的指导下，广泛阅读本专业领域的中英文文献。邀请国内外知名学者开设本专业系列讲座，使学生了解当前本专业的国内外研究热点，拓宽学生的专业国际视野，培养学生的专业兴趣。（2）大学二年级鼓励学生参与学业导师的科研课题，参加导师课题组的学术例会，开展相关课题的文献调研、创新实验和科学研究，培养学生的实践动手能力及科研创新能力。（3）大学三、四年级，根据课程设计、项目设计和毕业设计的需要，安排学生深入开展学业导师或者项目指导教师相关课题的研究，旨在进一步提高学生的科研创新能力和团队合作精神，并期望借此阶段的培养，提高学生继续深造的竞争力。

6.加强教学管理制度规范。（1）在学校和学院的教学管理规章制度的框架下，结合基层教学单位的特点，进一步细化贯穿本科教学各环节中所涉及教师和学生的教学质量管理规范和措施，使得专业教学工作的开展有章可循，有据可依，为教学质量的监控措施在基层教学单位的实现提供必要的监督保障机制。（2）定期开展课程的教学方法活动和教学方法交流，特别是邀请来自企业的高级工程技术人员与专业教师共同参与，不断提高教师的工程创新意识，并使之贯穿到课程的教学中。

五、小结

在当前我国环境问题不断涌现的社会现实背景下，环境工程专业必将是21世纪重点发展的学科领域之一，如何贯彻和实施“卓越计划”，培养出适合社会需求的创新型环境工程人才，是环境工程教育工作者面临的一个重要课题。本文期望分享专业教育改革经验，探索具有特色的环境工程教育培养模式，提升环境专业工程教育质量，培养出面向工业界、面向世界、面向未来的高质量环境工程技术人才，为全面改善我国环境污染问题，增强国家核心竞争力和综合国力做贡献。

参考文献：

[1]张惠芳：产学研合作教育与环境工程专业应用型人才的培养[J].教育理论研究，2013，（10）：2-9.