环境工程的理解范文

时间:2023-12-28 17:50:20

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环境工程的理解

篇1

关键词: 公路工程施工环保

Abstract: this article introduces and analyses the highway construction the negative effects on environment, puts forward the highway construction process management measures and environmental protection work measures of highway engineering construction of environmental protection work make beneficial discussion.

Key words: the highway engineering construction environmental protection

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号

公路工程一般来说建设周期长、工程量大,其改变了原有地形、地貌,对周围环境影响较大。主要表现在:破坏地表,容易造成水土流失;污染水源;施工期间,施工机械噪声影响周围居民生活;建筑材料存放、运输易造成空气污染等。所以做好施工中的环境保护工作是搞好公路管理的重要方面。

1 公路建设对环境的影响

公路对环境的影响主要表现为公路对社会经济的影响,对生态环境的影响,对大气环境的影响,对声音环境的影响和对自然景观的影响。

1.1 公路建设对生态环境的影响

1.1.1 原生植被的破坏:公路路基的开挖打乱了土层,取走表土,使原生植被遭到破坏,失去了生存的土壤条件。同时公路建设过程中遗弃的建筑垃圾(如沥青、石灰、水泥等)对生长的植被造成污染,迫使植被死亡。

1.1.2 水土流失严重:夏季多阵雨、暴雨,由于公路路基的黄土失陷性,造成公路塌方、沉陷、毁坏等,致使水土流失严重。公路施工中必然开挖地面,破坏地表和地表植被,使地面,最易引起水土流失。如不及时加以防治,泥土易被冲走,造成沟渠中泥沙沉积,从而水源也受到污染。

1.2 公路建设对大气环境的影响指的是公路在建设当中产生的扬尘和在道路通车以后车辆排放的污染,在施工期间,公路施工的特点之一是大量开挖土基,少则几十万立方米,多则上百万立方米,造成的粉尘污染是相当严惩的。在公路运营期产生的污染主要来自汽车的尾气。堆放石灰或砂石料场、沥青或水泥混凝土料拌和厂会产生大量灰尘;建筑材料在运输过程中若防护不当也易产生灰尘或粉尘。此外,在干燥季节,路基施工过程中泥土、石灰或粉煤灰因干燥会产生扬尘。这些都会造成空气污染。

1.3 公路建设对自然景观的影响主要表现在公路构造物与自然景观相到协调,尤其是公路穿越旅游区或游泳景点时,如何与周围景观协调一致就更为重要。

1.4水污染。包括施工过程中的水污染,如冲洗建筑材料、清洗施工机械、施工油料和燃料存放不当、有害物质的不当处理等;还有生活用水造成的水污染。

1.5噪声污染。主要是施工区域靠近居民区时,施工机械工作过程中所产生的噪声对居民生活产生的影响;还有公路工程加工场所产生的噪声等。公路建设对声音环境的影响主要指公路产生的噪声影响。噪声是一种公害,影响着人们的生省活环境,使人们受到伤害。公路产生的噪声来自于两个方面,施工期间各种施工机械产生的噪声和运营期车辆在公路上运行所产生的噪声。

2 环境保护措施

2.1 设计上要积极推广有益于环境保护的新技术和新材料

2.1.1 设置公路防噪声屏障

提起防噪声屏障即声屏,公路工程技术人员几乎都不陌生,但总会和高成本联系在一起,其实在国外防噪声屏障也是多种多样的,成本差异也相当大。地质、地形条件合适的条件下,还有在道路两侧设置路堤来减少噪志的做法。不管是什么样的声屏,基作用都是一样的。我们国家幅员辽阔,只要设计人员人拘泥于形式,开动脑筋,放开思想,因地制宜,研究出一些适合于本地区既经济又有效果的噪声屏障是很有必要的。

2.1.2 对路面水进行处理

众所周知,由于磨损、车辆漏油或运输货物中习气的微粒物质,车辆排放废气中的颗粒物质,都会积聚在道路表面,当其与降水混合在一起形成径流后,会对沿线的水源、土壤形成污染。解决这一问题的最好办法就是将路面水与农业排灌系统分开,并在沿线设置一些集水池,把路面水导入集水池后进行净化处理。经处理达标后排入污水受纳系统。

2.2 加强绿化设计中保护环境方面的设计

公路绿化是公路建设的一项重要内容,生物措施分为生物保护措施及生物恢复措施两种。生物保护措施即为在公路建设的同时对原有生物进行保护,减少人为破坏因素,特别使对表层土壤的破坏,但公路建设对表层土壤的破坏是不可避免的,因此此方法不利于操作;而生物恢复措施则是在公路建设的同时,通过人工种植的方法对已破坏的生态环境进行修复。目前,我国应用比较普遍的便是人工生态环境的恢复。在植树方面,河北省多年来在多条公路边坡上栽种紫穗槐,已经取得了许多宝贵的经验,比如京石高速公路、大秦铁路唐山段、石黄高速公路等,都采用了这种防护措施,并取得了成功,既防护了边坡,又美化绿化了公路。

3施工中的环保管理措施

公路工程施工阶段的环保控制应引起高度重视,严格管理。在施工阶段,建设单位要组织开展环境监测工作,与监理工程师配合,根据环境保护设计的要求,指导、监督施工单位的施工活动,确保施工计划与进度、环保投资使用、环保施工质量符合要求,防止施工活动对周围环境的污染和破坏。

3.1建立环保监督组织。建设、施工单位应主动与环保行政职能部门相配合,成立环境保护管理办公室,负责对施工单位施工阶段的环境保护措施及其实施情况进行检查和监督,对于不利于环保的措施和操作程序提出意见,并监督进行整改。

3.2进行施工期间的环保监测。施工期间,由环保行政职能部门对施工过程中的毁林占地、水土流失、噪音污染、大气污染、水质污染、景观破坏等情况进行实时监测,对于出现超标或不利于环保的严重行为及时通知施工单位整改,采取补救措施,严重者应追究法律责任。

3.3发挥监理工程师的监督作用。监理工程师在环保管理中的作用很重要,不仅要抓好合同、进度、质量和建设资金使用的管理,还要负责对施工单位的环保工作的实施情况进行监督;检查工程设计中不利于环保的各种工程隐患;检查环保工程设计是否得以实施、质量是否达到要求;检查环保工程资金的使用是否落到实处;配合环保职能部门做好施工期间的环保检测和监督工作。此外,对于施工单位存在的造成环境严重破坏和污染的施工活动,监理工程师必须依据相关环保法规、政策规定加以严格控制,并责成施工单位采取有效措施进行整改。

4施工中环保工作措施

4.1减少水土流失措施。

4.1.1根据实际填挖土质,合理设置边坡的坡度;合理设置土石方填挖施工现场临时排水系统,及时疏导雨水,以减少雨水对挖填土坡坡面的冲蚀;填方坡面应及时夯实并进行边坡绿化,合理确定借土弃土位置,合理开采砂石料场,注意料场弃土弃渣分离处理。

4.1.2在选择土石方堆放位置时,多余的土方尽量就地用来整理坡面,当不得不外运时,应该运至无自然保护价值的规定场所,弃土不得破坏或掩埋地表植物,弃土场应进行绿化设计,以便及早恢复植被,减少水土流失。当弃土堆高度较高时还应进行护面设计并应设挡土构造物以免将来发生坍塌。

4.2防止空气污染措施。

4.2.1施工现场垃圾要及时清运,适量洒水,减少扬尘,严禁随意抛洒而造成扬尘。临时施工道路面层可采用礁渣、细石沥青或混凝土以减少道路扬尘,同时要随时修复因施工而损坏的路面,防止浮尘产生。

4.2.2在施工现场,水泥等粉细散装材料,因尽量采取库内存放,如露天存放应严密遮盖,卸运时需采取措施以减少扬尘;现场搅拌设备,必须设封闭式围挡及安装喷雾除尘装置。

4.2.3运输车辆不得超量运载,运输工程土方、建筑渣土或其他散装材料不得超过车斗上沿,运输车辆驶出施工现场前应将车斗和车轮冲洗干净,防止带泥土的运输车辆驶出现场并遗撒渣土在路途中。

此外,施工现场要制定洒水降尘制度,配备洒水设备,设专人负责现场洒水降尘和及时清理浮土。

4.3防止水污染措施。

4.3.1凡需进行混凝土、砂浆等搅拌作业的现场,必须设置沉淀池。排放的废水排入沉淀池内经两次沉淀后,方可排入沟渠或污水排放管道,也可回收用于洒水降尘;未经处理的泥浆水,严禁直接排水河流和污水管道。

4.3.2路基清除淤泥表土时,应回收到路上处理或运到指定地点堆弃;弃石弃土应运到合理地点,不得任意堆放,更不能淤塞河道;对桥梁围堰施工,应注意围堰土在施工结束后的清除工作,避免阻塞河道进行。

3.3.3施工现场临时食堂排放污水时,要设置简易有效的隔油池,产生的污水经下水管道排放要经过隔油池,平时加强管理、定期掏油,防止污染。

4.3.4施工现场要设置专用的油漆和油料库,油库地面和墙面要做好防渗漏的特殊处理,使用和保管要专人负责,防止油料的跑、冒、滴、漏而水体。

4.4防止噪声污染措施

4.4.1凡在居民区稠密的地方进行施工作业时,必须严格控制作业时间,建立施工不扰民措施,若遇到特殊情况需连续作业时,因按规定办理有关夜间施工许可证明。

4.4.2产生强噪声的成品、半产品加工和制作作业应放在工厂、车间完成,减少因施工现场加工制作产生的噪声。

4.4.3加强施工现场的管理,特别是杜绝人为敲打、叫喊等造成的噪声,最大限度地减少噪声扰民。

5结语

公路工程必然要对环境产生负面影响,而环境保护工作越来越受到重视,因此在公路施工中加强环保工作势在必行。公路施工环保工作要从源头抓起,首先要有环保观念,在公路设计阶段就应重视环保措施,并在公路工程开工前,就制定一套完整环保制度,为公路施工环保工作提供制度上的保障。在公路施工中更要切实执行环保措施和制度,将环保落到实处,将公路施工对环境的负面影响降低到最低限度。

参考文献

【1】 中华人民共和国交通部.JTJ/T006―98公路环境保护设计规范.北京:民交通出版杜,1998

篇2

关键词:生态工程;水利工程; 管理理论;环境

中图分类号:F407.9 文献标识码:A 文章编号:

伴随着社会经济的飞速发展,我国水利行业也相应取得了一定的发展,但随之也带来了各种环境问题,比如水体的污染程度加剧,土地过度开发造成水土流失以及施工噪声污染等问题,这些均在不同程度上影响了我国水利行业的可持续发展。因此,为了有效地解决水利工程施工中所遇到各种生态环境污染以及自然资源破坏等问题,本文在生态工程管理理论的基础上,系统改造水利工程的施工,以此达到提高经济效益与生态效益双重目的。

一、水利工程建设对环境的破坏

(一)水体环境和空气质量的影响

1.水利工程的建设对于水体环境的破坏主要表现在以下几个方面:第一,水利工程项目施工中拦河筑坝工程就会淹没部分的区域,成为一个人造水域,且抬升地下水位,造成工程项目建设周围的土地出现盐碱化现象。第二,在水利工程项目施工过程中,所产生的大量建筑污水没有经过相应的处理就被排入到水域中去,导致工程项目建设周围的水质恶化,严重影响了下游用水的安全。第三,通过人工建筑来拦截水资源蓄水,容易造成水量的分布不均,特别在枯水阶段,很容易造成下游的用水量锐减。

2.在水利工程项目施工阶段,因上砂石等材料的运输以及开山炸石等作业会产生一定的粉尘,同时大型机械设备在运转过程中所产生的废弃以及施工车辆频繁进场所排放出来的尾气等均是导致水利工程施工地域的空气质量降低的重要因素,甚者还会危害到施工人员以及周围人群的身体健康。

(二)地质环境影响以及噪声污染

1.水利工程项目建设过程中,其本身就已经占用了大量的土地资源,再加上其施工管理没有到位,出现废渣随意倾倒等现象,导致土地资源的浪费。此外,在施工过程中,因开山炸石和拦河筑坝等作业的实施,在一定程度上造成区域内地质构造发生改变,为水土流失以及山体滑坡等一些自然灾害的发生留下了隐患,甚者可能还会导致河道淤堵。

2.在水利工程施工过程中,实施的爆破作业以及大型机械设备的运作所产生的噪声污染,对于工程建设周围人们的正常生活带来很大的不便,严重影响了周围人们的休息质量。

二、生态工程管理理论的应用原则

生态工程是在物质循环生态系统的基础上所产生的一种新型学科,通过系统的调控手段以及系统优化设计来多层级利用物质的一种先进工艺系统,其主要是指把一定生物集群范围内的物质循环、物种共生以及能量利用等各个方面有机地结合在一起,从而达到改善与恢复生态环境的目的,实现拓宽资源和优化生产方式的目的。生态工程管理理论的应用原则主要有以下几个方面:

(一)社会经济效益和生态环境效益相协调发展的原则

在水利工程建设中,应该处理好工程和人类以及自然与环境保护之间的关系,确保经济系统与生态系统之间保持在一个良好的循环状态上,以此推动社会经济的可持续发展。水利工程施工生态系统的建立应该根据社会经济效益与生态环境效益相协调发展的原则,从以往单纯的只是采取施工管理变为施工、安全生产以及生态环境等全面管理,从以往只是单纯考虑工程的效益转变为生态效益和工程效益相结合的一种最优组合。在水利工程施工项目施工阶段,应该尽量将对环境造成的不利影响降到最小程度,同时根据工程的实际建设需求,寻求一种最优的生态环境后发效益,比如如何向下游提供优质且可靠的生态用水和水利旅游业的发展等。

(二)共生互补的原则

共生其实就是指一种互利互惠与合作共存的现象,在处理工程施工或者其运行和生态环境之间的问题时,可采用多种手段共存方法,对这些方法不断进行协调以及规划,构建一种工程和自然环境相平等和谐的关系,以此实现最的效益,这就是共生互补原则。 比如工程建设中的土地问题就是一个较为典型的例子,在工程项目建设过程中,工程基础开挖所产生的大量弃渣、工程运行的生活场所以及生产,均需要占用土地,若将这二者分开来考虑的话,各自形成两个不同的土地占用系统,就会很浪费土地资源,如果结合来考虑,共生土地利用系统,既能有效地节约土地资源,同时还能节约相应的资金与劳力。

(三)可循环再生利用原则

在施工过程中,应该充分考虑可循环再生利用的材料,按照循环再生利用原则,处理好施工垃圾,将废变宝,来保护生态环境,推动其经济效益的提高。

(四)主体空间的利用原则

所谓主体空间利用原则就是指利用生态工程中生物群分布的原则,按照水利工程项目的相关施工理论所提出的一种原则。众所周知,生物种群的分布主要划分为两种格局,即平面与垂直格局,按照生态工程建设的目的以及对象,对其生物种群进行合理地安排,可便于工程预定效益的实现。在水利工程项目建设中,应用这一原则的目的就是为了能够有效地解决水利工程施工的总体布置中其施工区域空间的组织问题,合理利用区域内的相关土地,有效控制其水流,减少其对周围生态环境的干扰等,科学安排和全面的规划。

三、基于生态工程来构建水利工程施工系统

在水利工程项目建设过程中引入生态工程管理理论,建立一个生态化水利施工工程系统,能够有效解决当前我国水利工程施工中存在着的一系列环境问题。其思路的构建主要如下:

(一)系统边界的明确

明确系统边界作确保生态喜用稳定的基础,具体一点讲就是需要通过测定蓄水总量、下游用水量、环境质量数据以及土地的占用面积,以及在相关的政策法规中所涉及到关于环境保护相关条款,对其施工范围进行有效地划分,以此明确系统的边界。

(二)系统结构的优化

生态化水利工程施工系统主要还是以工程作为其核心内容,该系统是由水利工程系统中各区域生态系统所共同构成的一个复杂系统,在其运行过程中,必须要遵循相应的生态学原理,按照既定的工程经济发展目标来优化系统结构,综合利用各层次中的能量以及物质,确保其生态效益。

(三)系统层次的科学规划以及分析

按照多级分层控制具体需求,将水利施工工程系统科学的划分为四个方面的内容:第一,对数学模型参数自行识别并实施修整的自适应层;第二,按照既定的目标以及相关的约束条件来实施最优控制的监控层;第三,控制对象的运行状态以及维持其变量稳定的直接控制层;第四,按照系统的总体目标对下层控制所采取策略的自组织层。通过阶梯式管理来对整个工程系统实施递进式管理。

(四)识别系统控制中的变量

按照水利工程项目的建设特点,结合影响生态环境的相关因素,将水流控制与土地利用作为其优先考虑的控制因素,在系统中输入相应的变量,即上游的径流、工程的用料、 永久工程的征地量、开挖弃渣量、下游的用水量以及临时工程的征地量等,通过合理地征用土地,采取综合治理的方式。从而增强水利工程生态效益,有效改善其环境质量,推动其经济发展,使其符合当前社会市场可持续发展战略的需求。

参考文献:

[1] 蒋晓东.浅析水利工程施工中生态工程的环境措施问题[J].中国科技博览,2010,(16):113-114.

[2] 冯涛.水利工程施工中关于生态工程的环境问题[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(13).

[3] 李世有.应用生态工程原理解决水利工程施工中的环境问题[J].水利科技与经济,2012,18(2):12-13.

篇3

【关键词】城市污泥 矿山废弃地 以废治退 矿山废弃地生态 农林生态园

一、引言

根据2006年9月15日起《广州日报》报道,从广州市政府实施“青天绿地、蓝天碧水”工程三年来,在1350平方公里范围内就新增加绿地131平方公里,空气环境质量稳定保持二级水平,集中式饮用水源水质96.79%达标,城市生活污水处理达71.34%,第一期工程取得了预期的成绩。然而要达到综合治理珠江水质,更好地处理城市生活污水,必须有效地清理城市生活污泥。

目前,一方面,城市的地下排污管内沉积了大量污泥,从地下排污管清理出的城市污泥,含有农作物需要的大量有机物也含有对环境有害的物质,如果露天堆放将对环境造成二次污染。另一方面,客观存在废去矿山和空置采石场等复绿范围任务环重。广东省去年8月份梅州市就停止了171个煤矿井的开采,韶关市也停止了111个矿井的开采,还有其他城市的其他小型矿业的开采业务及商业用石开采业务的停止,需要进行生态复绿的范围不断增加。另外根据我国2000年的统计资料表明,全国共有大型矿山废弃地就达40000平方公里,其中大容积尾矿坝达1500个。加上2000至现在政策性关闭的矿山数,全国范围内需要进行生态复绿的面积,预计将超过现有广州城市总面积的三十倍。废弃矿山面积之大,矿山周边土地恶化,生态环境退化,形势十分严峻,造成对土地资源经济、农林经济、生态经济带来极大的负面影响。

为了同时解决城市清理污泥的堆放与绿化废去矿山和空置采石场问题,因此,必须把城市的环境整治与废弃矿山的生态恢复及农林经济作物耕种进行有机结合,即首先把城市生活污泥清理与生态复绿工程结合,降解污泥的有害要素,利用污泥中所含的有机物质,改良根治矿山废去地为农林经济用地,发展农林经济作物的种植及经营,并形成良性循环机制,创造城市生活排污的环境治理与恢复废去矿山地生态和发展种植农林经济作物系统效益,达到变废为宝,实现环境与土地经济资源的科学可持续发展模式。

二、城市污泥成分及矿山废去地环境的特征

为了有效地把城市的污泥清理与废弃矿山的生态恢复及农林经济作物耕种进行有机结合,在应用生态恢复技术之前,必须了解城市污泥成分及矿山废去地环境的特征。

1、城市污泥成分特征

城市污泥主要是城市人们的日常生活排污及城市建筑排污,经过长期沉浸堆积形成“固体废弃物”大量留置在城市地下排污管道内。由于近年城市建设的迅速发展,建筑淤泥迅速增加,加上生活排污等因素使城市地下排污管道内的污泥迅速增加,堵塞排水污染环境,亟需清理。根据实验数据表明清理的城市污泥等“固体废弃物”的酸碱性 (pH)一般在4-10之间,其中污泥4-6、淤泥 7-8、粉煤灰8-10,接近植物生长要求的pH值,具有简单可以改变土壤的酸碱性特征,通过实施简单的程序就可以使之成为优质植物生长土壤。

2、矿山废去地环境的特征

需要进行生态恢复的矿山废去地的主要环境特征是:采空区面积大、地面下沉、地下水位下降,空值采石场及矿山废去地日益增加,裸露面积的急剧增大引起扬尘污染环境,导致矿山周边土地恶化,生态环境退化,土地养分不足多年寸草不生,水分不足土地贫瘠,形势十分严峻,对空值采石场及矿山废去地的复绿治理已经到了刻不容缓的地步。

三、生态恢复技术及生态复绿工程

为了治理矿山废弃地的退化土地和清理城市污泥等“固体废弃物”,必须利用生态恢复技术,把城市生活污泥的清理与生态复绿工程及发展农林经济生产经营有机结合起来,形成变废为宝,以废治退的经济——生态——环保有机循环。

1、废去矿山地的生态恢复技术

目前,废去矿山地的生态恢复技术主要以利用物理及化学技术方法结合,降解污泥的有害要素,调整污泥的酸碱性 (pH),使污泥成为农林经济作物的生长土壤。

在利用生态恢复技术把污泥改良成土地的过程中,首先把清理的城市污泥等“固体废弃物”运送并覆盖到需要复绿的采石场、废弃矿山场地,覆盖并改良特定条件的退化土地;其次是在基础上利用“固体废弃物”加工形成人造土壤,调整土壤的酸碱性,改良土壤结构,增加有机肥提高养分为复绿、复垦、种植打好土壤基础;再次是根据土壤及气候条件等客观条件要求,进行生态复绿工程规划。划分种植瓜果、农作物及树木等经济农作物种植园,进行农林经济作物种植,达到植物与水土互养,逐渐克服退化;达到城市污泥与退化土地同时根治;农用土地增加,土地经济资源增益,发展农业生态园农林经济。

2、生态复绿工程与农林经济作物种植的有机结合模式

在改良后的土壤基础上开展生态复绿工程,首先是了解土壤及气候条件等客观;其次是划分种植瓜果、粮食及树木等经济农作物种植园;再次是依托农业经营股份公司组织进行农林经济作物种植及生产经营管理。因此,形成城市污泥清理与生态复绿工程及发展农林经济有机结合的环境生态体系模式。

城市污泥清理与生态复绿工程及发展农林经济的有机结合结构模式图

可见,城市污泥清理与生态复绿工程及发展农林经济的有机结合和有效运营是一个系统工程,通过依托农业经营股份公司的组织运营,具体开展实施城市污泥清理、生态复绿工程和发展农林经济工作。通过组织的机构运营,统一计划、统一调配资源、提供开展各项技术及服务,筹集和整备社会资金与资源,有组织地开展大规模治理活动,并创造农林生态园的规模经济效益。

四、环境生态体系模式的意义

通过建立城市污泥清理与生态复绿工程及发展农林经济有机结合的环境生态体系模式,对清理城市管道污泥、恢复废去地绿化及发展农林经济,实现环境效益、农林经济效益及社会效益具有重大的意义。

首先,在城市污泥清理与生态复绿工程有机结合阶段中,能够使大量城市污泥得到有效清理及堆放;通过运用生态恢复技术,利用了城市污泥本身具有的有机肥料及酸碱性特征,把“固体废弃物”改良成为适合农作物植物生长的土壤,增加了农业经济用土地资源。

其次,在生态复绿工程及发展农林经济有机结合阶段中,利用发展农业生态园种植农林经济作物,增加农业经济土地资源的有效利用,到达节约环境成本绿化土地的同时增加农林经济收益。

总之,从社会经济的角度出发,通过建立城市污泥清理与生态复绿工程及发展农林经济有机结合的环境生态体系模式,将利用城市污泥修复废去地,有效治理城市污泥及废去地环境问题,增加土地经济资源,恢复绿化和发展农业生产经营,创造巨大环境效益、经济效益和社会效益,实现持续发展的长远战略目标。

【参考文献】

[1] 中华人民共和国主席令第50号公布,《中华人民共和国信托法》,2001年4月28日

[2] 于吉海,秦立生,刘莹,耿浩川:“发展我国信托业,开辟投资新渠道”,《发展论坛》2003年第2期

[3] 初昌雄:“我国信托业的发展新思路”,《财经研究》2002年第8期

[4] 张雷:“基于信托结构的融资模式研究”,《经济问题探索》2004年第9期

[5] 袁安照:“中国信托产业发展报告(2002-2003)”,《探索与研究》2004年

篇4

【关键词】环境工程 仿真技术 案例

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)01-0231-02

随着工业化进程的加快及全球经济的迅猛发展,工程教育正经历着不断的挑战。高等教育实施过程中,工程教育是建立在从实验室获得的最低实践量基础上的。然而,伴随着高技术设备的复杂性与快速发展,实验设备日趋高代价性与广泛性,导致即使是完成工程教育最低实践量所需的设备,也是一般院校无法负担的。

仿真是一种可方便描述和分析系统行为的重要分析工具。仿真环境可以有效模拟实际工程场景,为工程教育学生提供虚拟工程训练平台。仿真技术应用于工程教育,在实验速度、实验成本等方面优势明显,更为一些实验室无法实现的特殊工况的工程训练提供了方便。仿真技术已经成为工程教育中实现工程训练的重要辅助手段。

环境工程仿真技术已经被大多数院校设置为环境工程本科或研究生教学中的一门专业技术基础课。环境工程专业的学生一般在计算机编程方面的基础较弱。大多数的仿真教材都是从枯燥的编程语言开始的,对于非计算机专业学生来讲,往往是大多很难接受。

本文探讨通过一个简单案例――河流水质S-P模型MATLAB的实现,快速掌握环境工程仿真技术,进一步借助环境工程仿真技术,掌握环境过程机理,辅助环境过程实践教学。

一、MATLAB仿真平台下环境过程模拟的基本方法 MATLAB是目前工程技术领域应用最广泛的仿真软件。应用MATLAB对环境过程进行仿真,主要步骤如下:

第一步:建立环境过程数学模型。环境过程数学模型一般是根据过程反应机理建立起来的一个或一组微分方程。

第二步:求解微分方程。

第三步:MATLAB编程。

第四步:仿真运行与结果分析。

二、以实例说明仿真实现方法

以最简单的河流S-P 模型的MATLAB仿真为例。

1.建立河流水质模型

河流水质S-P数学模型:

其中,L为河水中的BOD值;D为河水中的氧亏值;Kd为河水中BOD衰减(耗氧)速度常数;Ka为河流复氧速度常数;t为河水的流行时间。

2.求解模型方程

根据微分方程求解方法,可得河流S-P模型的解析解为:

其中,L0为河流起始点的BOD值;D0为河流起始点的氧亏值。

环境分析中有时也以氧垂曲线反应过程变化情况。河流水质变化过程氧垂方程为:

O=Os-D

其中,Os为饱和溶解氧值。

3.MATLAB编程

可以以两种方式实现MATLAB仿真。一种是编写m文件,一种是建立SIMULINK仿真模块。首先采用m文件实现S-P模型的仿真。

用Matlab 语言编写的程序称为m文件。打开MATLAB的 m文件窗口,键入实现以S-P模型模拟河流水质变化过程的MATLAB命令系列,即可建立S-P模型仿真文件。为了实现对一个实际河流的逼真模拟,并能够直观观测河流水质变化过程,这一m文件包括原始数据输入、过程建模、模型求解、结果输出等一系列命令系列。课堂教学过程中所建立的河流S-P模型的riverSP.m文件如下:

结合此文件,可以在MATLAB命令窗口下,边建立文件,边讲解数据如何输入,模型如何建立,图形如何输出,以及主要MATLAB命令的作用等即可讲解清楚。

运行此文件,可得到图1所示运行结果。对照图1,学生可清楚观察到表征河流水质的三个主要水质指标的变化趋势。这些曲线的变化趋势与实践河流水质变化完全一致,一方面验证了仿真程序的正确性,另一方面,证明了仿真技术对于环境工程实践应用的可行性。

图1 河流S-P模型m文件运行结果

在MATLAB仿真环境下实现过程模拟的另一种方法是建立SIMULINK仿真模型。SIMULINK是MATLAB最重要的组件之一,是MATLAB中的一种可视化仿真工具, 是一种基于MATLAB的框图设计环境。它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

建立SIMULINK仿真模型的方法如下:打开SIMULINK LIBRARY(模型库)选择所需元器件,按照模型表达式连接所需器件,即可构成完整仿真图。

河流水质S-P模型的SIMULINK仿真模型如图2所示。

图2 S-P模型的SIMULINK仿真模型

选择Simulation-start开始仿真运行,可以从SIMULINK模拟示波器观察到运行结果如图3所示。

图3 SIMULINK仿真结果

三、总结

比较图1和图3可见,无论采用m文件编程,还是采用SIMULINK模型库建模,对同一对象的仿真效果是一致的。

实际的教学实践过程证明,通过以上简单实例的分析讲解与课堂操作,学生对MATLAB仿真技术可以有一个快速了解,对一些简单的环境过程的仿真实现,也可以通过此例进行举一反三的练习实践,实现了对环境工程仿真技术的快速入门。

参考文献:

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【关键词】人工髋关节置换术;深静脉血栓;预防及护理

深静脉血栓是由于血液在肢体静脉内部不能正常凝结,阻塞了静脉血管管腔,从而导致静脉血液回流障碍形成的,这是人工髋关节置换术之后最为常见的并发症之一[1]。我院就人工髋关节置换术患者如何预防深静脉血栓的问题做了大量调查研究,现报告如下:

1资料与方法

1.1一般资料选取我院自2010年9月――2012年9月收治的100例人工髋关节置换术患者,其中,股骨头缺血性坏死52例,股骨颈骨折8例,骨性关节病12例,类风湿关节炎21例,其他病发症7例。年龄在52岁-85岁之间,平均年龄(68.5±3)岁。随机分为对照组与实验组,每组各50例。两组患者在家庭收入、年龄、病情严重程度等资料上差异经过统计学分析得出P>0.05,无统计学意义,具有可比性。

1.2方法

1.2.1对照组对照组患者术后采用常规方法进行护理及预防。

1.2.2实验组实验组患者在术前、术中、术后与出院等时间段都得到了充分护理,意在保证能够有效防止深静脉血栓并发症的产生,以确保患者痊愈。

1.2.2.1术前护理①术前充分了解患者情况。深静脉血栓作为一种并发症会由多种原因引起,如高龄、吸烟、糖尿病、下肢静脉曲张及有深静脉血栓形成史等,只有在术前仔细询问患者病史并充分进行血常规与凝血酶时间等必要检查[2],才能根据患者具体情况进行有效的预防与护理。②进行健康教育。术前向患者讲解术后容易产生深静脉血栓的原因和不良后果,引起患者足够重视,同时让患者主动配合医院治疗与护理以减小并发症发生几率。同时医护人员要给患者讲解各项功能锻炼的重要意义,鼓励患者活动肢体各个环节,并训练患者卧床大小便能力,同时让患者形成扩胸和深呼吸的锻炼,以保证静脉回流顺畅。

1.2.2.2术中预防当患者进入手术室准备进行手术时,护士增加跟患者交流的频率,以帮助患者减轻焦虑、紧张及恐惧心理。术中尽量保持患者水和电解质的平衡,减少出血量。医生在进行手术时动作轻柔,避免损伤组织及内膜,并将患者摆放适合,保证供血通畅。止血剂是通过输注血小板和血凝离子的方法来止血,所以会在一定程度上阻碍静脉血流的通畅,为降低深静脉血栓形成的几率如术中未大出血或是手术得当的情况下最好不使用止血剂。

1.2.2.3术后护理①积极锻炼,促进静脉回流。术后患者要在卧床休息时抬高患肢,护理人员辅助定时改变,患者肢体肌肉越早收缩越有利于静脉血液回流。当患者术后无法进行主动活动时,通过弹力绷带和替患者翻身的手段来进行活动,并制定一定活动计划,能够主动活动的患者,指导其进行踝关节屈伸和股四头肌收缩的训练,并指导患者下床使用拐杖的正确方式,以保证深静脉顺利回流。②预防性抗凝治疗的护理[3]。患者遵医行为,术后第三天通过静注、点滴、服用药物的方式摄入抗凝剂,并在使用过程中密切观察患者皮肤黏膜是否出现血点和皮肤瘙痒等情况,并积极进行血常规与凝血酶原时间的测定。③保护静脉。静脉血栓形成的一个主要因素为血管壁损伤,无论是注射还是点滴的穿刺都能直接损伤血管壁。所以,穿刺不宜在下肢进行,并且在注射刺激性强和高渗药物时要保护血管,防止药液外渗,损伤血管。④引流管护理。为了减少因手术产生的负压吸引而出现的髋部和腹股沟部位出血膨胀,造成局部压迫,患者需佩戴引流管,保证引流管通畅,避免引流管扭曲和堵塞形成的局部血肿,防止血肿会增加静脉回流阻力,引发深静脉血栓。⑤密切观察病情。术后密切观察患者下肢皮肤温度、颜色、肿胀、疼痛等,实时监测其生命体征,注意患者的面部表情及自述,并观察有无气喘、胸闷、呼吸困难等现象,做好详细记录,定时向主治医师汇报,并在交接班时说明患者情况,叮嘱护理人员注意事项。⑥止痛剂的应用。对术后患者给予适当的止痛剂或镇痛栓,防止患者因剧烈疼痛造成肌肉挛缩。⑦物理方法。对患者进行局部按摩和其他理疗方法,此法能有效减轻患者下肢肿胀,从而有效预防深静脉血栓的形成。

1.2.4出院指导当患者出院时,要嘱咐患者保持愉快心情,禁烟禁酒,穿着宽松衣裤。注意坐姿及座椅材质,防止出现血液流通不畅,并且在坐下时避免前倾身体,并积极进行康复功能的训练,最重要的是要及时到医院复查,以彻底根除隐患。

3讨论

深静脉血栓是进行人工髋关节置换术后最主要的并发症,其凭借发病率高、威胁性大的特点,被誉为人类杀手。然而从表1表2数据得出进行人工髋关节置换术后,只要采取有效的预防与护理完全能够防止深静脉血栓并发症的产生,同时获得患者较高满意度。实验组加强对患者的术前评估、术后的观察和护理致使总有效率达100.00%,对照组采取常规护理仅取得护理满意度54%,两组间数据比较χ2=29.87,P

参考文献

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[3]奚卫珍.全髋关节置换术后下肢深静脉血栓形成的预防护理进展[J].临床护理杂志,2010,04:64-66.

篇6

[关键词] 腹腔镜手术;结直肠癌;高龄;安全性;并发症

[中图分类号] R735.3 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701(2016)31-0068-04

随着人们生活水平的不断改善及人口老龄化的到来,高龄(≥70岁)结直肠癌患者发病率随之明显增加[1,2],而70岁以上老年人全身机能储备降低,往往并存多系统的慢性内科疾病,手术耐受力较低,因此手术安全性至关重要。腹腔镜结直肠癌手术因其创伤小、术后恢复快等优势,正在成为治疗结直肠癌患者的标准手术方式[3]。文献[4,5]报道认为腹腔镜结直肠癌切除术应用于老年患者是安全可行的,术后恢复快,并发症少,且在肿瘤根治上可达到与开腹手术相同的疗效[6]。2012年4月以来,台州市立医院胃肠外科腔镜组对73例高龄结直肠癌患者实施了腹腔镜根治手术,获得良好效果,现将临床治疗体会报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年4月~2015年4月台州市立医院胃肠外科腔镜组收治的73例高龄(≥70岁)结直肠癌患者作为研究对象(腹腔镜组),并选择同期采用传统术式治疗的40例高龄结直肠癌患者作为对照(开腹组)。所有患者术前均行纤维结肠镜、全腹部增强CT检查证实,均为原发结直肠腺癌,无远处转移,术前未行放、化疗等辅助治疗,腹腔镜组能耐受腹腔镜手术;临床表现为不同程度的腹胀、腹痛及排便习惯与粪便性状改变。两组患者的性别、年龄、肿瘤位置及TNM分期等一般临床资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性,见表1。

1.2 方法

1.2.1 术前准备 ①常规术前检查,评估重要脏器功能;②术前晚予肠道准备,对于营养状态差者予营养支持;③合并高血压病者术前控制血压在160/100 mmHg以下;④合并糖尿病患者三餐前血糖控制在11 mmol/L以下;⑤对较严重心肌缺血、心律不齐的患者,予以改善心肌缺血、纠正心律失常治疗;⑥对慢性支气管炎、肺气肿及支气管哮喘者,行肺功能及动脉血气检查,控制症状。

1.2.2 手术方法 开腹组采用常规术式治疗。腹腔镜组患者采用气管插管静脉复合麻醉,大部分联合硬膜外阻滞,利用重力学的原理进行调整,建立气腹,压力维持在10~12 mmHg,采用5孔法,即分别于脐下、左右麦氏点和左右锁骨中线置观察孔和操作孔(具置根据肿瘤部位而定)。术中根据肿瘤位置、大小决定具体手术方式,淋巴结清扫位置达第3站。腹腔镜手术仍按照传统根治手术的方式,肿瘤根治采用血管根部结扎、切除肿瘤两端足够长度的肠管、切除相应的结肠系膜并清扫淋巴脂肪组织,术中注重无瘤原则、先处理血管再游离肠管、切口的保护等措施。右半结肠切除,作上腹正中小切口,左半结肠切除,作下腹正中小切口,均在体外完成标本切除和肠管吻合。乙状结肠癌及直肠癌切除,直肠远端Endo-GIA断开,作下腹正中小切口,在体外完成标本切除,结肠近喽酥萌朐残挝呛掀鞫っ焙蠓呕馗骨唬腔镜下与直肠远断端吻合。术毕常规腹腔镜下检查,放置引流管。

1.3观察指标

详细记录两组患者的手术时间、术中出血量、切除淋巴结数目、术后排气时间及术后并发症,统计腹腔镜组手术成功率,随访1年,统计两组复发率。

1.4 统计学方法

所有数据均采用SPSS 19.0统计学软件处理,计量资料以(x±s)形式表示,两组计量资料比较采用独立样本t检验,计数资料比较采用χ2检验,检验水准α=0.05。P

2结果

2.1 两组患者手术时间、术中出血量、切除淋巴结数目和术后排气时间比较

腹腔镜组行右半结肠癌根治术16例,横结肠癌根治术4例,左半结肠癌根治术3例,其中1例行双镜联合下(腹腔镜、肠镜)左半结肠癌根治,乙状结肠癌根治术21例,直肠癌DIXON术29例。腹腔镜组患者的手术时间(141.23±31.08)min,明显长于开腹组(123.80±27.32)min(P

2.2 两组患者术后并发症比较

腹腔镜组患者术后13例出现并发症,并发症发生率为17.81%,开腹组患者术后14例出现并发症,并发症发生率为35.00%,腹腔镜组术后并发症发生率明显低于开腹组(P

2.3 两组复发率比较

腹腔镜组中转开腹5例,成功率93.15%(68/73),两组病例中无手术后30 d内死亡,环周切缘和远端切缘均为阴性。随访1年,其中腹腔镜组复发20例,占27.40%,开腹组复发10例,占25.00%,两组比较差异无统计学意义(χ2=0.006,P=0.940)。

3 讨论

3.1围手术期处理

高龄患者手术的风险性和危险性随年龄的增大而增加[7]。腹腔镜手术时需要采用CO2建立气腹、特殊以及相对较长的时间,对心肺功能、血液流变学等指标影响较大[8,9]。因此,在对高龄结直肠癌患者实行腹腔镜结直肠癌根治术时,必须加强围手术期处理,为此我科将快速康复外科技术应用于高龄患者围手术期的护理中,取得良好效果。术中予气管插管全身麻醉,监测PaCO2,注意术中保温;术前不予留置胃管,术前4 h口服高糖,减少胰岛素抵抗;术后充分镇痛,鼓励患者早期下床活动、早期肠冉食;术中、术后限制补液。高血压病患者术前口服降压药物控制血压至手术日晨,术后根据血压监测情况,必要时予硝酸甘油微泵维持。糖尿病患者术前控制血糖,术后根据血糖监测情况予胰岛素泵维持血糖8~10 mmol/L。冠心病患者适当应用扩张冠状血管药物,以保证心肌供血及改善心肌的储备功能,对房颤患者术后抗凝治疗,对心功能不全患者,限制补液,合理应用利尿剂。对慢性支气管肺炎患者,行肺功能检查,术前进行肺功能锻炼,术后在充分镇痛下鼓励患者咳嗽、深呼吸,化痰治疗。对于有脑梗死病史患者,术前5 d停用口服抗凝药,予低分子肝素钙针皮下注射代替,术后继续抗凝治疗。对于一般情况及营养状况差的老年患者,术前可予营养支持治疗,纠正贫血、低蛋白血症。老年患者血流缓慢,肿瘤所造成的高凝状态及腹腔镜下特殊的,使患者术后血栓形成概率增大,术中常规给予弹力绷带加压包扎双小腿,术后鼓励患者早期下床活动,早期应用抗凝药物。对于脱管困难、心肺功能不稳定患者,术后转ICU,待稳定后转回普通病房。

3.2 安全性分析

高龄患者全身机能衰退,往往合并多种老年内科疾病,手术耐受力低,本研究中腹腔镜组有54例合并慢性疾病,发生率73.97%,因此安全性至关重要。腹腔镜组患者术中出血少、排气恢复快,微创优势明显,而且术后并发症较少,仅为17.81%,显著低于开腹组的35.00%,与文献报道一致[10,11],较适合老年患者[12],可能与下列因素相关[5]:(1) 腹腔镜手术切口小,感染及粘连机会低;(2)腹腔镜手术患者术后切口疼痛轻,下床活动早,有利于术后心肺功能及肠道功能的恢复;(3)与开腹手术比较,腹腔镜术后炎症反应较轻,免疫功能恢复较快[13,14],从而减少高龄患者术后并发症的发生,降低围手术期的病死率。腹腔镜手术需要CO2建立气腹,因此易致高碳酸血症,但卞正乾等[15]研究高龄患者腹腔镜组的血气异常主要为酸碱失衡和电解质紊乱,并未见高碳酸血症,本组患者亦未因高碳酸血症而中转开腹。将快速康复外科应用于腹腔镜结直肠癌老年患者中,更具有优势[16]。需要注意的是,高龄患者对麻醉和手术的耐受能力较差,故不能为追求腹腔镜手术而延长手术时间。本组病例提示开腹组手术时间较短,故对于严重心肺功能不全、较难耐受腔镜者,为尽快结束手术,开腹手术可能更合适。

3.3手术成功率分析

腹腔镜结直肠癌根治术属操作较复杂、学习周期较长的术种,与术者的手术经验密切相关[14]。因高龄患者耐受性差,一旦出现手术相关并发症,其后果往往较严重。本研究术者在开展结直肠癌腔镜手术前每年有上百例结直肠癌开放手术经验,已开展腹腔镜胆囊切除术、阑尾切除术等,并数次去上级医院进修学习,在学习曲线早期,选择较年轻患者、相对简单术式开展,待熟练后,才在高龄患者中开展。本文腹腔镜组有5例中转开腹,成功率达93.15%,其中1例因为肿瘤侵犯致组织层次结构不清,术中出血较多,腔镜下止血较困难,手术时间延长而中转开腹;另1例因肿块比较晚期,输尿管与周围组织层次不清,分离时致输尿管损伤,遂中转开腹,请泌尿外科医师行双J管植入,术后患者恢复顺利。腔镜安全性至关重要,术者要敢于中转开腹,这也需要丰富的开腹手术经验。

提高腔镜成功率需要一定的手术技巧,在高龄腹腔镜结直肠癌患者手术中,要始终注意在正确的手术平面操作,不仅要有丰富的开放手术经验,还要有腔镜手术经验,需要进行腔镜培训及训练,学习别人的经验,反复观看手术视频。要始终注意分离组织时保持一定的牵拉张力,腹腔镜下用超声刀进行组织分离要比开腹手术视野更清晰、操作更简便、出血量更少,本组病例提示腹腔镜组具有较少的出血量。腔镜下置入小纱布条擦拭出血,这样既能使术野清晰,又能减少手术时间,同时可以起到压迫止血作用,而且在系膜离断过程中,利用纱布阻隔,可以避免误损伤。

3.4 近期疗效分析

梁建伟等[17]研究高龄直肠癌患者腹腔镜手术的近期效果,发现腹腔镜组的术中出血量、术后排气时间、恢复流食时间均少于开腹组,差异均有统计学意义,两组无手术后30 d内死亡,环周切缘和远端切缘均为阴性,淋巴结清扫数目两组无差异,与本组研究结果一致。Staudacher C等[18]分析文献发现腹腔镜和开腹可以达到同样的根治效果。游松等[19]经过meta分析发现腹腔镜结直肠癌术后并发症发生率为18.30%,与本研究结果17.81%相当,腹腔镜组并发症明显少于开腹组。由此可见,腹腔镜组具有较好的近期疗效,还需要进一步随访。

尽管由于学习曲线的缘故,手术时间相对偏长,但随着腔镜例数的增加,手术时间可明显缩短。因此,笔者认为只要选择合适的病例、加强围手术期处理、具有成熟的腔镜技术,老年结直肠癌患者行腹腔镜根治术是安全、可行的,具有微创、术后恢复快、并发症少等优势,是治疗高龄结直肠癌较好的选择方法,腹腔镜手术或将成为高龄结直肠癌患者的常规外科治疗方法[20]。

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篇7

关键词:环境;工程;管理

现在由于时代的发展迅速,科技的发达。在社会发展中难免对环境造成了一定的影响,所以对环境工程的管理也应当重视起来。而现在,我国的环境工程管理还不是很完善,基本上将环境工程管理当成了环境试验工作,而这种现象将会影响环境工程管理的发展。由此看来,有关环境工程管理的探讨是一个有价值的探讨,而统一对环境工程的认识和更为具体的研究环境工程管理工作也将成为我们需要研究的一个重要课题。

一、环境工程中的主要问题

目前环境工程中对于在型号研制这方面还存在比较大的问题。主要就是对于环境工程的认识不全面,说到环境工程想到就是环境试验工作,而忽略了环境条件的提出、分析和剪裁、环境设计、环境数据的获取和评估等环境工程中其他也比较重要的工作内容。这些忽略的工作就是对环境工程知识的认识不足,还有就是一些对于环境工程的标准的信息缺少和不足。其次是在环境工程管理中并没有开展有关环境工程管理的工作。这就会造成在环境工程管理中设计人员对于一些工作的不规范、工作效率低以及设计结果不符合等问题。

二、环境工程的目标

环境工程的主要目标就是要使得我们所研制的系统在满足要求的前提下,使得环境工程的成本降到最低,与此同时还要求要使得所有要求要相互兼容,最终使得系统达到最佳的优化平衡。其实理解起来非常简单的,首先第一个层次就是高效果,低成本。比如一个产品容易受周围环境湿度的影响,那么如何解决这个影响,就会有两个办法,一是花费更高的价格去买一个不受环境湿度影响的产品,二是改变周围环境的湿度来满足产品对于周围环境湿度的一个要求。而可以说环境工程对于这个问题的解决就有点类似于后者,在满足要求的前提下,在系统中研制出低成本的方案,来最终达到目的。第二个层次就是环境工程管理的产品中产品的环境适应要求是需要与环境工程系统中其他的要求要相互兼容,从而最终达到一个体统整体最佳的效果。简单点来说,在一个系统中,其实本身就存在这一些要求的矛盾,而对于这些矛盾的处理,将会直接影响到这个系统最终的效果,所以要求的兼容还是很重要的。比如,生活中我们所使用的电脑、电视等,它们在工作时都会发热而不利于产品本身,所以这些发热产品在设计时就会设计通风散热的开口,而这些开口会影响甚至降低电脑的电磁屏蔽效能,从而导致了电磁干扰,最终使得不满足电磁兼容的要求。而环境工程就是要解决这些类似的问题,要满足要求的兼容,在系统中进行协调,从而达到一个平衡点来使得最终系统达到最优化的效果。

三、环境工程的系统工程

环境工程本身就是一个系统工程,而且这一复杂的工程是需要有系统的科学的管理才能够完成工程的任务和实现工程管理的目的。所以对于环境工程管理的研究与探讨将会是实验环境工程目标的重要一步哦,其价值也是非常大的。

(一)环境工程管理的目的

环境工程的目的就只有一个,虽然环境工程的工作项目非常多,工作复杂,但是环境工程管理的目的还是很简单的,就是环境工程在工作时能够有序并且规范,在管理的控制下工作,能够减少一些工作的随意性和盲目性,增加工作的效益性,来完成环境工程的目标,高效益,低成本。

(二)环境工程的手段

环境工程管理就是保证环境工程的顺利完成,它是通过对系统的建立和运行来实现的。那么这就需要环境工程管理必须是有序规范的,如何达到有序规范的条件,就需要制定一些相关的规则制度来保证环境工作的完成。比如,制定管理机制或者建立管理机构等,安排管理人员,且管理人员必须按照管理机制进行相应的管理,明确管理人员的职责和权限等。还可以进行不定期的抽查、评审等。这些都是对于环境工程工作管理的一些有效的手段,做好这些将会对环境工程的系统更优化。

(三)环境工程的性质

环境工程中有一些大型武器设备的研制和生产是非常复杂的,而其中也涉及到许多工作项目,而不同的工作项目达到不同的要求,及其复杂化。比如环境设计与环境试验只是环境工程中的两个环节。所以环境工程管理是不可能直接实现这两个环节,环节工程管理只是一个保证,保证这些环节的有序化和规范化,他是这些环节的一个连接体,将每个环节连接起来,从而融入到整个武器装备的研究与生产的系统中去。由此可以看出,环境工程管理的性质决定了它并不是万能的,而加强环境工程工作的管理是必要的,但是对于环境设计等基本设计工作的研究也需要加强,而且还需要得到广泛的重视。

四、环境工程管理中的控制要点

环境工程管理就是对环境工程工作的一个控制,控制是一个广泛的概念,在环境工程管理中,控制就包括了:做什么、什么时候做、谁来做、在哪里做、怎么做,这几方面。每个方面对环境工程工作都有着极其有效的领导作用,这也是控制的一个步骤环节。也就是在对环境工程工作控制前需要考虑清楚这5方面的问题,来制作管理和控制计划,最终实现环境工程的管理。

五、小结

环境工程管理工作是非常有价值的,而在前面我们说到了,在我国,对于环境工程的管理还存在着知识认识的不全面,所以我们应当对环境工程管理引起足够的重视。通过分析可以知道,我国对于环境管理技术、方法和程序的研究还不够深入。所以加强对环境工程管理的研究是非常重要的。本文仅仅对环境工程管理进行了一次浅层次的探讨,还希望环境工程管理的技术人员能够引起重视并且能对环境工程管理进行更深入的探讨研究。

参考文献:

[1]吴彦灵.关于环境工程管理的探讨[J].环境技术,1998,(4):36-37

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1.1完善环境工程管理体系

体系化是使环境工程管理工作纳入正常轨道的关键步骤,应通过落实以下措施加以完善:

(1)所有涉及环境保护的宏观决策,都必须有环境保护部门参与,环境管理工作应渗透到社会经济的各个角落,在所有与环境相关的领域中都应体现环境意识。

(2)在进行区域开发、重大经济技术决定、产业结构调整等重要决策之前,必须先开展环境影响评价的试点工作。

(3)建立由党政领导、人大政协、环保部门共同参与的统一监管制度,完善各有关部门分工负责、社会公众共同参与的运行机制,集合全社会的力量管好环境工程建设。

(4)建立环境工程多渠道投资机制,制定有利于环境保护的技术经济政策和产业政策,通过排污收费制度的改革,解决资金不足的问题。

(5)完善环境影响评价、环境问题举报、听证会等公众参与制度,鼓励公众、媒体的监督与批评,创造全社会都来关心、爱护环境的良好氛围。

1.2健全环境工程管理相关法律法规制度建设

环境工程管理需要完善的法律法规、条例制度,但一定要切合实际,并与现行的环境管理法律法规衔接、配套,使环境工程管理相关法律法规体系更加完整、系统和规范,提高法律法规体系的可操作性。通过有效的管理制度促进环境工程相关人员的工作效率提高,如制定环境工程工作管理规定、环境工程实验工作管理规定、实验室或试验网站管理规定等。制定环境工程规划时必须实地考察,使环境工程可以因地制宜地利用各地的环境资源,较好地解决各地的环境污染问题。一旦规划项目被有关部门批准,就必须严格执行已批准的规划方案,同时还需要相关部门对方案执行情况进行监督和检查,并在适当时候进行考评。规划方案的相关信息也要及时记录在案,并反映到决策文件中,如执行工作任务的制度、执行过程所获得的信息等,这些资料将成为环境管理部门进行相关决策的依据。

1.3提高社会公众环境意识,加大环境事业投资力度

环境工程管理工作可以说“功在当代,利在千秋”,要获得人民群众的理解和支持,就应当积极引导和宣传鼓动。人们观念的转变不在一朝一夕之际,而是要通过循序渐进的方式逐步改变对环境管理工作的认识,只要持之以恒“,星星之火可以燎原”。环境事业,如环境工程建设,环境工程管理人员的培养,都需要资金的投入。为了确保环境工程高质量、高标准地建设,以便为人们提供更加优质的服务和更好地解决环境问题,就需要加大资金的投入力度。

1.4高度重视环境人才培养,利用多种途径促进成才

提高环境工程管理水平,需要有优秀的人才。人才的培养模式应该不拘一格,应创造有利条件促进成才。可以通过高等院校培养环境工程管理专业的本科生、研究生;也可以通过在职培训的方式提高在职人员理论水平;更鼓励职工教育向制度化、规范化和正规化方向发展,使在岗人员能够不断获得理论的补充和知识的更新。

1.5提高市场准入门槛,整合环境工程资源

在我国从事环境工程的企业数量并不少,仅广州市环保设计公司最少400家以上[2],竞争也挺激烈的,但水平却不怎么样,其主要原因是市场准入门槛低,以致鱼龙混珠。要改变这种不利局面,一是要提高市场准入门槛并加强监管,相关管理部门应制定管理规范制度;二是放开市场,现在各地仍遗留计划时代的影子,当地政府往往将工程任务交给当地公司;三是引入外资,提高环境工程的建设水平。

2结语

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一、传统教学模式存在的问题

传统的教学模式采用黑板课教学,虽然这种形式逻辑性强,但是教学手法单一,缺乏生动性,而且单纯的理论讲述效果欠佳,实践课时较少,学生的学习积极性不高。另外学生的学习积极性不高,表现在学生认为“三废”(废水、废气、废渣)的处理是环境工程专业人员的任务,对环境保护的概念理解不清晰。

二、教学改革研究与探索

针对《环境工程与冶金环保》课程在教学中存在的问题,优化教学模式、强化教学效果的角度出发,个人认为下几方面不断改进。

(一)突出重点内容强化学生的学习积极性

鉴于学生对《环境工程与冶金环保》课程的重要性认识不足,在课程内容讲述前先拿出一到两个课时的时间,讲述冶金环保的重要性和必要性,在具体内容的讲述上,侧重向学生介绍环境工程科学和冶金环境保护的基本理论和工艺,主要着重点在于冶金工业中三废的处理和利用,激发学生的学习积极性。比如合理的将学生分组,拿出两到三课时,由老师拟出讨论重点,然后激发学生积极思考讨论,加深学生对知识点的理解。

(二)多媒体案例教学相结合

多媒体教学能将抽象的知识具体化,通过生动的表象激发学生的认知兴趣,结合冶金企业中环保的具体案例,例如央视新闻调查栏目有关铬渣的警告这一期的视频资料,以及匈牙利赤泥污染事件的视频资料等,通过一幕幕触目惊心的污染危害情景,刺激学生对冶金过程环保的重要性和必要性的认知。

(三)实践教学

理论与实践相结合能加深教学效果,所以结合学生的生产实习和认识实习,进一步提高学生对冶金环保的理解和认识。通过实践教学发现学生的积极性比较高,改变了学生一贯认为冶金企业环境恶劣的想法,参观过程中,学生反映企业生产现场比想象中的要好,通过对生产工艺、设备的直观认识,进一步激发了学习热情。

三、结论

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【关键词】工程力学;教学改革;环境工程

工程力学是教育部21世纪高等学校规划科目,是工科专业主要的基础课程,兼有基础理论和应用技术双重性质,是一门理论与实践紧密联系、基本概念和实际计算并重的课程。我国的环境工程专业大部分是七十年代以后随着环境问题的日益严重发展起来的,属于单独的环境科学与工程一级学科;另外,给排水工程专业因涉及到环境工程给水处理、污水处理以及管网等内容,随着环境问题日益突出,其与环境工程专业之间的交叉性也越来越密切。随着国家不断加大对环境工程专业中水环境修复、大气污染治理、固废处理方面的投资,各种环保设备的设计及应用越来越多,这些设备在实际当中受力及变形情况分析决定了工程力学开设的必要性。

环境工程专业中开设工程力学,其内容主要包括静力学和材料力学两部分。目前大部分学校环境工程专业安排学时基本在60学时以下,其中讲授内容约占90%,实验教学约为10%。因此存在学时少、内容多的问题;而且由于工程力学存在较多抽象的概念,学生理解较为困难,目前存在计划中要求加快进度而学生实际不具备加快条件的矛盾。因此要尽可能多的讲授课程内容,使学生学好本课程,必须调整教学体系,从教学思想上彻底更新,培养出符合时代要求的兼具理论知识和实际能力的人才,就具有更为突出的社会现实意义。

1.教学内容及教学时间安排

在环境工程专业领域中,与工程力学相关部分主要是各种环保设备及给排水管道在实际当中的受力及变形情况分析,因此学习工程力学需选择合适的内容。静力学作为各种力学内容学习的基础,是各个专业学习工程力学的必修部分。材料力学研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和导致各种材料破坏的极限,是所有工科学生必修的部分,是设计工业设施必须掌握的知识[1]。对于工科学生来说,学习材料力学需要的理论力学内容在高中阶段已经掌握。因此结合环境工程及给排水专业选择材料力学的内容将是主要问题。

工程力学是对环境工程中用到的环保设备的安全性进行分析的课程。因此应该在开设环保设备相关课程的同时或之后开设工程力学。而实际当中,部分高校往往在大学二年级上学期开设,学生在还未接触专业知识下进行学习,导致不能与实际情况联系,理解较多抽象的概念比较困难,这一现状不但增加了教学的难度,打消了学生的积极性,而且学后印象不深,进而削弱了学习效果。

2. 教学方式和教学手段

目前,工程力学课程主要还是以讲授内容为主,约占90%;抽象的概念及受力计算导致学生学习过程中普遍认为难于理解。针对性的解决方法主要是调动学生的积极性,结合物理及数学知识提高理解能力和空间想象能力,并且提供实际实践实验提高学生兴趣。因此可从以下几种教学手段及方法进行。

2.1 增加教学实验

实验操作不但能强化感性认识,使学生对知识的理解更加深刻透彻;还是培养学生动手能力和科研能力的重要手段。由于课时有限,目前环境类专业工程力学课程中主要是材料力学部分开设了一些简单的实验,如材料的拉伸一压缩试验、等强度梁实验等。为了增强理论力学课程的兴趣性,应适当增加相关的实验课,比如在讲解动量矩守恒时,演示动量矩守恒实验:在转椅上双脚离地,站在上面,双手分开。手持健身哑铃或者等重的书本,会发现展开手臂时,转动变慢了,收缩手臂时,转动变快。这个小实验也可以让学生在户外的健身器材上亲自演示[2]。在讲解脆性材料的扭转破坏现象时,可以在课堂上拧黄瓜来演示,把与轴线成45℃角的断口清晰展示出来。再比如,讲解杆件组合受力变形时,可以演示健身器材握力棒受力变形情况,讲解受力后弯曲方向变化情况。讲解压杆稳定性问题时,可用较细的PVC管材演示不同长细比临界状态变形情况。这些小实验都易于操作、简单直观,又节省学时。比较复杂的实验也可以在实验室进行操作录像,并通过多媒体放给学生看。 这样以往枯燥无味、抽象呆板的力学课会变的趣味盎然,从而使学生学习的积极性大大提高[3]。另外,教师应总结教学实验经验,编写《工程力学》实验教学大纲,工程力学课程实验指导书等,用于指导实验教学,达到理论和实践良好互补。

2.2 理论联系实例

抽象的概念及受力状况往往使学生难以理解,如果能结合日常生活中简单的实际例子加以解释,将能激发学生的理解联想能力,将理论与周围事物紧密相连,更好地理解理论知识,锻炼学生的观察思考能力。如“约束”的概念对于学生来说是第一次接触,教师可以以教室中的物体为例子,如教室中的某根梁在自重的作用下应做自由落体运动,而它处于静止状态的原因就是此运动受到了限制,而限制它运动的它周围的物体对于它来说就是约束。比如讲解固定铰链支座和辊轴支座时,可以带领学生实际考察一些铁路桥梁的固定形式。在讲构件受力变形时,扭转变形方向只靠教师讲起受力和变形特点学生不好理解,我们可以举一个类似的例子,如我们在洗脸时拧手巾,手巾的变形就是扭转变形,让学生试着应用规律进行分析。再比如介绍力矩概念时就可以以教室中的门作为例子,教师可以亲自将力施加在不同的位置,让学生观察效果,总结力使物体绕某轴转动的效果与哪些因素有关。此方法使学生不但对该门课程更感兴趣、课堂气氛较好、学生乐于参加探索、分析、总结理论要点知识,并且可以与周围事物联系密切,帮学生将知识与生活相连,增强学生的学习乐趣,对周围事物的观察能力。

2.3 学生参于课程讲授

大部分课程授课教师基本都是在讲台上口授,长期授课难免枯燥乏味,往往不能提高学生的学习积极性,因此可以尝试让学生讲解某一具体章节内容。教师事先向学生布置讲授内容,下次授课前以抽点方式让部分学生讲解,教师和其它学生对其讲课情况进行点评,讨论讲解中存在问题,分析正确的解题思路。未讲解的同学可以通过台上同学和教师的讲解情况与自己的思路对比,加深对知识的理解与认识,将易范的错误、忽略的问题自我更正。学生在此过程的表现均计入过程性考核成绩中[4]。此教学手段既锻炼了学生的思维、语言表达能力、同时学生加深了对知识的印象,也提高了学习乐趣及积极性。

2.4 运用现代教学手段

恰当的教学手段是提高教育教学质量的重要保障。尤其是关于工程构件在受力下的变形情况,单单依靠讲解和板书的教学手法,达不到良好的教学效果。因此应充分采用多媒体教学手段,将文字、图片、声音、动画视频融为一体,展现工程构件受力及变形情况。有声有色的情景式教学环境,使传统教学中难以讲清的内容变得生动具体。另外,还可以将工程领域的实际问题及时灵活地引入教学之中,激发学生的学习实践兴趣。通过演示三维彩色仿真动画、动态教具和工程实例图片,可以拓展学生工程视野,可以更好地将一些工程实例展现在学生眼前,提高学生的理解能力。另外,针对多媒体教学中关于计算讲解中存在的缺点,教师需结合板书讲解计算的步骤和做题过程中的注意事项[2]。

为拓宽学生的视野及知识的深度与广度,应邀请校内外专家学者举办与课程相关的系列讲座,使学生更加深入的了解此课程的理论基础和实际价值。

2.5 自编习题册

由于工程力学融合了物理和数学的许多知识,因此学生需要大量的习题练习。在教学过程中,教师可以在每章讲解完后,将学生分成多个小组(每组3-5人),让学生以考试试卷的形式(包括填空、选择、判断和计算题),在课余时间总结此章中的内容,掌握知识点的重点、难点。教师根据所出试卷判断学生掌握情况,及时查漏补缺,完善每章试卷;最后将全部章节的试卷汇编成册,让学生据此内容进行练习,提高学生掌握知识点的准确性。

3. 优化课程考核方式

由于工程力学教学综合了讲授、实验及习题练习等多种教学方式,因此在课程成绩的考核上需要制定一个合理的评定标准, 然而当前普遍都是以理论知识考核为主、实践能力考核为辅,这就直接关系到在上述问题探讨过程中所涉及到的学习兴趣问题。因为成绩的评定和实践部分结合的不紧密直接导致学生对实践部分的忽视,而实践部分恰恰是最能让学生体会到理论知识在现实生活中如何得到应用的部分,因此提高实践考核在课程整体考核中的比重是非常重要的[5]。因此可以按照理论和实践考核分别占50%和40%的比重进行考核,平时课堂上提问回答、作业、随堂测试等情况占总成绩的10%。采用这一综合评定标准,不但能考察学生熟练掌握力学知识的能力和实验动手的能力,还考核学生平时学习的认真态度,使其从先前的被动变为主动,课程的学习氛围会在一个良性的环境中得到充分提升。

4. 结束语

总之,环境工程专业的《工程力学》课程的讲授,必须综合学校的特点和学生以及专业的特点,真正做到以人为本,课程的内容确实做到适应专业和学科发展的需要,真正把培养具有综合素质能力学生的指导思想贯穿整个教学活动中。培养出基础扎实、知识面宽、能力强的适合环境工程专业培养目标要求的高素质人才。

参考文献:

[1] 范钦珊. 工程力学教程[M]. 北京:高等教育出版社,1998.

[2] 张雅静,李治国,冯海全. 浅谈工程力学教学中多种教学方法的应用. 科技创新导报,2012,19:157-158.

[3] 赵冰,张岩. 材料力学实验教学模式改革的探讨[J]. 中国现代教育装备,2011, (3): 115-116.

[4] 王环.互动教学法探索[J].高等理科教育. 2003, (s2):178-180.

[5] 张伟,李丹. 浅析高校工程力学教学中的改革与创新. 科技信息,2012,7:304-309.

作者简介:

王万峰(1979-),男,博士,副教授,主要从事环境污染控制研究及环境工程专业教学工作。