水循环的主要途径范文

时间:2024-02-19 18:02:05

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水循环的主要途径

篇1

一、高考高频考点(重难点)

1.水循环的过程和主要环节。

水循环是指自然界的水周而复始连续运动的过程。它是自然界最活跃的物质循环之一。水循环的主要环节是蒸发、水汽输送、降水、下渗和径流。水循环的类型及其比较如下表。

2.水循环的地理意义。

维持全球的水量平衡,促进水资源的更新;密切联系构成地理环境的其他圈层,并在它们之间产生物质迁移和能量交换;不断地塑造、改变地表形态。

二、2013年高考对水循环知识考查的角度、能力分析

1.流域开发及重大水利工程对水循环的影响。

大规模的生产开发及水利工程建设对自然环境造成了巨大影响,高考结合生产、生活中的实际问题,以各种流域示意图及流量变化统计图为载体,重点考查考生从地图中提取地理信息有效内容和价值的能力及对地理信息进行分析与整合的能力。

例1.(2013年高考全国大纲文综卷)在太行山南段东麓相邻的两条间歇性河流上分别建有甲、乙水库,它们的汇水面积大体相等。2009年雨季,乙水库入库水量912万立方米,甲水库却几乎没有入库水量。据此完成3~4题。

3.甲、乙两水库上游流域( )

A.河流以地下水补给为主 B.自然植被为针阔叶混交林

C.降水集中于7、8月份 D.位于半干旱区

4.2009年雨季,甲水库无入库水量是因为其流域( )

A.几乎没有降水 B.植被截留降水

C.降水大量下渗 D.人工拦截径流

答案:3.C 4.D

试题立意:本组题主要考查太行山南段东麓自然地理环境特征和影响河流流量、补给的因素。

解题思路:第3题,太行山南段东麓位于我国华北地区,7、8月份夏季锋面雨带到达华北地区,带来丰富降水。该地气候属于温带季风气候,河流补给主要以雨水补给为主,植被为温带落叶阔叶林,位于半湿润地区。故选C。第4题,两水库均在太行山南段东麓,气候类型、雨季和降水类型等自然条件相差不大,材料中明确提示:进入雨季,两地中一个水库有补给水源而另一个水库几乎没有补给水源,两水库相差甚大,说明是由于人为因素的影响造成的。故选D。

例2.(2013年高考江苏地理卷)为缓解“昆明水少、滇池水脏”的问题,云南省已建成螳螂川、牛栏江调水工程,并规划建设金沙江调水工程,如图13所示。读图回答23~24题。

23.“滇池水脏”与滇池水体更新周期长有关。滇池水体更新周期长的主要原因有( )

A.流域面积小,汇入水量少

B.季风气候,径流季节变化大

C.水体总量大,进出水量小

D.全年高温,湖水蒸发量大

24.跨流域调水工程对滇池流域的主要影响有( )

A.改变滇池流域降水总量 B.提高滇池水体自净能力

C.减少昆明污染物排放总量 D.缓解昆明用水紧张状况

答案:23.AC 24.BD

试题立意:本组题考查影响陆地水体更新自净能力的因素、人类对水循环的影响,以及考生对于地理信息的获取和处理能力。

解题思路:第23题,本题问的是滇池水体更新周期长的原因,也就是水循环速度较慢的原因。“季风气候,径流季节变化大”,对于水体更新周期影响不大,排除B;全年高温,有误(昆明四季如春),蒸发量大应为更新快、周期短的原因,排除D。故选AC。第24题,跨流域调水主要影响地表径流,不会改变流域的降水总量,排除A;跨流域调水并不能减少昆明污染物的排放总量,排除C;材料中有“为缓解‘昆明水少、滇池水脏’的问题”的叙述,选择B;跨流域调水,可以解决昆明水少的问题,选择D。故选BD。

2.结合区域自然地理空间分布特征,综合考查水循环过程中各要素的特点和水循环的地理意义。

这类试题体现了高考对于地理知识的综合考查,要求考生调动和运用地理主干知识,并与试题建立正确的联系,从而准确分析地理问题。

例.(2013年高考安徽文综卷)图8为伏尔加河主要流经地区示意图。完成26题。(节选)

26.从水循环的过程和地理意义看,伏尔加河( )

①流域内总体上蒸发旺盛 ②流域的部分降水源自西风带 ③河水主要参与陆地内循环 ④使东欧平原总体趋于高低不平 ⑤促进里海的水分和热量平衡

A.①②④ B.①③⑤

C.②③⑤ D.②④⑤

答案:26.C

试题立意:本题考查考生从区域地理环境图中提取、整合信息的能力与调用知识分析地理现象的能力。本题综合性较强,综合考查区域自然地理环境特征、水循环及其意义、河流的补给方式、气压带和风带对地理环境的影响以及地理环境的整体性。

解题思路:伏尔加河流域纬度较高、气温较低、蒸发作用弱,排除A、B;伏尔加河注入里海(里海是世界最大的内陆湖泊),属内流河,故河水主要参与陆地内循环,促进了里海水热平衡;因欧洲西部平原宽广,来自大西洋的西风可带来一定降水;流水作用属于外力作用,对地表主要有侵蚀、搬运、沉积作用,总的作用是削高填低,使地表趋于平坦,排除D。故选C。

3.结合降水量统计图,从时间角度考查影响水循环的因素及气候对水循环的影响。

例.(2013年高考四川文综・地理卷)图3是北半球亚热带某地降水量逐月累计曲线图。读图回答5题。(节选)

5.该地水循环最活跃的季节是( )

A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季

答案:5.D

试题立意:本题利用统计图综合考查了气候类型及水循环的知识。

解题思路:由图3可知5―9月曲线较平缓,说明这个季节(夏季)总体上降水较少;冬季曲线较陡,说明该季节降水较多。结合题干中的“北半球亚热带某地”可以判读该地气候属于地中海气候,冬季降水量大,所以降水、径流等环节活跃。故选D。

三、模拟训练

1.关于下页图中四地所在区域水循环的叙述,正确的是( )

A.甲地区河流蒸发是当地降水的主要水汽来源

B.乙地区降水丰富,主要参与内陆循环

C.乙、丙是四地区中水循环最活跃的地区

D.东南季风参与甲、丁两地的水汽输送

读我国南方低山丘陵区某小流域水循环示意图(如右图),完成2~3题。

2.因人类某种活动,使蒸腾作用显著减弱时,可能直接导致( )

A.降水量增加 B.地表径流增加

C.蒸发量不变 D.地下径流增加

3.为了促使该流域水资源日益丰富,下列措施中效果最不明显的是( )

A.封山育林 B.退耕还林 C.修筑梯田 D.修建水库

下图是某城市建设前后水量平衡示意图,读图完成4~5题。

4.城市建设导致了当地( )

A.地下水位上升 B.地表径流汇集速度减慢

C.蒸发量增加 D.汛期洪峰流量加大

5.城市建设后,地表径流发生变化的主要原因是( )

A.生活用水量增加 B.植被覆盖率增加

C.下渗量减少 D.形成了城市热岛效应

下图为三江平原水循环简图。读图完成6~7题。

6.图中缺少的水循环环节是( )

A.降水 B.地下径流 C.蒸发 D.水汽输送

7.图示区域曾由“北大荒”变为“北大仓”,图中受人类活动显著影响的水循环环节是( )

A.①②④ B.②③⑤ C.①③④ D.②④⑤

8.据悉,2011年6月22日9时至23日16时,重庆万州区出现了当年以来最大的一次强降雨,导致山洪暴发、河水猛涨、山地滑坡、农田淹没、房屋倒塌、交通中断,损失较为严重。这次暴雨发生时,右图中的水循环环节出现异常的主要有( )

A.a、c B.b、c、d C.a、b、c、d D.a、b、c、d、e

9.河流与湖泊具有水源互补的功能。下页四幅图中(箭头表示水源补给方向),正确表示河流汛期的是( )

a b c d

A.a B.b C.c D.d

水的社会循环是指在水的自然循环当中,人类不断利用其中的地下径流或地表径流满足生活与生产之需而产生的人为水循环。读下图,完成10~12题。

10.水的社会循环( )

A.包含了水的自然循环 B.加速了水的自然循环

C.对陆地水体有更新作用 D.会对水的自然循环造成负面影响

11.图中来源于用户的潜在回用水源包括( )

A.降水、地下水、地表水 B.供水厂提供的自来水

C.可循环使用的清洁冷却水 D.经污水处理厂处理后的中水

12.污水再生回用( )

A.是解决城市水资源短缺的有效途径 B.只适用于城市

C.虽无经济效益但有环境效益 D.属于节流措施

篇2

关键词:水资源规划给水排水

传统的或现行的城市给水排水专业规划的基本要求是:如何满足城市生产与生活用水的需求和保证排水快速安全;而城市流域水资源循环利用与可持续发展规划概念是:除保证城市生产与生活用水的需求和安全外,是将一个城市或一个区域的供水或污水废水都把它看成是一种资源,而对这种资源进行系统的规划,使之合理的进行处理与循环利用,达到本区域或本流域的水环境平衡,保持社会经济的可持续发展,构筑资源节约型,环境友好型城市。

1社会水循环与自然水循环的关系

社会水循环是自然水循环的一个附加组成部分,对自然水循环产生强烈的相互交流作用,不同程度地改变世界上水的循环运动。开发利用水资源是人类对水资源时空分布进行干预的直接方式,在人类大兴水利带来巨大生产效益和能源效益的同时,社会水循环对自然水循环带来的负面影响也日益显现出来。主要表现在以下几个方面:①水循环的途径被改变(时空变化),人工水库、人工运河、大坝、长距离跨流域引水等水利工程都大规模地截流水量,改变水循环的途径,使下游河段过水量减少,甚至干涸,导致河流对地下水补给量锐减。跨流域的调水,会加大地表水分支流域,水流的分散性增强,有可能影响地表水的更新周期和运动节律;②水循环量发生变化。人类提取的径流量每年达到全球可更新水资源量的10%左右,显著地改变了地表河流的入海量,使得不同层次区域上水循环量发生了显著的变化。③水质的变化,水体经过人类用水循环的干扰后,在水中化学物质的种类和数量上都有了极大的增加。污染源包括未处理的污水、化学排放物以及农田中冲刷的和渗入地下的农用化学品。

2我国社会水循环现状与传统城市给排水规划观念的反思

目前,我国总体上来看,社会水循环仍是一种粗放式、单向流的循环机制。即从流域上游或地下水含水层取水,经过用户一次利用之后,大部分排放至下游水体中。在整个水循环过程中,水只是一次性得到利用,并没有形成负反馈机制。全国可开采水资源总量的58%已经被使用,工农业发展和生活用水的增长全部依靠增加水资源的开采量来得到满足。但是,这些用于农业,农灌尾水和农田径流挟带着大量的化肥、农药回归水体,城市用户产生的大量污水大部分直接排放,不断地加大了对自然水循环的干扰,从而造成了两者之间的尖锐矛盾。

据预测,全国可开采利用的水资源,不考虑从西南调水,扣除生态环境用水后约为8000~9500X108m3,到2050年,全国需水量可能达到7000~8000X108m3,届时将接近可开采量的极限。到21世纪中叶,预计我国城市污水仍有较大增长,其中生活污水增长量占据了总增长量的较大份额。

就传统的城市给水规划而言,给水规划是以满足城市用水量要求,保证供水水质为最终目的,常把重点放在寻找水源上。但由于区域水资源受到污染,或暂时受到污染,水源水质不能满足城市供水水源的水质标准要求,在一时难以选择到理想的水源时,许多城市不是如何想办法治理和防止区域流域污染,而仍是从源头、上游取水。总的来看,城镇发展取水用水一直沿用这样一种线性思维:从近处取水不足时从上游或周围地区调水,用后排放、废弃;水资源仍不足时,考虑从更远一些的地方去调水。这种思维方式的流行,促使很多地方建设的引水工程其规模越来越大,距离越来越远,而把城市河流变成了天然下水道。这种用水策略越来越依赖城市内陆腹地河流上游地区水源的可用性。但这种可用性面临着越来越大的挑战。尤其是河流上游地区的用水增加,而下游地区可利用水资源量不断下降,同时水质也在不断恶化。

这种传统用水模式的弊端是:①大量的长距离调水工程,带来日益增长的巨额费用,造成越来越重的财政负担和水价的上涨;②可供用水量会日益衰减,水质安全问题难以保证;③河流生命将逐步丧失,景观和地貌会加速改变;④城市和地区之间的冲突和潜在纠纷会日益增加。

在传统的排水模式方面,城市排水则是以防止雨洪内涝、排除和处理城市污水、保护城市公共环境和本区域流域水质为目的,普遍认为污水是有害的,应尽快排除到城市下游。这种观念导致的结果往往是保护了局部的生活环境,危害了广大流域地区。这种传统排水模式的弊端是:①对城市排水规划理念的认识不明确,内容过于粗糙,排水规划只是简单地根据用地规划和城市道路规划划分排水区域,确定排水体制,大致勾勒出排水主干线和污水处理厂的位置,没有进行必要的区域水资源方案论证和综合协调,缺乏科学合理的方案比较;②传统城市排水规划只局限于单一的排放而不具备水资源循环利用与持续发展的观念,没有确立雨水、污水亦是一种资源以及要优先利用然后再排放的思想;③局限于本城市或本区域的排水规划,缺乏流域综合开发与利用的观念;④城市排水规划与市政污水与雨水处理设施建设缺乏有效的协调和配合;⑤缺少雨水污水资源化利用的技术配套措施。

总之,在我国传统的城市给排水规划理念中,比较多地受到“改造自然”、“人定胜天”等思想的影响,没有把人类作为流域内生态系统的一部分来加以研究和考察,片面地强调满足人类社会发展的愿望,以致干扰甚至破坏了流域和区域生态系统的协调和均衡。

3城市可持续发展的社会水循环理念

其实,在流域的城市群中,大多数城市都是临水而建,通过若干年的建设与发展,从城市功能上基本连成一体,一个城市的下游同时是另一个下游城市的上游。作为良好的水环境并不是局部地域而是整个流域。

在一座城市中,健康的水循环是要求城市具有完备的给水排水系统,既要有安全、可靠的供水系统,为居民提供洁净的饮用水,又要有污水收集、处理、深度净化、有效利用与排除系统。

如何建立城市可持续发展的社会水循环理念,在与传统的城市排水系统相比,至少在理念上具有以下三个方面的根本性变化。

4城市水资源循环利用与可持续发展规划理念

提出城市流域水资源循环利用与可持续发展规划概念,主要是基于对目前现行的城市给水排水专业规划在规划理念上一种转变的探讨,是实现现代城市给排水规划概念的关键,城市给排水规划由传统观念向现念转变可归纳为以下几个方面:

从人对自然的索取向人与自然的协调共生、更有效地利用水资源可再生特性的观念转变;从以需定供,向以供定需转变;从以管理出厂水质为主,向管理用户水质转变;从各自为政、各取所需,向资源共享、流域统筹管理转变;从重常规处理工艺,向深度强化处理工艺转变;从开源与节流并重,向以节流为先,治污为本,科学开源,综合利用转变;从重污水达标排放,向污水资源化利用转变;从只注重终端处理,向既注重终端处理更注重始端管理转变;从单纯的雨水防洪排涝,向水资源利用角度强化雨水的管理和利用转变;从传统管理,向信息化管理,社会化服务,法制化监控,多元化投资转变。

在现代城市供水系统的规划与设计中,新的供水规划理念是:首先考虑的是任何保护本区域的流域水源,科学分析流域水源的水量与水环境容量,全面提高水资源使用效率;在缺水城市和地区,要向当地政府和规划部门提出调整产业结构及控制用地规模,限制大耗水工业的发展,提高工业重复用水率;对与城市供水存在一定矛盾的上游农业区应积极发展节水农业,包括调整种植结构、产业结构使之与资源条件相匹配并推行节水灌溉,为下游城市提供丰裕的水资源环境;在城市用水规模预测中把工业节水指标考虑进去,并使工业复用水率这一主要节水控制指标落到实处;城市取水规划应立足于依靠本地区河流的水资源来解决,最大限度地控制远距离调水,在保证生态用水量的情况下控制取水规模。一般认为取水量不超过径流量的40%是较为合适的;在缺水严重的地区,在取水量不得已超过径流量40%时,必须根据河流生态需水的质和量要求,利用再生水补给,增加相应份额的生态用水量;上游城市的用水和排水不影响下游城市的用水,实现水资源共享,每个城市既需要限制取水的数量,也要控制排水的数量和质量,不至于污染下游河段,从而保证整条河流的水资源利用是可持续的。

随着社会的发展和环境意识的增强,我国水污染控制经历了由单一污染源的治理、污水达标排放到区域综合防治、总量控制的两个阶段。但其中废水处理设备运行率、利用率、污染物去除率大部分不高,很多设备没有发挥作用。同时对城市污水处理厂的重视也不够,尤其缺乏污水再生、再循环的理念。

在新的排水规划理念中,首先应该考虑的是如何保护本区域的流域水源,科学分析流域水源的水环境容量,根据地形与地貌,以流域来划分排水分区,确定排水体制,制定排放标准以及处理工艺路线,提出节能减排目标,提高水资源使用效率。

在进行城市总体规划时,要及时编制区域水资源规划。排水规划应改变以往总是服从于总体规划,被动地与城市总体布局相配套的工作观念和工作方式。应主动探索,为总体规划提出与区域水资源规划和排水规划密切相关的合理化建议,例如,为满足区域水资源规划要求,在作总体规划时,明确提出需要保留的天然水系和满足排水要求的道路设计与高程设计等;要积极与水利、城市防洪等专业规划配合,合理利用水资源。要树立流域观念,打破行政区划,站在全流域的高度来考虑城市及区域排水规划。

篇3

【关键词】 景观用水治理 循环利用 问题

1. 景观用水总论

1.1生态景观用水定义

生态景观用水,意思就是用于生态景观并符合生态景观用水的水。生态景观用水一般要求清澈、无臭味、无污染。生态景观用水可以是来自大自然的符合生态景观用水的水资源,也可以是通过现代科技及设施处理的符合生态景观用水的水资源,还可以是应用于现代景观中的通过现代生物技术等使保持生态标准的水资源。

现代城市景观园林规划建设中,尤其现在越来越多的水景楼盘,小区内的人工湖、人工河内的水都需要有系统处理的。一般是用生物膜,想生物栅,生态浮岛等,人工湿地技术现在也已经很大程度上的用到景观水处理上来了。这些用水在使用过中都要尽量的接近生态标准。

1.2生态景观用水延伸

通过现代科技及设施处理的符合生态景观用水的水资源。如人工湖的用水,在水中养殖一些水生植物和动物使水体自净。而用于草坪的灌溉水中有没有有害物质,尤其是一些开放的绿地,要考虑在草地尤其是土壤中的有害物的残留,防止二次污染。需要统筹考虑生产生活用水和生态用水的关系 在景观环境中,建造生态水系,为人们营造一个亲水的环境,也让这座城市因水更加美丽、更有灵气,得民心、顺民意。只是,这么多水从哪里来呢?城市水系对于改善地区生态环境、减轻城市热岛效应、净化空气、提升城市品位、排洪防涝等作用巨大。不过,建设城市水系首先要解决城市水源问题。而且,对水源的可行性一定要有长远评估,现在水源能满足需求并不代表将来也能满足。在缺水的环境下,要统筹考虑生产生活用水和生态用水的关系,不能顾此失彼。中水雨水帮忙解决景观用水 ,该怎样平衡生活生产用水和生态用水的关系呢?充分利用中水,是解决水源问题的有效途径。

水循环利用均是以中水为主的人工循环利用系统,未见在构建地表涵养水库的半天然循环利用的报道。水、地下水、污水作为水资源,创造性地开发了水循环利用系统,从根本上解决了缺水的问题。

2. 水循环利用系统

自来水是市政提供的城市公共用水水源,利用水循环往复的原理,深层次发掘水可循环利用的特性,创立景观水循环利用系统。包括中水人工循环利用系统、地表涵养水半自然循环利用系统和地下水自然循环利用系统。

2.1中水人工循环利用系统

2.1.1系统构成 中水循环利用系统是人工系统,污水经过再生处理、水库天然处理和二次处理,达到使用水标准,一部分回用,其余的中水进入地表涵养水循环系统,实现了水量基本平衡的使用循环。

2.1.2再生处理 再生处理是中水循环系统的主体

出水目标达到中水设施管理办法中的中水标准和地面水环境质量标准的V类水体标准。再生处理是复合工艺。该工艺流程,实现了多种有效工艺的有机复合运行。分流取水器和综合池是新技术。分流取水器是针对污水量大于取水量的情况设计的中水取水专用技术,不需要动力和清渣。综合池在传统的调节池中实现了调节、水解酸化、厌氧脱氮、初次沉淀等功能。综合池中设兼氧段,第一氧化池为厌氧池,第二、三、四氧化池为好氧池,第四氧化池硝化混合液回流至综合池。达到同样的反硝化效果,低温效果更为明显。加填料的反硝化停留时间为不加填料的反硝化停留时间的11.8%, 解磷后的污泥回流到第三氧化池前端,清液经化学除磷后回流到综合池,剩余污泥进人排出系统。这部分工艺是典型的除磷工艺。解磷池需要提供碳源作为解磷和增殖的能源。因聚磷菌容易吸收小分子有机物,尤其容易吸收低级脂肪酸类物质,而亚硝酸盐,特别是硝酸盐对聚磷菌解磷和增殖有较大的抑制作用。在综合池中首先设水解酸化段,既可以向解磷池中的聚磷菌提供含有大量低级脂肪酸类物质,又避免了大量亚硝酸盐和硝酸盐的产生。为了增加聚磷菌的含量,第三、四氧化池不填加填料,按活性污泥法运行。沉淀池出水加混凝剂和石灰消解液,进行絮凝反应和Ca,(PO ) 沉淀反应,进一步去除悬浮物和Ca,(PO ):沉淀物。

2.2地表涵养水半自然循环利用系统地表涵养循环指水在地面、地表土壤层和植物的循环过程,是半自然循环系统,是连接使用循环和地下循环的纽带,在水的循环过程中起到非常重要的作用。在水循环利用系统中。储水部位具有处理和储存两大功能,是安全可靠供水的重要保证。

2.2.1中水补水途径之一,中水一绿化一渗透一地表涵养储水部位;

途径之二,中水一水景一渗透一地表涵养储水部位;

途径之三,设置人工控制的地下补水支脉,形成中水一人工补水支脉一渗透一地表涵养水库,冬季补水源不足时开通本途径;

途径之四,中水一水库一人工河一渗透一地表涵养储水部位。

2.2.2循环补水地表循环是地表涵养水库的重要补水水源,循环越大,补水越多。循环之一直接绿化,即渗渠一绿化一渗透一径流一渗渠;循环之二直接使用,即渗渠—使用一中水系统一水景绿化一渗透一径流一渗渠;循环之三人工河,即渗渠一人工河一渗透一渗渠;循环之四人工循环,即渗渠一人工补水渠一渗透一渗渠。

2.2.3雨水补水雨水是雨季地表涵养储水部位的重要补水水源,包括空山水、屋面雨水、绿地雨水、道路雨水和流域雨水。

2.3地下自然循环利用系统

地下水的循环利用主要指区域内深水井的利用。深层地下水的循环过程是一个大区域的循环过程,属自然循环,地表水在自然循环过程中通过岩层裂缝和其他途径渗透,向深层地下水线和地下水源聚集地径流,到达地下储水结构,通过深井取水实现循环。深层地下水主要用于公建饮用水和直饮水。

结语

水在自然界不断往复循环,这是自然规律。利用水的循环规律,修复、强化、提升水的循环,深层次地开发利用水的循环,是解决城市用水供需矛盾的根本途径。自来水不是城市的惟一水源,利用污水、雨水、地表涵养水、地下水作为水资源,开发生态景观水循环利用系统,将成为一条更符合自然规律的、崭新的水综合利用模式,大大推动生态的发展,为水务事业做出积极的贡献。

参考文献:

[1] 全球水循环与水资源 程磊 气象出版社.

篇4

【关键词】 现代中央空调;设备安装;存在的问题;解决方案

目前,随着人民群众的生活水平的不断增长,现代中央空调体统已经在各行各业之中得到了广泛的应用。但是,在现代中央空调设备安装的施工过程之中,由于现代中央空调系统是一个繁琐复杂的系统,所以,现代中央空调系统安装的施工过程存在着比较大的不确定性,容易出现一系列的安装质量问题。在本文中,笔者将结合现代中央空调设备安装的基本概念,以及现代中央空调设备安装过程中存在的若干问题,提出一些解决现代中央空调设备安装中存在的问题的方案措施,一方面希望起到一个抛砖引玉的作用,另一方面希望给相关人员提供一定的指导作用。

1 现代中央空调设备安装的基本概念

现代中央空调设备可以把传统空调所不能同时具备的采暖功能、通风功能、空气调节功能融合在一起,使得应用现代中央空调的人民群众比使用传统空调的人们可以享受更舒适的室内环境。现代中央空调的发展离不开现代中央空调设备的安装过程,对现代中央空调设备进行安装也是建筑行业所必备的一个项目,现代中央空调设备的安装主要包括以下几个方面:考虑到现代中央空调的制冷供暖效果、考虑到现代中央空调的进风排风效果等方面,还要考虑到中央空调系统在建筑物里面所能起到的最大效果,从最大限度上保证现代中央空调设备的安装质量。

2 目前现代中央空调设备安装中存在的若干问题

一个大规模的建筑物的通风工程和空调工程是该建筑物的重要项目之一,也是施工团队进行施工中存在的难点问题之一。在本文中,将根据现代中央空调设备安装的具体流程来进行分析。

图1 现代中央空调设备

2.1 现代中央空调系统的管线标高和定位交叉现象十分严重

大型建筑物的现代中央空调设备安装的施工过程是一个非常繁琐复杂的施工过程,在这个施工过程中会牵涉到许许多多的现代中央空调系统管道,而这些现代中央空调系统管道的使用途径也是不同的,比如在一个完备的现代中央空调系统之中,其管道设计就要包括现代中央空调末端设备、空调送风管设备、空调排气管设备、空调冷冻水输送管、空调冷凝水输送管、空调喷淋水输送管等相关的现代中央空调系统管道设备。在对这些现代中央空调系统管道设备的设计过程中,只要稍有疏忽,便会出现现代中央空调系统管道设备功能尺寸上的设计问题,最终导致现代中央空调系统的管线标高和定位交叉现象的出现。在一般情况下,在现代中央空调系统安装的施工图纸没有明确之前,不能贸然去进行施工,以防止现代中央空调系统的管线标高和定位交叉现象的出现。

2.2 现代中央空调系统的噪音超标问题现象十分严重

在一般情况下,现代中央空调系统的噪音超标问题的源头是现代中央空调系统的空调末端设备之间产生了碰撞,这是现代中央空调系统安装中存在的重要问题之一。近几十年来,我国的空调风机盘管技术虽然得到了长足发展,但是,仍然难以满足和解决现代中央空调系统的噪音超标问题的需要,风机盘管厂家所提供的产品的参数数值还是要高于对噪音控制的需要。所以,在现代中央空调系统安装的施工过程中,一定要注意对噪音的控制。在现代中央空调系统安装之前,应当先做一次试通电运行进行噪音测试,防止噪音问题的产生。

2.3 现代中央空调系统的空调水循环系统容易出现故障

如果现代中央空调系统的空调水循环系统出现故障的话,现代中央空调系统的各种功能就难以发挥出来,因此,现代中央空调系统的水循环系统是保证现代中央空调系统正常效用的保障,应该高度重视现代中央空调系统的空调水循环系统的施工。但是,由于在现代中央空调的水循环系统里面容易出现管线标高和定位交叉现象,以及现代中央空调的水循环系统的通水管道不够清洁等诸多问题,从而导致现代中央空调系统的空调水循环系统容易出现问题,这就导致现代中央空调系统出现故障。

3 解决目前现代中央空调设备安装中存在的若干问题的措施

针对上文中提到的几个方面的现代中央空调设备安装中存在的若干问题,以及还可能出现的一些施工问题,应该采用以下集中措施,来解决目前现代中央空调设备安装中存在的施工问题:

图2 中央空调设备安装设计图

3.1 严格控制现代中央空调设备安装中使用的材料质量和施工过程质量

目前,我国的现代中央空调设备安装中使用的材料的材料市场提供的材料质量参差不齐,为了保证现代中央空调设备安装的施工质量,要求施工人员在考虑好施工造价、施工材料属性、工程难度的前提下,对建材质量进行仔细评比检查,以便于保证现代中央空调设备安装的质量。在具体的现代中央空调设备安装中的施工过程之中,要注意防止现代中央空调系统的管线标高和定位交叉现象等施工问题的出现,要求在现代中央空调设备安装中的施工过程之中严格的遵守设计图纸中规定的管道的位置、标高、坡度来进行现代中央空调设备的安装。在施工过程中把各个方面的影响因素都加以考虑,采用先进的工艺和施工原则,避免施工问题的出现。此外,监督部门应当加强对施工工作的监督,减少施工错误的产生。

3.2 如何解决现代中央空调设备安装中水循环问题

现代中央空调设备安装中水循环故障问题的解决方案有两种,第一种是进行物理的解决方案,另一种是化学的解决方案。具体的物理方案的步骤是对现代中央空调设备安装中水循环的水质进行相关的处理,与此同时,还要重视实现空调设备的连续排污性能。物理方案劣势在于使用物理方案解决需要每一周或两周进行一次对现代中央空调设备排污处理,化学的解决方案主要是现代中央空调设备安装中水循环的循环水中加入相关的水质稳定剂。但这种水质稳定剂不适合对现代中央空调设备安装中水循环的的冷却循环水进行相关的处理,整体的操作也比较麻烦,而且化学的解决方案同时还需要较高的技术水平进行操作。综上所述,一般采用的是物理的解决方案来解决现代中央空调设备安装中水循环问题。

3.3 具体的各项现代中央空调设备安装中问题解决方法汇总

4 总结

目前,现代中央空调已经成为了许多行业制冷供暖的主要设备,现代中央空调产业也得到了极大发展。但是,由于在现代中央空调的安装过程中总是存在一系列的安装施工问题,这就导致现代中央空调设备安装存在一定的安全隐患。在本文中,笔者根据自己多年的相关经验,阐述了现代中央空调设备安装的基本概念,并指出了目前现代中央空调设备安装施工过程中存在的问题,并根据这些问题提出了解决现代中央空调设备安装中存在的问题的一些具体方案,以期能够促进现代中央空调设备的安全安装。

参考文献:

[1]戴磊磊.浅谈中央空调系统安装工程中噪声的控制措施[J].中国科技信息,2012.

[2]孟华强.中央空调安装施工中存在的问题及处理[J].广东科技,2013(6).

[3]杨荣宗.暖通空调安装施工过程中的问题分析[J].建筑与装饰,2012(9).

篇5

一、追根溯源,究因求果

面对纷繁复杂的地理事物和千变万化的地理现象,学生难以掌握,在教学中可以通过追根溯源的方法来帮助学生加深对知识的理解。如在讲授常规能源这一知识点时,学生对世界煤炭、石油的分布,往往比较容易发现“煤炭和石油的分布主要集中在北半球”这一分布特点,但当老师提问为什么会有这样的分布特点时,学生往往只知其然,不知其所以然,这时,教师可以启发学生的思维,引导学生追溯煤炭和石油形成的原因和主要年代,联系地壳演化史中所学过的知识,学生就知道古生代中后期亚欧大陆和北美大陆轮廓已基本形成,而其它地方仍以海洋为主。这种溯源推因式的启发,不仅能使学生加深该知识点的理解,而且能使学生巩固旧知识,起到一石二鸟的作用。

二、简程演示,绘讲结合

简程演示,绘讲结合,以形象直观的绘图讲解(或利用多媒体课件演示),配之以简明的语言提示,来讲授比较复杂的地理事物、地理现象和地理过程,这不失为一种好的讲授法。在教学中,我主要采用以下三种方法。

1.画示意图。这是地理教师必备的基本功之一,也是新课程改革中应当继承和发扬的传统教学方法。如在水循环的教学中,教师一边讲,一边在黑板上画水循环示意图,将水循环的概念、发生区域、主要环节,以及水循环的三种类型等都显示在图中,既简洁明朗又直观形象,是一种既省时又有效的好办法,可大大提高课堂效率。

2.列简表。这种方法常常与综合比较法综合使用。对于内容复杂、对比要素较多的知识点,此法尤宜,如冬夏季风的比较,我国秦岭―淮河一线以南、以北的地理环境和农业特色的差异,太阳直射点的移动规律,昼夜长短的变化等都可用列简表的方法来解决。在复习课中,还可通过列出单元的知识结构简表,使学生了解各知识点的内在联系,系统地掌握地理知识,当然,这种方法虽然简要明朗,但难免显得枯燥乏味,所以运用此法时可结合其他的一些比较活泼生动的方法(如联想对比法、竞赛抢答法等)进行。

3.过程式概括。这种方法就是将复杂的地理现象和地理过程简化成简明扼要的程序,比如可将降水的形成概括为:不饱和空气―上升冷却―过饱和空气―水汽凝结―形成云滴(云)―继续上升冷却―云滴增大成为雨滴、雪花或冰雹(降水)。

又如当讲述能量的转换和传递时,举一个用煤炉烧水的例子,可用简式表示:太阳能(太阳光)生物能(绿色植物)化学能(煤)热能(火)水温上升。这样一个简单的式子,不仅能使学生理解能量的转换和传递,而且能使学生清楚地认识到能源利用的过程离不开能量转换和传递这一知识,可谓事半功倍。

三、运用比喻、化难为易

波芬培格等的研究表明,教学方法越简单,学生的心理疲劳产生得越快。地理教材涉及许多理论性较强的地理现象和原理,在授课过程中,只有采用灵活多样的教学方法才能时刻抓住学生,才能随时发现和纠正学生的不良心理。而形象比喻是地理教学中常用的方法,在课堂教学过程中,教师如果能紧密联系发生在身边的一些事物或现象,选择那些贴近生活实际的例子,运用形象生动的比喻,配以直观美丽的图画与生动活泼的语言,则不仅能深深地吸引学生的注意力,而且能将晦涩的知识化难为易,化抽象为形象,便于学生记忆。例如在讲环境人口容量时,可将环境的承载量比作汽车的载客量;在学习气温的日变化时,学生对“正午过后,太阳辐射开始减弱,但地面温度却仍在升高,至午后14∶00达到日最高温”这个知识点一时难以理解,在教学中,我以自己的月工资收入、消费支出和银行存款变化来打比方,疑难问题就迎刃而解。此外,还可将地震震级和烈度的关系比喻为炸弹的爆炸力与杀伤力之间的关系,以太阳直射点的南北移动比喻为来回摆动的钟摆,将解决城市问题的两条途径比喻为对肥胖症患者的“减肥”和对体弱病者的“调理”,等等,这些浅显的比方,不仅可起到使学生易于理解、加深记忆的效果,而且可使课堂气氛活跃,趣味盎然。

四、联想比较,深化理解

地理学是一门融环境、经济、数理化生等各门学科相关知识为一体的综合性学科。在教学中,教师对地理学中一些综合性强、学生好奇而模糊的问题进行联想比较,开启学生的联想思维,联系其他学科的知识,来引证地理知识,就能使学生豁然开朗。例如,学生对石灰岩溶洞的形成往往易于理解,而对于洞内钟乳石、石笋、石柱的成因往往难以理解,但只要借助化学方程式:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,并明确这种化学反应具有可逆性,就不难理解钟乳石等的成因了。又如,学生对太阳巨大能量的来源难以理解,只要引用物理学中的质能方程:E=m・C2,这就不难理解太阳每秒钟损耗约400万吨质量所转变成的能量是何等巨大了。另外,如生物遗传工程、高分子合成技术、遥感技术、全球定位系统、地理信息系统等现代科学技术都要旁征其他学科知识。

五、制作教具,直观呈现

在教学中,教师善于制作和利用简单的教具模型,充分利用教学挂图、板图、板画、多媒体技术进行直观教学,有利于学生通过感性的具体材料获取抽象的理论知识。如许多学生在学习等高线地形图时,对等高线、山谷、山脊、鞍部、陡崖、缓坡、陡坡等感到难以理解,这时,只要使用“等高线山地模型”(可用泡沫自制)就能一目了然。另外,如褶皱、太阳直射点的南北移动等都能就地取材制作教具模型,帮助学生直观地理解。

总之,在地理教学过程之中,教师采用以上方法,或单独使用,或交叉并用,都可帮助学生更有效地理解知识,培养科学的思维习惯,提高理解能力,获得丰富的、多维的地理知识,为将来的健康成长和全面发展奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]教育部.全日制普通高中地理课程标准.北京师范大学出版社,2001.

篇6

农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,研究其CO2通量和水汽通量的变化特征对于探讨整个陆地生态系统的碳、水循环具有重要的意义。笔者采用涡度相关系统测定了晴天条件下夏玉米农田生态系统抽穗期的水碳通量,分析其日变化特征。研究结果表明(:1)农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,最大潜在碳通量为3.63398mg/(m²•s);(2)CO2通量上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;(3)水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;(4)冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱,冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。

关键词:

玉米农田;水汽通量;CO2通量;冠层导度;日变化

随着科学技术的进步和生产力水平的提高,人类对环境的影响范围及力度迅速扩大,大气中CO2浓度的变化对全球气候的影响以及全球性水资源短缺已成为当前阻碍人类社会进步的主要问题。为寻求地球生态系统碳水循环调控管理的有效途径,对各种生态系统(海洋、陆地)水热、CO2通量进行了长期观测研究。目前,陆地生态系统CO2循环和水循环已经成为全球变化研究中关注的热点问题[1-2]。国内外研究学者正密切关注各种类型陆地生态系统碳水通量的日变化、季节变化和年际变化规律及其环境控制机制,从而估计陆地生态系统水碳通量的时空变化[3-7]。研究表明,对于全球碳水平衡来说,陆地生态系统碳水循环起着重要的作用[8]。农田作为陆地生态系统碳水循环的重要组成部分[9],受人类活动的影响最大,对农田生态系统碳水收支进行深入研究,是全面探讨整个陆地生态系统功能不可缺少的内容。对农田生态系统中的水碳循环过程及其变化趋势的进行研究,将会帮助我们了解气候变化对农田生态系统的影响及农田生态系统的碳水循环对全球碳水循环的影响。涡度相关技术通过长期和连续的通量观测直接测定植被与大气间CO2、水热通量[10-12],为研究生态系统尺度CO2、水汽通量的变化规律及其对环境变化的响应提供了可靠的途径,涡度相关法已成为当前地气交换研究中最先进的通量观测方法。本研究采用涡度相关技术测定了夏玉米农田生态系统CO2通量和水热通量,分析其日变化规律及与环境因子的关系,定量阐述了玉米抽穗期的水碳通量变化特征,为农业生产提供科学的数据支持,为提高农田生态系统碳积蓄能力和农田作物生产力水平及水分利用效率提供理论依据[16],对进一步定量研究区域水碳循环及粮食安全应对气候变化的技术具有重要意义[17]。

1材料和方法

1.1试验区概况试验在位于青岛农业大学胶州现代农业科技示范园(东经120.48°,北纬36.26°)内进行,试验所在地气候属于暖温带季风气候,气候温和,四季分明,年平均气温为11~14℃,年平均日照时数为2229h,近10年的年平均降雨量为662mm。降雨主要集中在7月下旬和8月上旬。试验地土壤为砂浆黑土,pH6.78,属半湿润易旱区。观测面积为150m×200m,除了观测区域西面为果树外,其他方向与观测区内种植种类相同,均为冬小麦、夏玉米一年两熟轮作制度。夏玉米的生育期一般为6月中旬至10月上旬,冬小麦的生育期从10月上旬至次年6月上旬。在作物生长期水分供应充足。2013年6月26日种植夏玉米,品种为‘郑单958’,采取免耕带肥种植方式,行距为0.65m,株距为0.22m,肥料为N-P2O5-K2O(22-10-10),施肥量每公顷525kg,在小喇叭口期每公顷追施尿素225kg,10月10日收获。

1.2数据测定试验采用美国Campbell公司生产的涡度相关系统在胶州试验站对夏玉米农田CO2通量、水汽通量进行了连续的定位观测。采用CSAT3型(Campbell公司)超声风速仪测定三维风速;采用LI-7500型CO2/H2O开路红外气体分析仪测定潜热、CO2和H2O的垂直通量,超声风速仪和红外气体分析仪安装在在通量塔的同一高度(玉米生长前期及中期高度为2.5m,玉米季后期高度调整至3.5m)。本套仪器安装于胶州示范园的东南部,面积为30000m2的农田的中心位置,采用全自动的气象观测系统同步测定气温、太阳辐射、大气湿度、土壤湿度、冠层温度等数据,通过CR3000采集器自动采集观测数据,每30min储存数据一次。

1.3数据处理在夏玉米抽穗期选择未进行农事操作的连续晴天(2013年9月13日至9月19日)进行分析,期间太阳光合有效辐射如图1所示。通过异常值剔除法剔除掉涡度相关系统测定的异常数据,并对涡度相关测定的潜热通量和CO2通量进行WPL校正[18]。用WPL校正后的潜热通量(LE)经过式(1)计算出水汽通量(ET),式中ta为大气温度。

2结果与分析

2.1CO2通量、水汽通量及冠层导度的日变化特征将选取的夏玉米农田的7个晴天数据进行平均,白天光合有效辐射(PAR)、CO2通量(Fc)、的日变化特征如图2所示,水汽通量(ET)和冠层导度(Gc)的日变化如图3所示,气温和饱和水汽压的日变化如图4所示。从图2、3可以看出,上午随光合有效辐射的增强,CO2通量和水汽通量增大;下午随光合有效辐射的减弱,CO通量和水汽通量减小。而在中午前后11:00—14:00,CO2通量基本保持恒定,水汽通量有一定程度的降低,最值分别出现在12:30和14:00。图4中,进一步分析冠层导度的日变化发现,冠层导度也随着光合有效辐射的变化而变化。日出后,冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右冠层导度明显减小。

2.2水分利用效率的日变化特征用CO2通量(Fc)和水汽通量的比值来计算出农田水分利用效率,计算式如(2)所示,农田水分利用效率(WUE)的日变化规律如图5所示。由图5显示可知,农田水分利用效率上午随时间的推移越来越小,而在中午前后达到恒定,下午基本保持不变直至傍晚,随着光合有效辐射的减小,光合的同化作用减弱,使得水分利用效率急剧减小。CO2通量和水汽通量的关系(图6)表明,水汽通量与CO2通量之间存在着显著的耦合响应,这与王志强等[19]的研究结果一致。从图中可以看出上午和下午水汽通量和CO2通量的关系存在着显著差异,在一天中二者关系形成了一个“环状”结构。

2.3CO2通量对光合有效辐射的响应白天生态系统CO2通量对光合有效辐射的响应如图7所示。从图7可以看出,净生态系统碳通量随光合有效辐射的增强而增大,但随着光合有效辐射的增强,碳通量增大的趋势逐渐减弱。CO2通量(Fc)对光合有效辐射(PAR)的响应可以用Michaelis-Menten方程式(3)进行拟合(图7)。

2.4水汽通量和冠层导度对光合有效辐射的响应白天水汽通量对光合有效辐射的响应如图8所示。从图8可以看出,水汽通量与光合有效辐射之间存在极显著的线性关系。无论是上午还是下午,水汽通量都会随着光合有效辐射的增大而增大,在相同的光合有效辐射下,上午的水汽通量明显小于下午。冠层导度对光合有效辐射的响应如图9所示。从图9可以看出,在上午10:00之前,冠层导度与光合有效辐射之间没有明显的响应关系;而从10:00以后到傍晚,冠层导度都会随着光合有效辐射的减小而减小,具有显著的线性关系。

3结论

在玉米抽穗期晴天条件下,农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。

4讨论

4.1上午冠层导度偏大的原因图9显示,上午8:00—10:00冠层导度偏大。导致上午冠层导度偏大的原因可能与露水有关。在夏玉米抽穗期的9月中旬,田间高湿和较大的昼夜温差会形成大量露水,而这些露水会随着太阳升起、气温升高而开始蒸发,露水蒸发加大了农田冠层水汽扩散的强度,但由于涡度相关系统无法区分地表蒸发、露水蒸发以及气孔蒸腾,因此,会因为露水蒸发造成冠层导度高估。到10:00前后,随着露水蒸发完成,冠层导度主要由地表蒸发和气孔蒸腾引起,冠层导度被高估的现象消除。

4.2上午和下午碳通量对称响应的原因碳通量主要反应光合作用对碳的同化作用,而光合作用主要受光合有效辐射的影响,由图2可知,一天中光合有效辐射随时间基本呈正弦分布,上午的光合有效辐射和下午保持对称,使得上午的CO2通量和下午也出现对称。由碳通量的对称响应,也反证了C4作物玉米田不存在气孔抑制现象。假如存在气孔抑制现象,必然造成碳通量的非对称响应[20]。

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关键词:城市洪涝;雨水径流污染;城市雨洪控制与管理体系

在我国城市雨水系统设计中一直坚持以排为主的设计理念,随着我国城市化的快速发展,城市中不透水面积大量增加,造成城市中地表径流量大幅增加、径流污染严重、城市防洪压力增大及雨水资源大量流失等问题,传统的城市雨水设计理念和方法已不能很好地解决城市雨洪问题。发达国家采取的一些雨洪控制利用理念和技术措施值得我们去了解和学习,从而进一步推动我国城市雨洪控制方面的发展,解决我国在城市化进程中遇到的城市洪涝等突出问题。

一、美国最佳管理措施(BMPs)体系

最佳管理措施(Best Management Practices)是由美国联邦水污染控制法及其后来的修正案中提出来的。最初最佳管理措施的主要作用是控制非点源污染问题,而发展到现在,最佳管理措施强调利用综合措施解决水量、水质和生态等问题。

1.最佳管理措施的分类

最佳管理措施可以分为工程性措施和非工程性措施两大类。工程性措施主要包括雨水池(塘)、雨水湿地、渗透设施、生物滞留和过滤设施等;非工程性措施则主要指雨洪控制与管理有关的政策及相关法律、法规。

2.最佳管理措施的管理目标

最佳管理措施的目标主要包括以下几个方面:(1)对城市雨洪峰流量及城市雨洪总量的控制,而总量控制主要的对象是年均径流量而非偶然的暴雨事件;(2)对径流污染物总量的控制;(3)对地下水回灌与接纳水体保护;(4)生态敏感性雨洪管理,目的是要建立一个生态可持续的综合性措施,包括以生物、化学和物理的标准来确定最佳管理措施实施的效果。

二、美国低影响开发(LID)体系

低影响开发(LID)是由美国乔治省马里兰州环境资源署提出的,主要以分散式小规模措施对雨水径流进行源头控制。

1.低影响开发设计理念

低影响开发是一项基于综合性措施来解决城市雨水问题的方法。LID的核心是通过合理的场地开发方式,模拟自然水文条件并通过综合性措施从源头上降低开发导致的水文条件的显著变化和雨水径流对生态环境的影响。

2.低影响开发技术体系

低影响开发设计通常需要结合多种控制技术来综合处理场地径流,表1总结了LID的技术体系。主要分为保护性设计、渗透技术、径流储存、径流输送技术、过滤技术、低影响景观六个部分。

表1 LID技术体系分类

三、英国可持续排水系统(SUDS)体系

英国为解决传统的排水体制产生的洪涝多发、污染严重以及对环境破坏等问题,将长期的环境和社会因素纳入到排水体制及系统中,建立了可持续城市排水系统(SUDS-Sustainable Urban Drainage Systems)。

可持续城市排水系统可以分为源头控制、中途控制和末端控制三种途径。可持续城市排水系统综合考虑在城市水环境中水质、水量和地表水舒适宜人的娱乐游憩价值。可持续城市排水系统由传统的以“排放”为核心的排水系统上升到维持良性水循环高度的可持续排水系统,综合考虑径流的水质、水量、景观潜力、生态价值等。由原来只对城市排水设施的优化上升到对整个区域水系统优化,不但考虑雨水而且也考虑城市污水与再生水,通过综合措施来改善城市整体水循环。

1.可持续城市排水系统(SUDS)设计理念

可持续城市排水系统体系要求从源头处理径流和潜在的污染源,保护水资源免于点源与非点源的污染。首先利用预防和良好的家庭、社区等源头管理方法对径流和污染物进行控制,再到较大的下游场地和区域控制,在径流产生到最终排放整个链带上分级削减、控制(渗透或利用)产生的径流,而不是通过管理链的全部阶段来处置所有的径流。

2.可持续城市排水系统的特点

与传统的城市排水系统相比,可持续排水系统具有以下特点:(1)科学管理径流流量,减少城市化带来的雨水洪涝问题;(2)提高径流水质、保护水环境;(3)排水系统与环境格局的协调并符合当地的需求;(4)增加雨水的入渗,补充地下水等。

四、澳大利亚水敏感性城市设计(WSUD)体系

水敏感性城市设计(WSUD-Water Sensitive Urban Design)是澳大利亚对传统的开发措施的改进。通过城市规划和设计的整体分析方法来减少对自然水循环的负面影响并保护水生态系统的健康,将城市水循环归为一个整体,将雨洪管理、供水和污水管理一体化。

1.水敏感性城市设计理念

水敏感性城市设计体系是以水循环为核心,主要是把雨水、给水、污水(中水)管理做为水循环的各个环节,这些环节都相互联系、相互影响,统筹考虑,打破传统的单一模式,同时兼顾景观、生态。雨水系统是水敏感性城市设计中最重要的子系统,必须具备一个良性的雨水子系统才有可能维持城市的良性水循环。

2.水敏感性城市设计原则

水敏感性城市设计认为城市的基础设施和建筑形式应与场地的自然特征相一致,并将雨、污水作为一种资源加以利用。其关键性的原则包括:(1)保护现有的自然和生态特征;(2)维持汇水区内自然水文条件;(3)保护地表和地下水水质;(4)采取节水措施,减少给水管网系统的供水负荷;(5)提高污水循环利用率,减少污水排放;(6)将雨、污水与景观结合来提高视觉、社会、文化和生态的价值。

五、总 结

我国城市未来排水系统的建设,应该是传统的灰色基础设施与LID等绿色的雨水基础设施的结合,不仅要解决水涝问题,还要解决径流污染、雨水资源利用、城市景观和生态环境改善等综合性问题。在国家“十一五”、“十二五”重大科技攻关项目中,都有不少相关的研究项目和课题,国家和地方都在加大这方面的投入。我国可借鉴发达国家的经验,建立城市雨水排放许可或收费制度,可以先在发达城市、缺水地区和水环境污染重点治理地区进行雨水管理试点工作,经验成熟之后再向全国推行,制定国家层面的雨水排放许可制度。建议在新建项目中,将雨水的减排和控制要求纳入项目审批程序,也可结合我国多年执行的雨水防洪费和污水排放费建立雨水排放收费制度。目前,一些相关的规范标准已经或正在修编或编制中,如我国绿色建筑评价标准中就已经提出了雨水的减排和利用的具体量化要求。

当前,我国城市防洪排涝体系布局与急速扩张中城市水安全保障需求不匹配的矛盾日益突出。尤须指出的是,中国城市非理性扩张的现象普遍存在,“先地上、后地下”的城镇化扩张模式,使本应先行的城市防洪排涝基础设施建设举步维艰。城市发展中肆意挤占河湖水域的短视行为,城市扩张到防洪圈外或低洼易涝区中却无必要的自保措施,为城市防洪安全留下了重大隐患。

近10年来,我国的专家学者也开展了城市雨洪控制与管理方面的研究和工程应用,并取得了一定的研究成果。例如北京的奥林匹克公园、上海的世博园等都采取了雨水的收集回用、雨水的调蓄、雨水的渗透、雨水补充景观水系等工程性的措施,并取得了很好的效果,体现了绿色生态的主题;我国还于2007年正式实施了《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006)。但是目前我国的城市雨洪控制与管理在技术、工程建设与管理和相关政策法律法规等方面还没有构建成完整的体系,没有形成完善的系统。一些发达国家的雨洪控制与管理在技术、工程建设和管理、相关政策法律法规等方面已经形成了成熟、完善、系统的体系,非常值得我国深入地了解和学习,从而进一步推动我国城市雨洪控制与管理的发展,解决我国在城市化进程中遇到的城市雨洪问题。

通过了解和研究国外先进的雨洪管理体系,逐步建立和完善我国的城市雨洪控制利用技术和管理体系,为实现我国城市可持续发展提供必要的技术支撑。

参考文献:

[1] USEPA.The Use of Best Management Practices(BMPs) in Urban

Watersheds.US Environmental Protection Agency,2004,EPA/

600/R-04/184.

[2] USEPA.Low Impact Development(LID).US Environmental Protection

Agency.2000,EPA-841-8-00-005.

[3] 车伍,李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].北京:中

国建筑工业出版社,2006.

篇8

关键词:矿山开采;地下水资源;保护途径;污染物

1.引言

近年来,随着我国经济社会快速发展,一方面工农业及生活用水急剧增加,另一方面水污染现象比较突出,使得水资源供求瓶颈受到社会普遍关注。虽然我国水资源总量较为可观,但人均占用量非常少,特别是在我国西北地区,缺水更是当地的常态,水资源的匮乏不仅在一定程度上影响着当地人们的生活水平的提高,更阻碍着经济社会的发展,从某种程度上来说,节约水资源能够在一定方面缓解水资源供需矛盾。然而一个让我们不可忽视的一个问题是矿山开采在很大程度上浪费了大量的地下水资源,而且过度的地下水资源开采所造成的地表塌陷问题也是必须面对的。本研究以矿山开采对地下水资源的污染为切入点,探讨矿山开采对地下水资源的影响及保护途径,具有一定的理论与实践意义。

2.矿山开采对地下水资源的影响

2.1矿山开采对水资源量与水资源循环的影响

2.1.1矿山开采对水资源量的影响

水资源量主要是指能够慢慢更新或者恢复的水资源量,矿山开采变换了水循环系统,既影响了矿区水资源的补给量,又影响了水资源的可利用量。矿山开采所导致的地表坍塌与缝隙,不仅变快了地表水转化为地下水的速度,同时加大了了降水的入渗量,尤其是降水集中的季节,入渗量增大降低了地表径流向矿区外的排泄量,此外矿区排水使得地下水位不断降低,所以矿区水资源的补给量有所加大。可利用的水资源通常情况下包括地表水及地下水等,矿坑排水改变了地下水平衡系统,另外矿体被采出后,采空区上方岩所形成的坍塌使矿坑上覆岩层破裂,进而促使地表径流沿着岩层缝隙处逐渐损失,导致很多河流水流量显著降低,甚至出现断流,最终减少了地表水资源的可利用量。总之,矿区水资源补给量的加大与水资源可利用量的减少给当地生产生活造成极大的损失,加剧了水资源的供排瓶颈。

2.1.2矿山开采对水资源循环的影响

水资源循环主要过程包括降水、蒸发、渗透及径流等,矿山开采所形成的矿坑及地表坍塌改变了矿区水资源的自然循环状态,不仅改变了地下水与地表水的转化关系、加速了降水与地表水的入渗速度,降低了蒸发消耗量,同时矿坑排水使矿区水循环更复杂化。首先矿山开采之前地表水与地下水的关系较为和谐,矿山排水降低了矿区地下水位,进而河流中的水倒灌至地下,地表水将会显著减少,破坏了地下水和地表水之间的天然关系。其次矿山开采之前由于地下水储量的天然调节,地下水从补给到排泄所需要的时间较长有利于蒸发,矿山开采后,由于地下水储量不断减少,水运动速度加快,改变了水运动的方向。最后矿坑排水改变了地下水径流与地表水下渗的速度,潜流与基流的相对比重发生变化,使得原本闭合的流域转变为开放的流域,最终使得矿区水循环变得更复杂。

2.2矿山开采引起含水层水位变化与造成地下水污染

2.2.1矿山开采引起含水层变化

矿区开采区水层水位和农业灌溉井或者饮用浅水井用水量有着十分密切的联系,矿山开采导致含水层水流失,使农业灌溉井或饮用浅水井水位较低。矿山地下开采破坏了原来的力学平衡,上覆岩层在失去力学平衡时会发生移动变形,甚至出现断裂,从某种程度上来说,覆岩破裂和岩土体中的水位变低有着非常密切的联系,如果导水裂隙带涉及到上覆含水层时,含水层中的水将会流向采空区,使得岩土体中的水位迅速降低。依据上覆岩层破坏带的高度与它的分布形态,能够有效推算出矿山开采中含水层水位的变化,如果采空区面积实现充分采动时,采空区中央的破坏高度将会小于采空区边界破坏带的高度,如果没有实现充分采动时,采空区中央是上覆层岩最大的破坏带高度,这时含水层的水位降幅也是最大的。

2.2.2矿山开采所造成的地下水污染

矿山开采过程中所排放的废石、矿坑水及尾矿所造成的水污染是不可忽视的环境问题,它不仅污染着矿区的水资源,同时给周边居民生活用水带来不同程度上的威胁。一般来说,地下水污染是由于人为因素的影响,使得水中所含成分的浓度发生变化,进而达到破坏环境,危害人类健康。矿区污染物对地下水污染的主要形式包括可溶盐溶解及水文地球化学作用。而矿山开采对地下水的污染总体上主要包括直接污染与间接污染两种形式,其中直接污染主要是通过尾矿、废石、选矿过程中所排放的污水以及矿坑水对水资源污染来实现。矿山开采中所抛弃的废石由于长期经过各种水源的浸泡及渗滤对地下水鱼地表水造成很大的危害,比如金属矿废石如果废弃于地面,经过长期的雨水渗滤、氧化及分解会产生大量的酸性废水,这些废水任意排放会严重危害当地居民生活用水,造成无法挽回的损失。矿坑水主要包括地表渗透水、含水层疏放水、岩石孔隙水及其他各种水的混合水,矿井水通常情况下是略显碱性,然而对含硫矿井而言,则会形成大量的酸性水,这种酸性水对矿区环境的污染要远远超过矿区本身。有机物污染、细菌污染及矿物污染是矿井水污染的主要形式,矿井水对水的污染是通过矿坑水排出矿井后污染着地表或地下水、地下水变化所形成的含水层之间的相互污染等方式来实现。矿山开采对水环境的间接污染一般是通过地表水水位降低所导致的坍塌,使污水借助坍塌坑直接渗入或者回灌地下来实现,比如对岩溶水的间接污染,另外地下水位的降低会使人们放弃采浅而选择采深的做法,也造成严重的后果。

3.保护矿区水资源的各种有效途径

一般来说,地下水具有不易污染稳定的特性,是农村地区人们常用饮水的水源,然而它的流速较慢,且所在含水层对污染物的分解及净化作用较小,地下水一旦受到污染,将很难恢复。所以做到地下水污染的各种预防与治理工作对保护矿区地下水资源具有极为重要的意义。保护矿区水资源的有效途径主要包括统一规划管理与推行水资源有偿使用、强化开采过程中保护矿区地下水资源的措施、消除矸石山、加大对矿山废水污染控制力度、科学开发利用采空区积水以及做好地下水污染的调查与防治工作。其中地下水作为一种重要的资源应当建立污水处理厂,统一加以净化处理,来满足工农业灌溉的需要,同时借助行政管理措施,利用经济杠杆的作用,采用政府让矿区有偿使用,以便做到科学合理地使用,坚决避免浪费。在开采过程中要切实落实保护矿区地下水资源的各种措施,加强矿区水文地质的勘察工作,对矿井边界不同的水文地质条件,采取不同采矿工艺,降低突发水与矿井涌排水量的机率。控制矿山废水污染要通过改革生产工艺,尽量减少废水排放量、循环用水,一水多用以及井下污水处理等措施来实现。最后做到地下水污染的预防与防治工作是保护水资源不可或缺的一个环节,要调查地下水污染的情况,定量分析污染的途径,建立地下水动态监测网,及时发现水质的变化,如果地下水一旦被污染要迅速将污染的地下水封闭在一定区域内,控制其任意扩散。

4.结论

总之,矿山开采不仅影响着水资源量与水资源循环,同时也引起含水层水位变化及造成地下水污染。要通过统一规划管理与推行水资源有偿使用、强化开采过程中保护矿区地下水资源的措施、加大对矿山废水污染控制力度以及做好地下水污染的调查与防治工作等途径,切实保护矿山地下水资源。

参考文献

[1]韩程辉.矿山开采对地下水资源的影响及水质评价[J]. 辽宁工程技术大学,2004.

[2]桂和荣.矿业城市浅层地下水资源研究[M].煤炭工业出版社,2001.

[3]崔希民等.开采引起的含水层失水对地表下沉的影响[J].煤田地质与勘探,2000.

作者简介信息

姓名:孙立斌,性别:男 学历:大学,出生年月:1967年10月生,

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关键词:医院;给排水工程;设计

1 给水系统设计

从某种程度上说,在医院大楼给排水工程设计到施工阶段,绝大部分业主方和设计人员必须经历一个较为复杂的磨合和沟通过程,根据不断变化的现实情况,科学、合理地改进和调整设计图纸的局部构成,顺利将相关方面的设计任务完成好,从而大幅度提升现代化医疗技术水平。一般来说,绝大多数医院大楼对住院部、门诊、检验、急诊和手术进行了较为集中的设置,进一步实现资源的优化配置。不容置疑,给水系统设计既要严格按照绝大部分医疗设施安全用水的相应标准,又要充分考虑到符合相当一部分医务工作人员和病人的实际需求。

不容置疑,二次计量表应该合理地安装在每一个核算科室之内,并且这些核算科室之间具有一定的独立性。从某种程度上说,通过认真、仔细地比较每个月用水量相关方面的数据,有利于最大限度地避免出现跑冒滴漏管道的现象,有利于十分准确地计算出用水总量,有利于对科室进行较好地成本核算。这里需要明确指出的是,用水总量的计算、设备选择及水箱设置和室内给水系统等等,不容忽视。

2 热水系统设计

实践表明,热水系统设计是否合理,很大程度上决定了医疗手术层中心供应、淋浴和病房卫生设施等能否获得足够的热水,进一步满足实际的需求量。毫无疑问,在水温、供水体制和水质等方面,医疗所需使用的热水和病房所需使用的热水之间存在着十分巨大的差异,决不允许共同使用同一管网。正因为如此,分散和集中是热水系统十分重要的表现形式。

2.1 介质循环系统对于太阳能系统来说,集热器是其十分重要的产热部分之一。从目前看来,相当一部分集热器能够顺利将热能替代成太阳光能,逐渐用热介质替代冷介质,这些冷介质往往源于热交换。也就是说,在满足一定条件的前提之下,热介质能够较为顺利地进入热交换器。这个条件是:从集热器上部流出。值得肯定的是,产生冷介质的主要原因在于:热介质和冷水在热交换器内部较好地形成了热交换,从循环泵开始冷介质会循环到集热器的底部,这是一个循环的过程。从某种意义上说,科学、合理地运用防冻、防腐和防诟的循环介质,有利于最大程度地缓解太阳能利用的现实因素的束缚和困扰。

2.2 水循环系统在实践中,我们应该清楚地看到,只要找到恰当地途径,绝大部分热交换器就能够较为顺利地接收到来自储水器底部的冷水,这个途径是:通过热水循环泵。毫无疑义,在热交换器中产生热水的主要原因在于:热介质与冷水较好地接触并且产生相应的反映。从热交换器中流出的绝大多数热水,顺利到达储水器顶部之后,广大用户能够及时、方便的使用储水器储存的热水。一般来说,储水器会不断流出冷水,形成热交换,储水器又流入冷水,最终形成水循环系统,促使水温大幅度攀升。另外,冷水供应及热水分配、辅助热水系统和控制系统有待我们进一步了解和掌握。不可否认的是,太阳能系统工作原理、加热设备的选择和热水系统布置,应该引起有关方面的高度重视。

3 排水系统设计

一般来说,在排水系统设计的过程中,合流制是最为常用的方式之一,在实践中,相当一部分市政雨水管道中会直接排入雨水,医院的污水处理中心汇集了医疗废水和粪便污水,经过相应的处理之后,统一排入市政污水管道。值得肯定的是,绝大多数的病毒、细菌和有机物混合在医院排放的污水之中,经过比较长的时间,这些污物腐烂之后会臭气熏天。更为严重是,这些污水逐渐转变成传染病的温床。正因为如此,我们应该结合具体的实际情况,对绝大部分排水附件进行科学、合理地设计,努力做好污水消毒处理工作。这些排水附件包括:通气管、存水弯和排水管等等。

4 消防系统设计

从某种意义上说,相当一部分消火栓箱科学、合理地设置在大楼消防电梯前室、走廊、大厅等十分显眼的地方,进一步确保同一楼层的二股水柱能够及时到位,从而满足实际的需求。值得肯定的是,绝大多数湿式自动喷水灭火系统会科学、合理地设置在医院大楼公共走廊、大厅、库房、病房、中心供应、诊室、活动室、地下人防、医护办公室等地方,信号阀应该较好的设置在各防火分区。不可否认的是,快速响应喷头应该较为合理地运用于相当一部分试水阀、活动室、水流指示器及末端试水装置、诊室之中。在实践中,在绝大多数病房中,扩展覆盖边墙型喷头得到了较为广泛的应用。另外,满足一定条件的高温感应喷头是医院厨房十分不错的选择之一。不容置疑,按照自动喷水灭火系统相应的标准和要求,洁净手术室内部决不允许设置喷头。但是,我们应该清楚的认识到,一定数量的隐蔽式喷头应该科学、合理地安装在全部的非手术间和洁净手术部走廊上。另外,根据相关方面的规范标准,磷酸铵盐干粉手提式灭火器应该较为合理地配置于医院每层楼的组合式消火栓箱内部,推车式及手提式干粉灭火器应该较为恰当地设置在变电间。

5 结束语

随着当前我国科技水平的大幅度攀升,医学科学获得了前所未有的突破性进展。从目前看来,在绝大多数医院中全中央空调系统获得了较为广泛的应用。值得肯定的是,相当一部分医院大楼拥有比较先进的医疗设备,这在一定程度上提升了医疗信息化水平。

参考文献:

[1]戴Z炎.关于给排水工程施工技术及质量控制探析[J].科技创新与应用,2013(03).

[2]周卫峰.试析建筑给排水工程施工技术的改进和发展[J].科技致富向导,2013(07).

[3]欧云峰.传染病医院给水排水设计探讨[J].工程建设与设计,2011(07).

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【关键词】仿生 雾水工程 海岛

1 研制背景及意义

伴随着海岛开发力度的加大,海岛淡水资源匮乏成为制约其开发的主要矛盾。纵观国内外海岛水资源开发利用方式,海岛的淡水供应主要来自常规水源供水、大陆引水和非常规水源供水三部分,其中常规水源主要包括海水淡化水、雨水、雾水及再生水等。在获取水源的方式中,大陆引水由于航程较远,容易造成水质污染,输水量很难满足海岛开发需要;海水淡化技术目前还处于不断完善的阶段,而且还存在能耗较高、需预处理和影响环境等问题。由于海岛空气湿度较大,常常出现浓雾现象,收集雾水资源已开始被接受和应用。

2 实施方案

本装置通过对仙人掌集水过程的研究,仿照仙人掌 “凝结一聚集一传输一吸收”的集水过程,采用结构设计、涂料处理等方式对捕雾模块进行了相应的设计和处理,主要包括以下三个模块:仿生集水模块、太阳能制冷模块、智能控制模块。

2.1 仿生集水模块

2.1.1 雾水“凝结”环节

该环节主要通过模仿仙人掌簇状刺的超亲水材质,改变整个捕雾网面的材质,提高雾水在凝水装置上凝结的效率。仙人掌刺为超亲水材料,空气中的雾气通过刺时,由于其对水有强大的亲和能力,可以吸引水分子或雾水,提高了仙人掌对雾水收集的效率。我们集水网面模仿该亲水材质,使得水雾通过捕雾网面时最大程度“凝结,提高装置凝水效果。网面整体采用亲水涂料NC308浸润处理,使网面具有亲水性。

2.1.2 雾水“收集”环节

该环节通过模仿仙人掌刺上定向排列的锥形小刺结构,通过其产生的拉普拉斯压力缩短小水珠的聚集过程,从而使仙人掌刺上的雾水凝结过程的快速再生。锥刺上小水珠随时间变化聚集在一起的过程,小水珠在仙人掌锥刺上形成后,由于锥刺特殊的锥状结构,使得水珠在拉普拉斯压力下,不断向锥刺根部运动。

锥刺尖端附近的区域由于局部半径较根部半径小,因此锥刺尖端的拉普拉斯压力是比锥刺根部大,使得小水珠获得从锥刺刺尖移动到锥刺根部的的驱动力,并在小水珠的移动过程中加快水珠的聚集和锥刺表面水珠凝结循环,提高水珠在网面上的“收集”效率,更快形成可滑落的大液滴,沿丝状网面进入下一集水环节带走。

2.1.3 雾水“传输”环节

该环节通过模仿仙人掌刺上脊柱的沟槽结构对雾水的传输,仙人掌上水珠从锥刺根部沿沟槽结构传输的过程。仙人掌锥刺根部 “收集”的大水珠沿脊柱沟槽结构下滑并聚集其他小水珠,这个过程一方面能使锥刺根部的水珠离开锥刺根部,为锥刺进行下一次“收集”提供水珠聚集场;另一方面,水珠沿脊柱沟槽滑落,带走了脊柱上的小水珠,缩短水珠暴露在空气中的时间,减少蒸发量。仿生捕雾网面使得“收集”的可下落的大液滴沿网面丝状结构传输并带走网面其他分部凝结的小水珠,最终沿沟槽传输到集水槽,从而加快水的收集速率,减少蒸发。

2.1.4 雾水“吸收”环节

该环节通过模仿仙人掌将簇状刺上多个沟槽传输的水在根部汇集,在有根部的带状绒毛快速吸收水分,实现对收集完毕的水合理处理后的存储,以供使用。这样使得水分在仙人掌内部保存起来,保证水质的同时减少水分的损失。我们首先让传输下来的水一起进入半封闭的集水槽进行汇集,尽可能减少水在外界空气中暴露的时间,再通过导流管将水导流到集水箱中储存,在流入过程中,水通过过滤器对水行处理,降低水体的浊度、色度,净化水质,以备使用。

2.2 太阳能制冷模块

为了更好的实现水气的凝结,本作品采用太阳能供电、半导体制冷的方式对仿生网面进行降温,以提高集水效率。为了实现有效的制冷,我们采用半导体制冷的方式,其具有作用速度快,工作可靠,使用寿命长,尺寸小,对环境无污染等优点。半导体制冷模块由TEC1-12706半导体制冷片、风扇、铝片式散热板、调压电路组成。为了达到网面降温的效果,本装置采用水循环的方式在水泵的工作下,将水箱中经制冷模块降温的冷水带到仿生捕雾网的网面,冷水通过一定间隔的导冷铝管,最后再返回制冷水箱。

2.3 智能控制模块设计

本装置具有两种工作模式,分别为集水模式和待机模式。我们利用温湿度传感器当前获取温度与相对湿度数据。计算该状态下是否满足集水模式,开启条件为当前绝对湿度等于于网面温度的饱和湿度才能集水。根据查不同温度空气饱和湿度表可知不同温度下的空气饱和湿度,当系统判断满足集水条件时,单片机控制继电器模块接通制冷模块与水循环的供电,当这两个模块工作,开启集水模式。

3 结语

该装置将空气中含有的隐性水资源转化为显性的可利用的水资源,简单低耗,可应用于海岛、船舶、多雾山区等空气潮湿度高的地区,有望成为解决水资源危机的有效途径,同时为设计开发连续高效的雾水收集器提供了新思路,为缓解世界水资源危机提供了出路,对世界范围内农业,工业,国防领域的发展有重要意义。

参考文献:

[1] Ju, Jie, Bai, Hao, Zheng, Yongmei, Zhao, Tianyi, Fang, Ruochen,Jiang, Lei. (2012). A multi-structural and multi-functional integrated fog collection system in cactus. Nature Communications, 3, 1247.