水循环定义范文
时间：2024-03-29 18:17:07
导语：如何才能写好一篇水循环定义，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
关键词：厨房家用电器；低温烹饪；水循环应用；精确控温应用
中图分类号：X701 文献标识码：A
在国际标准IEC60335-1和IEC60335- 2中还没有定义，在中国GB4706.1和GB4706特殊标准中也没有定义到该设备。而在国外有个名称为：Sous Vide（Immersion Circulator），在设计产品中技术要点填补厨房家用电器《分子美食水循环烹饪》的空白，还组织邀请上海ITS，宁波SGS等权威认证专家和电器工程师上海交大的教授等商讨关于低温烹饪水循环处理器产品技术领域和安规标准定义。
最终大家一致认可该设备在国际标准IEC60335-1通用和IEC60335-2特殊标准中定义IEC60335-1；IEC60335-2-14；IEC60335-2-15；IEC60335-2-73；因为产品技术含量高，目前只能用多个标准来定义该设备。
在国内标准GB4706.1通用和GB4706特殊标准中定义GB4706.1；GB4706.30厨房机械；GB4706.19液体加热器；GB 4706.75固定浸入式加热器；因为产品技术含量高，国内目前只能用多个标准来定义该设备。
该设备还带有智能超级APP.并采用美国FCC标准FCC Rule Part 15.和采用欧盟EMC：EN55014-1；EN55014-2；EN61000-3-2；EN61000-3-3标准定义。
该设备其产品的技术含量在于给大众带来的高档享受有关联，产品用于厨房分子美食低温水循环烹饪法，特别是高档餐厅顶级厨师在烹饪时使食物的营养不流失而研制的一种产品。并得到国外厨师的认可。如西班牙 El Bulli 和英国 Fat Duck，El Bulli 和 Fat Duck；Pierre Troisgros；Brouno Goussault；意大利的Orved；法国的Dito Electrolux；德国的Julabo；德国的MCC；西班牙分子料理大师 Ferran Adria；英国Heston Blumenthal；美国Thomas Keller；1974年 食品化学家Bruno Goussault和厨师Georges Pralus， Pieere Troisgrois首先运用了Sous-Vide这种新的烹饪技术，即真空低温烹饪。
一、实验部分
1.主要原料
矿泉水，小牛排；鸡腿；鸭肉；羊排；猪肉；鸽子；牛排；鹅肉；三文鱼；大龙虾；普通鱼类；鸡蛋。
2.主要设备
Agilent Technolgies34972A数据采集仪；亚克力桶；电子称；量杯；真空机；真空袋；秒表；低温烹饪水循环处理器。
3.反应机理
该设备工作原理：装每种食物分开真空包装，用电子称秤出重量和水的重比，将该设备器固定在亚克力桶上，水和食物分别放入桶中，调度好该设备的温度；时间。工作时该设备的数据与采集仪的温度和秒表的时间一致，并得出该设备分子美食低温水循环烹饪法对每种食物的烹饪要求。使得新的厨房家用电器低温烹饪水循环应用和精确控温应用和产生。
二、实验分析与讨论
1.结论
蛙类：59.5℃，45分钟；
大闸蟹：64℃，1小时；
贝类：63℃，13分钟；
福寿螺：61℃，35分钟；
猪肉：85℃，6小时；
鸽子：64℃，1小时；
牛排：61℃，65分钟；
鹅肝：68℃，30分钟；
家禽肉：82℃，90分钟；
鸡：71.5℃，75分钟；
羊肉：75℃，100分钟；
蛋类：71℃，60分钟；
小牛排：59.5℃，45分钟；
鸡腿：64℃，1小时；
三文鱼：60℃，12分钟；
大龙虾：59.5℃，15分钟；
鱼类：63℃，13分钟；
鸡蛋：68.5℃，45分钟；
烤肉类：63℃，55分钟；
蔬菜类：55℃，40分钟；
鸭肉：61℃，28分钟；
羊排：61℃，35分钟。
经各种不同食物进行实验得出的结果，每一种食物的营养不同所对应的温度和时间也不同，这个实验告诉我们，美味的食物不是没有看你是怎样的心态来品尝，以上得出的结果供参考，还有更多的食物等着你们去体会，还有更多美食等着我们去实验来分享给大家。食物在烹饪加工过程中，因受水、空气和热等真空因素的影响，其内在成分会发生一系列的理化变化。真空食物中一部分营养成分发生不同程度的水解，蛋白质发生凝固，水溶性物质浸出，芳香物质挥发，营养浸透食物色素形成或减退等，以上各种变化，能除去食物原有的腥邪气味，增加令人愉快的色、香、味，同时也使食物的营养成份更容易被人体消化吸收。每种食物都有其适宜的烹饪温度，机器温控在±0.1℃之间，如果温度不够，会残留细菌，危害人体健康。但如果温度过高，会使一些营养物质遭到损失、破坏，甚至产生一些对人体有害的物质。如食物中的水溶性蛋白质过度受热会结成硬块，肉类中的脂肪过度加热则氧化分解，损失其所含的维生素成份，蔬菜中的维生素成份等很不稳定，烹饪热度越高，时间越长，损失就越大。所以在烹饪食物时，原料要尽量切得细小一些，以缩短加热时间。原料尽量做到现切现炒，现做现吃，避免较长时间的高温或多次加热，以减少营养物质的损失和变化。
2.该设备其真正的用途在如对烹饪食物的保鲜；保存原材料水分；营养不流失；口感好；可以稳定控制温度的低温烹饪水循环烹饪烹制菜肴；保留食物的原味和香料的香味和颜色；减少食盐的使用，分离事物原汁和清水；比蒸、煮更能保留维他命成分 ；保证每次烹饪的结果都是一样的。比其他蒸煮节省能源，绿色环保，无油烟污染，不同的食物能通过单独真空包装同时烹饪，不需要星级的厨师，人人都可以操作并到达理想的效果，赢得更多的准备时间。这项技术还可以最大程度的使厨房提前准备，因为经过该设备烹饪的食物可以再次冷冻或冷藏，需要的时候再次进行加热。食物在烹饪过程中与一氧化二碳融合改变食材物理型态，食物得到有效的真空，食物有0～50℃的环境里是茵类的高发期，60℃左右的温度的食物是最适合人的味觉。而且温度精确到0.1℃误差时，都感觉是在创造奇迹。
结语
保护传统烹饪，并在此基础上进一步革新，包括原料、烹饪技术、厨具的革新和信息的拓展。创造也是一种力量，它能淋漓极致地发挥每个人的潜力。再者，我们学来的知识和技能是为社会服务的，让人很科学地理解整个过程，只有人与人之间互相交流才能真正发挥出人们烹饪美食的潜力。一旦你有了这种创新意识，你就会行动，不懈地坚持下去，就一定能完成你最初的梦想！
参考文献
篇2
一、 用词不恰当
1.P8,“2006年8月24日,第26届国际天文学联合会通过的决议中规定,围绕太阳运行的天体包括行星、矮行星和其他太阳系小天体。”这段内容中的“包括”一词用法不当,建议修改为“分为”。这是因为,第26届国际天文学联合会通过的决议中,规定的不是“围绕太阳运行的天体”增加了谁、减少了谁,谁是、谁不是,而是把“围绕太阳运行的天体”重新进行了分类,由原先的分类方法变成了现在的三分法。
同时,这段表述在“小天体”前加定语“其他太阳系”,作为对“小天体”范围的一种界定,显得罗嗦,语言表达不简洁。建议把“其他太阳系”删除。
2.P14,“黑子数目多的年份称为太阳活动高峰年,黑子数目少的年份称为太阳活动低峰年。”这一表述中的“高峰年”、“低峰年”用词过于口语化,不严谨。建议修改为:“黑子数目多的年份称为太阳活动极大年,黑子数目少的年份称为太阳活动极小年。”
3.P26,“除了氧之外,地壳上层硅和铝的比重大些,密度相对小些,称为硅铝层;其下的地壳铝的成分相对减少,镁和铁的比重则相对增加,密度也比硅铝层大,称为硅镁层。”这段内容中的“比重”一词易让人产生歧义。因为“比重”可解释为:一种事物在整体中所占的分量;也可解释为:物质的重量同它的体积的比值。如果以后一种解释来理解,则会造成表达语意上的矛盾和混乱。这是因为,人们日常对“比重”和“密度”的理解是相近的,甚至是相同的。再者,从上下文语意看,“除了氧之外”的表述可有可无。因此,建议将这段内容修改为:“地壳上层硅和铝的含量多些,密度相对小些,称为硅铝层;其下的地壳铝的成分相对减少,镁和铁的含量则相对增加,密度也比硅铝层大,称为硅镁层。”
4.P32,“于地表的岩石受到多种因素(温度、水、大气、生物等)的破坏作用,其理化性质发生变化,如颗粒变细、矿物成分改变等,这个过程称为风化作用。”这段内容中“破坏”一词使用不当。这是因为,一般来讲,“破坏”是贬义词,是指对组织、事物的损害、损坏。而温度、水、大气、生物等的作用促使岩石颗粒变细、矿物成分改变和理化性质发生变化,不能单纯说成是破坏。事实上是,温度、水、大气、生物等的作用促使岩石颗粒变细,促进了土壤的发育,为植物生长提供养分,为生成有机质、新岩石提供了可能。这是一个生成的过程,孕育的过程,建设的过程,创造的过程。因此,建议将“破坏”删除。
5.P36,“外力作用的能量主要来自地球外部的太阳能,它能造成地壳表层物质的破坏、搬运和堆积。”如上一条所述,这里用“破坏”一词并不恰如其分。根据上下文内容,建议把“破坏”改为“风化”。
6.P45,“大气辐射的一部分朝上射向高层大气和宇宙空间,一部分向下射到地面。”其中的“射到”一词不太恰当。这是因为,大气辐射的一部分朝上射向高层大气和宇宙空间,一部分向下射向地面。射向地面的大气辐射,称为大气逆辐射。但是,大气逆辐射并不能全部到达地面。因此,建议把“射到”改为“射向”。
二、 语法不规范
1.P16,“以太阳为参照物,地球自转一周叫一个太阳日;以恒星为参照物称为恒星日。”这段表述中的主语和宾语搭配不当,尤其后一句,因过分的省略,造成语言跳跃性大,缺少应有的过度,让人理解起来有难度。建议修改为:“以太阳为参照物,地球自转一周所需的时间叫一个太阳日;以恒星为参照物,地球自转一周所需的时间称为恒星日。”
2.P44,“地面吸收透过大气的太阳辐射后升温,同时又持续向外(主要是向大气层)释放辐射能量,形成地面辐射。”这段内容中的“释放”和“辐射”同为动词,皆为谓语,造成谓语重叠。因此,建议将“释放”删除。
3.P60,“太阳能推动水循环的同时,伴随着能量在地理环境中的大规模转化和交换。”这段表述由于主语模糊,谓语缺失,造成语句不通顺,语意不清晰。根据下文语意,建议修改为:“太阳能推动水循环的同时,伴随着水循环,能量在地理环境中作大规模的转化和交换。”
4.P61,“去河流实地勘查应注意安全,避免掉进河里。”这一表述动宾搭配不尽合理,读起来拗口。如修改为:“去实地勘查河流时应注意安全,避免掉进河里。”会更清晰、容易理解。
三、 定义不确切
1.P12,“太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。”这一定义犯了“定义过窄”的逻辑错误。这是因为太阳辐射不仅是指能量,还指能量传递的方式和过程。建议将原表述中“能量”前的“的”删除。
2.P31,“岩石是岩石圈(地壳)中体积较大的固态矿物集合体,由一种或多种矿物组成。”这一定义易让人产生多处歧义。(1)“岩石圈”后加“(地壳)”易让人认为“岩石圈”就是“地壳”,两者为同一概念。而事实上“岩石圈”和“地壳”是两个完全不同的概念。“岩石圈”是从物质组成上讲的,“地壳”是从地球内部分层上讲的,虽然两者都是由岩石组成,但是“岩石圈”厚于“地壳”,“地壳”包含在“岩石圈”之内。(2)“体积较大的”是“固态矿物”的定语还是“固态矿物集合体”的定语不明确,但不管是作为“固态矿物”的定语还是作为“固态矿物集合体”的定语都不恰当。难道只有“体积较大的”“固态矿物”才能组成岩石吗?难道只有“体积较大的”“固态矿物集合体”才是岩石吗?难道体积较小的“固态矿物”不能组成岩石吗?难道体积较小的“固态矿物集合体”不是岩石吗?答案当然都是否定的。因此,建议将这段表述修改为:“岩石是固态矿物的集合体,由一种或多种矿物组成。”
3.P40,“在断层中两侧陷落、中间突起的部分叫地垒。”这一定义表述不清楚。“断层中”怎么会“两侧陷落、中间突起”?让人不知所云。建议修改为:“两条断层之间的岩块相对上升,两边岩块相对下降,相对上升的岩块叫地垒。”
同页,“中间部分相对下沉的断层,形成地堑构造。”这一定义表述存在着与上述内容同样的问题。建议修改为:“两条断层之间的岩块相对下降,两边岩块相对上升,相对下降的岩块叫地堑。”
4.P59,“地球上的水循环是指水在地理环境中空间位置的移动,以及与之相伴的运动形态和物理状态的变化。”这一“水循环”的定义宽泛,没有揭示出水循环的本质,犯了“外延过宽”的逻辑错误。建议修改为:“地球上的水循环是指水在地理环境中空间位置的往返移动,以及与之相伴的运动形态和物理状态周而复始的变化。”或者修改为:“地球上的水循环是指水在地理环境中周而复始连续运动的过程。”
四、 概念不明确
1.P10～11,“阅读”内容的标题是“探索宇宙中的生命”,“阅读”的内容中出现了“智慧生命”、“高级生命”、“生命”三个内涵和外延都有些交叉的概念。概念的混乱,造成了语意表达的模糊、不清晰。建议将“智慧”、“高级”删除。
2.P47,“每年早春季节,……由于受寒潮、倒春寒等造成的低温和冻害影响,常常使播种不久的谷种大量烂掉,……”一般来讲,“倒春寒”是由寒潮和连续性降水造成。因此,表达时,“倒春寒”与“寒潮”并列不妥。再者,“倒春寒”也是一种低温天气,是春天气温回暖过程中出现的低温现象。因此,把“倒春寒”说成是“低温”的原因不妥。建议修改为:“每年早春季节,……由于受寒潮、连续性降水等造成的低温和冻害影响,常常使播种不久的谷种大量烂掉,……”或者修改为:“每年早春季节,……由于倒春寒的影响,常常使播种不久的谷种大量烂掉,……”
3.P59,“在太阳系九大行星中,地球被称为‘水的行星’”。这一表述有误。2006年8月24日,第26届国际天文学联合会已经通过决议,规定围绕太阳运行的天体分为行星、矮行星和小天体三类;以后不再有“大行星”的称谓;太阳系的行星有八颗;冥王星不属行星系列,而是划入了矮行星的类别。因此,建议原表述修改为:“在太阳系的八颗行星中,地球被称为“水的行星”。
4.P70,“自然地理环境是岩石圈、大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、人类圈等自然地理圈层组成的有机整体。其中,每一要素都作为整体的一部分,与其他要素相互联系和相互作用。某一要素的变化,会导致其他要素甚至整体的改变。”“人类”是“自然地理环境”的主体,“自然地理环境”是“人类”的客体,把“人类”纳入“自然地理环境”的组成要素,明显主、客体不分。建议删除“人类圈”。
此外,该处正文下面还配有“大尺度范围各自然地理要素的相互作用示意”图和“小尺度范围各自然地理要素的相互作用示意”图。在大尺度范围示意图中标有“大气圈”、“生物圈”、“水圈”、“岩石圈”、“土壤”、“地下水”和“风化壳”等7种“自然地理要素”;在小尺度范围的示意图中标有“大气要素”、“地形要素”、“生物要素”、“土壤要素”、“水文要素”、“地质要素”等6个“自然地理要素”。
同一页三处表述的“自然地理要素”各不相同,就是同一要素的名称也各有差异。各处表述的不同,造成概念外延的模糊,内涵的不统一,让学生眼花缭乱,难以理解。建议应有所调整,统一起来。
5.P83～86,课文中多次出现“森林自然带”、“草原自然带”和“荒漠自然带”等概念。“森林”、“草原”和“荒漠” 本是自然之物,其后缀“自然”一词,语意重复。因此,建议将“自然”二字删除。
6.P83～84,“森林自然带”分为“热带雨林带”、“亚热带常绿阔叶带”等,“草原自然带”分为“热带草原自然带”、“温带草原自然带”,“荒漠自然带”分为“热带荒漠自然带”、“温带荒漠自然带”。同为自然带名称,有的加“自然”一词,有的不加,造成同类概念前后表达形式不统一。建议将这些概念中的“自然”一词删除。
7.P99,“全球气候变化对主要生产领域,如农业、林业、牧业、渔业等部门的影响更为显著。”“农业”是一个有广义和狭义之分的概念,广义农业是指种植业、林业、牧业、渔业等,狭义农业仅指种植业。这段内容中的“农业”应指狭义“农业”,即“种植业”,但是,人们也可能会以广义“农业”来理解。如果以广义“农业”来理解,则会造成“农业”概念与“林业”、“牧业”、“渔业”等概念外延的交叉,内涵的重叠,引起语意表达的混乱。因此,这段内容中的“农业”一词调整为“种植业”更好。
五、 论证不充分
1.P44,“对流层大气能够直接吸收部分地面辐射,其中以水汽和二氧化碳吸收的地面辐射为多。所以说,长波辐射是对流层大气增温的直接能量来源。”这段内容为一个论证,第一个“。”前为论据,后为论题。第一个“。”前的论据不足以证明其后的论题。这一论证存在明显的论据不充分的问题。建议修改为:“对流层大气能够直接吸收地面辐射,吸收率高达75～95,其中,以水汽和二氧化碳吸收的地面辐射为多。所以说,地面长波辐射是对流层大气增温的直接能量来源。”
2.P60,“水循环在总体上受到自然规律的支配,所以说,水是洁净的可再生资源。”这段表述中“所以说”前为因,“所以说”后为果,因与果没有必然联系,犯了“理由虚假”的逻辑错误。这是因为:“受到自然规律的支配”的物质,并不都是“洁净的可再生资源”。建议原表述修改为:“水循环使地球上的各种水体处在连续不断的运动、转化状态,所以说,水是可再生资源。”
六、 插图有问题
1.P8,图1-3“太阳系示意”中没有画出八颗行星的公转方向和自转方向,没有画出彗星等其他太阳系内的天体。图中内容显得不够丰富多样,不利于学生在观察、探究、发现中学习。
2.P10,图1-5“总星系的一部分―银河系―太阳系―地月系”中,各级天体系统之间的关系表现得并不清晰,尤其是太阳系与银河系之间、银河系与总星系之间。
3.P12,图1-7坐标系中,水平数轴表示的是太阳的辐射波长,垂直数轴表示的是太阳的辐射能力。根据水平数轴和垂直数轴所表示的内容判断,这幅图所要表达的内容应是太阳辐射能随波长的分布。但是,这幅图的标题却是“太阳辐射中各种波长的光所占的比例()”,标题与图中表达内容不相符。再者,标题“太阳辐射中各种波长的光所占的比例()”是指所占的谁的比例并不清楚;在图中也确实看不出“太阳辐射中各种波长的光所占的比例()”。因此,建议将图的标题修改为:“太阳辐射能随波长的分布”。
4.P13,图1-9“太阳外部结构示意”不清晰,从图上看不出光球、色球和日冕的空间层次关系。建议把现在的太阳俯视图修改为太阳外部结构的剖面图。
5.P45,图2-24“到达地面的太阳辐射示意”中,画出了“太阳”。这是视觉感觉上的太阳。这种画法在强调图上内容形象性的同时,却失去了科学性。这是因为:太阳直径是地球直径的109倍,太阳距离地球约1.5亿公里。而在这幅图上,显然没有表达出这种地球与太阳的大小关系和距离关系;当然,日常使用的一般图纸也难以表达出地球与太阳的这种大小关系和距离关系。这种以视觉感觉来表示事物大小关系和距离关系的做法,对学生是一种误导。所以,建议把图中“太阳”删除,把太阳光线画成平行关系,在太阳光线的上方标注上“太阳辐射”一词,然后再绘上相应的其他内容。
参考文献
[1] 徐锦中.逻辑学.天津:天津大学出版社,2008.
[2] 倪鼎夫,张家龙,刘培育.学点逻辑.北京:人民出版社,1979.
篇3
1.1水资源利用现状
近年来我国生态环境的恶化不断加剧，人类一味的追求水资源的最大经济可利用水量，忽视生态环境自身对水资源的需求。特别是北方地区水资源供需矛盾尖锐，在水资源严重短缺的情况下，生态环境用水被经济用水所挤占，北方多数地区河流开发过度。水资源、水问题可以概括为“水多、水少、水脏、水生态恶化”，这些问题严重影响了我国的可持续发展[1]。进入21世纪，面对严峻的水资源短缺、经济快速发展与生态协调等问题，我国学者提出了“面向生态”的新概念，面向生态的水资源利用重视自然生态的需求，综合考虑自然———社会———经济复合生态系统的需求，我国进入了面向生态的水资源利用模式———生态保护型阶段。
1.2河流生态环境问题
人类对水资源开采程度好破坏程度的不断增强使水文循环受到严重的扰动，水资源自然循环的途径和通量发生改变，其可再生能力也有不同程度的改变，出现一系列的问题，如河道断流、地下水位下降、水资源短缺、水污染等等。水作为生物本身的组成部分，在自然生态系统中起着无可替代的重要的决定作用。要使生态环境朝着良性循环的方向发展，必须首先满足生态系统所必须的水量要求。
2.生态需水基本理论
2.1河流生态需水及其特点
基于自然水循环角度[2]，河流生态需水可以定义为：在特定时段内，在一定的生态保护目标下，维持河流基本结构与功能所需要的一定水质目标下的水量。其内涵可以理解为：（1）维持河流生态系统现状；（2）避免河流退化；（3）提供水来支撑自然过程，以保留关键的生态服务和社会服务功能。具体可以归结为一下几个方面：（1）维持河床沉积物的大小和移动性；（2）维持常年性河流不断流；（3）维持河道的纵向连续性；（4）维持河流特征和环境；（5）维持洪泛平原；（6）维持河滨植被；（7）维持河口的生态平衡；（8）维持娱乐和舒适性。
河流生态需水特点：质与量的统一性[3]；时间与空间性；尺度多样性；最优性与阙值性。这些特点涉及到方方面面的因素，必须统筹兼顾，全局把握，针对特点有目的的改造河流，造福人类。
2.2河流生态需水重要水文要素与指标
河流生态需水研究的一个重要问题就是如何选取水文指标。这些指标包括：（1）与流量状况总体趋势密切相关的指数如平均日流量、平均的最小的和最高的月流量、低流量、最小的和最大的流量的持续时间等。（2）描述流体多样性成分的指数：日流量、月流量、年流量以及低流量高流量在频率上的变化，低流量和高流量在持续时间上的变化，流量变化的速度等。（3）其他比较重要的指数包括每年流量的变化，高峰期的峰值，洪水频率以及洪峰天数等。
在水资源规划与配置中，常常需要涉及到一些表征生态需水的性能性指标，这些指标具有典型性和代表性，对分析河流生态系统的健康具有重要作用。这些指标一般与流量过程有关，具有相同特点的河流，其性能指标应具有同一性，不同的河流其指标存在不同程度的差异。往往应该考虑到枯水年、平水年、丰水年以及不同月份的差异。不同情况性能指标不同，实现河流的生态功能也不同，针对我国北方河流季节性的特点，提出以下指标来衡量生态需水的性能：非汛期低流量天数、汛期流量、某频率的洪水、入海流量。
3.生态需水的评价
生态需水评估的原则有：科学性原则，协调性原则，动态性原则，区域差异性原则。河流生态需水估算与实施的理论框架可概括为三个部分，即河流生态系统现状分析、保护目标以及生态需水的确定、实施效果的评估。伴随着人类对水资源系统干扰程度的不断增加，越来越多的学者开始对经济社会系统中水循环的运动过程进行研究，与自然水循环相对应的人工水循环被提了出来。生态需水的评价一定要权衡多方利益，评价变得更加复杂。
篇4
沙角发电总厂C厂(以下简称沙角C电厂)工程全套引进技术设备，建设规模包括3台额定功率为660 MW，最大保证出力为696 MW的亚临界冲动凝汽式汽轮发电机组。其机组为目前我国最大的燃煤机组，具有参数高、系统复杂等特点，而且运行工作人员少，因此，事故顺序记录对于指导检修人员及时排除事故显得特别重要，并直接影响机组的商业运行。
1 S.O.E.的结构及运行状况
沙角C电厂3台机组均采用英国ROCHESTER公司生产的ISM-1型事故顺序记录仪，主要包括电源供电单元(FCU)、信号输入端子板(ITP)、事故虏获单元(ECU)、通信单元(CIU)、打印机和设备间相互连接用的同轴电缆及光纤等。每台机组的S.O.E.提供信号输入通道256个，已定义输入通道255个，主要包括电气保护信号、重要辅机运行状态/跳闸状态信号、电调部分的汽轮机跳闸的始发条件、锅炉MFT始发条件和机、炉部分设备的运行参数等。在机组商业运行过程中，S.O.E.多次出现未能对机组的事故停机的事故分析提供明确有效的线索和证据的情况，延长了机组的消缺时间，影响了机组的安全、经济运行。
2 主要存在的问题
2.1 信号输入路径中间环节多
沙角C电厂S.O.E.输入信号基本上从最近距离的地方引进，造成信号输入路经中间转换环节增多，如锅炉跳闸信号的S.O.E.输入路径为：FSSS中间继电器柜DCS输入端子S.O.E.输入端子。更合理的信号输入路径应为FSSSS.O.E.输入端子。由于信号输入中间环节多，当通道定义为常闭接点输入时，系统误动作次数将会增加；当通道定义为常开接点输入时，将增大系统拒动的可能性。这些都会影响S.O.E.提供准确的事故线索。另一方面，信号输入中间环节多也增大了检修人员对其它系统的维护难度。
2.2 通道分配不合理
2.2.1 引进了辅机在运行信号
每台机组的S.O.E.不仅引进了各台凝结水泵、凝汽器抽气泵、锅炉给水泵、循环水泵、工业水泵已跳闸信号，而且引进了上述各辅机在运行的状态信号，而绝大部分辅机的运行信号是无助于机组的事故分析的。
2.2.2 输入信号重复
对于6台低压加热器、3台高压加热器等，S.O.E.不仅冗余地引进了容器液位高异常信号(差压开关送出)，而且相对地引进了液位高异常继电器已动作信号。相当于S.O.E.定义4个通道监视同一容器的同一异常液位。
2.3 部分已定义的通道端子未接线
2号机组S.O.E.输入通道索引号为19～24，这6个通道分别定义为给水中间水箱水位非常低、公共服务气压力低、燃油箱液位非常低等，但端子板上均未接线。
2.4 部分已定义的通道信号定值空缺
在255个已定义输入通道中，现有的定值一览表未能提供明确定值的共有36个，其中包括定子冷却水出口温度非常高、引风机轴承温度高等。
2.5 部分关键信号未引进S.O.E.
如S.O.E.只引进了一个炉膛压力高差压开关接点，而未引进炉膛压力非常高(三取二信号，MFT始发条件)信号；只引进了汽包水位高I值和低I值的报警信号，而未引进作为MFT条件的汽包水位非常高(三取二综合信号)和汽包水位非常低(三取二综合信号)信号。
3 造成缺陷的原因分析
造成缺陷主要有4方面的原因：
a)工程建设采用总承包方式，承包方面为了节省设备开支，尽可能减少电缆铺放长度，从而导致部分信号从附近机柜并接，造成信号输入路径中间环节多。
b)由于工程建设分工是CE负责锅炉岛部分建设，GA负责机、电及公用系统部分建设，GA在机组S.O.E.通道分配上明显未作全盘考虑，绝大部分通道定义给汽机及辅助系统、发电机及发变组，而锅炉部分重要信号却未能引进S.O.E.。
c)监理不力是以上2项既成事实的主要原因，而移交资料不齐全说明验收工作有漏洞。
d)部分主要辅机现在实际运行出力未能达到原设计要求，从而容易触发事故停机，这是S.O.E.原设计点组态时未能充分考虑到的，使S.O.E.在这方面引进的信号不够充足。
4 整改策略
a)全面核实每个输入信号的合理输入路径，取消多余的中间环节。
b)补齐MFT全部始发条件：
1)增加炉膛压力非常高信号，取自FSSS“三取二”综合信号；
2)增加炉膛压力非常低信号，取自FSSS“三取二”综合信号；
3)增加汽包水位非常高信号，取自FSSS“三取二”综合信号；
4)增加汽包水位非常低信号，取自FSSS“三取二”综合信号；
5)增加一次风压对炉膛压力差压低磨煤机全路信号，差压信号取自FSSS。
c)增加每台炉水循环泵跳闸信号，信号取自电气动力箱。
d)增加炉膛层火焰消失信号，信号取自FSSS。增加层火焰消失信号，能为灭火事故分析提供正确的分析方向。
e)增加部分重要辅机跳闸的始发条件：
1)增加每台磨煤机密封风压对冷风管风压差低信号，取自FSSS，是跳磨煤机的条件；
2)增加每台磨煤机的给煤机已停运信号，取自FSSS，是延时跳磨煤机的条件；
3)增加每台给水泵跳闸的始发条件：包括油压低，压加级平衡管温高，液力耦合器轴承温度高，给水泵进出口差压低等，信号分别取自给水泵保护回路和DCS。
5 结束语
改造后的S.O.E.的通道分配合理、引进信号齐全。实践证明，2号机组在1998年10月份小修期间实施S.O.E.改造后，对机组的每次事故停机，S.O.E.都准确地捕捉到始发原因，对机组安全、经济运行起到积极作用。1999年3月份1号机组小修期间又对1号机组的S.O.E.实施改造，同样取得很好的效果。
篇5
关键词：水网工程；建设思路；智能化；概念辨析
中图分类号：TN911；TV21 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2015）03-0534-04
Abstract：Smart water network engineering includes the water physical network construction which is composed of all the water regulation infrastructure，water information network construction which characterizes the intelligent technology trend，and water management network construction which consists of the institutional mechanism construction and regulation decision-making.Smart water network provides the integrated platform and comprehensive support for water management and control.There are controversies in the engineering construction idea of smart water network；however，smart water network represents the future development trend for water management and has received more attention.In this paper，the concept of water network engineering is analyzed，water network intellectualization is illustrated，the construction idea of smart water network is discussed，and the crucial scientific issues and core technology for the construction of smart water network are proposed.
Key words：water network engineering；construction idea；intellectualization；concept analysis
由于人类目前对于大气水和土壤水等非径流性水分调控的能力、程度和范围还相当有限，以径流性水资源为基本对象的各类水事活动，均以“自然-社会”二元水循环网络系统为物理依托展开[1]，其中自然水循环网络包括江、河、湖泊以及水文地质单元系统，社会水循环网络包括“供水-输水-配水-排水-回用”水网络体系[2]，如依托自然河湖水系实施防洪减灾和水资源开发利用，依托人工渠系管网进行供水、用水和排水，等等。因此一个地区的水网，是不同时期治水实践的物质基础和客观载体，其系统的完善与否、功能发挥的好坏，会直接影响人们生活质量、经济社会发展和生态环境状况[3]。正因为如此，水网和电网、交通网、信息网（包括通讯网和互联网等）并列为现代社会的四大基础性网络。目前，智能电网、智能交通工程建设等已取得长足发展，相比而言，水网智能化建设却比较落后。智能水网建设意义十分重大。开展智能水网研究能够促进江河湖库水系的科学规划，有效指导各级水系联通连通；协调各级水行政管理机构，保障最严格水资源管理制度的实施；建立水权交易机制，利用市场经济机制优化配置水资源等。
1 智能水网概念浅析
1.1 水网和水网工程
各类水问题不管其表现形式如何，均可以归结为水循环演变与调控的失衡。水力网络作为水循环的载体，是水循环过程调控的对象。通常把水力网络简称为水网。水网和水网工程是完全不同的两个概念。水网指的是由自然的江河湖库与人工供用排水管网设施所组成的连通水系。水网工程则是指建设水利工程有效联通江河湖库水系，搭建决策支持平台管理各类水利设施，发展水循环调控理论实施水循环调控的过程。随着现代治水理念和信息化技术的不断发展，水网工程正在朝着智能化方向发展，逐步融合了由各类水流调控基础设施组成的水物理网建设，符合智能化技术特征趋势的水信息网建设以及以体制机制建设和调控决策形成实现体系的水管理网建设，发展成为以 “坚强友好”为特征的水利设施建设、以“智能感知”为目标的现代信息技术和以“科学决策”为核心的水管理活动[4]。智能水网代表着水务管理的未来发展趋势，是“自然-社会”二元水循环理论与多维智能化现代信息技术的深度整合，在水事管理，水利设施、信息系统建设，水资源配置与调控等方面都体现着先进性和科学性。
1.2 智能水网工程
“智能水网”主要由三大基本网络组成[5]，智能水网工程框架与建设内容见图1。
一是实体网。从属性上可分为自然水网和社会水网，前者是自然的河湖水网，后者是人工的取、供、输、排水渠系或管道网络系统；从范围上可分为跨流域水网、流域水网和区域水网；从使用功能角度可分为防洪抗旱系统、城乡供排水系统、农业灌溉系统、航运系统、水力发电系统和水土保持系统等；二是信息网。即水在自然系统和社会系统流动过程中相关属性信息采集、传输、存储、处理的基础设施和数字化系统，包括智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制在内的全过程调控基础信息网络；三是管理网。包括水网的调控规则、水管理公共政策与制度以及智能化决策平台等，按层级划分包括国家管理网络、流域管理网络和区域管理网络等。在上述三大组成中，实体网是智能水网的物质基础，信息网是智能水网的决策支持，管理网是智能水网的中控枢纽。三大网络通过国家级、流域级和区域级（覆盖省、市、县）的层次化系统平台，实现相互之间的有机集成和系统支持，促进水流、信息流和业务流一体化融合，保障水资源统一调配和管理。
1.3 水网智能化在三个分支的具体体现
国家水网工程的智能化可以从水物理网、水信息网、水调度网三个分支网络的智能化建设来阐述[6]。水物理网建设包括自然河流水系整治、蓄引提水工程建设、供排水设施体系建设等，基本涵盖水利基础设施建设的内容，而智能化要求在工程建设中既要考虑宏观系统结构与布局的科学性，也要注重单体设计与材料选取的合理性，工程建设应能够体现当代水利基础设施体系规划、设计水平的提高和工程建设技术与材料工艺的进展。水信息网建设涵盖了“自然-社会”二元水循环及相关信息的采集、传输、处理的整体建设内容，其智能化建设则对于通信传输的可靠性和有效性、自动化设备的先进性、系统的兼容性和可拓展性等方面具有更高的要求，要求工程建设应与当今时代信息化建设和发展趋势相符合[7]。实施的难点在于配套水利监测、控制设备的研发。水调度网建设主要是以水循环预报和调配控制为核心的管理决策能力建设，其智能化要求是，既要能够使水资源多目标的科学决策与实时调控能力得到全面提升，又要与现代水利决策与管理体系改革框架相吻合。
2 智能水网工程建设思路的探索
我国智能水网工程拟以“四横三纵”的国家水网为骨干网架，各等级江河湖库连通互济的区域水系为基础网络（水物理网），将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术（水信息网）与调度组织管理（水调度网）高度集成，而形成的新型水利现代化建设的综合性载体。它应以保障国家水安全，建设水生态文明社会为终极目标，在满足生态环境需水、保证供水安全等强制约束下，协调管理、科学规划江河湖库水系连通工程建设，适应水权交易制度发展，利用市场经济机制优化配置水资源，保障最严格水资源管理制度的实施，极大地满足各部门对水资源需求，实现对用户安全、可靠、经济、互动的水供应和增值服务，进而促进水生态文明社会建设。
2.1 建设智能水网的理论基础
“自然-社会”二元水循环调控理论是国家智能水网工程建设的理论基础[8]。“自然-社会”二元水循环调控和实施的主要步骤包括：（1）模拟。利用“水循环模拟模型”模拟计算远期、中期、近期三个时间尺度的上水资源供需匹配情况，对水资源供需失配区域在宏观、中尺度和微观三个空间尺度上进行水资源合理配置。（2）预报。基于人类社会经济发展和水动态循环过程认知，预报自然界供水和人类经济社会需水变化，为实施调控提供依据。（3）调度。调度过程与模拟预测尺度相对应。包括长期调度，短期调度和实时调度。（4）控制。实施监测水流过程和水流形态，基于调度计算结果实时控制闸门群和泵站群，达到合理调控水流过程和改变水流形态的目的。（5）评价。对实施效果进行评价，并根据评价结果，对框架、模型进行反馈改进。“自然-社会”二元水循环调控的技术框架见图2。
2.2 建设智能水网的手段和目标
节约用水、水价杠杆、定额管理、总量控制、水权分配、节水型社会和水生态文明城市建设等是我国实施水资源调控多种手段。智能水网与以往调控的不同，它是更强调决策的科学性和决策、调控一致性。它将基于大数据的“自然-社会”供、用水分析，制定调控方案，采用综合的调控方案，对现存的水短缺、水污染和水生态系统退化等问题进行系统治理。
智能水网工程将有步骤推进实施水循环过程调控所依存的软硬件系统建设，通过打造一个基础平台，建设国家-流域（行政区域）两级控制中心，理顺国家-流域-地方三层管理关系，实现防汛抗旱类、水资源管理类、生态环境类和工程管理类等四类业务的智能化应用，推动实现全国大水网、水利信息网和调度管理网的有序融合，逐步改变现有资源分散、重复建设、重建轻管现象。
3 科学问题和核心技术辨析
3.1 我国国家水网建设推进中存在的问题
调研[9-10]发现，我国经济发达地区和水利改革发展需求迫切的地区，针对当地洪涝灾害、水资源供需矛盾突出、水体污染和水生态退化严重等水问题，率先启动“智慧水务”相关工作，并将其作为推动水利公共管理服务的重要抓手和新时期区域水利基础设施建设、信息化建设、管理制度建设的综合平台，同时也引领着我国智能水网建设。目前，我国水网建设存在以下三方面的问题。
（1）各地都从自身水资源特点和实践需求出发建设各具特色的智能水网，因此建设理念、建设目标、建设思路、建设内容、建设路径各异。具体表现在名称提法上不同，上海市和北京市建设“智慧水网”，无锡市建设“感知太湖，智慧水利”，山东省建设“现代水网”，山西省建设“大水网”，海南省建设“水网体系”；还表现在智慧水网建设的侧重点不同，北京市重点是为了解决水资源调度管理问题，上海市重点是为了提供更好的社会化水务服务，山西省和山东省重点是为了提高水资源时空调配能力应对极端事件，无锡市重点是为了实现太湖生态治理目标，海南省重点是为了促进河湖连通实现“生态大城市”建设。
（2）各地智能水网建设缺乏统一认识和标准模式指导，有些地区对智能水网的内涵理解和建设任务认识还有偏差，表现在偏重于强调实体网建设，忽视信息网和管理网建设；偏重于强调实施监测与数据传输等“感知”建设，忽略“智慧”调度管理建设等。
（3）缺乏系统的规划设计理论。无论是北京市的“智慧水网”还是山东省的“现代水网”等，都是对当地水问题的一种具体解决策略，智能水网工程在国家层面上，还没有形成有效的顶层设计和系统性的学术成果。
因此迫切需要在实践探索的基础上，总结各地智能水网建设经验，从战略高度、全局视野开展顶层设计，在国家层面对水网工程进行整体布局和长远规划，全面带动农田水利、防汛抗旱、水资源配置、江河治理、水生态与环境保护的各项工作，提升国家水安全保障能力和现代化水平，实现水利全面跨越式发展。
3.2 建设国家智能水网亟需解决的关键科学问题
开展顶层设计，在国家层面对水网工程进行整体布局和长远规划，全面推进建设我国智能水网需要解决的关键科学问题如下。
（1）江河湖库水系连通规划理论与方法。国家智能水网主要通过江河湖库、枢纽调蓄工程和蓄滞洪区的合理布局，降低洪涝灾害潜在风险，增强工程调蓄能力，形成保障国家防洪安全的物理基础。因此，研究人工输配水工程理论体系与实践方法，有效联通江河湖库水系，形成与国家水资源优化配置目标相适应的水流通道体系，对于提升区域间水资源互调互济能力和区域内水资源开发利用水平至关重要。
（2）二元水循环模拟理论与仿真控制模型。水网智能化一个十分重要的方面就是水安全风险的预测和感知。国家智能水网主要基于二元水循环模拟和水网工程运行控制平台，预测潜在的水安全风险，提高水资源调度决策的针对性和系统性，从决策环节支撑水安全保障目标。因此，完善水循环及其伴生过程模拟与仿真理论模型，发展超大泛流域水资源合理配置技术方法体系，对于智能水网实施精细化水资源管理和调度，至关重要。
（3）智能化监测、控制体系规划理论与方法。国家智能水网使用水情、工情监测站点数据做出决策，并通过远程化、自动化、智能化的水利枢纽进行决策实施。因此，合理布局水情工情监测、控制站点，形成完备的智能化监控体系，事关智能水网工程成败。
（4）智能水网运行管理体系建设。以国家智能水网工程平台为载体和依托，开展以水资源管理制度、管理模式建设和水资源优化配置及科学调度实践为主要内容的水管理网体系构建和改革，完善管理理念、决策形成机制及规范制度保障等水管理要素，对于强化水资源科学配置和优化调度技术在水资源管理中的应用，增强决策指令形成环节的科学性和系统性至关重要。
3.3 建设国家智能水网的关键核心技术
对“水物理网”、“水信息网”和“水调度网”三个课题的核心技术进行总结和提炼。共提出了如下14项关键核心技术。
第一课题：水物理网应用基础研究。主要包括复杂输水网络的水动力学问题，江河湖库联通条件改变对水资源演变影响，江河湖库联通可行性判定研究。主要包括如下几个方面。
（1）超大泛流域水资源合理配置整体模型研究。
（2）节点水体容纳能力及区域供水能力研究。
（3）水系联通汊点水力特性研究。
（4）水网节点布局方法与通道连结体系建设。
（5）ArcGIS技术及其在水网布局中的应用研究。
第二课题：水信息网应用基础研究。主要包括流域水循环过程模拟与仿真，安全监测高新技术与自动化监控系统，大型通用水网结构系统分析原理与设计方法。
（6）水循环及其伴生过程模拟与仿真。
（7）安全监测及信息分析理论与方法研究。
（8）自动化控制系统架构与方案优化。
（9）配套设备标准体系建设与研发。
第三课题：水调度网应用基础研究。主要包括：长距离输水工程的优化调度技术，梯级水库群的联合调度和面向生态补偿的水网工程综合调度。
（10）高含沙、含盐河流水沙平衡调度技术研究。
（11）多水源联合补偿机制与实时调度研究。
（12）流域水资源量、质、效多目标调控技术。
（13）梯级水库群中长期优化调度技术。
（14）梯级水电站厂内经济运行与实时发电控制。
4 思考与认识
我国长期的水利建设和发展已为智能水网工程的建设奠定了良好的基础，但制约智能水网工程全面推进和快速发展的瓶颈问题依然存在。主要包括如下问题。（1）智能水网尚未形成完备成熟的理论体系和配套完善的框架结构，我国进行智能水网建设没有现成蓝本可供遵循，需要探索。（2）智能水网工程涵盖了水利科学、环境科学、系统工程等多个学科，包含了大量水利水电工程建设的核心关键技术，而且蕴藏了复杂的前瞻性理论。亟需联合政府、行业主管部门、科研单位、高校、企业针对有效社会需求进行系统设计，协同开展产业技术研发。（3）工程实践对理论探索的回馈作用不显著，应清醒认识到建设国家层面的智能水网是一个长期、艰巨、复杂、系统的过程，理论探索需要在长期的工程实践过程中进行完善，不能一蹴而就。水网工程智能化既需要工程建设和信息技术的进步，也需要与水利管理体制、机制创新相统一。智能化与信息化、现代化一样，是一个动态变化的过程，要科学分析智能化方向的发展进程及变化趋势，加深对智能化发展阶段的认识，明确重点工作任务，客服盲目性，不断推进国家水网智能化健康发展，为我国水资源配置与城乡安全、防洪除涝减灾、水生态文明建设、大型水利水电工程建设、国家河湖联通工程等水利事务的建设和决策提供强有力的科技支撑。
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篇6
1 微课的含义和特征
就微课的含义来说，它和传统教学课堂教学模式有着本质上的不同，主要立足于地理的微观角度进行教学。目前，世界教学学者对于微课还没有明确统一的定义，因为研究人员领域和阶段的不同，对于微课的理解也会存在本质上的差异。
就微课的特征来说。首先微课具有微小型，虽然各学者对于微课在宏观层面上的特征理解较为统一。其中微主要是指微小，它和传统的课堂比起来，所需要的时间更少。课主要是指应用一定的教学形式来达到教学目的的一种方式，属于一种教学过程或者教学自原因。实践过程中，教师经常应用模块化或者课程内容分解的方式，在极少的时间内，让教学目标能够可视化和清晰化，这种模式和过去的教学模式相比，能够让教学重点更加明显，学生的对课堂的注意力也会更加集中。其次，微课具有多元性，教师可以应用多媒体技术，在课堂中充分使用视频或者音频等教学技术。另外微课主要以互联网技术为基础，主要根据看视频或者听音频的方式，另外教师可以应用微课将视频和音频复制给学生，且这些资源能够重复观看，能够帮助学生对教学重难点进行充分掌握和理解。高中地理其理论和实践结合性较强，如果学生想象力不足，很能对于这些理论性的知识加以理解。在应用微课之后，可以通过技术来形象展示和模拟地理知识，从而促进学生的学习效率。最后，微课具有趣味性，过去的课堂教学中，教师负责通过语言讲授知识，教学的效果完全靠教师的语言表达能力和学生的专注程度，部分教学语言枯燥无味，学生难以提高兴趣，缺乏学习动力。采用微课教学方式之后，学生在主动学习地理知识的过程中可以小组合作学习，学习的过程中不仅竞争激烈，而且趣味不断，主动性和积极性能够充分调动起来了。
2 微课在高中地理教学中的应用分析
采用微课能够让教学内容和教学形式更加丰富，从而让学生对教学大纲中的教学内容有效掌握。首先，微课具有可行性，微课需要教师发挥学生的主导作用，不断完善教学模式并更新知识体系，能够针对不同层次的学生因材施教，并为学生自我学习和提高提供技术支持。其次，微课充分分析了学生的学习能力，学生保持最佳状态的注意力是一定时间限制的，在学习之后必须要通过休息来恢复精力，高中学生在对知识的理解和自学能力上达到峰值。微课正可以为学生提供自我学习的平台，学生在理解和掌握重难点中更加方便。最后，微课针对不同学习能力层次的学生，针对差生，微课能着重讲解知识结构并分析知识点，对于优生来说，微课注重提高学生学习能力并完善学习思路。微课主要在以下几个方面进行应用。
2.1 应用于新课导入预习，学生能够更加充分的掌握地理知识
高中地理知识较为繁琐杂碎，涉及到很多人文地理和自然地理，除了少部分知识需要理解掌握外，大多数在知识需要记忆。在导入预习环节应用微课，能够让学生全身心投入到学习状态，并初步认识所学内容。在高中地理课堂教学中教师可以在微视频中加入需要学生的教学内容，学生在预习教材后再观看微视频，从而将所学内容联系起来，做好课堂准备。另外，采用微课视频能够将学生的课余时间有效的利用起来，并腾出大量时间来学掌握课堂知识。在学习河流地貌的过程中，学生很难对河流侵蚀地貌和堆积地貌加以区分，对两者的地貌类型和形成原因难以理解，如果只阅读教材的话，学生难以对这些知识进行掌握，其地理知识结构也难以达到完整化和系统化。教师可以在微视频中加以一些图片，让学生明白，河流在流动过程中会冲击旁边的地表，达到侵蚀效果，从而形成侵蚀地貌;而被河流携裹的泥土会在河流流动速度减慢时沉积在附近，从而形成堆积地貌，这样学生能够对两种地貌的概念有个大致影响，课堂学习中将会更加容易。
2.2 应用于重难点中，学生能够更加容易的理解地理知识
高中地理有较多的重点和难点，教师在对这些知识点进行讲解的过程中，可能难以对其表达出来，学生也难以通过有限的想象力加以理解，这种机械枯燥的教学方法会导致课堂氛围乏味沉闷，学生的学习兴趣被抑制，从而丧失了地理学习主动性。因此教师为了提高教学效果，可以采用微课，将重难点通过视频内容形象生动的展示出来，将需要想象和理解的文字通过可视性的视频和动画展示，学生对地理知识能够有更深的印象和理解。另外针对疑难问题，可以在微课中对其重点阐释，从而帮助学生提高学习效果。例如在学习自然界的水循环过程中，学生对水循环的形成过程、类型以及水体之间的补给关系难以理解，教师可以在微课中知足水循环的动画，将难以理解的水循环示意图通过动画展示出来，学生会有形象和直观的学习体验。通过观看微视频，学生充分了解到海上循环、陆地循环和海陆循环是水循环的三种形式，并掌握住自然界水体转换的整个过程。
2.3 延伸拓展，学生对地理知识的学习更加具有整体性
学生在高一地理学习过程中认为地理较为容易，然而在分科之后就对地理知识很难理解了，着其实是地理学习由易到难的一个过程。在高二、高三学习中，学生不仅需要对知识进行理解记忆，还要学会对其灵活应用。所以，教师可以应用微课视频对知识加以拓展延伸，应用具有多样性的问题方式，面对不同层次的学生，让他们都有所收获，从而满足学生的学习需求，差生能够基本掌握课本知识，中等生能够查漏补缺，优生能够延伸知识并有更深层次的理解。例如在对《交通运输布局变换的影响》这一课进行学习的过程中，教师可以应用微课视频，针对个别实际案例，设计问题。学生会掌握到铁路运输也是影响聚落空间形态形成的一个重要因素。教师可以在微视频中向学生展示北京商业网点的分布，为领悟能力强的学生提供知识延伸的机会，中等生则可以通过反复观看视频来对交通运输线对聚落空间形态的影响能加强理解。
篇7
关键词：绿色建筑技术海洋公园场馆 建筑设计原则设计方法
中图分类号：TU2文献标识码：A
随着我国国民经济的持续增长，各城市中的体育馆、游乐场 、主题公园得到兴建，更多的人将其作为休闲、娱乐的场所，使得这些场馆中的绿色建筑技术得到了更广泛的应用。绿色技术是指能减少污染、降低消耗和改善生态的技术体系，通过对保护环境、改造生态的知识、能力或物质手段的运用，来实现对环境保护的创新和对生态知识的应用。我们将以武汉极地海洋世界为切入点，通过对其场馆建筑设计和资源利用的分析，来探寻海洋公园场馆绿色技术的应用之道。
建筑设计绿色技术的价值
绿色技术的本质是探寻一种新型的人与自然的关系，其重点在于强调对环境污染的防治和治理，对生态环境和自然生态平衡的维护。尤其是当前的科技发展日新月异，给我们的生活环境带来了非常大的冲击，随着环境污染和生态恶化的日益加剧，“人定胜天”的思想已经得不到支持。人与环境是种互动关系，唯有对当前的技术进行模式转换，从现代的高科技技术过度到绿色技术，才能有效的控制环境污染的进程。
绿色技术可以有效的防止和治理污染，改善生态，实现人与自然的协调发展。绿色技术的开发、应用，总是在具体的区域内进行，例如体育馆、游乐场 、主题公园，不仅区域内的环境问题得到了改善，也使相邻区域的环境得到了改，对维护全球生态平衡作出了贡献。如果所有区域都开发、应用绿色技术，那么，困扰人类几百年的环境问题就可望从根本上解决。人们将留给子孙后代一个美丽、富饶的自然环境。
二、武汉海洋极地世界的绿色技术探索
（一）武汉海洋极地世界基本情况概述
武汉海洋极地世界主要包括展示区和工作区：
1、热带馆：恒温热带鱼类，内部展示区全部为玻璃构造，设有海水循环设备维生系统。
维生系统是生命维护系统的简称，运用现代的水族科技模仿自然环境为养殖生物创造了人工的水环境。一个维生系统的正常运行需具备五个系统：机械过滤系统、蛋白分离系统、杀菌系统、加温控制系统、生化过滤系统。
通过对海水循环设备维生系统的使用，使海洋馆内的海水在系统的内部形成循环，大大的提高了海水的利用效率。
2、极地馆（含室外表演区）：室外表演区为海象海狮，极地馆类为企鹅馆，北极熊，北极狼等极地动物。整个场馆的设计根据内部游览流线进行，增加了游览和观光的趣味性；顶部局部设大大小小采光顶，节能采光，馆内展示区全部设双层亚克力玻璃，根据温差计算设置不同厚度空气层，室外表演区既避免阳光直射，又充分利用自然通风和采光。
3、主表演馆（含互动馆）：造型为亲近自然概念——大鲸鱼带条小鲸鱼亲子游憩，大鲸鱼造型内部为朱表演馆，设伪虎鲸、白鲸、海豚等生物表演场所，设计观演人数1700，整个表演馆采用壳体建筑结构，金属屋面保温结合了声学设计，同时在地下室设置了海水循环设备维生系统；小鲸鱼造型内部为互动馆，游客可以在工作人员指导下配备专业装备，下水与海豚游戏。
（二）从武汉极地海洋世界的绿色设计谈建筑设计绿色技术的原则
场馆建筑设计的绿色技术应用主要有如下几个原则：
节约能源原则
节约能源原则是绿色建筑设计的首要原则，也是建设绿色场馆的基础。节约能源是指在建筑设计的过程中充分的利用太阳能、风能、水能等清洁能源，采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调，根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效的顺应自然界中的风向，根据当地的气候因地制宜的进行场馆的平面设计和总体布局。从武汉极地海洋世界以及其他相关公园场所的建筑设计中我们可以看出，在场馆中的采光、空调系统都尽可能将太阳能、地热能等自然资源发挥到最大值，亚克力玻璃、玻璃采光顶等都大大增加了场馆的采光面积及趣味性，使场馆的光照基于自然光线的采集，因此减少了场馆内照明设备的使用，凸显了能源利用的绿色特性。
节约资源原则
节约资源原则是指在建筑的设计、建造和建筑材料的选择中，要考虑到资源的合理使用和处理，尽量减少对资源的使用，同时要尽可能使资源可再生使用，尤其是对水、废纸、木料的再次使用。在武汉极地海洋世界中，水的使用是最多的，在场馆内使用海水循环设备维生系统，能够将海水进行循环利用，大大降低了对水资源的利用，提高了水的使用效率。
回归自然原则
这一原则要求建筑本身要与周围的环境相互融合，和谐一致，动静互补，对自然生态环境起到保护作用。并且，建筑内部应使用对人们、动植物不产生有害物质的建筑材料和装饰材料，室内空气清新、自然、湿度适当，使其中的游览者产生舒适的感觉。武汉极地海洋世界的最大特点就是游览人员与海洋环境的结合、人与动物世界的结合。在游览的过程中，人们打破了原有的生物之间的隔阂，不断地产生互动，极地馆室外表演区及主表演馆附属的互动馆都凸显的亲近自然概念，让游客可以直接与海洋生物交流，做游戏，进一步的拉近了人类与各种生物的距离，让人们在参观的过程中也感受到了大自然带来的绿色、舒适感觉。
三、结语
建筑设计中的绿色技术经历了漫长的发展，也是科技发展的必然趋势。随着人们环保意识的提高，对绿色技术的需求也愈加迫切。对于海洋公园场馆建筑设计来说，绿色技术也是创新建筑设计的必经之路，唯有将人融入到大自然中，促进人与自然的和谐，为人类营造更加舒适、健康的休闲、游览场所。绿色技术在建筑设计中的应用和发展，还需要全体建筑设计人员的共同努力，以推动我国的建筑、场馆向着更加绿色、环保的方向发展。
参考文献：
[1]叶森. 海洋公园场馆包装的视觉表现[J]. 美术教育研究,2012,05:104-106.
[2]杜文更. 面向可持续发展的建筑企业绿色化创新研究[D].武汉理工大学,2012.
[3]许剑峰,黄珂. 绿色工业·绿色思想·绿色技术——论可持续发展的电信建筑设计[J]. 工业建筑,2002,08:15-17.
篇8
关键词：水文模拟 模型 水资源管理 流域
1 引言
20世纪以来流域水资源问题日益突出，为了提高流域整体管理水平和科技水平，“数字流域”建设正在日益兴起。国际上发达的国家在“数字流域”方面的研究和应用起步较早，并已实际工程和管理中发挥了重要的作用，收到了巨大的效益。国内也相继开展了“数字黄河”、“数字长江”、“数字海河”等工程的建设。模型建设尤其是流域水文模型的建设是“数字流域”建设的核心内容和基础工作。
随着流域水文模拟建模的不断发展，基于计算机的模拟模型已经可以描述水循环的各个阶段，如气候和天气、暴雨系统、降水、地面漫流、蒸散、暴雨地面漫流、地下水、河网汇流以及海湾与河口的潮汐等。早在20世纪50年代中期，伴随系统理论的发展，科学家就开始把流域水文循环的各个环节作为一个整体来研究，并提出了“流域水文模型”的概念，随即便涌现了SSARR模型（1958）和Stanford模型（1959）等模型，20世纪70年代至80年代中期又出现了新安江、Sacramento、Tank、HEC－1、SCS、API等模型。从对流域水文过程描述的离散程度看，流域水文模型可分为集总模型（Lumped model）和分布式模型（Distributed model）两种。集总模型不考虑各部分流域特征参数在空间上的变化，把全流域作为一个整体；分布式模型则按流域各处地形、土壤、植被、土地利用和降水等的不同，将流域划分为若干个水文模拟单元，在每一个单元上用一组参数反映该部分的流域特性。为了适应气候变化和人类活动影响下的流域水资源管理需求，分布式水文模型已成为流域水文模拟的重要发展趋势，也已成为“数字流域”建设的基础。
流域水文模拟从模拟的侧重点上可以划分为降雨径流模拟、地下水模拟、流域水循环综合模拟。目前具有代表性的可用于流域水资源管理的分布式水文模拟模型有TOPMODEL、SWAT、ModFlow、FeFlow、Mike-SHE等，本文从流域水资源管理的角度出发，分别介绍上述模型的总体结构、特点及适用领域等。
2 分布式降雨径流模拟模型
国外分布式水文模型的研究可以认为起始于1969年Freeze和Harlan发表的“一个具有物理基础数值模拟的水文响应模型的蓝图”的文章。随后，Hewlett和Troenale在1975年提出了森林流域的变源面积模拟模型（简称VSAS）。在该模型中，地下径流被分层模拟，在坡面上的地表径流被分块模拟。1979年Beven和Kirbby提出了以变源产流为基础的TopModel模型。1980年，英国的Morris进行了IHDM（Institute of Hydrology Dirstributed Model）的研究，根据流域坡面的地形特征，流域被划分成若干部分，每一部分包含有坡面流单元，一维明渠段以及二维（在垂面上）表层流及壤中流区域。Beven等（1987年）和Calver等（1988年，1995年）对IHDM模型进行了改进。1994年，Jeff nold为美国农业部（USDA）农业研究中心（ARS）开发了SWAT模型。1995年，Grayson等提出了THALES模型，它是一个基于矢量高程数据的分布式参数模型。HuaXia Yao等（1998年，1999年，2001年），提出了基于网格的集降雨空间输入估计，降雨—蒸发—径流过程模拟，河流演算和空间参数校准为一体的分布式水文模型。Dawen Yang等（2000年，2002年）提出了基于山坡的和基于10 km网格的大尺度分布式水文模型。此外，USGS模型（Dawdy等，1970年，1978）、WATFLOOD模型（Kouwen等，1993年，2000年）、SLURP模型（Kite 1995年）和PRM模型（Leavesley ＆ Stannard 1990年）等等都属于分布式水文模型的范畴。最具有代表性的地表分布式水文模拟模型包括TopModel模型以及SWAT模型。
2.1 TOPMODEL模型
1979年Beven和Kirbby提出了以变源产流为基础的TopModel（TOPgraphy based hydrological MODEL）模型。TOPMODEL以地形空间变化为主要结构，基于DEM推求地形指数（Lnα/tanβ），用地形指数ln(α/tanβ)或土壤－地形指数ln(α/T0tanβ)）来反映下垫面的空间变化对流域水文循环过程的影响，描述水流趋势。模型基于重力排水作用径流沿坡向运动原理，模拟径流产生的变动产流面积概念，尤其是模拟地表或地下饱和水源面积的变动。模型基本结构如图1所示。
TOPMODEL模型结构和概念比简单，优选参数少，充分利用了容易获取的地形资料，而且与观测的物理水文过程有密切联系。模型已被应用到各个研究方面，并不断发展、改进，反映了降雨径流模拟的最新思想。但TopModel并未考虑降水、蒸发等因素的空间分布对流域产汇流的影响。
此外，该模型在干旱半干旱地区水文模拟效率较低，需要用户根据具体情况进行必要的修改。
2.2 SWAT模型
1994年，Jeff Arnold为美国农业部（USDA）农业研究中心（ARS）开发了SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型。SWAT是一个具有很强物理机制的、长时段的流域水文模型，在加拿大和北美寒区具有广泛的应用。它能够利用GIS和RS提供的空间信息，模拟复杂大流域中多种不同的水文物理过程，包括水、沙和化学物质的输移与转化过程。模型可采用多种方法将流域离散化（一般基于栅格DEM），能够响应降水、蒸发等气候因素和下垫面因素的空间变化以及人类活动对流域水文循环的影响。
SWAT可以模拟流域内多种不同的物理过程。由于流域下垫面和气候因素具有时空变异性，为了便于模拟，SWAT模型将流域细分为若干个子流域。目前有三种划分的方法：自然子流域（Subbasin）、山坡（Hillslop）和网格（Grid）等。SWAT将每个子流域的输入信息归为5类：气候、水文响应单元HRU、池塘（或湿地）、地下水和主河道（或河段）等。在结构上，每个子流域至少包括：1个水文响应单元HRU、1个支流河道（用于计算子流域汇流时间）、1个主河道（或河段）。而池塘（或湿地）为可选项。水文响应单元则是包括子流域内具有相同植被覆盖、土壤类型和管理条件的陆面面积的集总。HRU之间不考虑交互作用。SWAT模型的结构如图2所示。
SWAT模拟的流域水文过程被分为两大部分：
（1）陆面部分（即产流和坡面汇流部分）。它控制着每个流域内主河道的水、沙、营养物质和化学物质等的输入量；
（2）水循环的水面部分（即河道汇流部分）。它决定水、沙等物质从河网向流域出口的输移运动。
SWAT 采用现代Windows 界面，是一个模型和GIS 的综合型系统，它模拟了水和化学物质从地表到地下含水层再到河网的运动过程，可以用于几千平方英里的流域盆地的水质水量模拟。它适用于具有不同的土壤类型、不同的土地利用方式和管理条件下的复杂大流域。主要用来预测人类活动对水、沙、农业、化学物质的长期影响。不适用于模拟具体的单一洪水过程。由于SWAT模型具有较强的物理基础，能够在缺乏资料的地区建模；具有输入数据容易获取、计算效率高等特点。
3 分布式地下水模拟模型
常用的地下水文模拟模型包括解析模型、数值模型、水均衡模型及物理模型等。数值模拟模型以其精度高、物理意义明确，而逐渐成为地下水文模拟的重要发展趋势。而数值模拟方法又分为有限差分法和有限单元法，其各有优缺点。目前国际上较为流行的地下水数值模拟模型主要包括ModFlow和FeFlow，下面对其分别进行介绍和比较。
3.1 ModFlow模型
美国地质调查局(USGS)的McDonald和Harbaugh于80年代开发出来的ModFlow(Modular Three－dimensional Finite Difference Groundwater Flow Model)是一套专门用于孔隙介质中三维地下水流数值模拟的模型。自ModFlow问世以来，它已经在全美甚至在全世界范围内，在科研、生产、环境保护、城乡发展规划、水资源利用等许多行业和部门得到了广泛的应用，成为最为普及的地下水运动数值模拟的计算软件。
ModFlow主要采用三维有限差分方法进行模拟。其基本原理是：在不考虑水的密度变化的条件下，孔隙介质中地下水在三维空间的流动可以用下面的偏微分方程来表示：
其中：
Kxx，Kyy 和Kzz为渗透系数在x，y和z方向上的分量。在这里，我们假定渗透系数的主轴方向与坐标轴的方向一致，量纲为(LT－1);
h:水头(L)；
W：单位体积流量(T－1)，用以代表流进汇或来自源的水量；
Sx:孔隙介质的贮水率(L－1);
t:时间(T)。
三维有限差分模拟地下水流示意图如图3所示。
ModFlow不仅可以用于模拟孔隙介质地下水的运动，而且可以用来解决裂隙介质中的地下水流动问题。经过合理的概化，ModFlow还可以用来解决空气在土壤中的流动(Guo，1995)。将ModFlow与溶质运移模拟的软件结合起来，还可以用来模拟诸如海水入侵等地下水密度为变量的问题(Guo和Benett，1997)。
ModFlow程序结构合理，易于理解，便于操作，是一种较为权威的地下水流数值模拟软件，具有广泛的使用价值。ModFlow之所以得到如此广泛的推广应用，是因为它代表了未来地下水流数值模型发展的大趋势，有很强的实用性，具体包括程序设计结构的模块化，离散方法的简单化和求解方法的多样化等等。
但ModFlow由于采用矩形网格进行剖分，因而对于处理复杂地质体中的地下水三维渗流场模拟方面存在着不足，没有有限元三角剖分灵活多变。
3.2 Feflow模型
Feflow是由德国Wasy水资源规划系统研究所研制开发的地下水模型软件包。它采用有限元法进行复杂二维和三维稳定/非稳定水流和污染物运移模拟。Feflow的有限元方法允许用户快速构建模型来精确地进行复杂三维地质体的地下水流及运移分析，在这方面其功能要强于ModFlow。
Feflow可以实现饱和或非饱和条件下（2D ＆ 3D）完全非稳定、半稳定和稳定状态下地下水流和溶质运移；颗粒跟踪和流线模拟；化学物质运移（如线性/非线性吸附，扩散等）；流体和固体中的热量运移；密度流动模拟（如海水入侵等）。
4 流域水循环综合模拟模型
随着计算机技术、系统科学和大量水文模型方法研究的进展，使得进行整个流域整体水循环模拟成为可能。流域内水循环过程从大气降水开始、到坡面流，随后在不饱和土壤带内运动，继续汇流进入下游河网，同时部分下渗进入地下饱和带参与地下水渗流运动。其中土壤水非饱和带运动和地表地下水转化量的模拟预测一直是流域整体水循环模拟中的棘手问题，其处理方式的好坏直接影响整个水循环模型的合理性和精度。下面以欧洲的SHE模型为例介绍整体水循环模拟模型在流域水资源管理中的应用。
丹麦、法国及英国的水文学者（Beven等，1980年；Abbott等，1986年；Bathurst等，1995年；Refsgarrd and Storm，1995年；Chapters等等）联合研制及改进的SHE模型（System Hydrologic European）是一个典型的整体分布式水循环模拟模型。在SHE模型中，流域在平面上被划分成许多矩形网格，这样便于处理模型参数、降雨输入以及水文响应的空间分布性；在垂直面上，则划分成几个水平层，以便处理不同层次的土壤水运动问题。SHE模型为研究人类活动对于流域的产流、产沙及水质等影响问题提供了理想化的工具。
MikeSHE (An integrated hydrological modelling system)系统则是由丹麦水工试验所(Danish Hydraulic Institute)开发的流域整体水循环模拟软件系统，其模型总体结构如图4所示：
MikeSHE模型主要由以下核心模块构成：
（1）蒸发散模拟(ET)模块
目前采用Rutter模型 /PenmanMonteith 方程、KristensenJensen模型两种方法求解截留量及蒸发散量。
（2）非饱和带水分模拟(UZ)模块
系统提供Richard方程和重力流模拟两种方法进行非饱和带水分的模拟。
（3）饱和地下水流动模拟(SZ)模块
系统提供改进GuassSeidel法和Preconditioned conjugated gradients(PCG)法两种思路进行地下水流动的模拟。
（4）坡面流与河道流模拟(OC)模块
坡面流与河道流采用SaintVenant方程进行求解
MikeSHE模型的缺点是对资料完备性和详细度要求较高，不适用于资料基础较差的流域整体水循环模拟分析。
此外，辅助进行整体水循环模拟的软件系统还有美国地质调查局开发的模块建模系统（MMS）。MMS通过子程序级别的集成实现了流域过程紧密耦合的需求。从根本上而言，MMS是一套相互匹配的子程序，它们可以被一起编译，以表征一个特定流域。这些子程序被称为模块，分别描述降雨、蒸腾、地表漫流、地下水、日射、蒸发、融雪、河川径流和森林生长。为了轻松地把模块组装起来描述感兴趣的流域，MMS提供图形用户界面允许非程序员确认重要过程以及它们相互之间的交互方式，例如，天气模块产生降雨，降雨又与地表漫流模块有关，后者模拟出的水流进入河川，再流向水库和其它河流等等。其各模块间的集成是通过对数据定义和数据交换格式的严格控制来实现的。MMS建模系统在美国流域水文模拟中应用较为广泛。
5 结束语
综上可见，供流域水资源管理使用的水文模型非常之多。如何选择真正适合自己流域特点的流域水文模型，应重点考虑以下一些关键问题：
（1）使用模型的目的是辅助决策。大多数水文模型都有研究问题的侧重点，需要考虑模型输出的信息是否满足决策要求。
（2）模型的适用区。任何模型都有一定的假设和概化，因而有各自的适用范围，应充分了解模型的结构特点，确定其适应性。
（3）模型的当前状态。需要确认模型是试验性的、公共软件、还是完全商业化的？哪些区域已经成功地使用了它？模型最新的版本于什么时候？修改漏洞和扩展模型功能时需要作些什么？通常，更有用的模型都处于不断的完善之中并且有一个用户群，而且也能提供用户支持。
（4）模型的数据需求。流域水文模型各种各样，各模型都有其不同的原始数据需求。我们不可能奢求任何一种信息采集方案可以完全满足流域水文模型的数据需求，而不顾现有数据基础和落后的信息采集设施就盲目进行流域水文模型的开发同样是不理智的。流域数据的收集与流域水文模拟模型的研究和开发应该相互协作，同步进行。
（5）模型对不同数据源获取信息的能力。大多数流域水文模型软件具有数据输入能力，以尽量减少数据输入的工作量。对于空间数据输入，确定该系统具有格式转换、投影转换、插值和预测功能。有无电子表格数据格式输入功能等等？
（6）模型对用户的要求。用户必须有什么样的专业知识和技能才能成功运用模型？用户群有这些技能吗？用户需要运行一段系统才能掌握运转它的必要技能吗？通过检视模型的用户界面通常能够得到这些问题的答案，用户界面越完善，学习曲线越短；在线帮助越好，所需专门技能就越少。
（7）采用该模型软件的开销及可获得的技术支持状况。应该确定最初的开销，以及维护、培训、和支持的开销。安装系统、准备输入、学习系统和运行系统将花多长时间？在线材料、文本、文章、和源代码文档可供使用吗？是否有技术支持和培训？开支多大？
科学合理地选择流域水文模型是“数字流域”建设的重要内容，对于提高辅助决策能力和科技水平至关重要。只有流域管理者统筹兼顾、全面考虑、综合比较，才能选择出真正适合于自己流域的水文模型，才能使水文模型为提高流域管理现代化水平发挥作用。
转贴于 参考文献
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The Application of Distributional Hydrological Model of Water Resources Management to River Basins
WANG Xudong1， JIANG Yunzhong2， ZHAO Hongli2，LIANG Yuqiang1
(1Collge of Resource and safety Engineering， Chinese University of Mining technology， Beijing 100083;
2.Departmnet of Water Resources， China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100044，China)
篇9
关键词：分质供水 饮用净水 工程设计
在新建居民小区内实施管道分质供水(即一套管网输送自来水用于洗涤、绿化等居民杂用，另设一套管网将自来水或地下水经过专门的水处理设备深度处理后得到的优质饮用水输送到居民家中专供饮用)是目前改善我国城市居民饮水水质的切实可行的办法。同时，管道分质供水在房产开发初期可有效提升小区品位，项目实施后还可以给投资者带来可观的经济效益，因而也引起了房产开发商的广泛兴趣。
1 水质标准
目前，可供管道分质供水采用的水质标准有：①《饮用天然矿泉水》(GB8537—1995)，该标准规定饮用天然矿泉水以含有一定的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体为特征，具有较高的营养价值和保健作用；②《饮用净水水质标准》(CJ94—1999)，该标准给出了饮用净水的概念，规定了某些水质指标(如COD、总有机碳、重金属、硬度、TDS等)的上限含量值，但未规定硬度、TDS等反映矿物质含量的水质指标的下限值；③《瓶装饮用纯净 水卫生标准》(GB17324—1998)，该标准给出了纯净水的定义，要求纯净水的电导率≤10μS/cm。
由于天然矿泉水开采量有限，同时考虑到人体健康的需要，笔者认为实施管道分质供水最好采用“饮用净水”。
2 管道分质供水系统组成
管道分质供水系统的核心由4大部分组成：优质饮用水设备、变频恒压供水设备、供水管网和管网水循环杀菌设备。系统流程见图1。
2.1 优质饮用水设备
优质饮用水设备是自来水深度净化处理的核心装置，应用于管道分质供水工程的制水设备应生产含有微量元素和矿物质的优质饮用水。目前，优质饮用水的生产工艺一般为：预处理系统+膜过滤+杀菌。根据原水水质状况，可选择微滤、超滤和纳滤技术生产优质饮用水，但当原水电导率较高时采用一级反渗透亦可获得含有一定量矿物质的优质饮用水。纳滤膜既能有效去除原水中的有害物质(如有机物、重金属、细菌、病毒等)，又能部分脱盐、去硬度、适量保留原水中的部分矿物质、能耗又不高，因而不失为优质饮用水生产的最佳膜技术。在小型和中型饮水处理系统中，可选用的预处理系统包括微絮凝过滤、砂滤或锰砂过滤、活性炭吸附、软化、精滤和pH控制等[1]。
需要注意的是，在管道分质供水工程中选用的净水设备应具有国家卫生部颁发的“净水产品 卫生许可证”。为了保障人民群众的身体健康和规范市场，国家建设部和卫生部曾于1996年7月联合第53号令《生活饮用水卫生监督管理办法》，该办法规定任何单位和个人不得生产、销售、使用无卫生许可证的水质处理器。
2.2 变频恒压供水设备
传统的供水模式采用屋顶水箱和水泵联合供水，水质容易受到二次污染，供水不安全。在分质供水工程中采用全自动恒压变频供水装置直接提升供水，卫生、安全、可靠，用户随时都能饮用新鲜水，避免了二次污染，且设备占地小、性能稳定、能耗低。
2.3 分质供水管网
分质供水管网的设计、施工及管材对管网末梢出水达到饮用净水水质标准尤为重要。分质供水管网为系统调试和管网维护提供了必要的条件。分质供水管网的设计不同于普通自来水管网的设计，其核心是：分质供水管网要使净水循环流畅，尽可能不存在死角。循环流畅的意义在于管网中未被用户使用的水必须能够及时流动和经过管网消毒系统回流至净水水箱，而不是在某段管道中长时间停留，否则极易造成管网二次污染、滋生细菌。
2.4 管网水循环消毒设计
管道分质供水必须做到“打开龙头即能生饮”。除了要做到优质饮用水设备出口水质达标外，确保饮用净水在经过管网长距离输送后到用户用水点仍然能随时生饮是分质供水工程的难点之一。为此，有必要在管网上设置管网水定时循环消毒装置。此管网消毒装置不仅要有很强的瞬间杀菌能力，而且要有持续杀菌作用，这样才能确保管网水的卫生安全，有效防止二次污染。
3 管道分质供水系统设计
3.1 工程概况
该小区为南方某市一新开发的综合性花园小区，共有3幢高层住宅，分别为28层、30层、31层，共有500户，占地面积为2.5×104m2，建筑面积为6.5×104m2。
3.2 水量的确定
管道分质供水工程用水量的确定尚无相关标准资料。笔者认为，分质供水中人均用水量的确定应立足长远，综合考虑饮用、烧汤、做饭、洗瓜果的需要，并根据不同的小区定位和消费群体加以调整，一般取4～6L/(人·d)比较合适。由于该小区面向工薪阶层，设计时人均用水量取5L/(人·d)。以每户3.5人计算，小区用水总量约为8.75m3/d。以设备每天运行8h计，则平均产水量最少为1.09m3/h。
由于小区户数少，用水量集中，时变化系数Kh取4，则最大时供水量约为4.35m3/h。综合考虑设备投资和平均用水量、最大用水量，选定额定产水量为1m3/h的纳滤膜优质饮用水设备一套，配备一4m3的净水水箱，恒压变频供水设备最大供水量为5m3/h。所有设备集中布置在底层由水泵房改装的设备间内。
3.3 供水管网的设计
分质供水管网采用下行上给的供水方式。3幢高层的分质供水管网共分为两个区域进行供水，低区为1～14层，高区为15～31层。高、低区管网分别设置，相互独立且互不干扰，由两套完全独立的恒压变频装置进行供水。所有立管均设置在管道井内，每个管道井内的供水立管在每个层面负责3户居民的分质供水；由于管道井至用户的距离较长，而供水支管过长易造成二次污染，为了确保管网末梢出水水质，所有供水支管都有循环管路，即采用全额循环回水管网形式。为了确保高峰用水量并保证管网内未用完的净水完全及时回流，管网流量按最高日、最大时流量设计，回水管网管径比给水管网管径小以便获得较高的流速。如果将回水再经过优质饮用水设备处理一次，则一方面造成水的浪费，一方面无形中增加了不必要的运行费用。考虑到管道内水长时间滞留后的主要问题是微生物污染，因而将回水直接回流到净水水箱，再经管网循环杀菌器循环处理即可。
管网水定时循环杀菌为全自动运行。同时，为配合管网的调试和今后的维护工作，管网设计应保证系统在投入运行一定时间后管网能够清洗、放空。在每个立管和支管上均设有电动阀和旁通手动调节阀门，在立管的顶部设置排气阀，有的立管部位设置减压阀。所有立管均安装有伸缩节，所有横管以一定的坡度坡向最低处并设置排空阀。所有阀门均为不锈钢材质。为保证管网末梢的水压，除了供水装置出口水压满足要求外，在几个有代表性的最远点安装有压力表以便检测管网末梢水压。
由于该工程为高层供水，管网(特别是立管)水压较高。为了保证供水安全，同时尽量节约投资，立管采用强度高的钢塑复合管，支管采用PPR管。
3.4 管网水循环杀菌方式
由于不能保证管网内的所有净水在同一时间用掉，必然有一部分净水在管网内要停留一定甚至相当长的时间，因而除了制水设备本身的杀菌外，定时对管网内的水进行循环和杀菌是完全必要的。
应用于管道分质供水管网循环杀菌技术的基本要求是：瞬间杀菌能力强、有一定的持续杀菌能力、不影响水立即饮用时的口感、操作简单、维护方便。传统的消毒方法有：加氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。加氯(氯气、二氧化氯)消毒广泛使用在自来水厂的水处理工艺中，虽然具有持续杀菌能力，但严重的漂白粉气味使得用户难以接受，而且实地操作不安全。紫外消毒虽具有瞬间杀菌效果，但无持续杀菌能力。臭氧的氧化性强，在管道内可能会与净水中的微量元素和矿物质发生化学反应，生成沉淀或胶体物质；同时，管道分质供水不同于桶装水，刚刚消毒过的水也可能会马上被饮用，而刚刚加进去的臭氧会影响水的口感，使人生厌，因此臭氧杀菌亦有一定的局限性。
同济大学研制的电场水处理器(微电解杀菌器)利用研制的特殊金属电极，使流经水处理器的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性中间物质(如羟基自由基、初生态O和H2O2等活性氧)，并在电场、催化和氧化等协同作用下杀灭水中的病毒、细菌，其单程杀菌效果＞99.99%，属于纯物理方式的杀菌方法，杀菌过程不添加任何化学物质，占地小、使用方便、安全且没有任何副作用。杀菌过程中不改变水的化学及物理性能，处理后的水还具有很强的持续杀菌能力，是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。该工程分两个区各采用一套1m3/h的微电解杀菌器。管网水每天定时自动循环两次。循环时间避开高峰用水时间，选择凌晨4点和每天下午1点循环开始进行。
4 结语
管道分质供水作为一项适应我国国情的、改善我国城市居民饮水水质的可行方式已经为各级政府和市场所广泛接受，同时也成为提升生活小区品位的一个亮点，但作为一个新的事物，目前还缺乏相应的设计标准和管理规范。可喜的是建设部已着手组织编写相应的设计规范，政府部门如上海市水务局和住宅发展局已经对实施管道分质供水的单位实行“资质证书”管理制度，卫生防疫部门对管道分质供水系统竣工后的验收和抽检也已加大了管理力度。
参考文献
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（一）思维导图制作准备工作
在高中地理教学中应用思维导图丰富课堂活动，教师需要给学生准备一张白纸，引导学生从白纸的中心开始绘制。每一张白纸上只有一个思维导图，也就是说，每一张白纸的中心都有一个关键词。在关键词周围，要留出足够的空白区域，让学生想一些与关键词相关的次关键词。例如，在讲解有关于《自然界的水循环》知识的时候，教师可以让学生将“水循环”作为关键词，并且从这个关键词出发去思考更多的关键词，包括定义、过程、内涵、意义等。引导学生将关键词逐步进行拓展，形成完整的思维导图。在思维导图制作过程中，教师要鼓励学生交流，以此让思维导图的准备工作更加有趣。
（二）思维导图制作注意事项
明晰思维导图制作过程中的注意事项，基于此展开思维导图学习，有利于学习过程得以优化。首先，教师要引导学生注意每一个思维导图只能有一个主题，思维导图的主题是唯一的。只有这样，思维导图才能具有主体性，学生的学习目标才能更加清晰。其次，每个思维导图的主干最多控制在七个，每个子主题都需要一个关键词来描述。思维导图中不能用大段的话去描述，以此来提高知识管理的效率。另外，每个思维导图的关键词级别要控制在三到五个之间，从而精简学生的地理学习思维，让思维导图更加通俗易懂。
二、思维导图的应用方法
（一）分析适用性，在新授课中应用思维导图
将思维导图与高中地理教学进行有效结合，利用思维导图这一教学手段，帮助学生建立认知结构，需要考虑思维导图的适用性。教师要分析思维导图与课本教学内容的协调性，也要考虑学生的地理学习能力，考量学生是否可以接受思维导图。思维导图的构建是让地理知识实现从繁到简归纳的学习过程，教师要根据教学内容的难度考虑思维导图是否有应用的价值。此处以高一地理学习内容为例展开论述：在高一学习结算，学生主要学习有关于地球运动、大气运动以及地表形态的知识，而这些知识的学习，要求学生具有较强的空间思维以及逻辑思维，这对于高一学生而言，具有一定的难度。因此，教师可以利用思维导图，帮助学生构建他们的认知结构，在课堂练习与检测中利用思维导图，让学生与思维导图自然相遇，这有利于学生掌握一个高效、有趣的学习方式。而在接下来的地理学习中，学生能够了解更多有关于交通、工业、环境与农业的人文地理知识，这些知识难度相对较小，但较为琐碎，不太容易记忆。而为学生解决记忆难题，是思维导图本身所具备的优势，对此，教师应该加以充分利用。例如，在讲解《海洋自然灾害与防范》相关知识的时候，教师可以在黑板上画出思维导图的核心部分，写出海洋自然灾害这一核心词，让学生扩展思维。以思维导图为载体，展开地理知识的学习，这有利于地理知识体系的构建，从而促进学习效果的提升。
（二）讲究高效性，在地理知识复习中应用思维导图
复习是高中地理学习的重要环节。在学习了新的知识后，如果不加以复习，学生则很容易记忆课堂所学。思维导图的利用，可以在教授新课过程，帮助学生建立地理知识体系，同时也可以在复习环节，减轻学生的复习负担。对此，教师在组织学习进入复习学习阶段时，引导学生通过学习内容整理，制作思维导图，并进行合理分类。以思维导图为单位，制作一个地理知识体系，有助于加深学生对知识的理解与知识，形成健全的知识结构。在复习过程，学生只需要从每一个关键词出发，于头脑中回忆思维导图的各个分支以及对应的详细内容，就能够完成地理知识认知体系的构建，从而轻松、高效地完成地理复习任务。
三、结束语
