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水循环的好处

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水循环的好处范文第1篇

关键词:气候变化;CMIP3;WEPL;南水北调中线受水区;径流量影响

中图分类号:TV68;P339文献标识码:A文章编号:

16721683(2014)02013705

Impact of Climate Change on the Intake Area Runoff

in the MiddleRoute of SouthtoNorth Water Diversion Project

LIANG Zhongyuan1,WANG Haichao2,LEI Xiaohui3

(1.Office of the SouthtoNorth Water Diversion Project Commission of the State Council,Beijing 100038,China;

2.China International Engineering Consulting Corporation,Beijing 100048,China;

3.China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China)

Abstract:Previous results showed that the temperature of the intake area in the Middle Route of SouthtoNorth Water Diversion Project increases by about 1℃ in recent 50 years.In order to analyze the impact of climate change on the future water regulation quantity in the water source area of the SouthtoNorth Water Diversion Project,the paper investigated the impact of climate change on the intake area runoff in the Middle Route of SouthtoNorth Water Diversion Project using the WEPL distributed hydrological model based on the CMIP3 data of WCRP.The results are of an important significance for the study of water regulation quantity in the water source area during the operation of MiddleRoute of SouthtoNorth Water Diversion Project,provide a reliable method for the study of the impact of climate change on runoff,and lay an important foundation for the analysis of the impact of climate change on hydrologic cycle.

Key words:climate change;CMIP3;WEPL;intake area in the Middle Route of SouthtoNorth Water Diversion Project;runoff impact

南水北调中线工程从汉江丹江口水库陶岔渠首闸引水,经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口,沿黄淮海平原西部边缘开挖渠道,在郑州以西孤柏咀处通过隧洞穿过黄河,沿京广铁路西侧北上,基本自流到北京、天津[1]。南水北调中线工程受水区(以下简称受水区)指规划由中线工程补水,进行水资源供需分析的计算范围。根据自然条件、行政区划并考虑与南水北调东线和安徽省引江济淮线规划的补水范围衔接。规划的中线工程受水区为唐白河平原及黄淮海平原的西中部,构成南北向逾1 000 km、东西向局部超过300 km的条带状范围,包括北京市和天津市的全部,以及河北省、河南省的部分地区,总面积151万km2。由于受水区横跨海河流域、黄河流域、淮河流域,在全球气候变暖[2]的大背景下,受水区径流量的形成极易受到气候变化的影响,从而间接影响水源区的需调水量。

为了定量计算未来情景下水源区需调水量,本文从需求角度出发,选取受水区为研究对象,在分析受水区气候变化事实的基础上,计算气候变化情景下受水区径流量的变化,以期为南水北调中线工程通水后水源区需调水量研究提供借鉴。

1受水区气候变化研究

1.1受水区气温变化趋势

在受水区范围内东、南、西、北四个方向分别选择赤峰站、大同站、东营站、老河口站1961-2005年系列年平均气温数据,分析气温变化趋势,结果如图1-图4所示。受水区年平均气温变化情况如图5所示。

总体看来,近50年受水区气温呈现增高的趋势,增高幅度1 ℃左右。

图1赤峰站年平均气温变化情况

Fig.1Variation of annual average

temperature at the Chifeng station

图2大同站年平均气温变化情况

Fig.2Variation of annual average

temperature at the Datong station

图3东营站年平均气温变化情况

Fig.3Variation of annual average

temperature at the Dongying station

图4老河口站年平均气温变化情况

Fig.4Variation of annual average

temperature at the Laohekou station

1.2受水区未来气候变化情景

在气候变化研究中,不同气候模式对不同地区的模拟效

图5受水区年平均气温变化情况

Fig.5Variation of annual average

temperature in the intake area

果不尽相同。许多研究证明,多个模式的平均效果优于单个模式的效果。因此,本文选用“WCRP的耦合模式比较计划-阶段3的多模式数据”,简称为CMIP3数据[3]。

通过分析,得到受水区2001年-2030年系列及2031年-2050年系列年平均气温及年降水量较1901年-2000年系列的变化情况,见表1。

GCM模拟的水文要素有两个主要的局限性[4]:一是水文参数化很简单,常常不能提供详细的对水资源管理必需的信息;二是空间分辨率太粗,不能提供水文学方面关心的典型尺度上的水文信息。这种变化基本上反映大气温室气体浓度达到某一水平后,可能发生的升温和降水的变化而引起水循环的改变,基本上没有考虑人类作用于下垫面引起水循环的变化[5]。

另外,GCM模拟的水文要素在时间和空间尺度上与分布式水文模型不一致,因此气候模式的结果不能直接应用于分布式水文模型。本文在CMIP3数据输出结果的基础上,给出了气候变化情景,见表2。

表2气候变化情景

Table 2Climate change scenarios

气候变化 气温变化幅度(℃) 降水变化比例(%)

变化值 -2 -1 1 2 -10 -5 5 10

2气候变化对受水区径流量影响研究

2.1受水区分布式水文模型构建

2.1.1受水区水文模拟范围

由于受水区跨流域、跨区域,水文模拟为流域与区域相结合的分布式水文模拟,另外,受水区的范围大部分都是平原区,但产流主要来自上游的山区。因此要精确模拟受水区的水循环过程,就要保证上游山区的产流模拟精确,或者研究区域的入口点水文资料足够精确。在综合考虑中线受水区边界、上游产流区和相关水文站位置等因素的前提下,最终确定:研究区域北边界为海河流域流域界;南边界为长江流域界;西边界分为三部分:海河流域界、黄河流域的一部分(通过入口点确定)、淮河流域界;东边界分为三个部分:海河流域为地市界、黄河流域通过出口点确定、淮河流域为扩大的地市界。

由于单独对汉江流域进行了分布式水文模拟,因此本文研究区域不包括长江流域部分。

2.1.2受水区分布式水文模型构建

(1)模型构建。鉴于受水区范围的广阔性,论文采用WEPL模型进行分布式水文模型构建[6]。模型的输入数据包括水文气象、地表高程信息、河网、土地利用/覆被、土壤信息、水文地质、水保工程以及社会经济供用水信息(受水区气象站分布如图6所示)。模型建立包括模拟水系提取、子流域划分、参数分区划分、气象信息空间展布四部分,将受水区共划分为3 089个子流域(子流域划分结果如图7所示),12 617个子流域套等高带的计算单元。根据38个水文站,25个出口点,共划分出63个参数分区(受水区参数分区结果如图7所示)。参数分区描述了每个水文站、出口点所独立控制的子流域全集。划分参数分区好处有:a.可以根据水文站的径流过程分片进行参数调整;b.可以只对参数分区内的子流域进行计算,从而大大提高模拟参数敏感性分析、率定的效率;c.当上游有控制站时,下游参数分区计算就会自动读入上游参数分区的计算结果。

图6受水区气象站分布

Fig.6Distribution of meteorological stations in the intake area

(2)参数敏感性分析。WEPL模型的参数可分为三类:地表面及河道系统参数、植被参数、土壤与含水层参数,所有参数均有物理意义。理论上可根据观测实验数据和遥感数据进行推算而无需率定。但由于这些参数在每个计算单元内具有空间变异性,模拟计算时往往使用其单元内平均参数或称有效参数,因此,通常仍根据流量过程线对一些关键参数进行适当调整。WEPL模型参数敏感性分析的十个关键参数见表3。

图7受水区参数分区结果

Fig.7Parameter zonations in the intake area

几个有代表性的水文站参数敏感性分析结果见表4。

(3)模型率定与验证。根据实测资料情况,模型验证选取了1961年-1970系列年进行模型率定,选取1971年-1988系列年进行模型验证,结果见表5。

从以上结果看出,6个站的Nash效率系数都在05以上,而且大部分都在08以上,相关系数都在09以上,而径流量误差最大在30%,说明模型模拟效果好,精度较高。

2.2气候变化对受水区径流量影响研究

根据气候情景中的气温变化值及降雨变化值,模拟出1956年-2005年50年系列各个参数分区的年径流量变化比例,结果如图8-图15所示。

图8降水减少5%情景下各参数分区径流变化比例

Fig.8Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the decreasing of 5% precipitation

图9降水增加5%情景下各参数分区径流变化比例

Fig.9Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the increasing of 5% precipitation

图10降水减少10%情景下各参数分区径流变化比例

Fig.10Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the decreasing of 10% precipitation

图11降水增加10%情景下各参数分区径流变化比例

Fig.11Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the increasing of 10% precipitation

图12温度降低1 ℃情景下各参数分区径流变化比例

Fig.12Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the decreasing of 1 ℃ temperature

图13温度增加1 ℃情景下各参数分区径流变化比例

Fig.13Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the increasing of 1 ℃ temperature

图14温度降低2 ℃情景下各参数分区径流变化比例

Fig.14Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the decreasing of 2 ℃ temperature

图15温度增加2 ℃情景下各参数分区径流变化比例

Fig.15Variation percentages of runoff in each parameter zone

with the increasing of 2 ℃ temperature

从图8-图15可以看出,黄河流域和海河流域子牙河山区、永定河册田水库以上山区、永定河册田水库至三家店区间几个三级区内参数分区径流变化比例较大。 各参数分区平均径流变化比例见表6。

总体看来,气温变化后,径流的增加减少与气温的升高降低呈现相反的趋势,径流变化率基本与温度变化率相同;降水变化后,径流的变化与降水的变化呈现一致的趋势,变化比例较降水变化比例偏大,径流变化率基本与降水变化率相同。

3结语

变化环境下的水循环研究关注地球生物圈、全球变化以及人类活动对水循环的影响,是国际水文学与水资源学科及地理、生态等众多学科交叉的前沿性问题。本文分析了受水区长系列气温变化趋势,模拟出了受水区八个气候变化情景,

计算了气候变化对受水区径流量的影响,研究成果对于气候变化对水循环的影响分析具有重要的理论价值,对于研究未来情景下受水区需调水量具有重要的借鉴作用。

参考文献(References):

[1]长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.南水北调中线一期工程项目建议书[R].2004.(Yangtze River Water Resources Investigation Planning and Design Institute Board.The First Phase of the Middle Route of SouthtoNorth Water Transfer Project Proposal[R].2004.(in Chinese))

[2]秦大河,陈振林,罗勇,等.气候变化科学的最新认知[J].气候变化研究进展,2007,3(2):6373.(QIN Dahe,CHEN Zhenlin,LUO Yong,et al.Updated Understanding of Climate Change Sciences[J].Advances in Climate Change,2007,3(2):6373.(in Chinese))

[3]国家气候中心.中国地区气候变化预估数据集Version 1.0使用说明[Z].2008.(National Climate Centre.China Regional Climate Change Forecast Data Set Version 1.0[Z].2008.(in Chinese))

[4]Gleick P H.Climate Change,Hydrology and Water Resources[J].Reviews of Geophysics,1989,27(3):329344.

水循环的好处范文第2篇

关键词:图画;教学法;读图能力;教学效果

地理课堂教学中教学挂图是教学有的教具,是地理的“第二语言”,学生可以从地图上直接获取许多地理知识。“图画教学”是老师在讲解地理知识的同时,很快在黑板上画出与本节教学有关的“图”或“画”,这些“图”或“画”就是教学挂图。使用这种教学挂图进行教学能使学生注意力集中,迅速在头脑中建立地理事物的空间概念,有利于学生对地理知识的理解和记忆。这种方法对激发学生的学习兴趣,提高学生的读图能力,提高课堂教学效果,活跃课堂气氛大有裨益。

“图画教学”是将地理知识与直观图画相结合,突出了地理教学时空分布的特点,将传统教学中教师单纯讲、学生听转变为教师用娴熟的技巧、简易的笔法,把一些复杂的地理事物,绘成简略的黑板略图边画边讲,学生也边看边画边记,注意力随老师的笔画和语言而自然转移,做到了视听结合,手脑并用,思维集中,印象深刻。这样教学课堂效果非常明显,教师教得生动活泼,学生学得兴趣盎然。

地理“图画”可分为以下几种类型,现举例介绍如下:

一、区域地理图

区域地图是地理教学中最常用、最常见的图,大到世界全图,小到一个小岛或一个国家的省区,但区域地理是中学地理的基础,在黑板上画区域图时,要求教师能抓住区域的轮廓特征,画得“像”。如讲我国的“青藏地区”,可迅速画出“青藏地区”轮廓图,并指出青海象个“兔子”,青海湖象“兔子的眼睛”,象一只“蹬山鞋”。学生一看到这张图,课堂气氛迅速活跃起来,后面的内容就非常容易的展开了。

二、自然地理图

自然地理图必须能反映其独特的自然地理特征。例如:讲到热带草原气候,由于气压带和风带的季节移动,引起了降水的季节变化,形成了热带草原的干季和雨季,从而引起了植被、动物的变化。教师在黑板上用简单的两幅图,即一幅树木高大、草类茂盛、降水、动物悠闲吃草的图。一幅只有树干、枯草没有动物的图,便将热带草原气候内容生动鲜明的展示出来,即省时,又简便,还提高了课堂效率效率。

三、人文地理图

人文地理是自然地理的延伸和发展,新课程目标提出了“了解人类所面临的人口、资源、环境和发展等重大问题,初步认识环境与人类活动的相互关系”的要求。在此基础上,还要使学生获得与可持续发展所必须具备的世情、国情、区情、乡情中的人地关系知识,形成分析处理人地关系的能力。这反映了我国地理教学内容已从以自然地理知识为主,向以人文地理知识为主的方向发展。因此,在课堂上画好人文地理图,有利于学生更好地获取人文地理知识。例如在讲述美国工业的分布时,可以简单的在美国东北部画上小汽车、钢铁炉,在南部画上石油图例、飞机,在西部画上电子图例,这样既形象又生动地反映了美国工业的分布。

四、地理图表

地理图表是对地理事物进行定量分析的手段,设计一些简明生动形象的地理图表,对辅助课堂教学、改进教法、活跃课堂气氛有很大好处。例如画一个圆按比例分割四个地区,就准确地反映了我国可开发利用水能资源的地区分布。

五、地理原理图

地理基本原理是高中地理教学的核心,是地理教学的重点、难点所在。为了抓住重点、难点,可设计一些简洁的原理图,把抽象思维和形象思维结合起来,使抽象的概念及地理事物的规律具体化、形象化,有助于加深理解和记忆。有些地理事象,如黄赤交角等看不见、摸不着的。学习这些内容时,教师能够灵活运用剖面图、过程画、动态画等,边板画边讲授,不仅能够解决课文中的重、难点问题,最大限度地减少学生的知识盲点,而且能够使学生始终在积极兴奋的状态中获得知识。例如在教学“水循环”这一节时,教师可根据需要运用不同颜色的粉笔在黑板上标出水循环的过程,而且让学生跟着一起画。“板画”完成了,水在陆地、海上和海陆间大循环的全过程,学生一目了然,并且利用此图可得出三个区域的水平衡方程,原理清晰。这不仅有助于学生进一步加深理解所学的地理知识,而且对培养他们的地理思维能力也大有裨益。

六、地理漫画

地理漫画是通过一种夸张的手段,揭示反映当前人类利用资源中存在的一些问题或由于人类不符合客观规律的活动而导致的一系列环境问题,一针见血。比如,在讲到滥伐森林时,在黑板上画出漫画“小鸟的悲哀”,人类坎光了树木,小鸟落在斧头上悲哀的说:“请把我也带走吧”。这幅漫画形象的反映了滥伐森林所带来的恶果。强化了学生的环境意识。

地理图画教学法的特征是把地理知识转化成地理图画再转化成地理知识。即:理性知识感性认识上升到理性知识。其优点是通过学生一系列复杂的心理活动,如判断、比较、分析、推理,由感性阶段上升到理性阶段,启发学生思维,提高学生记忆能力。

水循环的好处范文第3篇

    一创设情境,激发兴趣

    兴趣味是最好的老师,有了兴趣,学生才能注意力集中,思维主动活跃,才能充分发挥学生在课堂中的主导作用并收到良好的课堂效果。兴趣又是一种有积极作用的情绪,这种情绪在一定的情境中极易产生,因此,利用CAI课件与课堂内容相应的情境气氛,能使学生有身临其境的感觉,激发学生的学习积极性和参与意识。

    例如:在《台湾省》、《黄河》、《长江》等课件的片头分别加入“阿里山的姑娘”、“黄河颂”、“长江之歌”等视频影像歌曲,当学生一进入教室,悠扬的音乐、悦耳的歌声、美丽的画面,一方面给学生以美的享受,另一方面又可以把学生分散的心一下子集中到课堂中来,一首首熟悉的歌曲用来导入新课,让学生既轻松又新颖。又如,当讲到台湾的旅游资源时,一幅幅美丽的风光画面展示在学生面前,一边欣赏一边还可以听到优美动听的解说,犹如亲临其境,乐而忘返。就这样,让学生处于一种亲切的情境中,可以取得较好的教学效果,有助于提高和巩固学生学习的兴趣,激发其求知欲,调动起他们学习的积极性。

    二化繁为简,突出重点

    在传统的教学过程中,教师除通过语言向学生传授知识外,还要借助地图、挂图和其他教具教学,但一些挂图内容繁多,重点不突出,而且其内容又是静态的、无声的,给学生的印象依然是孤立的、缺乏联系的。如采用多媒体CAI辅助教学,恰恰弥补了地图教学的不足之处,加大了课堂密度,又提高了课堂质量和效率,减轻了学生的负担。

    例如:在《台湾省》、《广东省》、《东南亚》、《澳大利亚》等分区分课件的设计制作中,把位置、地形、矿产、经济、人口、城市、旅游等各个地理要素分开显示,能起到化繁为简、突出重点的作用;而类似“土地类型”、“中国降水”、“人口迁移”等图幅,可制作成类复合投影片,如“我国土地资源分布图”则把它分解成:耕地分布、林地分布、草地分布、沙漠分布等图幅,教师可根据教学需要逐一显示。又如,在“世界人口迁移”的教学中可分解成二战前人口迁移路线图和二战后人口迁移路线图,这样,既利于教师重点讲解,又可起到化繁为简的作用。

    在《水循环》课件中,把海陆间循环、海上内循环、内陆循环分别制作成三个动画,在讲解时一一显示,最后又把三个动画结合在同一动画上显示水循环的整个过程。这样,学生不但可以清晰地了解各个循环类型的环节,同时还可以让学生知道,这三种循环不是孤立的,而是有联系的,通过水汽输送和径流输送将它们联系成一个有机的整体。

    三化静为动,形象直观

    在以往的地理教学中,教具主要是挂图并结合课本插图在教学中使用,由于不能看到地理事物的运动变化,学生便难于理解一些抽象的知识,在课堂上较为被动,影响了学生对知识的理解。利用多媒体CAI课件进行动态模拟,使静止图像成为动态图像,从中观察到整个变化过程,学生边观察、边操作、边思考讨论,既活跃了课堂气氛,激发了学生的求知欲,也体现了教师的主导作用,发挥学生能动作用,使教与学成为有机的整体。例如:在《板块构造》、《地壳运动》课件里,制作了多个动画(二维动画、三维动画),把“大陆漂移”、“海底扩张”、“喜马拉雅山的形成”、“褶皱”、“断层”、“火山的形成”等等,都变成了动画显示,学生看后一目了然,达到很好的教学效果。如“向斜成山,背斜成谷”这一动画,先把画面作成水平岩层,在力的作用下,岩层慢慢发生变形弯曲,形成相应的向斜、背斜,这时显示的图像是“各斜成谷,背斜成山”,然后再显示背斜轴部在张力作用下容易发生张裂,遭受外力侵蚀的速度较慢,差异性的侵蚀继续发展,使背斜部位渐渐成为谷地,向斜部位反倒转为山峰,即“向斜成山,背斜成谷”。这一动画的模拟显示,使学生难以理解的地形倒置现象变得形象、直观、使学生印象深刻经久不忘。

    此外,很多自制的CAI课件里,在动画显示过程中适当配上声音或音乐,能取得意想不到的效果。例如在“地形雨形成的过程”、“冷暖锋过境前后的天气变化”、“气旋反气旋形成的天气”等动画显示过程中,相应配上雷声、雨声;在《中车降水》课件里,一边通过动画模拟“锋面雨带移动”的全过程,同时配乐朗读:“夏季风,雨祖宗,五月在南岭,六月在江淮,七八向北去,入黄进辽松,九月回江南,十月去无踪”。这样,就能把雨带移动的时间、路线深深地刻在学生的脑子里。

    四化远为近,生动副真

水循环的好处范文第4篇

关键词:变电站;事故处理;新思路

中图分类号:TM63文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0285-01

一、前言

电力系统发生的事故,除人身事故外,主要有设备事故,如设备的绝缘损坏、短路、接地等;还有系统的全部停电或部分停电事故。除人力不可抗拒的自然灾害外,通过我们的努力,所有事故都应当可以预防,任何隐患都应当可以控制,但我们还应当做好事故的预想分析,一旦发生事故,我们应该在短时间内迅速、正确地进行处理,防止事故的扩大。

在科学技术高速发展的今天,各种技术日新月异,当前变电所保护及各种自动装置科技含量越来越高,被大量引入到了电力生产的新技术变电站综合自动化的应用,要求运行人员维护、操作水平也因此越来越高,所以当前变电站的员工要与时俱进,不仅要做到认真巡视,搞好设备管理,保证设备正常运行,将事故消除在萌芽阶段;还要经常做好事故的预想练习,不但要及时的处理故障,限制事故的发展,还要及时的恢复设备的正常供电。

二、事故处理的一般原则:

(一)尽速限制事故的发展,消除事故的根源并优先解除对人身和设备的威胁;(二)用一切可能的方法保持对用户的正常供电;(三)尽速对已停电的用户恢复供电,对重要用户要优先恢复供电(倒母线或隔离故障点);(四)调整系统的运行方式,使其恢复正常(尽量缩小故障范围,必要时应设法在未受到事故损害的设备上增加重要负荷);(五)所内运行中的变压器(强油循环)冷却电源及通信电源(接逆变电源)应尽快恢复。

三、专供站所出现的问题

在很多情况下,尤其是一些专供冷轧、热轧、炼钢系统的110kV、10kV变电站所,站内的馈线电源多为分段母线引出,两个不同母线上的馈线电源对生产现场的变电设备同时进行供电,事故情况下,如110kV、10kV变电站内一趟分段母线失电,现场可自行用母联开关进行并倒电操作,及时的进行恢复现场供电和开启负荷的操作。我认为,此时如果是失电故障,110kV、10kV变电站内的供电恢复就应当做到按照站内的实际情况,及时恢复站内所用电,消除一些可能引发二次跳闸事故和影响故障处理的隐患。

四、专供站所无功补偿装置可能出现的问题

在专供冷轧、热轧、炼钢系统的110kV、10kV变电站所,一般都装有静态无功补偿SVC装置,动补SVC系统的主要作用是提高平均功率因数,减少母线电压波动,改善谐波畸变率,同时,将10.5kV系统的波形维持在近似正弦波状态下。

一般变电站的SVC装置冷却系统的冷却方法有两种:一是风冷(空调降温);二是通过一个去离子水回路和一个工业冷却水回路进行水-水热交换,传递可控硅控制器的热损耗。在事故情况下,如果不采用紧急处理的方法,将会产生失电引发的SVC设备二次跳闸事故。

(一)用空调冷却的SVC系统中,当母线失电,所用变失电,空调电源失电的情况下,SVC会很快的因可控硅温度升高而跳闸,如果此时值班员能快速的恢复所用电,恢复空调供电,则有可能消除SVC跳闸隐患,保证现场电压稳定,并能正常的进行轧钢、炼钢。

(二)用去离子水回路和工业冷却水回路进行水-水热交换,传递可控硅控制器的热损耗的系统,回路中的外水和内水回路中都用水泵进行加压循环,水泵大都接在交流电源上,当母线失电,所用变失电,水泵电源失电,SVC也会因水循环减慢,内水温度升高跳闸。如果迅速的恢复所用变,恢复水泵供电,则有可能消除SVC跳闸隐患,保证现场电压稳定,能正常的进行轧钢、炼钢。

五、及时恢复站内所用变的好处

对于所用变供电的其他负荷,尽快的恢复低压供电也能帮助值班员处理故障。(一)强油循环的变压器,尽速的恢复强油循环泵和风扇,则意味着稳定变压器的温度,在关键的时刻可以带尽量多的负荷,尽量恢复所有失电分路;(二)对于110kV变电站有GIS设备的,如果发生SF6气体泄漏事故,则配电区域的轴流风机起着至关重要的作用,值班员进入气体泄漏区,必须先进行通风,如果不及时的送上轴流风机,值班员不能进入(或有中毒危险),将延误事故的处理(或引发中毒事故);(三)直流系统对事故的处理起着不可替代的作用。如果在事故处理中,频繁使用蓄电池,一些容量较差,性能较低的电池可能会很快被拉垮,对事故的处理来说,可能会因为直流的快速衰退而不能正常进行开关的操作;(四)照明对夜间事故处理的正确性起着很重要的作用。好多站所发现在夜间的事故处理过程中,保护信号由于光线不好造成查找速度慢,有的信号不能被及时的发现,严重的影响了值班员对事故的判断和处理。及时的恢复照明对夜间事故处理显得更为迫切;(五)主变的一些辅助设备的电源如中性点接地刀闸、分接开关等也都取自交流电源。在事故情况下,倒闸操作需要拉合中性点刀闸或因系统影响需要进行主变调分头时,如果此时没有交流电源,则这些操作不能进行,也将意味着延误事故的处理和设备的恢复。

六、站内处理事故新思路

综合上诉的问题,我认为,在专供冷轧、热轧、炼钢系统的110kV、10kV变电站所,发生事故时,如果不涉及人员伤亡事故和重大设备事故时,值班员在进行事故处理时,因按照以下步骤进行处理:(一)迅速的退出故障点(失电时将进线电源断开);(二)迅速恢复站内所用电;(三)恢复可能引起站内发生事故后二次跳闸的设备的电源(如风机电源、空调电源、直流系统的交流输入等);(四)恢复重要设备的交流电源;(五)用最简洁的运行方式快速恢复失电分路;(六)调整运行方式,将站内设备调整在最佳运行状态方式;(七)故障设备转检修;(八)检修后恢复正常运行方式。

水循环的好处范文第5篇

一、运用多媒体影音设备,激发学生学习兴趣

枯燥、呆板的教授式课堂模式,已经不能满足于学生日常学习的需要,不能激发起学生学习的兴趣,也不能让学生主动、自觉地参与到整个课堂活动的学习中来。而多媒体影音设备的应用,就恰当的解决了这一问题,教师可以结合科学教材的具体内容,运用多媒体影音设备播放相关的影片和视频,这样直观的感官刺激,会极大的调动学生学习的积极性。俗话说“兴趣是最好的老师”,在兴趣的指导下,通过让学生对于视频内容的详细了解和学习,在潜移默化中学生就对这一块的知识有了比较详细的了解,那么对于接下来的课堂知识讲授环节,就十分的有帮助了,学生也会在兴趣的引导下,认真地进行对其他具体理论知识的学习。比如,在科学课程“神奇的水”课堂讲授中,如果教师只用单纯的语言描述,来讲述水的蒸发、升华、凝固等循环过程,很难激发起学生学习的兴趣,也很难让学生具体直观的了解到每一个循环环节的特点。而多媒体技术的运用,就可以通过电子屏幕的展现,清晰直观的呈现出水循环的每一个环节,学生就会在观看过程中,一边对大自然的奇妙进行赞叹,一边就会对有关水的相关知识进行学习和吸收。这样的直观体验后,教师只要根据视频播放的内容,进行相关的讲解和重点的指导就可以了,这样在兼顾了学生学习兴趣的情况下,也使教师的整个讲述过程变得简单轻松。

二、利用多媒体创设教学情境,使课堂生动有趣

在课堂的讲授中,如果想让学生快速地理解所讲内容,快速地掌握相关的知识,那么就需要把学生带入到课堂预设的情境中来。让学生在预设的情境中,去感知整个知识的发生过程,从而从根本上学习到知识,而对于课堂情境的预设,利用多媒体设备是十分有帮助的。多媒体设备影音结合的特点,可以快速地让学生进入到课堂预设的情境中来,并让学生感同身受地理解整个知识的发展过程,从而潜移默化地学会知识,利用多媒体创设教学情景的过程,需要教师进行相关方面的引导,从而使整个的课堂开展,更有目的性、针对性,不再枯燥无味,更加生动有趣。比如,在科学课程“我们来养蚕”的学习过程中,由于地区差异和城乡差异等现实性的问题,导致课程的开展,不能让每个学生都进行亲自养蚕的实验,所以对于这一课知识的学习,就要充分利用多媒体设备,来呈现出整个养蚕的过程,从最开始的蚕宝宝,到吐丝,整个的成长过程,都要在多媒体屏幕上有一个完整清晰的展现。学生虽然没有亲身实践,也可以切身地感受到整个的养蚕过程,从而学习到养蚕过程中的相关知识,这就是对课堂预设情景的创造。在这一过程中,教师要给予学生正确的引导,让学生快速正确地进入到整个的预设情境中来,从而促进课程的顺利展开。

三、发挥多媒体教学的灵活性,创新课堂形式

水循环的好处范文第6篇

关键词:城市;绿色基础设施;可持续;园林

一 缘起

缘起于一则令人心痛的新闻:作为世界中纬度地区唯一保存完好的自然绿地“华中之肺”神农架林区,其河域因建100座水电站而被肢解断流。造成这一恶果的直接原因是当地居民的贫穷[1]。这不由的令人重新审视人对自然保护与开发态度上的取舍亦或平衡的问题;更令人深省城市的可持续发展意义的问题。

对于前一问题,可借鉴始于150年前美国的自然环境保护运动。那场运动的肇始者是被誉为美国现代园林之父的奥穆斯特的。奥的突出贡献是一确立了美国执业园林师与建筑师平等的职业地位(1899年);创立了世界上第一个现代大学的园林专业(1901年);三竖立了保护与连接自然资源环境的生态财富观念,以波士顿“翡翠项链”项目为典范(也是现代城市GI概念孵化的温床)。那场环保运动的后续发展过程,明显分为两个阶段:第一阶段是以奥的公园运动实践为发端,以梭罗等浪漫主义文学家宣扬热爱自然的呐喊声为催化剂,到缪尔(John Muir)组织民间社团把保护自然的理念推广深入人心为(19世纪末20世纪初),这一阶段的特点是对自然功利性地保护即以谋取保护与开发之间的平衡为理想;第二阶段是以卡逊(Rachel Carson)《寂静的春天》一书的畅销及其引发的社会反响为(60年代),以国家荒野法案的成立为标志,特点是对自然非功利性地保护,即只保护不开发。

从美国环保运动的历程以及今天所取得的成效来看,要挽救神农架林区的生命,如果想采取平衡“保护”与“开发”的方法,那是神话。必须只保护不开发。那么,在禁止开发的前提下,林区内相当于一乡镇人口的山民该怎么生存?这可借鉴北方城市鄂尔多斯市政府保护鄂尔多斯大草原成功的案例。草原的农民和牧民虽然失去了农田和牧群,但他们在城市里找到了就业机会,生活比以前好得多。弃牧长草、退耕还林确实能挽救正在衰亡的自然生境,但同时也增大了邻近城市的人口密度。那么在控制城市土地面积不扩张的前提下,如何改善城市基础设施以容纳密度愈来愈大的人口呢?

以国外发达城市为鉴,加速城市“绿色”基础设施的建设是城市可持续发展的最有效途径之一。

二 绿色基础设施在实现可持续发展目标中的功能

1 绿色基础设施的特点

作为一种城市基础设施,绿色基础设施(Green Infrastructure简称GI)的概念是相对于灰色基础设施(如水电管网和城市道路)提出的。所以与常规基础设施比较,更易理解GI的首要特点----连通性(connection)。如同单个水箱、水管不能称其为基础设施,只有在相互连通成为一个城市的自来水网络的基础上才能被视为“基础设施”;城市绿地也只有在连接成网络时才能被称为基础设施而产生良好生态效益。GI网络从形态上通常包含3类区域:网络核心区(hubs)、连接廊道(links)和小型场地(site);核心区指大型的较少受外界干扰的自然生境,比如美国马里兰州的GI体系规定其面积不小于100公顷;而小型场地还具有游憩的功能。GI连通特性的意义不仅在于生态学方面对生物多样性的维护,还在于能够提供城市居民方便贴身的绿色享受而不必依赖交通工具郊区远足或偶尔去趟公园。

GI的另一重要特点是尺度性。GI的尺度可以从一棵树、一个屋顶、一盏路灯(近人尺度)到整个城市甚至跨省的自然资源的保护与规划(区域尺度)。基于美国GI定义的提出(1999年8月):“GI是我们国家的自然生命支持系统,一个由水道、湿地、森林、野生动物栖息地和其它自然区域,绿道、公园和其它保护区域,农场、牧场和森林,荒野和其它维持原生物种、自然生态过程和保护空气、水资源以及提高美国社区和人民生活质量的荒野和开敞空间所组成的相互连接的网络。”[2],以及2005年英国Jane Heaton Associates的文章《为可持续社区的GI》的内容,可见英美的GI概念偏重于宏观区域尺度。而基于Sebastian Moffatt的《加拿大城市绿色基础设施导则》的发表[3](2001年5月),尤其提到GI的一体化特点:起始于单个建筑这样小的尺度,然后根据需要向建筑之外延伸;在建筑的层面上,一体化可体现在墙、屋顶、入口和其它建筑的组成要素上。可见加拿大的GI概念侧重城市以内的小尺度。因为尺度的微小,所以容易深入到工程技术上的“绿色”化。

2 从风景园林学科角度看城市可持续发展的途径

2.1 宏观层面

从风景园林学科角度看,促成可持续的途径有二:一是低碳途径,一是生态途径。具体看低碳途径又分两方面,一是汇碳途径,一是减碳途径。具备汇碳功能是园林植物固有的生物学特性。大气中的CO2主要通过绿地中的植被、湿地和微生物来吸收和固定,所以增加绿地一定可以增加碳汇率。洛杉矶的模拟研究显示,一棵乔木每年吸收的碳有4.5~11kg,可节约能耗相当于每年少排18kg碳。纽约市的树木每年可吸收383亿吨CO2相当于燃烧153亿吨标志碳的排放。采用复层群落式种植,将不同根系深度的植物配置在一起可使单位面积植物的碳汇量最大[4]。城市主要的汇碳设施是GI系统里的网络核心和连接廊道。但是即便城市的GI核心区及廊道区面积足够大,对改善整个城市空气质量的作用仍然微不足道,因为城市大约三分之二的温室气体由汽车造成。比如80年代的洛杉矶登记在册的车辆有300万辆,每天释放几千吨烟雾,其中大约600吨为碳氢化合物,400吨为氮氧化合物。所以低碳的另一途径是直接减碳,这意味着减少车辆通勤。通过研究比较,单位时间内私人汽车、工具车(如卡车、货车、工程车)和飞机的排碳量最高。尤其私人汽车的快速增长对城市空气带来的高碳量与作为国家支柱产业之一的汽车产业必须得到发展,这对矛盾何以解决?可以利用城市大面积的硬质铺装地以及建筑底层的地下空间开辟私车停车场并支持减免停车费的同时增加通勤费的方式,一定程度上可缓解这一矛盾。联合国人居中心某著作中有位学者指出超过20人/公顷密度的城市选择公共交通工具才恰当,因为私车过多并不能增加通勤速度,甚至严重堵车时开车不如步行快。为了限制汽车通勤,相应的从园林设计角度应多设计绿色的自行车道、增加步行道宽度、缩小机动车道宽度。如新加坡,为了鼓励居民骑自行车和步行,国家公园局推出Park Connector项目以形成地区的自行车网络。另外,利用园林绿地发展都市农业也可一定程度上缩减货车通勤距离。

可持续发展的另一途径是生态途径。生态的核心就是循环。比如自然界水-汽循环过程相伴随的空气自净能力及相关的生态修复能力,在城市里失衡。原因是城市50%以上甚至90%的区域是非渗透地表即道路、广场、地面停车场等硬质铺装地和建筑物占据的部分,严重影响雨水通过地表渗透回流完成自然界水循环的方式。所以从园林规划角度,只有增加绿地面积才能增加城市自净力、减缓洪泛压力、避免地下水资源枯竭或变流从而减少人类城市对自然的负面影响。促进水-汽循环最有效的做法是最大限度地增加屋顶花园和立体绿化的面积以及地面袖珍绿地的面积,如日本东京规划2000~2015年市区将会建设1200公顷屋顶花园(同时还有减小市中心热岛效应的好处)。一个衡量可渗透地表密度的重要参数叫GPR(Green Plot Ratio)即“绿色容积率”。一般根据灌木覆盖密度认为合理的GPR可折算成31;而草坪的GPR是1,且养护费用高、氧气制造力低下、不支持鸟类和昆虫的栖息故“生态效益几乎等于零”[5] ;由浓密树冠的树木所覆盖的地块GPR高至61甚至101。同一地块有屋顶花园设施的GPR远大于没有屋顶花园的;且拓展型(expensive)屋顶花园的社会效益远大于精密型(intensive)的,比如北京市政府通过园林局发放200元/m2资金用于老旧建筑屋顶增加拓展型绿化的做法值得学习。

2.2 微观层面

把GI放在微观的语境里,它可以是一棵树、一排路灯、一条街的排水沟盖子和树篦、公园里的休息长凳或广场的喷泉水池。所有这些城市设施都可以严格遵循3R原则为了最大限度地在某一环节上有利于生态循环。从利于循环的角度,它们被认为是“绿色”涵义的,这不同于宏观层面GIS影像下视觉色彩的“绿色”。

例如,德国以玻璃瓶、塑料瓶、纸盒纸袋和塑料泡沫袋4个图形代表不同材质垃圾,以便于垃圾的分类投放,在Recycle(回收)的环节上体现了环卫设施的“绿色”。

照明设施的“绿色”可通过利用洁净零碳的能源如太阳能、风能、地热能等实现。据报道,深圳盐田公园8000m2的照明面积,仅采用太阳能每年可节电8万多度,相当于减排2.2万吨碳。

建筑周边的树木可有效降低建筑的能耗。据报道,亚特兰大CBD区的树木提供的遮荫,每年可为城市节省280万美元的电费;爱丁堡的防风林可使办公建筑的供暖能耗减少16%~42%。

园林设施在不能地表渗透排水的硬质铺装上如广场,首要考虑的是收集雨水,预防洪泛。比如阿尔芳(Alphand)设计的巴黎Monceau公园的地漏盖子,可以精确地引导雨水通过它的狭槽,用最经济的方式收集并排走雨水;再如意大利Campo广场边缘的石质座凳,是最受人们赞赏的园林设施,因为在干燥的季节它只是座位和空间边界,而在雨季它可以迅速的收集降水量达60cm深的倾盆暴雨雨水。其次要考虑雨水的循环使用,作为园林设施观赏用水和园林植物灌溉用水。比如高迪设计的居尔公园架空广场边沿的座椅靠背到地面的蜥蜴头喷嘴,是雨水从天空到地面的“长途旅行”路线;再如英国伦敦80年代的交流广场喷泉,利用雨水、台阶、蓄水池、喷泉喷嘴、水泵的组织,展示了水流运动产生的视觉魅力;异曲同工的现代作品还有哈弗大学的泰纳喷泉。

三 结语:建设绿色基础设施的必要性

从游牧生活的原始部落,到定居生活的农业乡村,再到以王权为中心的古代城市,最后到以商业为中心的现代城市,这是人类作为社会性动物而建造聚居环境的本能驱动。最终,城市成为最高级的聚居方式;而在西方现代城市的发展历程里几乎都有“工业革命”的插曲,它带来的负面影响除了恶化城市环境卫生,更糟糕的是由环境恶化引起的普遍消极的情绪。这种消极,在文艺形态上表现为鼓吹“高尚的野蛮人”回归旧社会的浪漫主义幻想;在社会学意义上表现为两极分化,即有钱人向往中世纪城堡庄园主生活而离弃城市,选择郊区建造自己的别墅花园“王国”,城市则成为穷人的“集中营”。后者是霍华德提出城市改良模型的直接原因,但他的理论错误在于目的是为了疏散日益膨胀的城市人口。

今天可以肯定的是:人口的集中,是城市的第一特征且是必须的。只有集中,才能活跃经济,提供更多就业岗位,解决前述神农架山民的生存问题;只有集中,才能避免城市无限扩张,控制普世城占地球总陆地面积之础设施建设必须首先可持续。现在面临的现实是灰色基础设施日益老化,而绿色基础设施的比率,从而减少城市对自然的影响;只有集中,才能更方便的收集垃圾,促进消纳垃圾产生新能源的绿色产业;只有集中,才能更方便地建立卫生和用水用电系统并且提高能源利用率。综上,城市的发展命运,要么是死亡,要么是可持续。热爱并享受城市便利生活的人们理所当然地选择“可持续”,那么支撑城市实体的基建设明显落后。所以提高GI建设的速度是必要的。

参考文献

[1] 陈勇,王昱晔.一百座小水电站肢解神农架河流[N].楚天都市报,2011-8-15(A1~3)

[2] 吴伟,付喜娥.绿色基础设施概念及其研究进展综述[J].国际城市规划,2009.5(24)

[3] 沈清基.《加拿大城市绿色基础设施导则》评价及讨论[J].城市规划学刊,2005.5

水循环的好处范文第7篇

【关键词】建筑设计;节能理念;绿色

1 概述

目前,新的建筑以符合自然生态系统规律并与之和谐共生为前提,充分利用客观生态系统的环境资源,集成适宜的建筑功能与技术系统,基本具备了资源消耗量最小化、使用效率最大化、对生态系统扰动最小化的可持续、可再生、可自循环的能力。因此,建筑节能设计可以初步缓解建筑和环境的紧张关系,但如何使其改善、互惠仍然任重道远。

2 节能和环保

目前大多数建筑设计中关于环保的内容主要体现在建筑的节能计算和设计上,简单地通过维护结构的材料增强来达到控制能耗的目的。但笔者在一些设计工程实践中发现,除此以外或是在此基础上,还能够通过细节的推敲和组合“非能耗地”创造健康、舒适的生活环境,达到与周围自然环境相融合。

2. 1 外窗开启扇的设计

节能设计关注点通常在保温材料的应用上,对外窗开启扇问题并未严格要求。这有几个问题:

1)开启扇的计算

玻璃幕墙常用的悬窗根据幕墙规范30°的开启角度,只有相当于窗扇四分之一的有效开启面积,而推拉窗也只能算一半。作为开启效率最高的平开窗,因为窗扇密闭性好于推拉窗,近年来重新推广使用。平开窗之前最为担心的高层安全问题,主要解决方式是将外开启改为内开启同时解决了窗扇擦洗的问题。

2)开启扇的位置

即使在温度适宜的季节,为了阻断噪音和大风全面开启的时候并不多。要兼顾抗噪和通风,减噪纱窗是一种做法,设置外遮阳百页在遮阳的同时抗噪效果也不错。另外,可以通过总平面的绿化和装饰墙板来吸纳阻隔噪音。单侧设置门窗的房间,比如体育场看台下方的房间,因为不能对流,通风主要来自门窗之间的流通,包括上下和左右,尤其是上下方向效果更为理想。合理的设置是在墙体的下部和上部均设置开启扇,形成同一窗体的自对流。高窗通过窗顶遮阳板的设置,兼顾挡雨遮阳;低窗加设金属百页.一则防护,二则导流。两窗因此均可常开。

大型场馆建筑由于优先考虑集中空调而忽略了通风开窗的设计。但体育馆在进行小型的活动和比赛时,对自然通风的要求比较高,应该兼顾夏冬两季的不同要求。夏季需要底层南北对流的直接通风,同时通过外廊和绿化达到给风降温的效果;冬季的通风则以高窗为主。训练馆常年向公众开放,开窗通风应该更具有日常性和可操作性。羽毛球馆开窗基本用于采光,通风的功能被限制在换气的作用上。目前做得比较好的是在墙壁上装置机械换气系统同时在屋顶上装置自然换气扇使其换气的同时不影响羽毛球的飞行轨迹。剧场建筑惟一的开启口是疏散门。通过对应位置的通道、门洞或是窗扇开启来放大疏散门的通风功能,形成隐性的流通渠道。体育场的房间由于在看台下而造成的层高悬殊,可以通过顺应层高开设高低窗来形成气流的自然流动。

2. 2 屋面绿化

建筑的绿化设计可以空间化:花池、花盆、墙面、屋面。屋面的轻质绿化系统已经很成熟。建筑专业主要是在设计过程中向结构专业提供相应的构造做法和荷载指标,并为屋面绿化的排水做好防水、排水设计。但墙面绿化由于绿化的生长周期、花池的设置和墙面材料的选用等较多不确定因素运用较少,可利用总平面对绿化指标进行补充,包括:停车场采用植草砖、除了采用灌木分隔区间以外,以车位为单位种植乔木。由此出现的环形停车场的设计.其出发点即在于停车位对绿化资源的充分共享。但绿化充分的环形停车场需要直径不小于20m 的平面位置,对于占地开阔的园区建筑较为适宜。以地下停车为主的城区建筑,大量存在的是地下室屋面的绿化,包含道路、硬质铺地、草地、灌木、乔木的地下室屋面系统需要解决更复杂的标高和防水、排水问题。

2. 3 汽车库通风

在地下汽车库广泛适用的今天,提高车库的环境质量尤其是空气质量变得重要起来。地下车库的出风口和坡道1:3 存在集中的噪声和空气污染,总平面设计中可以利用风向和绿化带的设置来改善。悬铃木、美桐、杨树、天竺葵、万年青都是吸收尾气很好的植物,同时乔灌木的结合能够对噪音的阻隔起到作用。至于汽车库本身的通风问题,常见的解决方案包括开设通风竖井和高窗,通风竖井可以和采光顶、庭园绿化相结合。非人防地下室应该通过创造条件设置高窗来形成直接通风,通风同时也缓解了地下室的返潮问题。条件适合的话,开窗迎向夏季主导风向,避开春季主导风向,以避开春季湿润空气过度导入室内。

2. 4 墙板隔声

隔声不仅是建筑与外界的分隔,还有房间之间的隔声要求。对于大多数采用砌体材料作为隔墙的建筑隔声和防火都能自然达标。主要问题是采用轻质墙体进行分隔的建筑,设计时往往在强度和防火性能上提出要求而忽略了隔声量的要求。使用此类轻质墙较多的建筑包括医疗、旅馆和办公建筑。医疗建筑、旅馆客房之间的隔声量要求是40dB~45dB,一般夹芯板能够达到的指标是45dB 左右,基本上可以满足。但酒店式公寓应按照旅馆和住宅的较高标准来要求。应该采用45dB~50dB 的标准。这一点需要在设计中专门指出,以加强板材或是构造措施来满足居住的舒适要求。

居住建筑需要强调的隔声部位,一是外墙窗,目前大量使用的是中空玻璃,节能与隔声兼得。有一种新产品真空隔音窗,玻璃间的真空间隙只有0.5m~0.8m,节能隔声均优于前者。另一个减噪部位是电梯井道的墙身和机房,主要采用专用的电梯井道隔声板等。需要强调的是,在紧凑的交通核尺寸中常常忽略了隔声构造的附加厚度,应该加宽 50mm~100mm进行设计。

2. 5 太阳能

太阳能用在屋面,除了直接架设,还可以用在玻璃采光顶、墙面上。太阳能板的装设可能与屋面其它设备、疏散通道、绿化和其它功能要求产生冲突。深圳建科大厦是可再生能源利用的示范工程项目,它的屋面仍设置了绿化和休闲系统,架高的太阳能板提供了近似于屋架和隔板的效果,也对立面形态造成了直接影响。太阳能采光板和太阳能集热保温墙板等材料的应用还在实践中摸索。有一种新型的太阳能建材板于2007 年投入生产,它将接收的太阳辐射转化为热带供建筑物供暖、制冷及生活热水使用,并且可以集中装配,也是对资源的一种优化组合除了太阳能板的安放,建筑设计还需要设置能源转换设备和机房。

2. 6 节水

1)中水系统的建立

主要包括雨水及污水收集、存贮、处理、冷却、再利用几个步骤。相对应的设计内容通常包括雨水系统、车道、花池、水池等。雨水收集的相关设计主要包括屋面及地面雨水口和管沟的系统化。最重要的水质处理步骤,可以利用花池进行沉淀和过滤;利用地下室车库坡道的下部空间进行雨水存贮;通过景观水池提供中水冷却的过程。

2)保水

把宝贵的不可再生的雨水资源循环利用,平衡整个地面生态系统。总平面中通过设计提供尽量多的土质加绿化,是保水的基本做法。德国人甚至采用透水砖作为马路的材料。透水砖可以尽量降低地面积水、有效抑制“城市热岛”效应,甚至能够起到吸音减噪的作用。

3)水质的维护

目前,园区的水质景观常采用硬质池来围合成形,好处是干湿分明,图案有设计感。缺点是水质易腐化,既浪费水资源又恶化环境。自然土质的地面,应该首选采用叠石之类的手法形成水岸,尽量维护水体的原生态和自然流通。地下室上面和室内的水景除了水循环系统以外,还应该做好防潮层,阻断水汽向建筑物其它部分渗透,同时周边的墙面、地面选用潮湿环境的构造做法,以应付可能的霉变。此外,为了提高水质的稳定性,投放做生物菌种进行生态水处理,配置放养各种水生动植物是形成优质水景的较好手段,建筑则可以通过开窗以疏散湿气、遮阳以减少藻类繁殖等等。

水循环的好处范文第8篇

作为20世纪70年代末发展起来的一种废水处理新技术,人工湿地具有独特的净污机理和功能。诸如净化效果好、工艺设备简单、能耗低、出水具有一定的生物安全性、生态环境效益显著等特点,使得人工湿地在城市生态建设中发挥着日益重要的作用,正越来越多地受到人们的关注和青睐。

近10多年来,英国、德国、法国、澳大利亚、巴西、荷兰等国人工湿地发展迅速,它不仅成为中小城镇的重要污水处理措施,而且也成为雨水处理、工业废水处理的重要技术。目前,在我国城市人工湿地不但用于污水处理,而且在湿地景观、水景住宅方面的应用也开始崭露头角。

人工湿地好处多

污水处理是调节城市生态系统水循环的关键环节。相比天然湿地,人工湿地生态系统的群落结构和种群结构要简单得多,但其按照管理者意愿进行污水处理的功能却更强。因此,在城市生态建设中,人工湿地作为一种生态污水处理方式,除了建设、运营成本低于传统二级污水处理厂外,还有很多优势和作用。

众所周知,威胁城市河湖的主要问题是水体富营养化。因此,城市水系污染治理的关键是控制城市河湖氮、磷营养物质的含量,尤其要控制磷的含量,人工湿地对此具有独特优势。因为它们有非常高的耐水力和污染冲击负荷能力,适应河道水量和水质的变化,湿地机能不易受到破坏。同时,城市水系主要河道都贯穿着许多湖泊、公园和滨河建筑,为建造人工湿地提供了地理条件,而河道较大的水位落差、完善的闸坝管理,则为人工湿地运行提供了保障。

为城市提供新的水资源。人工湿地系统出水水质可以因植物池内填料的不同达到GB3838-88《地面水环境质量标准》Ⅱ类至Ⅴ类标准。处理后的水可用于饮用水水源和景观用水的湖泊、水库或河流,亦可用作冲厕、洗车、灌溉、绿化及工业回用等。一座日处理污水10万立方米的人工湿地除去系统自身运营的需水量后,每年大约可获得达到养殖标准的净水3000万立方米。而传统污水处理厂处理后的水,由于大部分未达到城市用水标准,只能直接排入江河。

治理环境污染,改善城市环境。由于城市热岛效应使得市区内降雨量增大,城市地面透水性差,易引起暴雨径流;而城市污染使雨水水质复杂。因此可在市区低地处建立人工湿地用以净化雨水,从而减少雨水对城市河、湖的面源污染,并使水体富营养化得到有效治理。同时,由于湿地对局域小气候的调节作用,可在一定程度上缓解城市热岛效应。在城市垃圾场附近建立人工湿地,可用来处理垃圾场渗滤液。

营造湿地园林,丰富城市生态景观。人工湿地植物池内种植的是湿地植物,因此可以美化环境,改善地面景观,还可以改善河流水质,并为居民提供休憩、娱乐的场所。例如,哈尔滨水上公园的湿地景观区占地38公顷,是国内最大的湿地景观公园,有效地增加了城市中心区域的生态容量,还有较强的科普和观赏价值。上海市建筑住宅小区内,首个具有景观效果的高净效率“人工湿地系统”已经开建,业内人士预测,拥有“湿地景观”的生态活水住宅可能会成为地产业下一个流行趋势。

保护城市生物多样性。人工湿地能够控制土壤侵蚀、防风护堤,是众多野生濒危动植物,特别是珍惜水禽的栖息、繁殖、迁徙、越冬集聚之地。有的城市芦苇湿地建成后,茂密的芦苇不仅吸纳大量的城市污水,还是鸟类的乐园,鸟类数量比原来增加了1倍以上。

人工湿地的3个类型

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的污水处理生态系统。它与沼泽类似,只不过需要人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择地植入植物。

因挺水植物与基质床能够组成高效的污水处理系统,人工湿地一般都是挺水植物系统。根据污水在湿地中流动的不同方式,挺水植物系统分为表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地3类,它们在污水处理中各有千秋。

表面流湿地又叫水面湿地,它与自然湿地最接近。在这个系统中,污水在湿地的表面流动,水位较浅;生长在植物水下部分的茎、杆上的生物膜是去除污水中大部分有机污染物的利器。尽管表面流湿地具有建造工程量少、操作简单等优点,但它的处理效率较低;而且因污水在湿地表面流动,有臭味,夏季容易滋生蚊蝇,占地面积也较大。在我国北方一些地区,由于冬季气候寒冷易发生表面结冰,影响处理效果,故采用的较少。

潜流湿地,因污水从一端水平流过填料床,又被称为水平流湿地系统。在这种湿地系统中,可以充分利用填料表面的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料的截留作用,污水处理能力较高。而且水流在地表以下流动,保温性较好,因此处理效果受气候影响小,卫生条件也好,是目前研究和应用较多的一种湿地处理系统。目前,已被美国、日本、澳大利亚、德国、瑞典等国家广泛使用。但建造工程量大、投资较高,脱磷、除氮的效果不如垂直流人工湿地。

垂直流湿地系统中的水流综合了前面两者的特性,水流在基质床中基本呈由上向下的垂直流。由于污水是从湿地表面纵向流向填料床底部,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统,其硝化能力高于水平流湿地,可用于处理氨氮含量较高的污水。但对有机物的去除能力就不如水平流人工湿地系统了。因它对基建要求高,控制复杂,夏季滋生蚊蝇,故目前应用得还不是很多。

它们如何排污?

人工湿地对污水的处理有十分复杂的净化机理,现在仍未能完全研究清楚。一般认为,这些湿地综合了物理、化学和生物3种作用,对污水的处理大致要经过沉降和过滤、沉淀吸附和分解、微生物代谢及植物代谢4个步骤。

人工湿地系统成熟后,基质表面和植物根系吸附了大量的微生物形成生物膜,污水流经生物膜时,大量的悬浮物被基质和植物根系截留,大肠杆菌和病原体被植物根系分泌物灭活或自然衰败死亡,有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化用作被去除。

在湿地床系统中因植物根系对氧的传递释放,使其周围的环境依次呈现好氧、缺氧和厌氧状态,保证了污水中的氮磷不仅能被植物和微生物作为营养成分直接吸收;还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用,达到去除污水中的磷的目的;最后通过湿地床基质的定期更换和栽培植物的收割,最终从系统中去除污染物。

优势背后的问题

尽管目前培育人工湿地净化污水的技术已经日趋成熟,但仍存在不少问题需要深入研究。

首先,人工湿地栽种的植物群落是否恰当?这直接关系到污水净化效率和经济效益。而植物群落类型的选取主要应该考虑所在城市的气候、土壤等自然条件以及污水中主要的污染物种类。由于城市的处理系统一般都靠近市郊,同时面积较大,因此美化景观也是必须考虑的。