水利工程的用途篇1
【关键词】地理导学式教学法导趣导学导练导结
前言
所谓导学式教学法，是指以学案式或案例式将教材内容问题化，大问题小型化，通过一系列问题的探究和解决，让学生在自主参与中达到对知识的理解和融会贯通，达到综合素养和学习能力的提升的一种教学方法。
导学法，贵在“导”，即老师的指导。“导趣，导学，导练，导结”侧重启发，促进发展，充分体现了学生为主体，教师为主导这一核心。用此方法在新课标教材七年级上册（人教版）第三章《中国的自然资源》第三节“水资源”进行了教学尝试。
（一）导趣
首先向学生展示一段吸引学生注意力的材料，并提问：我国的水资源极为紧张，那么，用什么办法来解决呢？是今天我们要接着学习的内容：“解决水资源不足的途径”。
用具体的事实材料引入新课，能激发学生学习本堂课知识的兴趣。
（二）导学
第一步：学生预习课文
1、找出解决水资源不足的途径。
2、师问生答：解决水资源不足的第一个途径是什么？第二个途径呢？还有吗？
3、尽快记住这几个途径的内容，然后闭目想出来。
第二步：具体讲述每一个途径
1、第一途径：兴修水利工程
（1）兴修水利工程的目的是什么呢？（让学生稍加议论后抽学生回答）
（2）读图3.20再读课文找出：全国已建成了哪些大型水利枢纽？
（3）我们家乡有水利工程吗（有）？有哪些水利工程呢？同学们可以用假期时间去看看。
2、讲第二个途径：跨流域调水。
（1）跨流域调水是解决水资源的什么分配不均呢？
（2）结合课文和图3.21找一“跨流域调水”的水利工程.（同桌的同学一起看书和读图）。
（3）在大屏幕上指出“跨流域调水”的工程。
（4）教师指大屏幕上的空白图提问，学生回答（单个或集体）。
这是什么河（滦河）？这条河呢（海河）？这个城市叫什么（天津）？这段红线表示把什么河（湾河）的水引入什么河（海河）？解决的是什么地方的缺水问题（天津）？这一工程叫什么工程（引湾入津）？由此，。依次引出“引黄济青”和“南水北调”工程。
3、节约用水，保护水资源
（1）为什么“节约用水，保护水资源”也是解决水资源不足的途径呢？我们先来算向笔账：教师列出几个数据，学生四人一小组完成（教师巡视，启发，指点）。
（2）这几个题会算吗？（如学生孝能做，教师就给予肯定，如有学生不会做，就请别的同学或教师给予启发帮助）。
（3）以上三个题的结果说明了什么问题？（学生回答）。
（4）读图3.17“就地取材”告诉了我们什么（水资源受到了污染）？（两人一起议论后回答）
（5）我们家乡的河流有被污染的现象吗？举个例子看，它们是受哪些东西污染的（生活污水、工业废水等）？（前后左右同学相互讨论再回答）
（6）你能为节约用水做点什么贡献呢？（先让学生议论再抽学生回答，然后教师举些事例让学生判断是否节约用水或污染水）。
4、水的用途
水有什么用途（供工业、农业、生活用水）？哪一家是用水大户（农业）？可见，如果农业节约用水的话，也是解决水资源不足的一个有效途径，结合图3.22看看农业、工业、家庭有哪些节约用水的好方法，回家乡后实验一下。
（三）导练
1、体现在“导学”中，如活动题的讨论。
2、在“课课练”中绘出南水北调路线。
3、四人一组讲座完成下列各题：
（1）试举例说明我国在水资源开发利用中出现了哪些问题？
（2）我国一些大型水电丫主要集中在哪些水系的上游？为什么？
（3）我们家乡有电站吗？它们各是用什么来发电的？
（4）比较一下用水能发电比用煤发电有哪些优点？
此环节可发展学生的智能，也能对本堂课内容及时反馈调节，使问题得以解决，知识得以巩固。
（四）导结
1、根据板书（板书设计略）先由学生小结，然后教师给予肯定，归纳重、难点。
2、师生共同结合课件图小结，让知识的迁移性增强。
这样做能让学生所学的知识系统化、条理化，所学的技能进一步综合化、熟悉化，起到画龙点睛的作用。
总结
采用导学式教学法能够有效提高地理教学效果，在采用的同时要注意，一定要在深入挖掘学科知识点的基础上，梳理各部分知识间的内在联系，将知识点编制成系统的、有条理性的知识链，有助于学生提炼重点；另外还要导学内容和方式上要注意贴近学生生活和结合时事，这样不但能拓宽学生的知识面，还能激发学生的思维；在“导学”过程中要循环渐进，由易到难，能够兼顾不同层次和水平的学生，学生解决问题的过程就是学习的过程、复习的过程，最终从根本上提高学习的效率。
参考文献
水利工程的用途篇2
关键词：泵站；承压进水；高程设计；调压塔
中图分类号：tU43；o344文献标识码：a
为优化供水工程设计，我国多采用加压泵站分级加压供水[1]。次级加压泵站的进水形式有两种：前池进水和无前池承压管道进水。前池进水的方式在以往的设计过程应用较多，研在此不再介绍[2]；无前池承压管道进水设计主要是将次级加压泵站设置在首级加压系统的末端，并使次级加压泵站进水管保留一定的进水压力和进水量，以满足泵站水泵机组启动要求，实现无前池进水启动。无前池承压管道进水设计杜绝了水池、水箱等的二次污染，有效利用上级管网残余压力，实现“需多少水，补多少水，差多少水压，补多少水压”[3]。为提高次级加压泵站运行的安全系数，合理设计泵站位置及水泵机组的安装高程显得尤为重要。
本文通过对某压力输水管道次级加压泵站运行存在问题的原因分析，找出产生问题的原因，提出合理的改造设计建议，为设计工作提供了可靠地了理论基础。
1配水管道工程布置及运行简介
水资源作为宁东煤化工园区工业生产的重要原料之一，供水水量、水压不稳定或停水将造成重大生产事故及巨额经济损失。
为了解决宁夏宁东基地C区用水问题，缓解宁东基地供水压力，实现宁东供水工程和长城供水工程（并网）互为备用水源，提高宁东基地的用水安全系数，修建配水管道工程。该工程作为宁东供水工程的备用水源，能否安全运行成为影响整个供水系统安全的重要因素。
1.1配水管道工程布置情况
配水管道由现有输水管道桩号4+258（配水管道工程起始桩号0+000）处取水，高程1212.20m。取水点以前由长城水厂加压泵站及4.3km输水管道组成，输水管道上分布着焦化园取水口和上源加压泵站取水口，取水设计流量分别为5万m3/d和10万m3/d，取水点高程均低于配水管道取水点高程。
自取水点开始，1#排气补气阀桩号0+140，高程1216.10m；中途加压泵站桩号0+620~660，水泵进水管安装高程1217m；2#排气补气阀桩号0+670，高程1217.15m。泵站进水高程较取水点高4.8m，泵站前采用无前池承压管道进水设计，管线整体呈上升趋势。
配水管道工程由中途加压泵站和Dn1000的输水管道输送。中途加压泵站一期（2015年）设计规模为7.0万m3/d；二期（2020年）设计规模为14.0万m3/d。，泵站土建规模按14.0m3/d一次建成，站内一期安装3台卧式离心泵（Q=1500m3/h，H=102m，n=630Kw），两用一备。
中途加压泵站平面布置示意图和机组安装示意图见图1和图2
图1中途加压泵站平面布置示意图
图2中途加压泵站机组安装示意图
1.2配水管道运行情况
整个供水系统的启动运行顺序是：长城水厂加压泵站首先开启机组，开启设定压力为0.7mpa，机组运行稳定后，中途加压泵站进水管压力达到0.13~0.15mpa。中途加压泵站采用关阀启动的方式进行机组启动，压力达到0.85~0.87mpa时，缓慢开启出水阀进行供水。停机过程为先停中途加压泵站，后停长城水厂加压泵站。
供水运行控制原理：长城水厂加压泵站运行调节方式为变频调速恒压变流供水[1]，供水压力发生变化时，通过变频系统对水泵进行升频或降频，改变水泵机组的转数，达到调节出水流量的作用。即在运行过程中，通过后启长城水厂增压泵房的方式调节管线流量变化。
1.3泵站运行情况及存在问题
中途加压泵站承担着向上海庙供水，及与宁东供水工程互为备用水源的任务，是一座长期运行的加压泵站。泵站正常运行时，泵站进水口压强为0.13~0.15mpa，出口压强为0.85~0.87mpa。泵站水泵机组自运行以来长期存在着以下问题：
（1）水泵启动前、启动过程、短时停机后再启动、新开其它水泵时，水泵出水管均需要长时间排气；
（2）水泵运行过程中，会突然出现出水管压力急剧跳动，水泵甩流量或突然不出水问题。
2泵站运行存在问题原因分析
在实际工程设计过程中存在着一种误解，认为在压力管道末端设置加压泵站时，只要泵站进水水头满足泵站水泵机组启动要求，泵站运行就是绝对安全的。然而，泵站位置高程设计不合理，不仅影响泵站水泵机组启动过程中的排气，而且增加水泵机组运行过程中不安全因素。在运行工况较复杂的供水系统中，存在问题尤为突出，严重影响了供水系统的运行安全。
根据查看泵站运行情况记录、现场查勘、及设计院对该管线的设计介绍，对存在问题的原因分析如下：
（1）泵站前串联输水沿线排补气阀的布置位置远低于水泵中心线高程，而长城中途加压泵站水泵轴线处在长城水厂增压管线的最末端的最高点。由于水泵进、出水管道及泵壳成为相对高点，气体多集中在泵壳排气阀排出，所以，泵站水泵启动前，排气量较大，排气时间较长。
（2）水泵开启过程中，由于进水系统不具备足够的容积满足水泵突然启动换水要求，瞬间启动机组时，中途加压泵站前段输水管道局部压力降低，导致沿线排气补气阀动作，部分气体进入输水管道，顺水流到达水泵进、出水管道及泵壳相对高点处，不能及时排出，导致水泵机组在启动过程中不出水，出水压力达不到出水要求。
（3）而在整个线路运行中，由于焦化园取水点或上源加压泵站取水点运行工况发生变化时，长城水厂加压泵站不能及时调节（后启长城水厂增压泵房调节流量变化），很容易造成输水系统不稳定而进气，而进气不能沿管线及时排出，将被积存在长城加压泵站水泵进出水管道和水泵壳体内部。因此，在运行过程中出现出水管压力急剧跳动、水泵甩流或突然不出水现象。
3建议处理方案及设计要求
3.1建议处理方案
根据上述原因分析，中途加压泵站运行存在的问题主要原因是：泵站位置设置过高，导致输水管道启动和运行过程产生气体集中于泵壳内，不能及时排出，而影响水泵机组正常运行。为顺利排出中途加压泵站前段管道产生的气体，满足水泵机组瞬时启机换水要求，消除供水系统运行工况变化引起的不良影响，建议在泵站进水管路上增设调压塔。
对于调压塔设计的具体要求如下：
（1）调压塔容积不小于长城水厂加压泵站流量调节时间内中途加压泵站水泵运行的吸水量；
（2）调压塔的设置位置尽可能高于泵站进水管中心线高程，以便充分利用调压塔的有容积；
（3）调压塔水位高度必须满足水泵吸水要求；
（4）由于泵站进水口压强为0.13~0.15mpa，池顶通气管顶点高程不小于1232m；
（5）考虑配水管道工程二期运行，通气管内理论水柱高度上0.5m设溢流管，以保证调压塔运行安全。
3.2调压塔有效容积的计算
由于供水系统运行工况的复杂性，运行管线取水点增流或减流的状况时有发生，由此而引发的管线局部压力变化会通过压力波的形式传递到长城水厂加压泵站。泵站变频控制系统根据压力波动调节水泵机组的运行状况，从而实现调节管道中的输送流量的目的。
管道输送介质流速瞬时变化引起的压力值计算：
（1）
式中：——由于介质流速瞬时变化引起的压力差；
——介质的重度；
g——重力加速度；
——压力波在该管道中的传播速度；
——正常输送时介质的流速；
——瞬变之后的介质流速。
压力波在管道中的传播时间的计算：
（2）
式中：——压力波传播的距离；
——压力波在管道中传播的时间。
以管道中流量局部增加为例，对调压塔容积进行复核，选定最不利工况计算：中途加压泵站已有一台水泵机组在正常运行，且出水流量达到1500m3/h，水泵进水压力0.15mpa，出口压力0.87mpa；现在开启工频机组，瞬时增加输送流量为1500m3/h（忽略两台机组并联运行对并联流量影响），水泵进口压力降至0.08mpa，中途加压泵站距离长城水厂加压泵站约5km，输水管径为1m。
由此，可计算求得调压塔的有效容积为50.4m3。考虑长城水厂泵站变频系统的动作时间，取1.5的安全系数，最终确定调压塔有效容积为75.6m3。
4结论
中途加压泵站的安全运行直接影响着整个联网配水工程的稳定运行。为了改善泵站水泵机组运行环境，合理设计泵站进水方式，是有效解决泵站水泵排气时间过长、甩流及不出水等问题的关键。本文根据泵站实际运行问题，分析产生问题的根本原因，提出了具体的解决方案，为解决该工程运行中的实际问题提供了重要的理论依据。
研究分析结论如下：
（1）泵站运行存在水泵排气时间过长、甩流及不出水等问题的根本原因是泵站进、出水管道和水泵位置设置过高；
（2）为解决运行存在问题，本文提出泵站前设置调压塔的设计建议，改善泵站运行环境；
（3）调压塔可有效排出供水系统不同工况下产生的气体，避免气体进入泵壳，影响水泵安全运行；
（4）调压塔储水可补充因泵站水泵机组启动时的吸水量，避免管道形成负压引进外界气体，提高水泵机组运行安全系数。
参考文献：
[1]袁建平,何志霞,袁寿其.二次加压泵站的运行调节及节能分析[J].中国农村水利水电,2008(05):104-106.
水利工程的用途篇3
行业景气回升 中期业绩报喜
2010年上半年，公司实现营业收入20.29亿元，比去年同期上升1.38％；实现营业利润1.52亿元，比去年同期上升87.47％；实现净利润1.46亿元，比去年同期上升54.43％；公司船舶平均期租水平9，929.31美元／天，比去年同期上升3.6％；总体毛利率为17.01％，比去年同期上升5.03个百分点。实现每股收益0.11元，扣除非经常性损益后为0.10元。
2010年上半年；公司各类船型的盈利水平发生了较大了变化。2009年，受到金融危机的影响，公司以前的盈利主力船型多用途船亏损，公司依靠半潜船和重吊船的出色表现，最终实现了全年盈利。而2010年上半年，公司的多用途船盈利能力大幅回升，期租水平上升了17.7％，毛利水平达到了19.41％，同比提升了10.6个百分点。多用途船贡献了主营业务利润1.31亿元，占主营利润比例为76.4％，远高于64.8％的收入占比。多用途船盈利水平回升为公司业绩大幅增长的主要因素。而回顾2010年上半年半潜船和重吊船的表现，可以看出，期租水平分别较去年同期下降了37.5％和57.6％，而贡献的主营业务利润分别比去年同期下降了67.8％和61.8％。多用途船收入和盈利水平的回升，主要得益于中国的出日高速增长，而半潜船盈利水平下降则主要归因于2009年海上油气工程业务下滑的滞后影响。而重吊船表现逊于去年同期，除了有金融危机的滞后影响外，预计还和该类业务面临的市场竞争环境严峻有关。
其他船型中，杂货船、滚装船、汽车船市场状况不好，上半年主营业务仍然亏损。其中汽车船期租水平同比下降78.6％，主营亏损1682万元。上述三类船型占收入比例较小，亏损绝对数额也不大，对公司盈利影响相对较小。2010年上半年，多用途船、半潜船、重吊船仍是公司盈利的主力，多用途船贡献比例最大。
多用途船运价好转 盈利上升
多用途船构成收入的主要来源，运价反弹对业绩的弹性最大。从最近5年的历史数据来看，多用途船实现收入占主营业务收入的60％，实现营业利润占公司营业利润的56％。我们以2009年的业绩为基础，对各船型的运价进行敏感性测试，结果显示多用途船运价对业绩敏感性最大。
2010年上半年随着各国经济逐渐复苏中国化工产品、钢材以及工程机械设备出口量分别同比增长36％、152.34％和26.44％，另外中国对外承包工程完成营业额从2004-2009年6年间复合增长率为28.24％，保持高速增长，我们认为由对外工程承包带动的中国机械设备出口量将继续呈增长趋势。
受需求上涨影响，多用途船租金水平大幅上涨。克拉克森mpp17K多用途船租金水平2010年上半年同比2009年增长17.18％。公司20lo年上半年多用途船运价上涨10.08％，期租水平同比上涨17.73％，营业收入同比增长18.66％，营业利润同比增长612.46％。今年上半年，多用途船贡献64.78％的主营业务收入和76.41％的主营业务利润，均为最近5年的最高值。
特种船回升将在下半年
从以往市场来看，半潜船与重吊船的毛利率普遍高于其他杂货船，主要原因是其所承运的重大件货单价价值较高，对运输安全性要求较高，对运价不甚敏感。
正由于此，这两类船型的运价略滞后于经济周期。这两种特种杂货船型所承运的货物主要由重大能源类资本支出(如海上石油钻井平台、大型风电等项目)带动，如果由于经济的衰退造成这类资本支出的停滞那么将对这两类船型的需求造成很大影响。通常，运输需求也要滞后干资本开支一段时间，因此实际运输需求与经济兴衰有一定的时差。
随着全球经济的逐渐复苏，油价逐渐高涨，目前已经回复至70美元／桶以上，全球能源开采资本支出逐渐启动，我们预计下半年特种船运价将逐步走出低谷。
抄底收购船只解决运力不足问题
今年以来，普遍笼罩在航运企业头上的运力过剩的担忧，让船舶价格维持在低位徘徊。但对于一心想借机低价买船的航运企业来说，是一个不错的机会。继上半年狂下10艘多用途运输船订单后，中远航运24日公告称，将收购广州远洋运输公司(下称广远公司)“乐鼎轮”等7艘多用途船，拟评估价为6.49亿元。
在中远航运看来，低价抄底新船正逢其时。事实上，这也是船舶运输企业一贯的策略。中远航运相关负责人表示，公司买进广远公司船只，是为了避免与其潜在的同业竞争，现在船舶价格不高，买船有利于降低公司经营成本。上述工作人员还称，早在公司成立之初，中远航运就曾从广远公司手中购买过同样型号的4艘船只。
从披露的财报中得知，公司盈利的增长得益于上半年全世界范围内航运市场石油、干散货和集装箱航运价格逐步回暖。2010年上半年BDi运输价格和中国集装箱出口运输价格同比分别上升122％和33％，但即使在这样的情况下，公司收入却仅增长1.38％，公司业务运输量仅为39万吨，几乎没有增长。业内人士分析称，一个明显的原因在于公司运力不足，导致营业收入增长乏力。
据查，中远航运2009年共计处置老旧船舶达16艘，2009年运力减少14.8万载重吨，占2008年初总运力的11％。为了扩充公司的自有运力，中远航运曾在2009年就向造船公司订购了20多艘各种型号船只。
目前，中远航运的总共运力仅为117.48万载重吨，尽管盈利正进入上升通道，中远航运也已经购进或订造船只，但远水毕竟不能解近渴。下半年，即使在航运业复苏的背景下，其运力不足的矛盾还将围绕中远航运。
水利工程的用途篇4
关键词：水工混凝土耐久性措施
中图分类号：tV文献标识码：a文章编号：
前言：凭借其优越的性价比，水工混凝土成为了水利工程中最重要的工程材料。长期的水利工程施工经验表明，在施工中采用水工混凝土，能够创造较大的经济价值；然而，长期的施工经验也暴露出了水工混凝土的一大缺陷，这便是耐久性较差。
一、低强度等级水工混凝土介绍
由于所含胶凝材料过少，水工混凝土往往强度等级较低，致密性较差，这也是造成其耐久性不好的根本原因。下面对低强度水工混凝土的性能特点、耐久性的影响因素及提高其耐久性的意义分别进行分析：
1、低强度等级水工混凝土的性能特点
水利工程施工中，低强度等级水工混凝土具有易浇筑成型、适应性强、综合能耗低等优点，也存在耐久性差的缺陷[1]。
2、低强度等级水工混凝土耐久性的影响因素
低强度等级水工混凝土的耐久性是指，在不同环境、温度、压力等因素作用下，不借助任何保护措施，其结构能够在一定时间内保持稳定，并且能够发挥施工设计所要求的作用。碳化作用、低温冻裂以及腐蚀性物质的侵蚀渗漏都能对其结构产生破坏，降低水工混凝土的耐久性。
3、提高低强度等级水工混凝土耐久性的意义
由于水工混凝土是水利工程施工中最重要的建筑材料，提高其耐久性以满足工程需要，能够切实提高水利工程的施工质量；由于水工混凝土具有原料来源广、成本低、能耗低等多重优点，提高其稳定性可使其在工程中的运用无任何后顾之忧，保证了施工的经济高效；由于水利工程项目的使用时限往往较长，提高水工混凝土的耐久性可省去大量维护、检修项目的费用，为项目的使用提供方便，保证项目使用的安全。
工程资料显示，我国部分海港竣工仅10年，就由于水工混凝土的耐久性不佳而需要进行大型修理，产生大量修理费用的同时，还影响了海港的正常使用。因此，通过改善低强度等级水工混凝土的耐久性以提高水利工程的施工质量，不但具有巨大的经济价值，还具有一定的社会效益。
二、提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径
为了提高低强度等级水工混凝土的耐久性，材料界结合相关水利工程施工经验，进行了深入研究，最终发现优选材料、适当的工程设计以及施工保护，是提高水工混凝土耐久性的有效途径，下面分别进行详细分析：
1、选择合理的材料
（1）水工混凝土中最常见的胶凝材料是水泥，水泥种类多种多样、性能各异，通过优选水泥可以有效提高水工混凝土的耐久性。基于影响水工混凝土耐久性的主要因素考虑，水利工程施工中应选择耐热性、耐冻性兼备的水泥，避免极端温度条件下水工混凝土结构的破坏；应选择耐腐蚀的水泥，避免腐蚀性物质侵蚀，影响水工混凝土的耐久性；应选择结构致密、渗透性差的水泥，避免腐蚀性物质从水工混凝土表面轻松进入内部，加快腐蚀速度，严重破坏水工混凝土结构，影响其耐久性；应选择碱性物质含量少的水泥，避免骨料中的活性矿物与其反应，导致水工混凝土胀开、破裂。对于水工混凝土中水泥的选用还要考虑工程的施工环境，具体情况具体分析。例如，火山灰水泥不适用于干燥环境和低温环境；而矿渣水泥在降低混凝土水化热的同时却提高了其渗透性。
（2）骨料作为混凝土原材料之一，工程中对其强度也有着一定要求。此外，一般水利工程还要求混凝土骨料有着较好的抗腐蚀、抗渗透、耐低温能力，较差的吸水及与碱反应的能力，并要求混凝土骨料的选择尽可能环保，将对环境的污染降到最低。
（3）碳化作用除了会破坏水工混凝土结构之外，还对钢筋的破坏有着一定的推动作用。混凝土破环使钢筋失去了保护层，此时的钢筋更容易与氧气及含一定腐蚀性物质的水发生反应，加速腐蚀，严重削弱其承载载荷的能力。为了有效保护钢筋，通常会采取两种措施，一是通过电镀的方法在钢筋表面添加保护层；二是在混凝土表面添加保护层，封堵腐蚀性物质的流动通道。此外，采用抗腐蚀性、抗氧化性更强的钢筋也是一种防止钢筋腐蚀的有效方法。
（4）除了使用性能更好的原材料，还可以通过向水工混凝土中添加特定物质来改善其耐久性。为了使水工混凝土结构致密，以提升其强度及抗渗透能力，可向混凝土中添加减水剂。减水剂的实质是一种表面活性剂，可使混凝土中的水泥颗粒有效分散，减少混凝土中的水含量，降低水灰比，提高混凝土强度，抗渗透能力。为了提高水工混凝土的抗渗透及耐低温能力则应添加引气剂，引气剂可使混凝土在搅拌过程中产生大量气泡，并有效堵塞其内部孔隙和流动通道，以达到提高耐久性的目的。向水工混凝土中添加高效活性矿物，既能提高水泥强度，又能封堵流动孔隙，改善混凝土耐久性的效果十分显著。
2、进行恰当的施工设计
进行恰当的施工设计也可以有效缓解环境对水工混凝土结构的破坏，提高其耐久性，达到延长工程项目使用年限的目的。施工设计是否因地制宜，对混凝土耐久性的提高效果影响巨大。工程环境恶劣，尤其当腐蚀性物质含量较多时，应该增加混凝土保护层的厚度，阻止腐蚀性物质的侵入，从而保护钢筋；对于工程中较易破坏的重点部位，也应该采取相应的重点保护措施，例如加厚保护层；减少施工缝、减小施工缝宽度也是阻止腐蚀性物质渗入，保护混凝土，特别是钢筋的重要途径，通常的措施是在工程中采用整体浇筑的方式。
3、施工中采取保护措施
施工过程中，针对施工条件及气候状况，对水工混凝土采取合理的处理手段，也能有效对其进行保护，提高耐久性。混凝土搅拌不充分，混合不均匀必然会导致其各部分的性能差异。强度高低、保护层厚薄都会影响其耐久性，投入使用后往往是性能较差的部分最先出现破坏。施工中常采取二次搅拌法和裹砂法进行混凝土的拌制，以保证其混合的均匀，性能的均一。混凝土的水灰比也会对其强度及耐久性产生影响。施工拌制时应在不影响其和易性的条件下，尽可能减少水量，减小水灰比，提高耐久性。现场施工时应尽量避免对混凝土进行二次加水，增加原配比水灰比，从而影响混凝土强度和耐久性。混凝土振捣制度和振捣方式的不当会影响其压实程度，进而影响耐久性。振捣过程中使用透水模板布可将拌和物中多余的水气排出，降低水灰比，提高耐久性。此外，对水工混凝土表面进行磨面压光可提高其压实度，降低渗透性，提高耐久性［2］。工程经验表明，施工中的保护措施能有效提高混凝土耐久性。
四、结束语
（1）低强度等级水工混凝土在水利工程中应用广泛，有效提高其耐久性对提高水利工程施工质量，保证相关工程项目安全正常投入使用意义重大。
（2）尽管低强度等级水工混凝土存在耐久性不佳的明显缺点，但是由于具有经济性好、工程使用方便等优点，其在水利工程中的作用仍旧处于不可替代的地位。相信随着耐久性的逐渐改善，低强度等级水工混凝对于水利工程的作用将会更加明显。
（3）低强度等级水工混凝土耐久性的提高依赖于不断深入的理论研究，以及丰富的工程实践经验。只有把理论与实践有机结合起来，才能使水工混凝土耐久性的提高更加具有实用意义。
（4）提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径多种多样，施工中选择提高途径时务必充分考虑施工条件、提高效果以及经济价值。力求采取最为经济有效的提高途径，使施工效果事半功倍。
参考文献
水利工程的用途篇5
1当今水利工程造价控制管理存在的主要问题
1.1工程造价管理没有形成比较完善的、系统的体系
我国目前的工程造价管理制度的形成时间很短,主要表现为国家或政府直接控制,还不够成熟,基础不够坚固。而随着新时代的到来,经济制度的转变,工程造价管理依然停留在原来的模式上,脱离了时代的步伐,依然保持着原有的静态的管理,适应不了新的环境,因而出现了工程建设难以做到动态的造价控制,工程建设的各个阶段和环节的造价确定与控制严重脱节,跟不上新的发展变化。此外,水利工程建设项目要能否立项要要受审批权限的制约,程序繁琐复杂。因此,很多地方部门为了能够争取到更多的项目及贷款,设计单位为了招揽更多的业务,往往对可行性研究与初步设计缺乏实事求是精神,认为压低投资估算,以躲过有关部分的审批,待立项批准,施工便想方设法地追加投资,给水利工程造价的管理与控制造成困难。当下实行的定额投资费用内容繁多,加上与实际的施工技术和方法严重脱节,当投标单位按照统一定额和收费标准编制报价中标后,工程合同单价不能保证施工项目成本支出,这就引起很多施工企业在施工期间对总造价进行调剂,编制内部预算单价来实现成本的控制,这就导致了很多费用无法平衡,费用混淆,水利工程项目的成本管理难以控制等等。
2进行水利工程造价控制管理的有效途径
2.1设计阶段的工程造价管理与控制
2.1.1实行有效地设计招投标对招投标进行设计有助于提高设计方案的竞争力与优势,选出具有构思新颖、技术先进、价格合理以及功能满足要求的优秀方案,使中标设计方案能够做出符合建设方实际期望的投资估算,以便更好地控制造价。2.2招标阶段的工程造价管理与控制
根据对我国水利工程项目的特点、管理能力、现场施工条件、设计衔接以及承包商的能力等各方面的系统分析、研究,我国水利委员会设计院编写了详细的水利枢纽规划报告。对于水利工程的招标工作,招标文件要求对投标的有限期、投标的保证金、履约保证金、招标文件的真实性、合同条款、商标的使用、支付的方法和条件、标准、支付的货币规定、预付款、价格调整的条款、奖励和损失的条款、运输和保险等各个方面进行严格的检验,只有符合这些标准与规定,才能实施工程项目的招标工作。从所有的水利工程实践中可以看到,一个好的招标文件可使以后的合同管理和工程管理事半功倍,编制招标文件是一项极为复杂的工作,同时也是工程招标的重要工作,因此,必须要监督做好这一工作。
2.3施工阶段的工程造价管理与控制
2.3.1预算动态管理
对已经招标的工程项目,要与合同保持一致,如果有设计变更的情况,要将其反映在相关的标段内;已经招标的部分的机电设备、金属结构设备及其安装工程价格要按照合同签订的价格进行计算。未招标部分的所有设备及安装价格要按照概算价格或其他工程类似的价格进行计算,按照概算定额来进行计算。
2.3.2合同管理
水利工程项目建设的管理核心就是对合同的管理。工程业主应该重视对合同的管理,可以聘请相关合同专家进行咨询,并对合同中的具体问题提供处理方法。在水利工程的合同管理中,工程业主可授权给水利咨询公司,让他们履行工程合同中规定的水利工程师的权利与义务。工程业主与工程监理师有着不同的分工,工程业主主要负责对合同执行过程中需要工程业主决策的事项进行处理。
2.3.3工程项目变更与索赔
水利工程是一项大型的国际工程,因此出现工程项目变更及承包商的索赔情况是难以避免的。出现这种情况,一般要依据FiDiC的条款来制定承包商索赔的处理工作程序,如果是较复杂的索赔事件,要列入争议评审团,展开合同争端的解决程序。工程业主需建立专门的机构进行索赔处理,研究复杂索赔的处理方式,国际咨询专家也要积极配合工程业主进行索赔处理。
水利工程的用途篇6
曹树青，2001年7月获南京农业大学博士学位。2001年8月至2003年7月在复旦大学生命科学学院从事博士后研究。2011年9月至12月在美国普渡大学从事访学研究。现任合肥工业大学生物与食品工程学院生物科学系主任、教授、博士生导师。先后主持包括国家自然科学基金面上项目、国家重大科技专项子课题等在内的部级和省部级以及企业委托等课题20余项，指导国家大学生创新性实验计划项目2项和校级大学生创新项目7项，主持校级精品课程及研究生教改项目各1项，参与省部级教改项目3项。
作为课题组的负责人，曹树青在本领域研究较深。他先后在国内外权威和核心刊物上发表学术论文80余篇，其中在国际知名学术期刊newphytologist、natureCommunications、planta、pLoSone、molecularGeneticsandGenomics、pantandSoil、plantphysiologyandBiochemistry、physiologiaplantarum等上发表SCi收录的论文30余篇。除了这些重要论文，曹树青还获授权或申请国家发明专利14项，参与撰写“973”专著1部。
土壤重金属污染是全球面临的重要环境问题之一，因为土壤污染的重金属可通过农作物而进入食物，严重影响食品安全和人类健康。为解决这一问题，科学家采取了很多措施，植物修复基因工程便是解决土壤重金属污染的重要途径之一。
其原理是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的。而在其中，植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。因而，植物修复基因工程是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。
经过长年不懈的努力，合肥工业大学生物与食品工程学院生物科学系主任、曹树青教授，带领科研团队首次揭示了植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制，为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。2014年10月20日，这一成果在线发表在国际植物学知名学术期刊《新植物学家》上，并获得第十三届全国农业生物化学与分子生物学学术研讨会优秀论文奖。
从源头保障农产品安全
寻找和发掘耐受重金属毒害且调控重金属超量积累的关键基因并阐明其作用机理却不容易，但这却是植物修复基因工程获得成功并从源头上控制农产品食品安全的关键所在。
我国有近20%的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标，而土壤中重金属可通过农作物吸收进入食物链，严重影响食品安全并危及人类健康。曹树青介绍说，通过物理和化学手段治理土壤重金属污染非常困难，也容易造成二次污染。
曹树青课题组的此次研究正是瞄准于此，主要通过正向和反向遗传学途径，筛选和克隆涉及植物重金属超量积累（或降低重金属吸收）的关键基因，并阐明其作用机理。该研究不仅有助于揭示植物耐受重金属毒害的分子机理，而且可以为从源头上控制农产品安全提供新的技术途径。
在得到了转基因重大专项以及国家自然科学基金等项目资助下，曹树青课题组利用正向遗传学途径筛选和鉴定了一个拟南芥耐镉突变体xcd1-D，并克隆了其相应的基因man3，该基因编码一个1，4-糖苷水解酶。过量表达man3基因导致镉的耐受和积累，而man3基因功能缺失则该突变体表现出对镉敏感。镉胁迫诱导man3基因表达、增加甘露聚糖水解酶活性及甘露糖水平，从而激活谷胱甘肽依赖的植物螯合素合成途径上的相关基因协调表达，进而增加植物对镉积累和耐受。大量实验表明，过量表达man3基因的拟南芥植株，在重金属镉污染的土壤中仍然保持正常生长状态。
随着研究的不断深入，他们发现了man3及其介导的甘露糖的新功能，首次揭示了其在植物响应重金属镉胁迫过程中新的信号转导通路，这为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。成果自从在线发表在国际植物学知名学术期刊《新植物学家》后，获得了业界广泛瞩目。
科研活动是一个连贯的对自然、社会规律的探索过程，因而一项科研需要坚持以保证其延续性。曹树青表示，下一步，他打算深入挖掘植物响应重金属镉信号转导的分子调控机制，对植物响应其他重金属包括砷及铅等的分子调控机制进一步研究，争取将已获得的研究成果产业化。
拓展科研的广度
创新路上，中国科技正不断向各种高度、深度和广度延伸。“精度”既是科技创新的目标，也是丈量科技创新质量的标尺，“广度”则涵盖了科学研究领域的方方面面。严格意义上，曹树青的视野在生物科学，除了从事植物修复基因工程、植物抗逆分子生物学及食品生物技术等方面研究，他的科研视野也落在利用正向和反向遗传学途径上，他筛选鉴定多个与非生物胁迫相关的功能基因，初步阐明这些基因参与非生物胁迫响应调节的可能机理。
为什么会选择这方面的研究？缘于他对粮食安全的担忧。粮食安全是国家安全的物资基础，始终是关系到国计民生和国家安危的重要问题。在他看来，如何增强作物品种的抗逆性，还依然是目前我国农业生产上亟待解决的关键问题之一。在解决这个问题方面，利用转基因育种提高作物的耐寒和抗旱能力无疑具有重要的理论与经济意义。这项工作的关键在于对植物抗逆分子机理的认识及关键基因的发掘。
通过长期的钻研，曹树青探索出了一条比较有效的科研方法。他以模式植物拟南芥为材料，通过正向和反向遗传学途径，利用现代分子生物学技术和基因工程手段，筛选和克隆抗逆关键基因，阐明其功能，并用于作物抗逆分子遗传改良。这一研究可获得具有自主知识产权的新基因，不仅可以为作物抗逆遗传改良提供新的基因资源，而且对于揭示植物抗逆分子机理具有重要的理论意义。
科研育人，并行不悖
曹树青是一个忙碌的人，平时除了做科研，还在合肥工业大学作为教授、博士生导师带学生。在他的指导下，先后培养硕士和博士生30余人，一些学生已先后在国内外知名大学从事博士后研究和攻读博士学位。他指导过的优秀学生和研究团队更是不计其数。
水利工程的用途篇7
关键词：城市土地利用；演变趋势；人均GDp
中图分类号：F293文献标识码：a文章编号：1001-8409（2013）04-0076-04
一、引言
改革开放以来，我国城市土地利用快速扩张。1984～2010年，我国地级城市建成区总面积年均增长548%。特别是1994～2004年，年均增长率达到727%。同期，珠江三角洲地区城市建成区面积年均增长1646%，长三角地区年均增长911%，京津塘地区年均增长731%。
快速城市化进程中我国的城市土地利用形势日趋紧张。到2010年底，我国有城镇人口670亿。据估计，到2030年我国城镇人口比例将达到675%[1]，按联合国对中国人口的预测，今后20年间我国城镇还将吸纳人口275亿，平均每年净增1375万左右。城市人口的快速增长，在人多地少的国情和耕地政策约束下，城市土地利用越来越紧张。
因此，研究我国城市土地利用效率及其各项用途中所占比例的演变趋势，对于我国城市土地集约利用有重要意义。鉴于此，本文将以我国具备完整数据的226个地级城市数据为基础，重点分析我国城市经济增长与城市土地利用效率及城市土地各项用途分布的演变趋势。
二、文献回顾
最先考虑到城市土地利用问题的是韦伯提出的工业区位论。但韦伯的工业区位论主要集中于工业企业的布局选择上。伯吉斯、霍伊特、哈里斯和厄尔曼分别提出了同心圆模型、扇形模式和多核心模式。20世纪60年代，阿郎索[2]从家庭在平衡通勤成本和土地成本的基础上构建了现代城市区位模型。布吕克纳[3]和亨德森[4]将阿朗索模型中的距离参数改变为闲暇时间，认为城市土地利用的区位均衡是距离增加导致住房成本的减少被闲暇的减少所抵消。穆特（1969）和米尔斯[5]则认为家庭选址的最优区位是通勤距离增加导致的运输成本提高被相应的住房成本减少所抵消。20世纪末，对城市土地的利用主要集中于资本全球流动和产业全球转移情况下的城市土地利用空间结构演变[6]。
国内相关研究主要有三个方面。一是研究土地对城市经济增长的作用，如王爱民（2005）、李明月和胡竹枝（2005）等等。二是从土地利用结构方面探讨我国城市土地利用的合理性问题。如边学芳等人的研究结果表明，我国目前城市土地利用中工业用地比例过大，而道路、绿化用地比例过低[7]。郑新奇等人则通过计算基尼系数的方法来探讨我国城市土地利用的合理性问题[8]。三是针对土地瓶颈效应研究我国土地集约利用。董黎明和袁利平针对我国“房地产热”和“开发区热”圈占浪费土地的现象，研究认为我国城市只能走土地集约利用、提高城市土地使用效率的道路[9]。陈彦光和刘继生采集了北京、上海、广州等10个大城市1995年城市土地各项用途比例数据计算了信息熵和均衡度来研究城市土地利用向均衡状态的趋近问题[10]。赵鹏军和彭建（2001）、谭永忠（2003）、曹银贵（2008）等在构建城市土地集约利用评价指标体系方面进行了探索。
从以上文献回顾可见，国外对于城市土地利用问题的研究着重于从产业分布与通勤成本角度来研究城市土地利用模式。而国内对于城市土地利用问题的研究则更多侧重于城市土地投入对城市经济增长的贡献以及从单一类型、区域甚至是单个城市角度探讨城市土地的集约利用问题或构建城市土地集约利用评价指标。本文则从整体上探讨我国城市经济增长过程中的单位面积城市土地的人口承载力、投资密度、产值密度以及城市土地各项用途所占比例的演变趋势。
三、指标、数据来源与模型设定
1.我国城市土地利用分类
依据建设部1991年3月颁布实施的《城市用地分类与规划建设用地标准》，城市建成区土地各种用途类型主要包括居住、公共设施、工业、仓储、对外交通、道路广场、市政公用设施、绿地、特殊用地等9种类型。本文对以上9种用途进行了归类，分别是：将公共设施用地和市政公用设施用地加总当作城市公用设施建设用地，将道路广场用地和绿地用地加总当作城市广场绿地用地，将对外交通用地和仓储用地加总作为城市交通仓储用地，加上居住用地和工业用地，总共是5类。
2.本文的分析指标及数据来源
本文中所使用的数据主要来源于《中国城市统计年鉴》（1999～2011），《中国城市建设统计年报》（1998～2010）。本文将依照如下指标来探讨城市土地利用模式：
（1）城市人均用地=城市建成区面积/市区人口（平方千米/万人）。
（2）城市土地单位面积的产值=市区GDp/城市建成区面积（亿元/平方千米）。其中市区GDp均采用以1998年为基准的全国GDp平减指数进行校正得到的可比数据。
（3）城市土地单位面积的投资额=市区固定资产投资/城市建成区面积（亿元/平方千米）。其中市区固定资产投资均采用以1998年为基准的全国固定资产投资价格指数进行校正得到的可比数据。
（4）城市土地各种用途的比例。计算各个城市的各种用途土地所占的比例。
3.模型设定
本文统一以历年城市人均GDp（单位：万元）为自变量，分别衡量历年城市单位面积人口密度、投资密度、产值密度及5种城市土地用途所占比例随人均GDp的变化趋势。模型如下：
yti=αti+βtixt+εti（1）
其中yti代表t年（t=1998，1999，…，2010）城市单位面积人口密度、投资密度、产值密度及5种城市土地用途所占比例等变量，xt为t年各城市市区人均GDp，αti为常数项，βti为参数系数，εti为残差。
四、城市经济增长与我国城市土地利用效率演变趋势
对我国城市经济增长与城市土地利用效率演变趋势的分析主要从城市市区人均GDp与城市土地人口密度（万人/km2）、单位面积城市土地的GDp产值密度（亿元/km2）、单位面积城市土地的全社会固定资产投资密度（亿元/km2）之间的面板数据回归来进行。回归分析结果参见表1。
1.我国城市经济发展水平提高与城市土地人口密度
如表1所示，回归方程的常数均在1%显著性水平上显著。常数项结果表明，我国城市每平方千米土地上分布的人口大约为1万人，且上升趋势不明显。而从城市建成区土地人口密度对城市市区人均GDp的回归系数看，除1999年、2000年在5%显著性和2008年在1%显著性上体现出人口密度随人均GDp的升高而升高外，其他各年均不显著，表明我国城市经济发展水平提高对城市土地的人口承载力没有显著影响。由此可以认为，1998～2010年我国城市土地的人口承载力没有显著增强，城市经济发展水平提高对城市土地的人口承载力整体上没有显著影响。
2.我国城市经济增长与GDp产值密度演变趋势
表1中GDp产值密度对城市市区人均GDp的回归结果显示，常数项α除2002、2004和2006年不显著外，其他年份均在5%或1%显著性水平上显著。常数项α的回归结果表明，自1998～2009年，城市土地GDp产值密度不断上升，由1998年的05亿元/km2左右提高到2010年的179亿元/km2。回归系数β的符号为正且全部在1%显著性水平上显著，表明我国城市单位土地面积的产值密度随着经济发展水平的提高而上升。表中回归结果还显示，1998～2004年间的回归系数β不断提高，表明该时期内城市土地产值密度的差距随城市市区人均GDp的提高趋于扩大，而2005～2010年间的回归系数趋于下降则表明城市土地产值密度差距随人均GDp的提高而趋于减小。
3.我国城市经济增长与固定资产投资密度演变趋势
五、城市经济增长与我国城市土地各项用途分布演变趋势
1.我国城市经济增长与居住用地所占比例演变趋势
如表2所示，居住用地所占比例对城市市区人均GDp回归分析结果，常数项均在1%显著性水平上显著，回归系数则在2001年及之前不显著，2002年后均显著，且2006年后均在1%显著性水平上显著。从常数项α看，从1998年的3072上升到2010年的3418，表明居住用地在我国城市土地用途中所占比例越来越高。而参数系数β的符号全部为负且显著性越来越强，表明我国城市居住用地所占比例呈现出随城市经济发展水平提高而下降的趋势，且人均GDp每提高1万元，居住用地所占比例下降值在2003年之前越来越大，2004年之后则趋于减小。
2.我国城市经济增长与工业用地所占比例演变趋势
与居住用地所占比例日益提高的趋势相反，工业用地在我国城市土地用途中所占的比例则不断减少。如表2所示，回归结果常数均在1%显著性水平上显著，α的值从1998年的2462下降到2010年的1733。而回归系数β在2002年之前要么不显著要么仅在10%显著性水平上显著，2003年在5%显著性水平上显著，2004年之后均在1%显著性水平上显著。
3.我国城市经济增长与绿地广场用地所占比例演变趋势
如表3所示，绿地广场用地所占比例对城市市区人均GDp的回归分析结果，常数α从1998年的1663上升到2010年的高于2193，且均在1%显著性水平上显著，表明绿地广场用地在我国城市土地利用中所占的比例呈不断上升的趋势。而回归系数β的符号不规则，且显著性不确定，表明我国城市绿地和广场用地所占比例没有表现出随城市经济发展水平而变化的趋势。
4.我国城市经济增长与交通仓储用地所占比例演变趋势
如表3所示，交通仓储用地所占比例对城市市区人均GDp的回归分析结果，常数α均在1%显著性水平上显著，其值从1998年的11左右下降到2010年的796左右，表明交通仓储用地在我国城市土地利用中所占的比例呈不断下降的趋势。尽管回归系数β的符号除1998年外均为负号，但显著性较差，表明我国城市土地利用中交通仓储用地所占比例没有表现出随城市经济发展水平的提高而上升或下降的趋势。
5.我国城市经济增长与城市公用基础设施用地所占比例演变趋势
如表3所示，城市公用基础设施用地所占比例对城市市区人均GDp的回归分析结果，常数α均在1%显著性水平上显著，其值由1998年的146提高到了2001年的1628，但自2001年来没有表现出明显的上升或下降趋势。可以认为，我国城市土地利用中，公用基础设施用地所占比例基本保持在16%左右不变。回归系数β除2000年在5%显著性水平上显著外，其他年份均不显著，因此可以认为城市公用基础设施用地所占比例没有表现出随城市经济发展水平而变化的趋势。
六、结论及建议
研究结果表明：首先，从反映城市土地利用效率的指标来看，我国城市土地的人口承载力在1998～2010年间没有显著提高，城市经济发展水平提高同样对城市土地的人口承载力没有显著影响；我国城市单位土地面积的GDp密度不断上升，并明显表现出随经济发展水平（城市市区人均GDp）的提高而上升的趋势，且在1998～2004年间城市土地GDp密度的差距随城市市区GDp的提高趋于扩大，而2005～2010年间随人均GDp的提高而趋于减小；我国城市全社会固定资产投资强度随着时间的推移在不断提高，并明显表现出随着经济发展水平（城市市区人均GDp）的提高而上升的趋势，且同样表现出1998～2004年间投资密度的差距随城市市区人均GDp的提高趋于扩大，而2005～2010年间随人均GDp的提高而趋于减小。其次，从城市土地各项用途随城市经济发展水平的演变趋势看，居住用地所占比例在1998～2010年间不断提高，并在2002年之后体现出明显地随城市经济发展水平提高而减少的趋势；工业用地所占比例则不断下降，但在2002年之后表现出随城市经济发展水平的提高而增加的趋势；1998～2010年间，绿地广场用地所占比例不断上升、交通仓储用地所占比例不断下降，而城市公用基础设施用地所占比例大体维持不变。
基于本文研究结论，笔者提出以下政策建议：首先，我国城市土地的人口承载力没有得到显著提升，而且居住用地所占比例呈不断上升的趋势，这意味着在我国的城市化进程中，城市人口数量的增加将导致城市土地利用近乎等比例地增加。由此将对我国在快速城市化进程中日益紧张的土地利用问题带来更加严峻的挑战。因此，在我国城市化进程中提升城市土地的人口承载能力日益重要。其次，从城市土地的GDp密度、投资密度不断上升且随城市经济发展水平的提高而上升的趋势，以及工业用地所占比例不断下降的趋势表明，随着我国城市经济发展水平的不断提高，经济用途的城市土地（比如工业用地、对外交通和仓储用地）集约利用程度在不断上升。但与此同时，我国城市土地利用中，绿地广场所占比例不断增加，公共设施用地维持较高比例，意味着我国城市土地利用中非经济用途所占比例在不断增加。尽管这同时意味着城市的生活环境可能得到了改善，但从解决进城人员的非农就业问题角度看，应在保证城市生活环境不断得到改善的同时适当加强城市土地的经济用途。
参考文献：
[1]陈甬军，景普秋，陈爱民.中国城市化道路新论[m].商务印书馆，2009.369-372.
[2]威廉·阿朗索.区位和土地利用—地租的一般理论[m].梁进社等译.商务印书馆，2007.
[3]Brueckner，JanK.ResidentialSuccessionandLand-useDynamicsinaVintagemodelofUrbanHousing[J].RegionalScienceandUrbaneconomics，elsevier，1980，10（2）：225-240.
[4]HendersonJ.Vernon.economictheoryandtheCities[m].Secondedition.orlando，FL：academicpress，1985.
[5]eS米尔斯.区域和城市经济学手册（第二卷：城市经济学）[m].郝寿义等译.经济科学出版社，2003.18-22.
[6]edwardLGlaeser&mattheweKahn.DecentralizedemploymentandthetransformationoftheamericanCity[Z].nBeRworkingpaper，2001.8117.
[7]边学芳，吴群，刘玮娜.城市化与中国城市土地利用结构的相关分析[J].资源科学，2005，27（3）：73-78.
[8]郑新奇，孙元军，付梅臣，等.中国城镇建设用地结构合理性分析方法研究[J].中国土地科学，2008，22（5）：4-10.
[9]董黎明，袁利平.集约利用土地—21世纪中国城市土地利用的重要方向[J].中国土地科学，2000，14（5）：6-8.
水利工程的用途篇8
关键词:污水资源化污水回用污水资源化战略
中图分类号:X22文献标识码:a文章编号:1007-3973(2010)05-107-02
1城市污水资源化内涵
城市污水资源化又称污水回用,是将污水进行净化处理后,进行直接或间接地回用,使之成为城市水资源的一个组成部分,这样既可消除水环境污染,又可促进生态的良性循环。(翁焕新,1998)
城市污水回用作为缓解水资源紧缺,保护生态环境实现污水资源化的有效途径,根据目前城市污水回用技术的发展情况,城市污水回用的途径主要包括农业回用、工业回用、市政回川、娱乐景观水体回用等。
2中国城市污水资源化概况
中国是世界上严重缺水的国家之一,人均水资源量仅为世界人均水量的四分之一。同时,各大城市还面临水环境污染的形势。水资源紧缺已成为制约城市社会经济发展的关键因素。城市污水资源化是解决水资源短缺的重要措施之一。据统计,我国的600余座城市,有300余座缺水量达到60*108m3/年,因缺水而减少的工业产值估计为1200亿元/年。由于我国污水处理工作起步较晚,污水资源化也是在近几年才受到广泛重视,经验较少。目前我国再生水的用途主要为市政杂用、工业、农业、环境娱乐和补充水源水等。虽然污水资源化单项处理技术己趋于成熟化,但如何根据我国国情,运用随着科技进步不断出现的新技术、新工艺,合理地组合单项处理技术,在最为经济的条件下达到回用水水质要求,使污水资源化的技术更加合理、经济,仍有许多技术问题有待进一步研究。直接回用和间接回用是城市污水资源化的两种途径。(1)直接回用,是指人们有意识地、有计划地将经适当处理的城市污水直接回用于需水部门。(2)间接回用,是从受生活污水或工业污水污染的地表水源或地下水源取水供给各类用户使用属间接水回用,是目前世界各地最普遍采用的水回用方式。城市污水的直接回用由再生水厂通过输水管道,或其它输水设施直接送给用户使用;间接回用则由二级污水处理厂,或者再生水厂将处理后的出水直接排入水体,由用户再从水体中使用。直接回用有三种通用的模式:1)再生水厂系统敷设再生供水管网,与城市供水管网一起形成双供水系统。一部分专供工业低质用水使用,另一部分专供城市绿化和景点使用;2)由再生水厂敷设专用管道供大厂使用。这种方式用途单一,比较实用;3)大型公共建筑和住宅楼群的污水,就地处理、回收、循环再用。间接回用方式可以分为有意图间接回用和无意图间接回用。有意图间接回用是有计划地将再生水和新鲜水混合后再使用,这就取决于时间和空间的安全保证。再生水从排入水体到被利用的时间滞后,以及混合后的物理化学净化作用,使再生水在自然生态系统中获得进一步的净化。
3污水资源化过程中存在的问题
目前我国的城市污水资源化利用取得了一些进展,但与发达国家相比,我国污水资源化无论在规模上还是涉及的领域上都存在着较大的差距,我国的污水资源化仍然有许多问题需要解决:
3.1城市污水处理率较低
城市污水处理率偏低,是影响我国污水资源化全面启动的直接原因。2000年,我国城市污水每日排放量约位1.0109m,而污水处理率却只有20%～30%。同时,对于城市污水,我国目前的工作重点仍然是治理污染,而污水回用工程的建设投资要比污水处理工程大,所以我国许多地方很难给予污水资源化足够的重视和经济支持。因此尽快提高城市污水处理率,加速经济建设步伐,是推动污水资源化全面推广的前提。
3.2污水处理厂选址存在问题
许多城市污水处理厂为了防止水域污染,多在城市水域的下游建立,远离市区,污水收集管网较长,造成长距离输送,没有考虑日后再生利用的发展需要。所以,缺水城市应以再生水利用为目标,优化调整污水处理设施的布局规划。
3.3城市排水管网建设不合理
各地对城市污水的处理考虑较多的是排水管网终端的集中式处理,而对于污水流经整个城市的过程却缺少控制,尤其是在城市排水系统不健全的地区,致使一些分布于城区的沟渠水体倍受污染,日久天长这些水体也就成了名副其实的“臭水”。现在一些有条件的地区采取了“截污、清淤、引水”等治理措施,使水体在感官上有了很大的改善,但同时也破坏了水体的自净体系和功能,使水体抵抗外界污染的能力减弱。由于我国的城市排水管网较多采用的仍然是合流制管道,雨季时大量污水随雨水从截污干管的溢流井排入水体,而造成严重的污染。
3.4污水资源化技术落后
我国城市污水再生利用技术和设备的开发难以满足快速增长的再生利用工程建设和运行管理的需求,城市污水再生利用技术缺乏集成化、综合整合、产业化和工程化,需要对已有技术不断改进和更新,加强新工艺、新流程、新技术和设备产品的研究、开发和推广应用,并注重示范性工程的研究和建设。着重解决城市污水再生利用于农业、生态、市政和工业中的水质净化技术、水质稳定技术、水质保障技术、安全用水技术、工程技术、运行管理技术和成套技术设备问题。(摘自《中国建设信息-水工业市场》)
4新时期城市污水资源化战略
4.1建立和完善必要的政策法规,推进城市污水资源化
强城市污水再生利用法制建设和行政管理。城市应依据国家有关法律,研究制定促进城市污水资源化工程建设与运营的相关法规,引入竞争机制,建立多元化投资体制,推进市场化运营,提高效率,降低成本,促进再生水利用的发展。逐步建立合理的水价体系和用水结构,引导用水单位积极利用再生水,同时强制部分行业使用再生水。再生水定价以成本补偿及微利为基本原则,工业和非公益用水允许适度盈利。加快城市污水再生利用的综合研究,鼓励原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,发展具有自主知识产权的再生水利用技术和产品,进一步完善工程建设标准和技术规范,为促进再生水利用提供全面支撑。
4.2正确进行城市污水处理厂的规划和设计
城市供水和排水专项规划中应包含城市污水再生利用规划,根据再生水水源、潜在用户地理分布、水质水量要求和输配水方式,经综合技术经济比较,合理确定污水再生利用设施的规模、用水途径、布局及建设方式;城市污水再生利用设施的规划建设应遵循统一规划、分期实施,集中利用为主、分散利用为辅,优水优用、分质供水,注重实效、就近利用的指导原则,积极稳妥地发展再生水用户、扩大再生水应用范围。确定再生水利用途径时,宜优先选择用水量大、水质要求相对不高、技术可行、综合成本低、经济和社会效益显著的用水途径。城市污水再生利用系统,包括集中型系统、就地(小区)型系统和建筑中水系统,应因地制宜,灵活应用。
4.3保障城市污水资源化的安全性
在污水资源化利用的过程中,要特别注重加强水质监测和设施维护,建立应急预案,保障供水安全。首先是卫生安全,如果要回用到工业,要保证工业品的卫生质量、工业用水系统的卫生质量。如果要补给饮用水源则更要注意饮用水源的安全性。制定再生水回用水质的标准,包括物理学标准、化学标准、生物学标准。加强对工业废水排放进城市下水道的水质控制,要特别注意含有重金属的废水和含有持久性有机污染物的废水,传统的污水处理工艺不可能去除这些持久的有机物。
5结论
长期以来,我国城市发展主要沿用大量消耗资源和粗放经营为特征的模式,造成了环境污染和生态的破坏,成为制约社会发展的重要因素。当务之急是,加快城市污水处理设施建设的步伐,加快污水收集管网配套能力,为污水资源化创造必要的条件。规划建设污水处理设施,要以实现污水综合利用为目标,同步规划和建设污水再生利用设施。合理确定污水处理厂的规划布局、处理规模和工艺方案,促进污水处理和资源化利用的协同发展。
参考文献:
[1]李丹.沈阳市城市污水资源化研究[D].辽宁:沈阳农业大学,2005.
[2]张韵.北京城市污水资源化技术研究[D].北京:北京工业大学,2004.
水利工程的用途篇9
关键词：赤泥；水泥；建筑材料；建坝；玻璃
前言：赤泥是一种具有污染性的废渣，每年我国制铝工业排放600万吨的赤泥[1]。露天湿法堆存、干法堆存是我国经常使用的两种处理赤泥的方法，这两种方法不仅占地面积广还会污染土地和水源，造成环境污染。为了促进制铝工业的可持续发展，以及降低赤泥对环境的污染，现在世界各国都高度重视对赤泥的综合利用以及回收。由于赤泥成分和性质的多样性，因此处理方法也是多样的。但我国对赤泥的综合利用主要是通过四种途径：第一种途径是回收有价金属元素；第二种途径是制备吸附材料用于废气和废水处；第三种途径是修复污染土壤；第四种途径是生产建筑材料，这种方法是最有效利用赤泥的方法。
1.对赤泥的介绍
赤泥的化学成分及矿物质的组成有多种因素决定，如原矿品位、生产方法、技术水平等[2]，另外赤泥的堆积时间也会影响到赤泥的化学成，因为赤泥长期堆积，将会与空气中的水分、氧气充分接触使之发生化学反应，使赤泥中化学成分变质或者使赤泥中的一些成分流失。凝聚体、集粒体、团聚体三级结构构成了赤泥的孔架状结构，形成凝聚体、集粒体、团聚体空隙，使赤泥的比表面积较大，并且具有较大的相差和变化幅度，使赤泥的压缩性较高、抗剪强度较低。在高温条件下，熟料将会生成不溶性矿物，形成赤泥中的矿物质，方解石、赤铁矿、针铁矿、β-硅酸二钙等硅酸盐和硅铝酸盐以及原矿中没有反应的矿物是组成赤泥矿物质的主要成分。
2.赤泥在建筑材料中的应用
赤泥中含有大量的β-硅酸二钙和无定形硅铝酸盐，此类物质具有一定的水硬性，赤泥中的化学成分可以激发粉煤灰和矿渣的活性，使赤泥具有一定的凝固性能。赤泥所具有的凝固性质能达到建筑材料力学性能的要求。以下介绍了赤泥在建筑材料中的六种应用。第一种是利用赤泥建坝。我国早期处理赤泥的主要方式是利用赤泥建坝，这样可以降低堆场建设费用并且工艺简单。赤泥的化学成分中还有水硬性成分如硅酸二钙，除了具有固化能力外，还可以与其它物质进行反应，使固化能力增强。张华英等人[3]研究表明，在一定的促凝剂和胶凝剂的作用下，赤泥可以达到建坝所要求的力学性能。赤泥通过干燥和固化过程可以达到建坝时所需的机械强度，同时还能产生抗渗能力。乔英卉[4]等人研究表明，用混合赤泥所建的坝具有较高的抗渗性，与用粘土所建的坝相比，具有更高或者超过粘土坝的抗剪切强度。第二种是利用赤泥做路基材料。赤泥具有优秀的固化性质和价格低廉等优点，因此经常被用做路基材料。赤泥经常与煤灰混合使用来做路基材料，因为赤泥的碱性可以激活煤灰，并且可以降低筑路的成本费用，降低环境的污染。齐建召[5]等人研究表明，赤泥、粉煤灰、石灰的最佳质量比例为80∶10∶10时，可以满足高等级公路所要求路基材料强度，且高于传统半刚性基层回弹模量标准范围，使路基的冻稳定性和干缩、温缩性都非常好。第三种是利用赤泥生产水泥。主要通过两种途径用赤泥生产水泥，第一种途径是通过烧结赤泥法生产普通硅酸盐水泥。在矿物组成上，烧结法赤泥与硅酸盐水泥类似，与适量的石灰石、砂岩等混合可制备出水泥生料[6]。水泥的主要物相之一是β-硅酸二钙，赤泥的化学成分中含有大量的此物质，在生产水泥熟料过程中起晶种的作用。在制备水泥的过程中，添加赤泥，可以降低能耗，使水泥的强度以及抗硫酸盐侵蚀能力得到提高。但是由于赤泥的含碱量较高，将对水泥的性能产生不利的影响，因此不能使用太多的赤泥，因此需要对赤泥进行脱碱处理，此工艺比较麻烦，限制了在水泥中的应用。第二种途径是固化赤泥法生产碱矿渣赤泥水泥。通过大量的实验研究表明，向碱矿渣水泥中加入赤泥，具有三种优点：第一种优点是赤泥含有一定的碱，能在一定程度上激发矿渣的活性时减少碱的用量；第二种优点是赤泥能解决碱矿渣水泥在水硬过程中的强度倒缩；第三种优点是赤泥中含有β-硅酸二钙等水硬性物质对水泥的硬化强度有一定的贡献。第四种是利用赤泥生产各种砖。利用赤泥可以生产四种类型的砖：第一类型是赤泥粉煤灰免烧砖；第二种是赤泥粉煤灰烧结砖。由于赤泥具有粒度细、质地软，塑性较强等特点，与黏土的物理性质相似，可以替换粘土用于烧结砖；第三种类型是用赤泥生产黑色颗粒料装饰砖；第四种类型是利用赤泥生产陶瓷釉面砖；第五种是利用赤泥生产微晶玻璃。利用赤泥可以生产三种类型的微晶玻璃：第一种类型是赤泥透辉石相微晶玻璃。国内很早就有关于利用赤泥制备微晶玻璃，此类玻璃的耐磨较高，耐腐蚀性较高并且机械强度也非常好；第二种类型是赤泥钙铝榴石晶相微晶玻璃。此类玻璃具有优良的物理性质，具有较大的密度和显微硬度，极小的显气孔率和吸水率，性能要高于普通微晶玻璃；第三种类型是赤泥-粉煤灰微晶玻璃。第六种是利用赤泥生产琉璃瓦。
水利工程的用途篇10
关键词城市节水；工业节水；生活节水
中图分类号[tV-9]文献标识码a文章编号1674-6708（2013）90-0040-02
0引言
虽然我国水资源总量排在世界第四，但人均拥有量只排在109位，仅为世界人均值的四分之一。我国有300多个城市缺水，其中108个城市严重缺水。随着经济的快速发展，城镇化逐渐升高，城市供水的任务日益艰巨，供需水量不平衡的矛盾越来越突出。针对这一现状，近年来，国家大力提倡节水型社会，号召各行业爱水节水，规范用水准则，落实推动切实可行节水方案，城市节水取得明显成效。本文对城市节水途径和方法进行探讨并以济南市节水规划为例进行分析。
1城市工业节水
我国工业化进程在“十二五”期间将继续保持飞速发展势头，这意味着对水质和水量的要求都将提高。合理有效的利用工业用水是缓解水量紧张最有效的方法[1，2]。
1.1循环冷却水
工业冷却水占工业生产用水总量的70%～80%，合理利用冷却水将大大提高工业用水的效率，从根本上实现节水。节约工业用水的方法有很多，最有效的是循环利用冷却水。发达国家对于冷却水的利用率比较高，可以达到75%左右，我国对冷却水利用率低，只有30%～40%。采用合理的节水途径和方法，我国冷却水利用率提高还有很大空间，可以考虑采取以下几种方法提高循环冷却水利用率。
1.1.1直流水系统改进成循环冷却水系统
循环冷却水系统将系统产生的废水，经适当处理后重复使用，不补充或少量补充新鲜水，不排放或少排放废水，提高了水量利用率的同时减少能量损耗，提高了热交换装置的热利用效率，避免了热污染。
1.1.2选用高效的冷却构筑物
冷却构筑物类型的选取关系到整个冷却系统的费用，节水效率，成本控制和环境保护等多方面的问题。应该根据生产工艺和地理条件因地制宜的选取最优的冷却构筑物。例如，火电厂的冷却塔通常做成双曲线形。这是因为双曲线设计使构筑物底部有最大的圆周，使冷空气最大限度地进入冷却塔，冷空气到达最细部位时，接触热水，由于管径变小，空气流速加快，快速带走热水中的热量。此外，由于管径变小，冷空气的体积也受到压缩，故压力也增大，流体的含热能力也随之增加，于是在细腰部冷空气可以最大限度的吸收热水的热量从而使热水冷却。到了最上部，管径再次扩大，已携带了大量热量的空气由于流速减慢，压力减小，将所含的热量最大程度释放。
1.1.3采用密闭式循环冷却水系统
密闭式循环冷却水系统中的循环水经由泵输送到水冷器中，冷却热工艺介质，冷却水的热水通过二次换热，在另外的换热器，或称二次冷却器中被其他介质间接冷却变为冷水再返回循环系统使用。封闭式循环冷却水系统采用封闭式冷却设备，循环水在管中流动，管外通常用风散热，不影响循环水水质。密闭式冷却水系统可以大幅度提高水利用率[3]。
1.2工艺节水
通过改革生产方法，优化生产工艺，提升生产设备的方式达到节水的目的工艺称为工艺节水。工艺节水可以从根源上减少用水量，降低能源消耗，同时可以将相应的环境污染控制在环境容量可以接受的范围内。在水资源极其宝贵的今天，工艺节水将会越来越受到重视[4]。
1.2.1工艺改进节水
生产过程中合理的工艺改进可以使用水量有效减少。太原平板玻璃厂通过改造氮气净化器保温外套，年节水10万吨。部分发电厂通过采用静电除尘和干粉回收系统去除粉尘，替代传统的用水除尘办法，成功节约了用水量。工业上产上具有节水作用的工艺还有很多，节水型印染工艺通过低给液染整、冷轧堆工艺、泡沫染整、微博染色等工艺提高水利用率。节水型制革生产工艺通过转鼓快进工艺、酶脱毛工艺、常温少浴染色工艺等提高节约用水。
1.2.2洗涤过程节水
在工业生产过程中要对零件进行洗涤以达到生产要求。有时为了生产质量需对零件进行重复洗涤，增加了用水量。从水量重复利用角度，洗涤方式通常有两种，可重复洗涤方式和不可重复洗涤方式。前者指在洗涤完一批零件后不排放，收集起来再进行下一次洗涤，当收集到一定量的水后进行适当处理排放。后者指一次洗涤完毕直接排放。显然，重复利用的洗涤方式更加节水环保。
2城市生活节水
城市生活用水包括居民用水，公共建筑用水，市政用水，景观园林浇灌用水和消防用水等。城市生活用水与居民生活与利益密切相关，与城市工业用水不同，生活用水有自己的特点：用水过程属于私人行为；水价相对便宜，没有从经济上引起百姓的重视；生活用水随季节等因素变化具有随机性，难以把握，只能宏观调控。实现城市生活节水可以从观念上对市民进行教育，加强普及节水观念。此外，充分发挥水费标准这一经济杠杆的核心作用，把节水和人民生活经济利益直接挂钩，强化节水意识。大力发展回用水和节水器具的推广应用也是城市生活节水有效的举措[5]。
2.1发展回用水
提高城市水资源利用效率的一个有效方法是污水回用。污水回用还可以增加经济效益，减轻环境污染和水处理设施负荷。与长距离管线引水的投资费用相比，污水回用改造所需的投资和维护费用将减少开支。排污收费和回用水带来的经济收益可以用于污水处理工艺的改进和升级，在减轻环境污染和保护水源水安全的前提下，增加财政收入。
2.2推广应用节水器具
节水器具可以有效提高水利用效果，减少甚至避免水浪费的现象。开发并推广应用节水器具在生活节水方面有重要的作用。有报道指出，家庭用水的40%～50%用于便器和淋浴用水。由于渗漏和不良用水习惯导致的水浪费现象比较严重。采用节水型便器和喷头可以减少水量浪费，缓解用水压力。节水器具还能减少城市生活污水排放，将水体污染和处理成本控制在最低范围内。针对水源不足和污水处理量日渐增大的难题，纽约市为市民发放补贴，鼓励市民更换节水型便器。经过3年时间的推广，共更换大涌水量便器130万套，节水量34万吨/天，相当于纽约全市用水的7%。节水器具的推广和应用将带来巨大的社会和经济利益。
2.3宣传教育强化节水意识
节水宣传教育可以强化群众节水观念，改善不良用水习惯，具有不同于节水的技术手段、经济手段的特殊管理作用。节水宣传教育可以潜移默化的影响改变居民用水习惯，从根本上减少用水浪费。
3济南市“十二五”节水规划
根据济南市经济发展和人民生活水平提高对城市节水的要求，济南市规划在“十二五”期间从工业节水、生活节水和管网漏失控制三个方面全面进行城市节水[6]。
3.1工业节水
工业用水是济南市用水大户和污染大户，从优化工艺角度出发，结合环境保护和节水节能，升级改造产品以实现全面节水的目标。济南市高耗水的工业主要集中在钢铁行业、火力发电、石油化工和啤酒行业。“十二五”期间拟针对该类行业积极推广节水工艺改造。
针对火电厂，对现有300mw机组循环水系统进行改造。把换热系统的铜管换成不锈钢管，并采用水质净化三场的再生水作为循环冷却水，该项改造可使单位发电量取水量降至25立方米/万千瓦时；石油化工行业通过节水型炼油生产工艺与设备的改造，提高冷却水浓缩倍数，采用市政再生水、雨水等非传统水源，提高锅炉蒸汽水会用率等方法实现节水；在钢铁工业方面，计划提高济钢综合污水厂的消化能力，实现生产生活地下水“零”提取和“零污染排放”，吨钢取水量到2015年达到3.0m3；啤酒工业主要集中在青岛啤酒济南有限公司，该单位将把工作重点放在提高用水重复利用上，进一步提高行业用水水平，拟计划到2015年单位产品取水量降低到4.7立方米/千升。
3.2生活节水
济南市在“十二五”期间对生活节水的目标是推广节水型器具，加大利用非传统水源，推行实施阶梯水价，加强特种行业水资源管理。
3.3管网漏失控制
管网漏失是水量浪费的重要来源，加强检漏，严格管理是降低管网漏失切实可行的办法。具体的措施有：加强供水管网管理，采用流量计、水表等定量设备，完善管理制度；加强管网检漏，通过压力控制，流量控制及时发现漏水事故，及时上报及时解决；供水设施改造，“十二五”期间，济南市拟扩建4座加压站并对400余座二次加压设备进行改造。
4结论
随着经济发飞速发展，城市需水量不断增大。实现城市节水是缓解供水不平衡最有效可行的办法。只要注重管理，因地制宜改造升级节水工艺，城市节水的前途是非常光明的。
参考文献
[1]李欣，郭合军.城市节水面临问题与节水途径[J].黑龙江水利科技，2012（40）.
[2]郑亚娟.浅析城市节水及其途径[J].水利工程，2012（6）.
[3]李晓燕.浅析工业节水途径[J].山西建筑，2005，31（8）.
[4]严力云，沈丹.强化城市节水管理工作的探讨[J].城镇供水，2011.