水利水电工程研究生方向篇1
一水利工程专业学位研究生校企联合培养方案
水利水电学院水利工程专业以实际应用和职业需求为导向，将专业基础知识、应用技术和分析解决问题的先进方法和能力培养进行有机结合，同时基于水利工程领域对高层次应用型人才的需求现状，建立针对性强、知识结构完整、课时配置合理、理论学习与实践锻炼紧密结合的课程体系。在课程设置时充分考虑与水利工程相关的职业资格认证体系相联系，提高所培养研究生在本行业相关职业资格认证中的优势；同时将专业学位研究生的中期考核与西安理工大学研究生学术年会有机结合，不仅考核研究生课程学习情况和论文研究进展情况，同时锻炼学生语言表达和交流能力。
同时，根据学校与行业联系紧密的特点，发挥校友纽带作用，依托校友关系在青海、新疆、甘肃、宁夏、陕西、黑龙江等地的国有大中型企业已建立实践基地有19个，其中西北水电勘测设计院、中国水电第三工程局、中国水电第十五工程局、陕西省水利电力勘测设计院、黄河上游水电开发公司、黄河上中游管理局等西北大型企业更是与水利水电学院签订联合培养研究生的协议，并设立了研究生实践基地。同时学校投入大笔资金建设实验室及完善实践基地，各大型企业均有配套资金用于实践基地建设与完善。
为了更好地推行本培养模式，水利水电学院不仅在硬件上进行改革，在软件配套上同样极为重视。学院秉承知识结构、年龄结构、学历结构合理的原则，为培养研究生建立了一支校企联合，以名师、专家为主体的实力雄厚的培养团队。同时学院还投入大笔资金用于为专业学位研究生开展专家讲座、学术论坛，进而为研究生学习创造良好的学术氛围，同时鼓励学生多与企业联系，积极参与企业实践，并向参加企业实践的学生每个月发放一定额度生活补助。
同时为确保校外导师培养质量，水利水电学院还制订了严格的校外导师遴选制度，要求校外导师需由经单位推荐、全日制专业学位研究生本人认可的人员担任，同时要求具有大学本科及以上学历，业务水平高、责任心强、极为了解本工程领域前沿发展状况且具有副高级专业技术职称，年龄不超过55岁；掌握本专业学位领域坚实的基础理论和系统的专业知识，教学或实践经验丰富，具有解决所属专业学位领域实际问题的能力，有独立指导硕士生进行实践活动和论文写作的能力。校外导师负责制定论文研究计划，检查论文进展情况，作好全日制专业学位研究生的思想工作，督促论文工作进度计划的按期完成，保证3次进度报告的考核与检查。双导师应加强联系与沟通，为专业学位研究生顺利完成学业负责。
在整个全日制专业学位研究生的培养过程中，校外导师主要负责全日制专业学位研究生在工程技术实践与工程管理实践活动中应用所学知识能力的培养与指导，以及论文选题与学位论文实践部分的指导等。校外导师应经常交流指导情况，使全日制专业学位研究生的理论知识与实际应用能力不断提高。为确保研究生培养质量，每名校外导师须与我校一名导师合作共同指导，不可独立指导全日制专业学位研究生。
二水利工程专业学位研究生校企联合培养的成果
1研究生培养质量稳步提高
在推行校企联合培养模式的几年时间内，已毕业研究生在各自单位发挥了重要作用，涌现出一批大中型企业的董事长、经理、企业的总工等，在各自的工作岗位上发挥了重要作用，对企业的技术进步、企业的发展做出了重要贡献，如我校毕业的工程硕士夏忠，是全国首届“做出突出贡献的工程硕士学位获得者”，获得全国“五一”劳动奖章；端木礼明作为河南黄河河务局总工，主持南水北调中线工程多个专题和项目。
2产生学校其他学科探索校企联合培养的联动效应
继水利水电学院水利工程专业推行校企联合培养模式取得一定成效之后，学校其他专业亦纷纷推出适宜自己专业的校企联合模式，电气工程、工商管理硕士还被选作为校专业学位研究生教育综合改革试点学科，电气工程学科与西安宝德自动化有限公司签署了联合培养专业学位研究生协议，并设立了研究生实践基地，同时设立每年10万元研究生创新基金，用于专业学位研究生实践创新。由此可以看出，这一新型模式的推出，在学校内产生了较好影响。
3推动学术型研究生培养目标与培养模式改革
由于学术型研究生与专业型研究生培养目标不同，就业方向不同，因此，在强化专业学位研究生教育改革的同时，必须改革学术型研究生培养机制，提升学术型研究生理论与方法创新能力。由于本专业用于创新，结合严格、缜密的培养方案，我校水利工程（本、硕、博）入选国家首批卓越工程师培养计划，进一步促进提升了水利工程专业学位研究生的培养水平。
4促进同行业专业学位研究生教育的改革
2011年11月，召开了由水利工程领域工程硕士教育协作组承办的全国水利工程领域工程硕士培养工作研讨会，会议就“全面推进工程硕士培养工作，切实提高工程硕士培养质量”进行了探讨，我校做了大会主题发言“水利工程专业学位研究生教育综合改革探讨”，与兄弟院校交流综合改革经验，反响较好。
三水利工程专业学位研究生校企联合培养的主要体会
1以实际应用和行业需求为导向，优化了培养方案
根据行业对人才知识与能力的需求，优化培养方案，制定面向企业的课程体系；根据工程技术难题，确定论文选题；采取校企联合指导小组模式，指导学生开展研究工作；论文采取企业和高校双盲审制度，保证培养质量。
2以实践教学为主线，构建了校企联合的订单式培养模式
以人才需求和科技合作为基础，以订单式培养为着力点，构建校企联合培养模式，建立校企联合培养机制，实现校企双赢。一方面解决了学生就业难的问题，另一方面为企业人才引进提供了便利。
3以能力素质提高为核心，改革专业学位研究生培养方式
以企业需求为导向，以订单式培养为主线，在招生中，实行双向选择，校企联合考核能力，订单式招生；在理论实践与教学过程中，实行模块式培养，半年在学校学习基础理论与专业知识，半年在企业、实验室和实践基地完成实践环节；在论文研究阶段，一年时间在企业完成论文工作；毕业后订单企业审核并就业。
西安理工大学在水利工程专业学位人才培养过程中，形成了“严谨的治学作风，严肃的教学态度，严格的培养管理”的优良传统；我们将不断加强研究生专业学位教育综合改革与实践，依托学校学科和企业优势，构筑高水平的办学平台，实施校企联合订单式培养模式，注重基础，强化实践，致力于培养扎根西北、敢为人先的专业学位研究生。
四关于水利工程专业学位研究生校企联合培养的思考和建议
我校水利水电学院的这次创新性研究培养模式改革，根据行业对人才知识与能力的需求，并进而优化培养方案，制定面向企业的课程体系；同时根据工程技术中存在的难题，确定论文选题，采取校企联合指导小组模式，指导学生开展论文研究工作，构建校企联合培养模式，建立校企联合培养机制，实现了校企双赢。
研究生经过校企联合培养模式的培训具有了就业竞争能力，但由于国家近年来本科生、研究生的招生数量逐年增大，因此就业时本校学生之间竞争也非常激烈。为缓解研究生就业压力，可以考虑订单式培养模式。在招生中，实行双向选择，校企联合考核能力，订单式招生；在理论实践与教学过程中，实行模块式培养，半年在学校学习基础理论与专业知识，半年在企业、实验室和实践基地完成实践环节；在论文研究阶段，一年时间在企业完成论文工作；毕业后订单企业审核并就业。一方面解决了企事业单位人力资源问题，另一方面缓解了学生就业压力，再次有效实现企业双赢。
同时应进一步加大对全日制联合培养学位研究生实践单位的政策或资金支持力度，并尽快出合培养专业学位研究生学位论文质量标准及考核方法，进一步提升研究生培养质量。
参考文献
[1]王钰，康妮，刘惠琴.清华大学全日制工程硕士培养的探索与实践[J].学位与研究生教育，2010（2）：5-7.
[2]虞翔，汪信，张建宇，夏欢.全日制工程硕士专业学位研究生培养机制的改革和探索[J].常州工学院学报，2011（24）：4-77.
[3]崔杰.校企联合培养工程硕士研究生的几点思考[J].化工高等教育，2006（88）：15-20.
[4]张春华，孙鹏江.研究生、大学生就业指导[m].天津：天津大学出版社，2000.19-20，45.
水利水电工程研究生方向篇2
关键词：量测技术；仪器设备；水工模型试验；
前言
为适应水利事业的发展形势，从事水利工程模型试验量测技术的工程技术人员和研究工作者从深度和广度两个方面开展了大量的工作，通过多种测试技术的集成和整合解决复杂的工程技术难题，并紧密结合实际研究开发新仪器和新技术，为水利工程建设、水利工程管理和基础研究等提供新技术、新仪器、新设备和先进的自动化管理系统，为我国水利、水电、水运事业的重大基础研究、高技术发展和社会公益研究提供可靠的科学依据，为我国国民经济的可持续发展提供强有力的支撑，本文在此谈了谈自己的一些看法。
一、模型试验概况分析
我国大多数河流因种种原因尚缺乏完全彻底的治理，山区河流水情复杂，平原河道河势不稳，冲淤变化剧烈，水流含沙量较大。因此，全面规划、综合治理、合理开发、统一管理是现代水利工程的重要研究内容，大量的实际工程与理论问题急需进行专题研究。例如，航道整治与河流水资源综合开发利用的关系、不同类型河道整治原则、整治技术参数与方案措施的确定、各类整治建筑物的绕流、冲刷及其稳定性、新型整治工程技术的开发、河口海岸防洪与水土资源综合开发利用、海岸风暴潮灾害防治对策等课题都迫切需要进行科学研究。
二、模型试验量测技术和仪器设备分析
1、模型试验基础设施和专用设备有试验厅、供水系统、供电与接地系统、生潮系统、生波系统、波浪水槽和水池等。
2、模型试验流速测量的仪器设备主要有：毕托管流速仪、旋浆流速仪（电阻式旋浆传感器、电感式旋浆传感器、光电式旋浆传感器、光电式旋浆流速仪、LGY―Ⅱ型智能流速仪、LGY―Ⅲ型多功能智能流速仪等）、旋桨流速流向仪（旋浆式流速流向仪、CSY―Ⅲ型流速流向仪）、热阻式流速仪（热阻式流速仪、热线流速仪）、电磁流速仪（Vm-801Ha型电磁流速仪、p-emS电磁流速仪、FLo-mate2000型电磁流速仪）、声学多普勒流速仪、激光流速仪、粒子图像测速系统（VDmS流场实时测量系统、pow-eRView立体piV系统）等。
3、模型试验流量测量的仪器设备主要有：量水堰（三角堰、矩形堰、复式堰）、压差式流量计（文杜里水计、LGB型标准孔板管道流量计、托巴管流量计）、V锥流量计、浮子流量计、电磁流量计（iFm型系列和K300型系列电磁流量计、LDG型电磁流量计、LD型系列电磁流量计、e-made型电磁流量计）、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计（1010系列时差式超声波流量计、ZCL-1系列智能超声波流量计、Sp-2系列智能超声波流量计、tDS-100型超声波流量计、aDFm声学多普勒流量计）、其它流量计（容积式水量计、tSK
档板式流量计、水量计时器、DSJ系列电脑水量计）等。
4、模型试验水位与波高测量的仪器设备主要有：水位测针、水位仪（跟踪式水位仪、探测式水位仪、振动式水位仪、光栅式水位仪）、波高仪和波高测量系统（电阻式波高仪、电容式波高仪、计算机波高测量系统）、水位计（压力式水位计、wYG-Ⅱ型水位采集系统、wL400压力式水位计、超声水位计、awmS16型超声水位测量系统、其它水位计）等。
5、模型试验含沙量和泥沙颗粒级配测量的仪器设备主要有：含沙量测量（烘干称重法、比重瓶法、光电测沙仪、CYS―Ⅲ型智能测沙颗分仪、红外光电测沙仪、同位素测沙仪、激光测沙仪、其它测沙仪）、泥沙颗粒级配测量（光电颗分仪、声波震动式粒度仪、离心沉降式颗分仪、激光粒度仪、LS―Cwm型激光粒度仪、mastersizer2000激光粒度分析仪）等。
6、模型试验压力测量的仪器和传感器主要有：压力传感器（应变片式压力传感器、压电式压力传感器、总力传感器）、计算机压力测量系统、应力应变测量（动态电阻应变仪、钢弦应变仪）、六分量测量等。
7、模型试验地形测量的仪器设备主要有：光电式地形仪、电阻式地形仪、超声波地形仪、跟踪式地形、超声地形自动测量系统、其他地形测量仪等。
8、模型试验测量误差与数据处理技术主要有：测量误差及其发展（测量的概念、测量的发展）、测量误差的基本概念（误差的定义、误差产生的原因、误差的分类）、测量准确度的质量概述、数理统计基本理论（基本概念、随机变量及其分布、统计分布的特征值）、常见误差分布（正态分布、其他常见误差分布、常用的统计量分布）等。
9、计算机在模型测试中的应用技术主要有：计算机接口技术（计算机接口功能、常用接口、串行通信接口技术）、计算机测试系统信号的输入（输入通道含义、输入通道的结构类型、信号调节）、信号拾取和放大（信号拾取方法、模拟信号放大、信号的隔离和滤波）、数字量的输入（开关量的输入、脉冲量的输入）、模/数（a/D）转换技术（模拟与数字信号特点、模/数转换过程、模/数转换原理、模/数转换器及其与单片机的接口）、数据采集系统设计（数据采集系统的结构、单片机数据采集系统）、计算机控制系统（计算机控制系统的组成、计算机控制系统的硬件、计算机控制系统的软件）、模型试验智能化、数字化、网络化系统（试验数据采集和控制系统、共用接口系统、网络系统、共用数据库系统、分析研究应用系统）等。
三、结语
没有先进的量测仪器、量测技术和试验设备，科学技术工作就不可能有新的发现和突破。我国“863计划”的第一建议人、中国科学院王大衍院士，在他就加强量测仪器和设备的研究向中国科学院的报告中指出，诺贝尔奖获得者中有70%以上是与量测仪器、量测技术和研究设备的发展密切关联的。水利事业也是如此，不管是兴利还是除害，也不管是水利工程建设还是管理，都越来越需要水利量测技术和仪器设备的创新与发展来支撑。随着水利事业的发展，大型水利工程日益增多，在建和待建的大型水利工程由于工程本身的重要性和复杂化，需要解决的技术难题越来越多。解决生产中重大技术难题的重要手段之一是物理模型试验。而在一些重要的模型试验中，如果没有先进的量测仪器和量测技术以及这些量测技术的联合运作，就不可能得到高质量的研究成果，水利工程模型试验量测技术已成为不可或缺的技术手段。
参考文献：
[1]蔡守允，刘兆衡，张晓红，等.水利工程模型试验量测技术[m].北京：海洋出版社，2008
[2]蔡守允，朱其俊，张晓红，等.变坡水槽智能化控制系统研究与开发[J].水利水电技术，2007
[3]蔡守允，马启南，朱其俊，等.农村水资源自动化测量系统研究[J].水利水电科技进展，2007
水利水电工程研究生方向篇3
似无胜有的热能
说到热能，我想问你们一个问题，为什么在同样为20摄氏度的房间内，夏天可以穿短袖，而冬天则需要穿很多衣服才能不感到冷呢？这是由于人体和环境进行对流换热，跟墙壁进行辐射换热，虽然室内温度都是20摄氏度，人体和环境的对流换热冬夏都一样，但冬天墙壁的温度低，人体的辐射换热量增多，即损失的热量增多，所以冬天就觉得冷。这只是我们热能与动力工程专业中传热学所学习的内容之一。它和研究热能与其他能量互相转换的工程热物理，研究流体（液体和气体）的力学运动规律及其应用的流体力学等知识，一同成为我们专业的理论基础。
作为处于科技前沿的专业，我们对基础学科的学习特别是物理的要求相对要高。就拿大学物理来说吧，一般工科类学生只用学习D类物理，学时一般在48个学时。而我们专业的学生则要学习a类物理，学时一般在64个，主要是增加了热学和量子力学的知识。其他的高等数学、普通化学等课程也大多如此。由于是热能与动力学的交叉学科，我们在学习热能工程、传热学、流体力学、动力机械、燃烧学等课程的同时，还需掌握工程制图、理论力学、材料力学、机械设计基础、电工学等方面的知识。
四大方向打造热能人才
基于热能行业的广泛性和就业时需要人才的专业性，不同的学校会根据本校特色对学生进行培养。培养方向主要有：
（1）以热能转换与利用系统为主的热能与动力工程及控制方向（含能源环境工程、新能源开发和研究方向）。这个方向学生主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、燃烧学、传热传质数值计算、流体机械等知识。中国石油大学的研究方向就在于此。
（2）以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程、船舶动力方向（含动力机械方向）。这个方向的学生主要掌握内燃机（或透平机）原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧，热力发动机排放与环境工程，能源工程概论，内燃机电子控制，热力发动机传热和热负荷等方面的知识。类似于长安大学这样以汽车机械制造为专长的大学，多以此为方向。
（3）以电能转换为机械功为主的制冷低温工程方向。这个方向的学生主要掌握制冷、低温原理、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、压缩机原理等方面的知识。这些学生还需掌握压缩机制冷、吸收式制冷等各种制冷方式。合肥工业大学的热能与动力工程就属于此类。
（4）以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。这个方向的学生在火力火电工程方面与热力发动机方向的学生略有相同，但在水利水电工程方面需要掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识，以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。像长沙理工大学这样以研究火力发电为主大学，其热能与动力工程专业开设方向就在此。
由于开设方向众多，我们专业的就业面也极广，几乎所有的科技行业都能见到我们专业师生的身影。学习热能转换的，你可以到“三桶油”（中石油、中石化、中海油）或者钢铁冶炼行业就业；学习内燃机的你可以到船舶、汽车、机车制造厂工作；学习制冷的你可以在家用、商用空调或压缩机行业找到自己的春天，学习机械转换为电能的你可以选择电力或者核动力行业。此外，国防事业也是不错的选择，我们学校老师就曾经参加过神舟系列飞船的项目，并且亲眼见证了神舟飞船升空的神圣瞬间。
最具发展潜力的学科
在刚刚结束的十中，胡主席的报告曾明确指出，坚持节约资源和保护环境的基本国策，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，从源头上扭转生态环境恶化趋势，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。
水利水电工程研究生方向篇4
关键词：泄洪效能；窄缝式挑坎；体型参数；研究进展
1概述
我国是世界上水能资源丰富的国家，现在已开发量仅为总可开发量的20%左右，尤其是在西部地区蕴藏着极其丰富的水能资源，由于交通及地形地质等条件的制约，高土石坝优势极其明显，未来西部地区将建设近二十座高土石坝[1]。这些水利工程的主要特点是水头高、流量大、河谷狭窄、以及水流流速高，如果泄流消能的问题得不到妥善解决，不仅会对枢纽中水工建筑物的安全运行造成影响，还会使下游河床受到高速水流的严重冲刷，影响船只的正常通航，以及影响发电效应，更甚至会危及大坝的安全。因此，泄流消能技术在水利工程中至关重要，由溢流坝下泄的水流必须妥善进行处理[2]。窄缝挑坎消能工是利用变窄的泄槽边墙迫使水流急剧横向收缩，水深沿挑坎竖向扩散，纵向拉开，充分掺气，出坎水舌增高，从而加大水舌入水长度和面积，减小单位面积入水能量从而达到泄洪消能目的。解决了高流速、大流量和河谷窄等消能难题，并应用在三峡、隔阂岩、龙羊峡、二滩、溪洛渡和水布垭电站等大型工程，取得了很好的消能效果[3]。
2窄缝式消能工概述
2.1窄缝式消能工的体型参数
窄缝挑坎的体型选择，主要包括挑坎出口挑角、侧向收缩比（或侧收缩角）、收缩段长度、出口断面形式、边墙高度、挑坎反弧段半径等参数[4]。
（1）挑角：等宽挑坎的挑角一般为20°～40°。而窄缝式挑坎与其不同，其挑流目的是为了让水舌在空中充分扩散，使其水舌的外边缘射程L1尽量大，水舌内边缘射程L2适当小，也就是使水舌沿射流方向尽量拉长。研究表明，水舌外边缘射程L1可以通过调整挑坎收缩段进出口宽度比值（即收缩比）来控制，水舌内边缘射程L2则是受出口挑角的影响。因此，窄缝挑坎挑角一般很小，一般取0°。
（2）收缩段长度：初步分析，收缩段长度越长时，侧墙压力分布就越均匀，最大压力值将会减小，但是工程量会相应加大。目前已建工程的收缩段长度取值为：龙羊峡25m，东江30m，水布垭25m。
（3）收缩比β：收缩比β是指挑坎出口断面宽度b与收缩起始断面宽度B的比值。它是决定窄缝式消能工消能效果的重要参数。国内已建的水利工程的收缩比取值为：龙羊峡β=0.38；岩滩β=0.368；安康β=0.40；水布垭β=0.25。
（4）出口断面形式：窄缝式挑坎出口断面形式可以是矩形、体型、Y型及V型，也可以是不对称的其他形式。出口断面形式的选择可以根据不同工程条件选取合适的形式[5][6]。
2.2窄缝式消能工的消能效果
消能效果的评判最终归结为对下游河床的冲刷程度。窄缝式挑坎与等宽挑坎不同，它利用侧墙的收缩，将出口过流宽度缩窄为原宽度的（1/3～1/5），鼻坎的挑角很小，甚至可以为负角。使得通过挑坎的水流两侧向中g汇集，发生碰撞。形成的射流横向收缩，纵向拉长，使得水流的紊动作用更加剧烈，水舌与空气的接触空间也加大。在掺气和空气阻力的作用下，射流会消耗大量能量，从而减轻对下游河床的冲刷作用[7]。窄缝消能工既是消能结构，又可以改变射流方向，使水流与下游河床主流方向一致，大大地提高了消能效果。
3国内外研究现状
窄缝式消能工在国内外已经进行了大量的研究，早在20世纪50年代，窄缝式消能工就开始应用于水利工程中。1954年，葡萄牙人首先将窄缝挑坎应用于卡勃利尔（Cabril）枢纽中的泄洪洞出口末端。之后的10多年中，西班牙、法国、伊朗和南斯拉夫的许多工程也相继采用了这种消能型式[8][9]。这是在水利工程中的一个重大创新与突破。20世纪70年代末，我国效仿其他国家的工程开始对一些拟建工程进行窄缝式挑坎挑流消能的试验研究。1978年中国水利水电科学院李桂芬、高季章，首次系统的研究了窄缝挑坎的水流特性。80年代初期，窄缝式挑坎首次被推荐到湖南东江水电站的右岸溢洪道上采用。1981年董显武、苏祥林等通过实验模型确定了窄缝挑坎的一些具体参数，并已经运用到实际工程。到1995年，通过对原型进行观测分析，证实了这一新型收缩式消能工还具有更多的应用前景。
4结束语
目前，在我国先后已有东江、龙羊峡、东风、李家峡、天生桥一级、隔河岩、漫湾、水布垭、三峡等大型水电站泄洪建筑物采用了窄缝挑坎挑流消能，取得了良好的消能效果。国内很多知名学者和教授对窄缝挑坎挑流消能进行了大量的研究，取得了很大的技术成果。对于窄缝挑坎的研究，其中包括对称曲线窄缝挑坎辐射收缩角的计算方法；水舌的挑距计算；边墙曲线的计算；边墙水深的计算；边墙的动水压强特性的研究；窄缝内急流冲击波的分析计算；水面线的计算以及挑坎内的水力特性三维数值的模拟研究等等，取得的研究成果对工程建设有很大的帮助。但是对窄缝挑坎挑流消能的研究还未结束，还存在一些问题尚未解决。例如：窄缝挑坎挑流的挑距的精确算法；影响窄缝挑坎挑流消能的参数间的关系；窄缝挑坎内水流的紊动特性以及在工程设计伊始各个体型参数的设计等等，这都需要我们对窄缝挑坎挑流消能进行进一步的研究。
参考文献
[1]顾圣平，田富强，徐得潜.水资源规划及利用[m].北京：中国水利水电出版社，2009.
[2]许学问.对称曲面贴角窄缝挑坎水力特性数值分析[D].2011.
[3]黄秋君，吴建华.收缩式消能工的研究现状及进展[J].河海大学学报（自然科学版），2008，36（02）：219-223.
[4]赵欣.窄缝挑坎体型选择[J].水利科技与经济，2010（02）.
[5]王治祥.窄缝式挑坎强化消能与体型问题研究[J].红水河，1994（02）.
[6]儒，陈义动.窄缝式消能工的水力特性及其体型研究[J].水利水电科技进展，2003，23（02）：25-29.
[7]吴文平.窄缝挑流的冲刷特性[J].陕西水力发电，1996，12（02）：11-13.
水利水电工程研究生方向篇5
关键词：水利水电工程建设；水闸施工技术；探索与研究
随着我国科学技术水平的不断提升，我国对能源的应用逐渐从非可再生能源向着可再生能源的转换，水能作为一种新的能源逐步被开发出来。水利工程建设中水闸的应用不仅为我国的新能源建设提供了良好的技术保障，又对抗洪、防水等具有重要作用。本文针对当前水闸应用过程中主要部分的施工技术进行探讨。
一、水利水电工程中的水闸工程的基本组成部分
水利水电工程的水闸工程一般包括三部分，分别为水闸室，上游连接区和下游连接区。水闸室中设有底板，闸门，起动机以及安全桥等部分组成。其中底板是水闸室的重要组成部分，它将水闸上方的作用力和压强传递到水闸地基中，从而发挥水闸的拦截作用，具有强大的防渗、防漏功效，是水闸得以畅通运行的重要保障；上游连接区主要的作用是引导水渠能够引导水流水里的进入水闸室，保障两岸地区不受河水的侵蚀造成河流沿岸水土流失；下游连接区主要是对从水闸室通过的河流进行流向引导，降低河流的冲力，引导河流能够沿着设计的方向流动，减少河流冲动的冲力过大造成下游土壤造成的破坏，引起下游的土地资源冲击严重，水土资源流失。此外，水闸的应用一方面能够对河流的流速和水位控制具有良好的作用，另一方面也能将水能作用集中在水闸室中，为我国的新能源开发提供了便捷途径。
二、水利水电工程中的水闸工程的几种常见技术施工方法
（一）基层建设――稳固地基
水利水电工程的水闸工程建设最基础的组成部分为地基建设，稳固水利工程的地基建设是水闸工程建设的重要基础。在进行水利工程地基选址过程中经常会出现地基松软，淤泥较多等状况的出现，此时需要先将地基中的淤泥挖彻底，然后人工进行填土夯实，最后再为稳固的地基加固抹上厚实的化学加固搅拌桩，形成稳固的地基建设，只有建立夯实稳固的地基基础作保障，才能为水闸的上层建筑和引流，导流做保障，促进河流的水闸整体建设。
（二）上层基础建设――开挖施工
开挖施工过程水闸上层建筑的首要步骤，开挖施工的施工时间较长，施工的总体影响性较大，因此注重对开挖施工建设工程的精准度对水闸整体的作用性具有巨大影响。其一，注重水闸施工过程中的地址断裂层的保护，水闸施工的挖掘工作尽量顺着当地的地址断裂成进行深度挖掘，避免断裂层破坏造成水闸施工受到影响；其二，水闸进行挖掘施工的尺寸，挖掘的深度以及挖掘的顺序一定严格按照施工钱的设计图纸进行，避免由于前期水闸挖掘工程中挖掘尺寸与后期设备的稳固与安装存在较大误差，导致水闸作用降低或者失灵现象的发生。
（三）上层稳固建设――混迹凝土施工
水闸混凝土施工是对水闸工程稳定性的进一步稳定和巩固。一方面在水闸混凝土施工过程中注重保障混凝土的质量问题，另一方面进行混凝土的水泥和沙土的掺杂比例也要依据水闸施工过程中的实际应用程度进行合理比例调配，水闸工程建筑过程中主要应用在水闸室的底板建设和桥墩建设中，如果混凝土中的水泥比重过大会造成混凝土的稳固程度较低，常年受到河水水的冲击则会受到严重的侵蚀，造成混凝土脱落等现象的发生，影响水闸工程的总体稳定性。
（四）上层结构建设――金属结构施工
金属结构施工是构成水闸工程的整体“骨架”部分，注重对水闸的金属结构进行施工是保障水闸上层稳定运行的重要保障。一方面注重选择质量上乘的金属构架作为水闸建筑的保障，另一方面在施工工程中注重应用途径的稳定性进行进行水闸构架设计，保障水闸建筑的稳定发展。此外，由于水闸的金属构架长期处于潮湿环境中，因此应当注重保护金属构架的氧化腐蚀作用，经常检测并且及时更换水闸结构中受损严重的金属构架，保障水闸总体运行。
提高水利水电工程中的水闸工程技术的主要措施
（一）加强施工前期的施工设计的周密性
提升水利水电工程中的水闸工程技术的主要措施首先应当明确水闸建设的前期的施工图纸设计施工的周密性，水闸工程技术建设前期应当对水闸实施的实际地理位置进行实际考察，对当地的地理状况进行实地检测，形成合适的水闸施工设计图纸，其次，依据水闸中体设计中水闸室总体设计，上下游连接区的渠道建设，水闸挖掘过程中对挖掘的深度和挖掘的尺寸进行精确地图纸设计和数据分析，保障水闸工程的技术应用准确无误。
（二）保障水闸施工过程中应用的材料质量
保障水闸施工过程的施工材料的实际应用材料的质量性也是保障水闸施工技术质量的重要基础性保障。水闸施工过程中的材料质量保障主要包括施工中混凝土施工中水泥的质量，混凝土的配备比重，水闸的金属结构支架的材料选购等方面，保障水闸施工过程中应用材料的质量性不仅能够为水闸发挥作用提供保障，同时也能够降低后期水闸工程的维修次数和维修成本，降低水闸工程的经济支出。
（三）及时做好后期的检测与维护
最后，注重对水闸施工后工程的检测和后期维修也是保障水闸工程得以平稳。长期运行的重要保障。首先，对水闸工程的检测和验收时严格按照施工前期制定的施工图纸中设定的精准数据进行一一比较，保障水闸工程技术完成的准确性，其次，对建设也完成的水闸工程进行实际操作验收，通过适用能够发现水闸工程建设过程中的不足，及时进行处理；最后，水闸施工人员应当定期对水闸总体工程进行检测，及时发现水闸应用过程中存在的问题并且及时排除问题，保障水利水电的水闸工程得以顺利运行。
四、结论
对水利水电工程的水闸施工技术深入研究有助于对我国的水利建设过程进行深度的了解，能够及时发现水利施工过程中存在的问题并且给予相应的解决措施，保障我国水利工程建设能够获得最大的经济效益和社会效益，促进我国水利工程的建设与发展。
参考文献：
[1]刘智超.海河防潮闸安全评价及除险加固方案研究[D].天津大学，2012.
[2]郑茂盛.寒区水利水电工程设计与施工技术[J].中国水利，2010，20：72-74.
[3]赵立猛.边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中的应用[J].吉林农业，2014，18：53.
[4]张祖林.分析水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].建材与装饰，2015，46：232-233.
[5]曲玉玲.水利水电工程中地基的施工技术探讨[J].黑龙江科技信息，2014，33：228.
作者简介：
水利水电工程研究生方向篇6
关键词:水文化;研究态势;分析
1988年10月25日，在淮河流域四省治淮宣传工作会议上，李宗新先生首次提出应大力开展水文化研究。①历经近30年的发展，在水文化理论、水文化建设、水文化教育、水文化与中华民族精神等方面取得了丰硕的研究成果。本文运用计量分析和统计学知识，对检索到的水文化论文进行定量和定性分析。
一、水文化研究的学科分类与发展轨迹
我国高等学校教育专业设置按“学科门类”“学科大类(一级学科)”“专业”(二级学科)三个层次来设置。在国务院学位委员会、教育部颁布的《学位授予和人才培养学科目录》(2011年)中，设有13个学科门类，110个学科大类。水文化归属哪一个学科?经检索发现，文学、工学、经济学等学科门类文献比较集中，教育学、理学、法学、历史学居中分布，管理学、艺术学、哲学分布的较少，农学、医学、军事学没有相关文献，文化及水电工程是关注最多学科。在上述学科门类中，排本学科门类首位的是:文学是中国文学33篇，工学是水利水电工程239篇，经济学是工业经济119篇，教育学是高等教育19篇，理学是环境科学与资源利用25篇，法学是民族学13篇，历史学是考古10篇，管理学是行政学及国家行政管理10篇，艺术学是美术书法雕塑与摄影8篇，哲学是中国哲学6篇。除上述研究领域文献较多外，还鲜见于作物学、农业资源与环境、植物保护、林学、中药学、医学技术、军事思想及军事历史、战略学、战役学、战术学等学科。由此可知，水文化研究内容广泛，不仅有文史哲人文学科内容，而且还有理工类自然学科，同时还有经管法等社会学科的内容，属于新兴的文理交叉学科。我国水文化研究历经开展宣传研究(1989—2003年)、服务水利实践(2004—2006年)、政府倡导推动(2007—2010年)和规划专项建设(2011—2014年)阶段，基本上与年度发表文章数量趋势相吻合(见表1)。特别是2011年水利部《水文化建设规划纲要(2011—2020年)》以来，《基于人水和谐理念的最严格水资源管理制度体系研究》和《中国水文化发展前沿问题研究》两项国家社科基金重大(点)课题相继立项，国内学者的水文化研究主要聚集在水文化理论、水文化遗产、水文化资源、水工程文化、地域水文化、水文化教育传播等方面。从表1可知，1989—2001年，水文化研究的论文较少，年均不足6篇，低于年均篇数的年度为1989年、1992年、1998年、1999年、2000年，尤其是1993年和2001年分别为0篇，这说明水文化研究处于萌芽阶段。2002—2006年，论文数量呈平稳缓慢增长态势，平均每年约20篇，这说明我国水文化研究正处于稳步发展阶段。进入2007年后，论文数量呈快速增长趋势，到2008年、2010年达高峰期，随后呈现下降趋势，这说明我国水文化研究正趋向稳定和成熟。从2011年开始，论文数量呈现直线上升趋势，年均为86篇。2011—2016年篇数占所有论文的53．4%，说明此阶段是我国水文化研究领域的探索和快速发展阶段。与此同时，1989—2003年，没有研究生以水文化选题作为学位论文。2004—2016年，学位论文共39篇(博士学位论文2篇，硕士学位论文37篇)，学位论文数占所有论文的4．06%，说明我国水文化研究在基础理论方面相对比较薄弱。在学位论文中，最早的博士学位论文是2004年艾菊红的《傣族水文化研究》②，最早的硕士学位论文是2005年刘虹弦的《水脉相连气韵横生———水文化在现代城市形象中浸润和延续》。在水文化文献中，主要来自《治淮》《河南水利与南水北调》《水利发展研究》《华北水利水电学院学报》(社科版)、《中国水利》《江苏水利》《水利天地》《浙江水利水电专科学校学报》《河海大学学报》(哲学社会科学版)等涉水行业主管部门、高校、科研院所主办的期刊。在水文化研究中，涉水行业高等院校期刊如《华北水利水电学院学报》(社科版)、《浙江水利水电专科学校学报》《河海大学学报》(哲学社会科学版)、《南昌工程学院学报》等成为主要学术交流阵地。尤其是《华北水利水电学院学报》(社科版)自1985年创刊就设有“水文化研究”专栏，成为全国期刊界历史最长、影响最大、声誉最高的特色栏目。此外，《北京水务》《中国三峡建设》《山西水利》和《城乡建设》这四种期刊数量也位居前列，说明水文化研究与水利建设也紧密相连。
二、水文化研究的热点、焦点与团队分布
文献分析表明，综合性人文社会科学期刊中还没有刊发与水文化相关的哲学、社会学、政治、法律、文化、教育、历史类文章，中文核心期刊刊发水文化研究文章更少。在水文化研究论文中，被CSSCi(中文社会科学引文索引)收录期刊论文较少，《新华文摘》《中国社会科学文摘》《高等学校文科学术文摘》和中国人民大学《复印报刊资料》转载或收录论文屈指可数。这说明，水文化研究期刊层次和期刊学术影响力还有待进一步提升。通过对关键词出现的频率进行分析，可以很好地体现一门学科的研究领域和研究热点、焦点。水文化研究出现频率极高且排在前列的关键词有“水文化”“水”“文化”“水文化遗产”“人水和谐”和“水文化建设”。这说明，以上述词语为关键词的文献相对比较集中，是水文化研究关注的重点和焦点之一。同时，频率在4次以上的关键词主要有“建设”“水利风景区”“保护”“内涵”“水文化教育”“水景观/开发/保护利用”“教育/水资源/水利院校/城市发展/发展”“水利/可持续发展/研究”“传承/生态文明/水文化传播/和谐/水利工程/水环境”和“水利高校/思想政治工作”等，由此可见，水文化研究的范围和领域更加广泛，如水生态文明、水文化传承创新、水教育传播、人水和谐等成为水文化研究新态势。通过分析研究机构，可以了解我国水文化研究团队和研究基地分布格局。水文化研究发文排在前3位的全部来自高等院校，分别是河海大学、南昌工程学院和浙江水利水电专科学校。其中，河海大学38篇，发表文献最多，占总数的3．94%;南昌工程学院和浙江水利水电专科学校发文章分别占总数的2．07%、1．87%，这与河海大学水文化研究所、南昌工程学院水文化研究中心和浙江水利水电专科学校水文化研究中心都是省普通高校人文社科重点研究基地密不可分。上述研究基地已经成为水文化研究、水文化教育和人才培养的高地。
三、水文化研究的成绩、不足与未来展望
水利水电工程研究生方向篇7
【关键词】电力；自然特性；经济规律；改革
电力体制在不断的改革，电力企业想要更好的发展，必须遵循电力的自然特性以及经济规律。电力体制的改革对电力企业会造成一定的冲击，只有抓住一切发展的机遇，才能提高企业的竞争力，使其更好的走向市场。本文分析了研究人员对电力改革分析的现状，并对电力研究的重点内容进行了介绍，只有掌握研究的重点，才能提高研究的质量，才能冲破束缚、阻碍，使电力为人类社会提供更好的服务。
1.电力改革研究的现状
电能电量是电力企业生产的主要产品，这具有特殊的物理性能以及自然特征，电力工业企业在生产经营的过程中，必须引进先进的管理理念。电力产品同时也是一种商品，所以，电力企业的管理者还要掌握电力的经济规律。在研究电力时，要从自然科学的角度，分析出电力自身的自然规律以及经济规律。在研究电力改革时，需要采取循环调查的方式，由于电力改革较为复杂，所以，对电力改革的研究并非一朝一夕可以完成，其是一项长期的工作，需要多方人员进行研究与讨论，还需要提问与辩论，这样才能找到改革中存在的问题。在对电力企业的改革进行研究时，发现很多企业自身存在一定问题，阻碍了其走向市场，通过分析电力的自然特性以及经济规律，可以改善这一问题，还能提高电力企业的经济效益。
很多电力企业中经济大权都掌握在管理人手中，有的管理人员没有市场观念，使得企业的发展缺少动力，而且企业未制定出科学、合理的发展规划，使得企业缺乏竞争力。另外，有的电力人员素质不高，对电力的自然特性不够了解，而且有的电力人员结构比较复杂，在薪酬管理的过程中，存在分配不合理等问题，这也使得员工对管理有着较大积怨，不利于提高其工作的积极性，给电力企业的发展与改革带来了较大阻力。
2.电力自然特性研究的重要性
电力企业想要更好的发展，必须重视电力的自然特性，而且电力的发展也需要遵循自然的规律，在研究电力自然特性时，需要考虑其成本，例如管理成本、改革成本等。电力工程很多，其对人们的生活有着较大影响，比如三峡工程，就是将电力与水利有效的结合在一起，在这类工程中，必须考虑施工场地的自然气候，其水土条件对功能的发挥有着较大影响。如果三峡电厂的大坝中出现水土流失等问题，则会影响电厂的发电以及防洪功能，还可能造成安全事故。所以，研究电力的自然特性对电厂的稳定运行有着较大影响，必须引起相关人员的重视。
在研究电力的自然特性时，也要考虑电力工程的成本，需要根据当地的环境特点，对电力运行系统进行改革与完善。电力改革是一项复杂的工作，其需要历经较长的时间，而且还需要做好改革的准备工作。我国西南地区水电资源比较丰富，在进行南水北调时，要根据电力的自然特性设计工程，这样可以提高工程的效率，还能降低施工的成本。电力企业利用电力的自然特性，还能提高电能的生产效率，掌握自然环境的特点以及电力的自然特性，还具有环保的意义，能最大的限度的利用资源。
3.电力经济规律的研究
掌握电力的经济规律，可以更好的对电力需求做出预测，我国的电力企业很多，但是发展并不均衡，人均用电水平很低。随着社会的发展，人们对电能的需求量越来越大，电力企业必须提高电力生产的效率，并对企业未来的发展进行合理的预测。电力改革的目的是促进企业更好的发展，管理人员掌握电力的经济规律后，而且使电力产品更好的销售。在一些经济发展比较落后的地区，存在着电力供应不足的问题，这些地区蕴含着巨大的开发潜力，电力企业必须扩大发展规模，并提高农村用电的质量，使电力系统的运行更加稳定。我国农村的数量比较多，开发农村电力市场，会改变电力经济规律，但这也是电力行业未来发展的趋势。
有的电力企业由于缺乏经济实力，而且一些大型软件并不适用于其运行系统，对软件的价格和实用性比较关注，投资这类软件的开发，将会有很大的市场发展潜力。国内的物流市场还有很大的需求缺口，进入物流领域需要考虑管理水平和降低物流成本，行业的回报率不太稳定。国家正加强对环保业的政策研究，促进投资向环保倾斜，环保业将成为新的投资方向。随着国家西部大开发的战略转移，西部地区的能源、资源领域的开发将带来极大商机。电力多经企业的主导产业拥有稳固的基础后，利用主导产业稳定的利润，有秩序地扩大经营规模，寻求合适的投资方向，为企业的集团化发展寻找机遇。电力多经企业利用资本优势，对企业产业结构进行调整。从战略角度，对企业所有产业信息进行分析，制订合理的发展规划方案；合理布局产业和产品结构，促进企业形成集团化规模，获得规模经济效益：把握时机，寻求多种途径实现企业联合，但应避免联合、并购等环节中的盲目与过激。
主业与多经企业分离后，依赖主业的市场份额可能减少，电力多经企业需要全力加大电力外的市场开发。首先要对开发的目标市场进行研究，根据目标市场的特点及收集的信息，制订开发计划，从而利用自己的竞争优势推出目标市场需要的产品或服务。电力企业还要打造牢固的产业链分析企业产品与服务之间的关联，挖掘与之相扣的产业，锁定目标客户，为之提供较为完善的服务，从而扩大合作范围，打造多种业务合作发展的产业链。要想实现规模的多种经营，就必须改变过去的传统观念，积极与外部相关企业合作，建立联盟关系。
4.结语
为了使电力行业能为社会提供更好的服务，研究人员需要掌握研究重点，电力的自然特性以及经济规律是电力人员需要重视的问题，其对电力的生产效率有着较大影响。随着电力体制的改革，电力企业必须抓住发展的机遇，对电力企业的运行机制进行完善。电力有着自身的物理性能，而且其本身属于特殊的商品，电力工作人员只有了解其自然特性，才能更好的挖掘其功能，在研究电力的自然规律时，还要考虑成本问题，如果电厂因为自然因素而出现损坏，会降低电力企业的经济效益，而研究电力的经济规律，有助于制定出企业长远的发展战略，所以，研究人员一定要重视这两项研究工作，使电力企业更好的为社会服务。
【参考文献】
[1]李俊芬.浅谈电力企业营销中的客户关系管理[J].中国电力教育，2010（3）.
水利水电工程研究生方向篇8
关键词:环保;生物燃料电池;污水同步处理发电
收稿日期:2010-07-28
作者简介:陈丁丁(1982―),男,江西武宁人,助理工程师,主要从事环境工程方面研究。
中图分类号:tk01
文献标识码:C
文章编号:1674-9944(2010)08-0207-03
1引言
环保生物燃料电池并非刚刚出现的一项技术。1910年英国植物学家马克•比特首次发现了细菌的培养液能够产生电流,于是他用铂作电极放进大肠杆菌和普通酵母菌培养液里,成功制造出了世界第一个微生物燃料电池。1984年美国制造了一种能在外太空使用的微生物燃料电池,使用的燃料为宇航员的尿液和活细菌,不过放电率极低。传统的燃料电池是利用氢气发电,但从来没有尝试使用富含有机物的污水来发电。环保生物燃料电池是一种特殊的燃料电池,以自然界的微生物或酶为催化剂,直接将燃料中的化学能转化为电能。
2环保生物燃料电池的工作原理
环保生物燃料电池(microbialFuelCellmFC)是以微生物作为催化剂将碳水化合物中的化学能转化为电能的装置,由阳极区和阴极区组成,中间用质子交换膜(protonexchangemembrane,pem)分开,如图1所示。环保生物燃料电池的工作过程分为几个步骤:在阳极区,微生物利用电极材料作为电子受体将有机底物氧化,这个过程要伴随电子和质子(naDH)的释放;释放的电子在微生物作用下通过电子传递介质转移到电极上;电子通过导线转移到阴极区,同时,由naDH释放出来的质子透过质子交换膜也到达阴极区;在阴极区,电子、质子和氧气反应生成水,随着阳极有机物的不断氧化和阴极反应的持续进行,在外电路获得持续的电流[1],其反应式如下:
阳极反应:
C.6H.12o.6+6H.2o6Co.2+24H++24e-,
e.0=0.1014V
阴极反应:
6o.2+24H++24e-12H.2o,
e.0=1.123V
图1生物燃料电池结构示意图
3环保生物燃料电池的利用领域
3.1废水同步的处理与发电
3.1.1单一槽设计
电池装置和氢燃料电池有点相似,是一个圆柱形的树脂玻璃密闭槽。微生物燃料电池是单一反应槽,里面装有8条阳极石墨棒,围绕着一个阴极棒,密闭槽中间以质子交换膜间隔。密闭槽外部以铜线组成的闭合电路,用作电子流通的路径。当污水被注入反应槽后,细菌酶将污水中的有机物分解,在此过程中释放出电子和质子。其中电子流向阳极,而质子则通过槽内的质子交换膜流向阴极,并在那里与空气中的氧以及电子结合生成干净的水。从而完成对污水的处理。与此同时,反应槽内正负极之间的电子交换产生了电压,使该设备能够给外部电路供电。单一反应槽是微生物燃料电池设计的创新。大部分燃料电池的设计以两反应槽为主,分别为阳极槽和阴极槽,在阳极槽中以厌氧方式维持微生物生长;阴极槽中则需维持在有氧环境下,使电子与氧结合并且与质子形成水分子。而单一反应槽以质子交换膜连接两槽,其功能不仅可分开两槽水溶液,还可以避免氧气扩散至另一槽内。两槽式的电解槽,需以外力方式提供溶氧至阴极,而单一槽微生物燃料电池可以以连续注水方式将空气带入阴极,从而减少通氧设备的花费。在发电量方面,在实验室里,该设备能产生72w的电流,可以驱动一个小风扇。虽然目前产生的电流不多,但该设备改进的空间很大。从提交发明报告到现在,已经把该燃料电池的发电能力提高到了350w,这一数值最终能达到500~1000w。技术成熟后,可以批量生产的微生物燃料电池的发电能力将获得很大提高,可以产生500kw的稳定电流,大约是300户家庭的用电量。
3.1.2不间断上流微生物燃料电池
华盛顿大学的研究人员日前称,他们把利用废水发电的微生物燃料电池技术又向前推进了一步。去年他们已研究出了这一利用废水发电的新技术,现在,他们又把新技术的发电量比去年提高了10倍。如果利用这一技术能使发电量再提高10倍的话,食品和农业加工厂就有望能安装这种设备用于发电,并能为附近居民提供清洁和可再生电能[2]。华盛顿大学环境工程学项目成员、化学工程助教拉思安晋南特博士在“环境科学技术”网站上介绍了这种不间断上流微生物燃料电池(UmFC)的设计以及工作原理。同过去那些让微生物在含有营养液的封闭系统中工作的实验不同的是,安晋南特为微生物提供的是源源不断的废水。由于食品和农业加工中会不停排放废水。因此,安晋南特的技术更容易在这些工厂得到应用。利用废水发电的微生物燃料电池技术,是在阳极室内安装价格低廉的U型质子交换膜,将阳极和阴极分开。废水中含有的有机物,可为细菌群提供丰富食物,使其得以生存和繁衍。这些细菌在电池阳极电极上形成生物膜,同时在食用废水中有机物时向阳极释放电子,电子通过与阳极和阴极相连的铜导线移动到阴极,废水中的质子则穿过质子交换膜回到阴极,同电子和氧原子结合生成水。而电子在导线中的运动过程就形成了人们所需要的电流。继2005年首次完成了废水发电的微生物燃料电池设计后,安晋南特新推出的U型设计增加了质子交换膜的面积、缩短了两极距离,因此降低了因阻力引起的能耗,使电池发电能力提高了10倍,每立方米溶液的发电量从3w/m3增加到了29w/m3。如果微生物燃料电池系统能够维持20w/m3的电力输出,就可以点亮小功率的灯泡。
3.1.3利用太阳能和光和细菌的环保生物燃料电池
noguera与土木与环境工程教授marcanderson、助理教授trinamcmahon,细菌学教授timothyDonohue,研究员isabeltejedoranderson,以及研究生YunKyungCho和Rodolfoperez合作发展出一种能在污水处理厂应用的大规模微生物燃料电池系统。目前,研究人员们把微生物封装在密闭的无氧测试管中,测试管的形状被做成类似电路的回路。当处理废物时,先把有机废水通入管中,作为副产品电子向阳极移动,然后通过回路流到阴极。另外一种副产品质子通过一块离子交换膜流到阴极。在阴极中,电子和质子与氧气发生反应形成水。一块微生物燃料电池理论上最大可以产生1.2V电压。但是可以像电池一样把足够多的燃料电池并联和串联起来产生足够高的电压来作为一种有实际应用的电源。目前该研究小组正在利用他们在材料科学、细菌学和环境工程方面的优势来最优化微生物燃料电池的结构。
3.2新型的环保燃料电池
英国牛津大学科研人员研制出一种新的环保生物电池,这种环保生物电池装有一种生化酶,可以吸收空气中的氢和氧来发电。这种生化酶是从一种需要氢气来维持新陈代谢的细菌中分离出来的。这种酶的独特之处在于可以与那些如一氧化碳和硫化氢等常规的电池催化剂并存。这种酶是“生长型”的,因此能够以价格低廉、可再生等特点取代传统价格昂贵的铂基催化剂。这种电池消耗的是大气中的氧气和氢气。所使用的酶是从自然界中利用氢气进行新陈代谢的细菌中分离出来的。这种酶的特性是具有高选择性,能够忍受对传统的燃料电池催化剂具有毒害作用的气体,例如一氧化碳和硫化氢。研究人员表示,由于这种酶能够生长,所以对比于其他的氢燃料电池所使用昂贵的铂催化剂而言,这是一种廉价的、可更新的环保燃料电池。
本文为全文原貌未安装pDF浏览器用户请先下载安装原版全文
3.3生物医学的应用
环保生物燃料电池还可以造出另一种重要产品,根据电信号立即测出病人血糖水平的仪器。对于向包括起博器和胰岛素生成器等在内的可植入电控医学设备供电来说,环保生物燃料电池非常有用。这些设备需要无限的电源,这是因为更换这些设备的电池可能需要外科手术。BFC从活的生物体内提取燃料(例如从血流中提取葡萄糖)来产生电流。只要生物个体是活的,这种燃料电池就可以持续起作用[5]。
2010年8月绿色科技
第8期
4结语
尽管环保生物燃料电池经数十年研究仍距实用遥远,燃料电池研究从20世纪90年代初开始又成为热门领域,现在仍在升温阶段。几种燃料电池已经处在商业化的前夜。另外,近20年来生物技术的巨大发展,为环保生物燃料电池研究提供了巨大的物质、知识和技术储备。所以,环保生物燃料电池有望在不远的将来取得重要进展。随着生物和化学学科交叉研究的深入,特别是依托生物传感器和生物电化学的研究进展,以及对修饰电极、纳米科学等研究的层层深入,环保生物燃料电池研究必然会得到更快的发展。环保生物燃料电池作为一种绿色环保的新能源,在生物医学等各个领域的应用的理想必然会实现。
参考文献:
[1]韩保祥,毕可万.采用葡萄糖氧化酶的生物燃料电池的研究[J].生物工程学报,1992,8(2):203~206.
[2]贾鸿飞,谢阳,王宇新.生物燃料电池[J].电池,2000,30(2):86~89.
[3]连静,祝学远.直接微生物燃料电池的研究现状及应用前景[J].科学技术与工程,2005(22):162~163.
[4]尤世界,赵庆良.废水同步生物处理与生物燃料电池发电研究[J].环境科学,2006,9(9):17~18.
[5]宝,吴霞琴.生物燃料电池的研究进展[J].电化学,2004,2(1):1~8.
theResearchandForegroundofBiofuelCell
ChenDingding
(wuningenvironmentalprotectionBareau,wuningJiangXi332300,China)
abstract:Biofuelcellisadeviceconvertingchemicalenergyintoelectricalenergydirectlywiththebiocatalysts,whichhastheadvantagesofabundantfuelresource,mildreactionconditionandgoodbiologyconsistence.and,Biofuelcellarecapableofconvertingchemicalenergypresentedinorganicwastewaterintoelectricityenergywithaccomplishmentsofwastewatertreatmentssimultaneously,whichpossiblycapturesconsiderablebenefitsintermsofenvironmentsandeconomics.
水利水电工程研究生方向篇9
关键词拦污栅振动分析验算方法
中图分类号：o32文献标识码：a
前言
拦污栅作为重要的水工钢结构，是水电站进出口重要组成部分，在防止漂浮物及潜移质进入输水系统，确保电站安全运行有着不可替代作用，但由于拦污栅结构简单以及工程设计和运行环节对其重要性还缺乏足够的关注，相关的理论研究不够活跃，一些研究成果没有得到广泛应用和推广，关于拦污栅振动分析和验算方法也没有写入设计规范。
随着中国工程建设和施工企业的海外扩张，近些年所开发和承揽的国际水利水电工程越来越多，而合同约定使用的设计和施工规范多为欧美规范，关于拦污栅的振动分析和频率验算已成为拦污栅设计报告的重要组成部分。2010年，在博茨瓦纳DiKGatLHonG大坝项目进水塔拦污栅设计中，曾参考国内相关计算理论，对进水塔拦污栅进行振动分析和频率验算，并获得了西方咨询工程师的认可和批准。在此，本文整理了国内以往的相关研究理论和成果，作为海外类似工程结构设计时的借鉴和参考。
拦污栅的振动
拦污栅在使用中，因受到回旋流影响而形成较强的偏流，增大了过栅流速和流速分布的不均匀性，当这种流速较大且分布不均匀的水流或偏斜水流流过拦污栅时，在栅叶上产生漩涡，并由漩涡脱体产生横向推力和顺向曳引力，使构件乃至整扇栅叶产生流激振动，该激振力的频率随流速的增加而增加，当拦污栅表面作用力的频率与拦污栅的固有频率一致或接近时，将引起整扇栅叶或其部分构件产生共振，最终导致疲劳破坏。因此，拦污栅设计时不仅需要考虑强度和刚度，更重要的是要考虑振动，把防止共振作为设计的控制条件。
拦污栅固有频率的计算方法
莱文认为，拦污栅的破坏主要是由于单根栅条在垂直于水流方向上产生共振的结果，并建议使用下式计算单根栅条的横向固有频率。
单根栅条的横向固有频率：
式中：——栅条在水中振动的固有频率（）。
——栅条端部的弹性固定系数。固接，铰接。鉴于栅条端部实际上并非完全固接，也并非完全铰接，设计时为安全计，可取。
——栅条材料弹性模量（）。
——栅条横截面对顺流向中性轴的惯性矩（）。
——重力加速度（）。
——栅条计算长度（）。莱文建议取支承横梁的间距（cm），
——栅条在水中的等效质量（）。，其中：为栅条横截面面积（），为栅条厚度（），为栅条材料密度（），为水的密度（），为栅条的计算间距，取=和值之间较小者，为栅条沿水流方向的宽度（），为栅条净间距（）。
拦污栅在水流作用力下的频率计算方法
通常拦污栅的栅条设计，顺水流方向刚度远大于横向（即与水流垂直的方向）刚度，横向产生共振而导致栅条破坏。所以，验算时只需计算单根栅条的横向作用力频率，顺水流方向作用力频率可不再另行计算。
单根栅条在水流作用力下的频率按下式计算：
单根栅条的横向作用力频率：
式中：——水流对单根栅条的横向作用力频率（）。
——斯多哈尔系数。当决定栅条抗振条件所需要的厚度和横向支承间距时，取。
——水流最大流速（）。可参考水力学模型试验及有关资料确定；
——栅条厚度（）。取。
拦污栅振动分析
实验表明，当作用在栅条上的作用力频率比栅条固有频率高和低很多时，栅条的共振时可以避免的。但是，不允许作用力频率超过固有频率，这是因为作用力频率与流速成正比，而当运行方式改变时，就可能产生共振；更不允许作用力频率等于或接近固有频率，若二者接近，构件将会出现破坏性共振。一般认为，时，栅条开始振动。但由于振动与多种因素有关，在保证安全条件下做到经济合理，专家学者给出建议，认为设计时取比较合适。
结束语
关于水流对整扇拦污栅的作用力频率和固有频率计算问题，目前尚未见到成熟的论述，有待探讨。虽然在实际工程中有整扇拦污栅破坏的实例（如史密斯山水电站），但现阶段仍依赖于工程经验，并在总体布置（限制进、出水口出现过大流速河流速的不均匀分布）、加强栅叶整体刚度及其它措施上予以妥善考虑，若有条件，通过水力学模型试验并利用有限单元法进行分析计算，无疑是一种行之有效的重要途径。
参考文献：
皮仙槎编著《浅谈抽水蓄能电站拦污栅的设计》，水利部发展研究中心《水利水电技术》，1987年04期
张婧璇郑源徐峰陈志芳合著《泵站拦污栅有关问题的研究》，《南水北调与水利科技》2004，2(5)
水利水电工程研究生方向篇10
[论文摘要]重新认识和审视目前我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平,大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用,从而使水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展。定性分析和定量计算的紧密结合,对加快我国水利水电工程业的发展具有重大意义。
一、全球定位系统(gps)的应用
gps越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用gps可大大减少作业时间,提高测量精度。
二、遥感技术的应用
遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。
(一)区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。
(二)水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。
(三)岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。
(四)中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。
(五)岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。为此长江勘测技术研究所在“七五”、“八五”和“九五”科技攻关中开发和完善了“高边坡快速地质编录系统”,并成功地应用于长江三峡永久船闸、澜沧江小湾、清江水布垭等工程的岩质高边坡开挖中的地质编录。该项技术采用的是数码像机摄影,微机现场采集及预处理,自主开发的软件处理可随时提供岩质高边坡的连续彩色影像图和地质所需的将边坡开挖面置于任意方位的线划图。
(六)水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用tm卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用tm卫片和1∶3万～1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。
三、地理信息系统(gis)
gis技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将gis技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由
四、工程物探技术
在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。
(一)地球物理层析成像技术(ct)。ct技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,ct技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及ct技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。
(二)钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将ccd光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成vcd光盘,还可进行后期图像处理及制作。
参考文献:
[1]杨连生,水利水电工程地质[m].武汉:武汉大学出版社,2004.
[2]王妙月,勘探地球物理学[m].北京:地震出版社,2003.