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水循環(huán)定義范文1
關(guān)鍵詞:水安全 水資源承載力
1.前言
安全是危害或?yàn)?zāi)害的反義詞,它與危害(或?yàn)?zāi)害)的風(fēng)險(xiǎn)緊密聯(lián)系。危害(或?yàn)?zāi)害)的風(fēng)險(xiǎn)愈小,安全度就愈高,反之亦然。水安全問題通常指相對(duì)人類社會(huì)生存環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)生的水的危害問題。例如,水多了(發(fā)生洪水災(zāi)害,導(dǎo)致人的財(cái)產(chǎn)損失,人口死亡問題)、水少了(發(fā)生干旱、水資源短缺以及引起的生態(tài)環(huán)境退化、人類生存環(huán)境損失)和水臟了(水污染導(dǎo)致的病害健康問題、人口死亡問題)。
中國(guó)是降水時(shí)空分配非常不均勻、“水“的問題十分突出的發(fā)展中國(guó)家。水多了(洪澇災(zāi)害)、水少了(干旱、水資源短缺)和水臟了(水污染問題)業(yè)已成為制約中國(guó)可持續(xù)發(fā)展最為重要的限制因子,其緊急程度已經(jīng)危及人類基本環(huán)境和生存問題和國(guó)家發(fā)展利益的安全問題。
在水安全問題研究中,水資源安全問題是最為重要的一個(gè)方面[1]。水資源安全通常指水的供需矛盾產(chǎn)生對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存環(huán)境的危害問題。20世紀(jì)末,不滿足可持續(xù)水資源利用的模式和環(huán)境問題導(dǎo)致嚴(yán)重的水資源安全問題,業(yè)已引起國(guó)際各國(guó)政府的高度重視。2000年3月,在荷蘭海牙(Hague)召開了“第二屆世界水論壇及部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議”。會(huì)議主題是:水的安全:從洞察到行動(dòng),全世界140多個(gè)國(guó)家首腦或部長(zhǎng),3000名科學(xué)家出席會(huì)議。21世紀(jì)水安全面臨7個(gè)主要挑戰(zhàn)[23]:
(1)滿足基本需求(meeting basic needs)
(2)保護(hù)生態(tài)(protecting ecosystems)
(3)食品安全(securing the food supply)
(4)水資源共享(sharing water resources)
(5)處理災(zāi)害(dealing with hazards)
(6)水的價(jià)值(valuing water)
(7)科學(xué)管水(governing water wisely)
因此,水資源安全已經(jīng)成為水資源研究的國(guó)家前沿?zé)狳c(diǎn),受到世界范圍的注目。
水資源安全問題研究主要有:水資源安全的范疇,水資源安全的度量,水資源安全評(píng)價(jià)和水資源安全保障體系的建設(shè)等方面。從學(xué)術(shù)研究,水資源安全的度量最為關(guān)鍵。核心問題是:回答如何量度水資源安全程度和如何保證水資源安全?我們的觀點(diǎn)是:水資源承載力是水資源安全的基本度量。因此,研究水資源承載力對(duì)于認(rèn)識(shí)和建設(shè)水資源安全保障體系尤為重要。
“承載力” 一詞,亦稱 “承載能力”(Carrying Capacity),起源于生態(tài)學(xué),用以衡量特定區(qū)域在某一環(huán)境條件下可維持某一物種個(gè)體的最大數(shù)量[1]。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,全球資源環(huán)境問題日趨嚴(yán)重,人們逐漸認(rèn)識(shí)到自然資源是支持地球上生命系統(tǒng)和人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),其量和質(zhì)是有限的,它們滿足人類現(xiàn)在與未來(lái)發(fā)展需要的能力也是有限的。關(guān)于生態(tài)承載力的一個(gè)較早的概念,是由世界自然保護(hù)同盟(IUCN)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)及世界野生生物基金會(huì)WWF在其出版的《保護(hù)地球》一書中提出的。他們把承載能力定義為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所能支持的健康有機(jī)體即在維持它的生產(chǎn)力、適應(yīng)能力和再生能力的容量。后了“承載力”概念得到延伸發(fā)展,比較多地用于說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、資源系統(tǒng)承受發(fā)展和特定活動(dòng)能力的限度。因此,生態(tài)承載力、環(huán)境承載力、資源承載力等諸多概念也相繼出現(xiàn)。
1974年,Bishop在《環(huán)境管理中的承載力》一書中指出“環(huán)境承載力表明在維持一個(gè)可以接受的生活水平的前提下,一個(gè)區(qū)域所能永久地承載的人類活動(dòng)的強(qiáng)烈程度”[2];高吉喜(2000)在其關(guān)于生態(tài)承載力的研究別指出:環(huán)境承載力是指在一定生活水平和環(huán)境質(zhì)量要求下,在不超出生態(tài)系統(tǒng)彈性限度條件下環(huán)境子系統(tǒng)所能承納的污染物數(shù)量以及可支撐的經(jīng)濟(jì)規(guī)模與相應(yīng)人口數(shù)量[3]。此外,一些學(xué)者還從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、發(fā)展等方面對(duì)全球承載力進(jìn)行了探討(Cohen,J.E.,1995;Sagoff,M,1995;Daly,H.E.,1995,1996)[4][5][6]。然而無(wú)論是生態(tài)承載力、環(huán)境承載力抑或全球(區(qū)域)承載力都是一個(gè)比較泛化的概念,如何描述和量化,實(shí)施和操作性不強(qiáng),目前的研究還不深入。事實(shí)上,在對(duì)作為生態(tài)環(huán)境組成要素的各項(xiàng)自然資源的承載力問題還沒有完全解決的時(shí)候,是無(wú)法對(duì)生態(tài)環(huán)境承載力做更深入的研究的。
相比之下,當(dāng)前對(duì)資源承載力的研究則獲得了更多學(xué)者的關(guān)注。對(duì)自然資源承載力的研究主要集中于土地、水和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源方面。1949年美國(guó)的Allan將土地資源承載力定義為:“在維持一定水平并不引起土地退化的前提下,一個(gè)區(qū)域能永久地供養(yǎng)人口數(shù)量及人類活動(dòng)水平”。50-70 年代,國(guó)外許多學(xué)者探討了土地承載力的計(jì)算依據(jù)為:在確保不會(huì)對(duì)土地資源造成不可逆的負(fù)面影響的前提下,土地的生產(chǎn)潛力能容納的最大人口數(shù)量。同時(shí),對(duì)承載力的研究從靜態(tài)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài),Millington等應(yīng)用多目標(biāo)決策分析方法,以各種資源(土地、水、氣候、能源等)對(duì)人口數(shù)量的限制,計(jì)算了澳大利亞的土地資源承載力。1986年我國(guó)也開始了題為“中國(guó)土地資源生產(chǎn)力及人口承載量”的研究,研究者認(rèn)為土地資源承載力通常是指:一個(gè)區(qū)域在一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下,土地用于食物生產(chǎn)所能供養(yǎng)的人口數(shù)量;或在一定生產(chǎn)條件下,土地資源生產(chǎn)力所能承載一定生活水平下的人口限度。由此,關(guān)于土地和水資源承載力的研究在中國(guó)全面展開[7]。
承載力概念的演化與發(fā)展是對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)問題的反應(yīng)與變化結(jié)果。在不同的發(fā)展階段,產(chǎn)生了不同的承載力概念和相應(yīng)的承載力理論。如針對(duì)環(huán)境問題,人們提出了環(huán)境承載力的概念與理論,針對(duì)土地資源短缺問題,人們提出了土地資源承載力的概念與理論。而“水資源承載力”一詞,則是隨著水問題的日益突出由我國(guó)學(xué)者在80年代末提出來(lái)的。水資源承載力是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)持續(xù)發(fā)展過程中各種自然資源承載力的重要組成部分,且往往是水資源緊短和貧水地區(qū)支持人口與發(fā)展的“瓶頸”,它對(duì)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)綜合發(fā)展和發(fā)展規(guī)模有至關(guān)重要的影響。進(jìn)入90年代以來(lái),在地區(qū)和國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路已是普遍的共識(shí),而水資源短缺與“水資源安全”問題也已成為影響可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素,作為可持續(xù)發(fā)展研究和水資源安全戰(zhàn)略研究中的一個(gè)基礎(chǔ)課題,水資源承載力研究已引起學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注并成為當(dāng)前水資源科學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)研究問題。
轉(zhuǎn)貼于 2. 水資源承載力的定義
水資源承載力最早是源自生態(tài)學(xué)中的“承載能力”(Carrying Capacity)一詞,是自然資源承載力的一部分。近年來(lái),我國(guó)不少學(xué)者在資源承載力、環(huán)境承載力等概念的基礎(chǔ)上對(duì)水資源承載力的定義進(jìn)行了更深入的探討,茲選取幾個(gè)有代表性的例子列舉如下:
(1)在某一歷史發(fā)展階段的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平條件下,水資源對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支撐能力[8]。(劉燕華,1999)
(2)某一歷史發(fā)展階段,以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù),以可持續(xù)發(fā)展為原則,以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展為條件,在水資源得到合理開發(fā)利用下,該地區(qū)人口增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大容量[9]。(李令躍,2000)
(3)一個(gè)流域、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家,在不同階段的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下,在水資源合理開發(fā)利用的前提下,當(dāng)?shù)厮Y源能夠維系和支撐的人口、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境規(guī)模總量[10](何希吾,2000)。
(4)一定的區(qū)域內(nèi),在一定的生活水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下,天然水資源的可供水量能夠支持人口、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的能力或限度[2]。(馮尚友,2000)
(5)可理解為某一區(qū)域的水資源條件在“自然-人工”二元模式影響下,以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平及水資源的動(dòng)態(tài)變化為依據(jù),以可持續(xù)發(fā)展為原則,以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展為條件,經(jīng)過合理優(yōu)化配置,對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能提供的最大支撐能力。(惠泱河,2001)
總之,盡管已有的水資源承載力定義在表述上各有不同,但其思路并無(wú)本質(zhì)上的差異,都強(qiáng)調(diào)了支撐能力的概念。但是,對(duì)水資源 “承載力” 本身的內(nèi)涵,表達(dá)比較宏觀。
結(jié)合中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程有關(guān)項(xiàng)目初步研究,作者的觀點(diǎn)是:水資源承載力可定義為“在一定的水資源開發(fā)利用階段,滿足生態(tài)需水的可利用水量能夠維系有限發(fā)展目標(biāo)的最大的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)規(guī)模”。因此,水資源承載力是一個(gè)度量區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受水資源制約的閾值,它通常用滿足生態(tài)需水的可利用水量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有限目標(biāo)需求水量的供需平衡退化到臨界狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的單位水資源量的人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模(如GDP)等指標(biāo)體系表達(dá)。
顯然,水資源承載力受水的供、需矛盾雙方影響, 它需要從受自然變化和人類活動(dòng)影響的水循環(huán)系統(tǒng)出發(fā),通過“自然生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)對(duì)水的需求和流域能夠提供的多少可利用水資源量的“支撐能力”方面加以量度。一種概化的水循環(huán)與水資源供需關(guān)系如圖1所示意。
圖1 量化水資源承載力的系統(tǒng)關(guān)系示意
核心問題是:在一定的水資源開發(fā)利用階段和生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)下,一個(gè)流域/區(qū)域的可再生利用的水資源量究竟能夠支撐多大規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展?如何合理管理有限的水資源(開源與節(jié)流),維持和改善陸地系統(tǒng)水資源承載能力?
考慮到水資源承載力研究的現(xiàn)實(shí)與長(zhǎng)遠(yuǎn)意義,對(duì)它的理解和界定,要遵循下列的事實(shí):
·變化環(huán)境下(即自然變化和人類活動(dòng)影響)的水循環(huán)是水資源演變和水資源承載力研究的基礎(chǔ)。因?yàn)橐粋€(gè)流域和區(qū)域的水資源承載能力大小,直接與該流域和區(qū)域的可利用水資源量與質(zhì)有本質(zhì)的聯(lián)系。而區(qū)域可利用水資源量又決定于在不但變化的自然環(huán)境(包括全球氣候變化)和人類活動(dòng)影響下水文循環(huán)規(guī)律及其控制的水資源形成規(guī)律。
·需要把把它置于水資源的可持續(xù)利用概念的框架,建立在生態(tài)系統(tǒng)完整、水資源持續(xù)供給和水環(huán)境長(zhǎng)期有容納量的基礎(chǔ)上。生態(tài)系統(tǒng)需水是水資源承載力必須要考慮的重要、方面。
·需要從“水循環(huán)-自然生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)耦合機(jī)理上綜合考慮水資源對(duì)地區(qū)人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的支撐能力;
·水資源承載能力度量除了水循環(huán)和水資源變化的自然屬性影響外,還取決與社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的有限目標(biāo)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求目標(biāo)不同,相應(yīng)的承載能力也不一樣。
因此,水資源承載能力的大小是隨水資源開發(fā)階段、目標(biāo)和條件不同而變化,是一個(gè)動(dòng)態(tài)、變化的概念。它不僅是水文循環(huán)、水資源研究的重要方面,而且與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境系統(tǒng)的耦合研究密切相聯(lián),是可持續(xù)發(fā)展重大的國(guó)家需求研究的問題。
3.水資源承載力的度量與計(jì)算方法
由圖1的系統(tǒng)關(guān)系和水資源承載力的定義,可以導(dǎo)出水資源承載力的度量與計(jì)算方法。主要過程概述如下:
(1)水資源總量(W): 它指流域水循環(huán)過程中可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源總量(WL)。流域水循環(huán)受自然變化(包括氣候變化)和人類活動(dòng)的影響,可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源量也在不斷變化。另外,除了本地產(chǎn)生的水資源量外,人工跨流域調(diào)水(WT)可以增加本流域(或地區(qū))的水資源總量。由于流域水循環(huán)降水和徑流形成的不確定性,對(duì)應(yīng)不同保證率的水資源量,有流域水資源總量關(guān)系
W= WL + WT
(2)生態(tài)需水量(We):生態(tài)系統(tǒng)是流域水循環(huán)和流域環(huán)境系統(tǒng)的基本部分,滿足一定環(huán)境要求的最小生態(tài)需水量(We)首先應(yīng)該加以估算。它們通常由河道外的生態(tài)需水的估算(如天然生態(tài)需水、人工生態(tài)需水等),和河道內(nèi)的生態(tài)需水估算(如防止河道斷流所需的最小徑流量等)構(gòu)成。
(3)可利用水資源量(WS):流域可利用水資源量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行和生態(tài)環(huán)境容許的前提下,通過技術(shù)措施可以利用的不重復(fù)的一次性水資源量。在概念上,維系生態(tài)環(huán)境最小的需水量需要扣除,以保證生態(tài)環(huán)境容許的前提條件。因此,原則上講,可利用水資源量可以通過流域可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源總量加上境外調(diào)水扣除生態(tài)需水量加以估算,即:
WS = aWL + WT – We
式中:a為反映工程技術(shù)措施的開發(fā)利用系數(shù)。
(4)水資源需求總量(WD): 流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模水平可以表達(dá)為人口數(shù)量(P),國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)或凈福利(H)等指標(biāo)。因此,它們對(duì)水資源需求包括:人口需水(Wp),工業(yè)需水 (WI),農(nóng)業(yè)需水(WA) ,環(huán)境和其它需水(WM)等。因此,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源需求總量(WD)可表達(dá)為:
WD = Wp + WI + WA + WM
(5)流域水資源承載力的平衡指數(shù)(IWSD):為了描述水資源的承載力,首先需要定義流域水資源承載力的供需平衡指數(shù)(IWSD)即:
很顯然,當(dāng)流域可利用水量小于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量,即,有,這說(shuō)明流域可供的水資源量不具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力。流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是不可承載。但是,通過調(diào)水增加WS和通過節(jié)水減少 WD可提高IWSD。 反過來(lái),當(dāng)流域可供水量大于等于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量,即,這說(shuō)明流域可供的水資源量具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力,流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是可承載,供需為良好狀態(tài)。
(6)水資源承載力的分量測(cè)度:如何量度流域水資源的承載力呢?由定義和上述水資源承載力的供需指數(shù)可知,首先需要建立研究對(duì)象的“水-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)關(guān)系。它們的作用是將水資源量支撐的環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)規(guī)模(如人口數(shù)或人口密度、人均GDP工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、水環(huán)境污染級(jí)別等)聯(lián)系起來(lái)。然后,通過一定的水資源開發(fā)利用階段與有限發(fā)展目標(biāo),分析識(shí)別出由供大于需,即 IWSD > 0 可行域退化到IWSD=0,即系統(tǒng)供需平衡達(dá)臨界狀態(tài)的水資源WS=WD所對(duì)應(yīng)的流域人口數(shù)(P)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模(GDP)等等指標(biāo)參數(shù)。記水資源供需平衡達(dá)到臨界狀態(tài)的可供水資源量為, 進(jìn)一步,可以定義水資源承載力的各個(gè)分量,即:
意義是:λ1表明維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的人口規(guī)模所需要最少水資源量WS;λ2維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的最少水資源量WS。
流域的綜合水資源承載力(F) 是其分量的集成, 例如,
λ = 人均GDP / WS = (GDP/p )/Ws
(7)單位水資源量承載力的度量:為了達(dá)到水資源承載力分量和總量可比性的目的,可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化水資源承載力分量為某單位水資源量的承載指標(biāo)參數(shù)。例如,當(dāng)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化W0為億m3的可比單位水資源量,有對(duì)應(yīng)的水資源承載力的各個(gè)分量,即:
上述公式中的就是流域系統(tǒng)第i個(gè)水資源承載力分量。例如,F(xiàn)1的單位量綱是每?jī)|m3的人口數(shù)目,說(shuō)明該流域每?jī)|m3可利用水資源量能夠承載的最大人口數(shù)。同理,F(xiàn)2的單位量綱是每?jī)|m3的GDP,它說(shuō)明該流域每?jī)|m3可供水資源量能夠承載的經(jīng)濟(jì)發(fā)展最大規(guī)模的GDP。
同理, 流域的綜合水資源承載力(F)是其分量的集成。例如:
F= 人均GDP /億m3 = (GDP/p )/W0
4.西北干旱區(qū)水資源承載力綜合研究的關(guān)鍵問題
廣義上的西北地區(qū)包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西和內(nèi)蒙古的西北部,總土地面積為374萬(wàn)km2,占全國(guó)的39%,總?cè)丝诩s1億,占全國(guó)的8%。涉及西北內(nèi)陸河流域(包括新疆的部分外流河流域)、黃河流域、長(zhǎng)江流域和瀾滄江流域。本文討論的范圍,界定在西北內(nèi)陸河干旱地區(qū)。
西北干旱區(qū)水資源承載力綜合研究的關(guān)鍵問題有:變化環(huán)境的流域水循環(huán)模擬研究,生態(tài)需水研究,社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的水資源需求研究,流域水資源承載力的計(jì)量,西北干旱區(qū)水資源承載力綜合。下面重點(diǎn)討論水循環(huán)模擬,生態(tài)需水和指標(biāo)體系問題。
(1)變化環(huán)境的流域水循環(huán)模擬研究
水文循環(huán)是聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶,是全球變化三大主題碳循環(huán)、水資源和食物纖維中的核心問題之一,它受自然變化和人類活動(dòng)的影響,決定水資源形成與演變的規(guī)律。因此,人類活動(dòng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)和影響劇烈地區(qū)的水循環(huán)與水資源安全研究,是21世紀(jì)資源環(huán)境學(xué)科領(lǐng)域一個(gè)十分重要的方向性問題。
目前水科學(xué)發(fā)展的前沿問題突出反映在:水文循環(huán)的生物圈方面,自然變化和人類活動(dòng)影響下的水資源演變規(guī)律,水與土地利用土地覆被等社會(huì)經(jīng)濟(jì)相互作用影響等。因此,水文循環(huán)需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動(dòng)等方面的影響。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)代表國(guó)際地球?qū)W科發(fā)展前沿,水文循環(huán)的生物圈方面 (Biosphere Aspects of Hydrological Cycle,簡(jiǎn)稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過程與空間格局的變化規(guī)律和受人類活動(dòng)影響的關(guān)鍵問題。進(jìn)入90年代末,變化環(huán)境(即全球變化與人類活動(dòng)影響)下的水文循環(huán)研究成為熱點(diǎn)。
人類活動(dòng)對(duì)水文過程的影響,集中表現(xiàn)在對(duì)下墊面的改變上,改變流域下墊面的地形、地貌、土壤、植被等條件,可概括為土地利用和土地覆被的變化。下墊面條件發(fā)生變化了,水文過程的各環(huán)節(jié)也相應(yīng)發(fā)生變化,如蒸發(fā)、入滲、產(chǎn)流的量會(huì)加大或減小,水循環(huán)的路徑和速率也會(huì)發(fā)生變化,也就是說(shuō),利用原來(lái)的降水-徑流關(guān)系不能反映土地利用/土地覆被變化后的流域降水徑流形成規(guī)律和水文循環(huán)過程,分析人類活動(dòng)(土地利用/土地覆被變化)對(duì)流域徑流形成規(guī)律的影響成為當(dāng)水資源承載力研究的基礎(chǔ)問題。
以河西走廊的黑河流域?yàn)槔捎谥杏我热祟惢顒?dòng)的劇烈影響,已經(jīng)完全改變了流域中下游水循環(huán)關(guān)系,造成下游流量減少和斷流,產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。為了說(shuō)明黑河干流的水資源變化,我們將黑河干流上游出流控制水文站(鶯落峽站)及下游輸水控制水文站(正義峽站)1959年以來(lái)的實(shí)測(cè)流量資料進(jìn)行了分析比較。根據(jù)1959-1998年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì),黑河鶯落峽多年平均流量49.83m3/s,相當(dāng)于年徑流量15.71×108m3,正義峽多年平均流量31.05 m3/s,相當(dāng)于徑流量9.80×108m3,鶯落峽流量高于正義峽流量18.78 m3/s,相當(dāng)于區(qū)間多年平均每年損耗水量5.92×108m3。
從兩站流量多年變化趨勢(shì)看,鶯落峽站水量歷年變化平穩(wěn),年際變化不大,甚至還稍有上升。正義峽站水量不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鶯落峽站,且水量在逐年減少(圖2),兩站水量年均差值越來(lái)越大(圖3)。
圖2 黑河鶯落峽及正義峽歷年徑流量變化圖
圖3 鶯落峽-正義峽年均流量差值圖
造成下游水資源量減少的原因:中游張掖地區(qū)人口持續(xù)增長(zhǎng),工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展,用水量急劇增加,導(dǎo)致黑河干流水資源大量損耗,水資源的變化與人類活動(dòng)的關(guān)系密不可分。
因此,深入研究自然變化和人類活動(dòng)影響下的黑河流域水循環(huán)規(guī)律,是建立黑河流域水資源承載力模型的重要基礎(chǔ)。
(2)生態(tài)需水研究
中國(guó)西北地區(qū)氣候干旱、水資源短缺,水已經(jīng)成為中國(guó)西北地區(qū)環(huán)境與發(fā)展最大的限制因子。實(shí)際觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)研究表明,水對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有明顯的限制作用,生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水的需求也存在脅迫響應(yīng)的機(jī)制。生態(tài)環(huán)境需水量是維系生態(tài)系統(tǒng)平衡最基本的需用水量,是生態(tài)系統(tǒng)安全的一種基本閾值。因此,生態(tài)環(huán)境需水估算問題成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)依據(jù)的重要基礎(chǔ)。確定不同生態(tài)類型的生態(tài)需水量,是生態(tài)環(huán)境建設(shè)區(qū)域配置的重要內(nèi)容,是建設(shè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)鍵。這也是中國(guó)工程院咨詢項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源合理配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展問題”中第2課題中的關(guān)鍵問題之一。
20世紀(jì)90年代后,隨著國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)等大的科學(xué)計(jì)劃推動(dòng),如水文循環(huán)的生物圈方面(BAHC)實(shí)施,國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境需水問題十分重視并且已有了一些研究。國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目有關(guān)課題,如“西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策研究”等,利用土地利用/覆被變化的遙感信息對(duì)區(qū)域生態(tài)需水進(jìn)行初步的估算。中國(guó)工程院一期咨詢項(xiàng)目《中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》,取得了一批重要的研究成果,所完成9個(gè)專題報(bào)告中對(duì)生態(tài)環(huán)境用水也做出初步的測(cè)算,取得一些進(jìn)展。但是,目前有關(guān)生態(tài)需水的研究仍處在初級(jí)發(fā)展階段,人們對(duì)“生態(tài)需水”問題理解還不盡相同。目前,與生態(tài)需水有關(guān)的概念和定義有多個(gè)方面,如“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”、“生態(tài)環(huán)境耗水”等。不同人從不同角度看問題有不同的理解與解釋。總之,生態(tài)環(huán)境與水文水資源以及人類生存環(huán)境的交叉研究,面臨許多挑戰(zhàn),也存在不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)與看法。
由于目前對(duì)“生態(tài)需(用)水量”一詞,還沒有確切的或者得到公認(rèn)的定義,因此在對(duì)它的理解與計(jì)算上還存在這樣那樣的問題。總的來(lái)看,多數(shù)認(rèn)為:生態(tài)需水量是指在水資源短缺地區(qū)為了維系生態(tài)系統(tǒng)生物群落基本生存和一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量(或生態(tài)建設(shè)要求)的最小水資源需求量。它包括天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)所消耗的水量。其內(nèi)涵:以可持續(xù)發(fā)展為前提的天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)的需水,其外延包括地帶性植被所用降水和非地帶性植被所用的徑流。因此,生態(tài)需水量可以理解為維系一定生態(tài)系統(tǒng)功能所不能被占用的最小水資源需求量,包括天然生態(tài)和人工生態(tài),其計(jì)算有河道內(nèi)和河道外之分。基礎(chǔ)是自然變化和人類活動(dòng)影響下的流域水循環(huán)規(guī)律的認(rèn)識(shí)與模擬。
·河道外的流域上的生態(tài)需水的計(jì)算
根據(jù)補(bǔ)給來(lái)源,生態(tài)需水首先可以分為降水性生態(tài)需水和徑流性生態(tài)需水。降雨形成徑流以及徑流運(yùn)動(dòng)過程中,地帶性植被所在的天然生態(tài)系統(tǒng)完全消耗降水量,非地帶性植被所在的天然生態(tài)系統(tǒng)消耗徑流量為主、降水為補(bǔ)充,處于地帶性與非地帶性的交錯(cuò)過渡帶以消耗降水為主、徑流為補(bǔ)充。
從生態(tài)系統(tǒng)形成的原動(dòng)力又進(jìn)一步分為天然生態(tài)需水和人工生態(tài)需水兩大類。從植物生理角度分析生態(tài)需水,可以得到天然植被或農(nóng)作物正常生長(zhǎng)時(shí)的總騰發(fā)量ET。其水分來(lái)源有兩部分:直接利用的有效降水,以及通過水利工程直接或間接利用的供水。
區(qū)域生態(tài)需水計(jì)算應(yīng)該以流域?yàn)閱卧⒆兓h(huán)境下的流域水循環(huán)模型,如圖1所示意。然后,充分利用高分辨率的土地利用遙感信息,結(jié)合陸面水文生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的校核分析識(shí)別確定。對(duì)于每個(gè)流域,結(jié)合其生態(tài)特點(diǎn)和水循環(huán)特點(diǎn),確定一級(jí)分區(qū)為山區(qū)、平原綠洲、過度區(qū)、荒漠無(wú)流區(qū)。為了突出人類活動(dòng)影響,在山區(qū)和平原綠洲中進(jìn)一步區(qū)分天然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng),作為二級(jí)計(jì)算分區(qū)。二級(jí)計(jì)算單元內(nèi)在以土地利用單元作為三級(jí)計(jì)算分區(qū), 由遙感信息土地利用圖上讀取各類生態(tài)面積單元。對(duì)三級(jí)分區(qū)的每一項(xiàng),單獨(dú)計(jì)算其生態(tài)需水或經(jīng)濟(jì)需水。在計(jì)算中考慮了天然植被或人工植被對(duì)徑流性水資源和降水性水資源的同時(shí)利用。國(guó)家“85”科技攻關(guān)項(xiàng)目中的一種基于水循環(huán)概念的流域生態(tài)需水計(jì)算框圖如圖6所示意(細(xì)節(jié)略)。
·河道內(nèi)的生態(tài)需水的計(jì)算
河道內(nèi)的生態(tài)需水的計(jì)算主要考慮的問題是維系河流湖泊水系的生態(tài)平衡的最小水量。主要考慮的方面有:
維持河湖水生生物生存的最小需水量;
維系城市人工生態(tài)環(huán)境景觀的最小需水量;
防止河流泥沙淤積所需最小徑流量;
防止河流水污染的最小水量;
防止海水入侵所需維持的河道最小流量;
防止河道斷流、湖泊萎縮所需維持的最小徑流量
通常需要通過流域水循環(huán)模擬、枯水分析后,在給出一定生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(或要求)下確定上述多個(gè)的最小流量組合的閾值(具體方法討論略)。
(3)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算方法
水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立是水資源承載力研究中的另一個(gè)關(guān)鍵問題。核心是用什么指標(biāo)體系反映“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模與質(zhì)量?目前,借鑒土地資源承載力的概念,采用在水資源可供給量所能維持生產(chǎn)的糧食產(chǎn)量的基礎(chǔ)上計(jì)算水資源承載力的方法顯然將問題過于簡(jiǎn)化了[10]。
從目前的認(rèn)識(shí),水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取有不同的做法。例如,有人從定義出發(fā)直接選取可支持人口數(shù)量、工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模等人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)作為衡量水資源承載力大小的依據(jù)[14]。也有人從水資源可供水量、需水量,可承載人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平和規(guī)模,水環(huán)境容量等方面綜合考慮建立水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用層次分析方法進(jìn)行評(píng)價(jià)[15]。
本文建議,從水資源承載力的基本概念出發(fā),通過水循環(huán)系統(tǒng)模擬,水資源評(píng)價(jià)、生態(tài)需水估算和社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)水的需求分析,選取計(jì)算參數(shù),主要有:對(duì)應(yīng)不同保證率的水資源量,最小生態(tài)需水量,可利用水資源量,水資源需求量(包括人口需水,工業(yè)需水,農(nóng)業(yè)需水,環(huán)境和其它需水等);通過流域“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的實(shí)際分析,確定水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如水資源承載力的平衡指數(shù)(IWSD)等。運(yùn)用本文提出的量化方法,獲得比較具體和實(shí)在的水資源承載力的度量結(jié)果,如維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的人口規(guī)模所需要最少水資源量,維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的最少水資源量等。
總之,希望概念清楚,基礎(chǔ)扎實(shí)、評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單、可比性好。這方面研究工作需要在實(shí)際中發(fā)展和完善。
4.結(jié)語(yǔ)
水資源承載力的研究在我國(guó)雖然已有諸多研究課題和論述,但總的來(lái)說(shuō),已有的研究重點(diǎn)主要集中在對(duì)水資源承載力的評(píng)價(jià)與計(jì)算等方面,還沒有形成水資源承載力研究的成熟的理論和方法。筆者“拋磚引玉”。希望在其概念、新的理論與方法研究方面開展研討。幾點(diǎn)建議如下:
(1)加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究
水資源承載力研究涵蓋了從理論到實(shí)證,從“水-生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”多學(xué)科基礎(chǔ)問題和可持續(xù)發(fā)展問題。從變化環(huán)境下的水文循環(huán)水資源演變規(guī)律到流域水文生態(tài)、植被耗水機(jī)理等微觀領(lǐng)域,從水文水資源科學(xué)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)、規(guī)劃科學(xué)等不同層次、不同學(xué)科的研究范圍,并以多目標(biāo)決策分析方法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、遙感與地理信息系統(tǒng)方法等作為技術(shù)手段,因此,迫切需要加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究。
(2)技術(shù)方法的創(chuàng)新
目前制約水資源承載力研究的一個(gè)重要因素就是數(shù)據(jù)的獲取與分析處理。GIS在支持與水文和水環(huán)境有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、分析、模擬和顯示,以解決復(fù)雜的水資源、水環(huán)境規(guī)劃和管理問題方面顯示了其強(qiáng)大的功能[17]。水資源承載力研究必須突破陳舊的數(shù)據(jù)獲取與分析手段,充分利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù),將地面水文觀測(cè)與空中遙感信息相結(jié)合,利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和模擬,并將現(xiàn)有水資源承載力數(shù)學(xué)模型方法與GIS集成,這是水資源承載力研究取得突破性進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵所在。
(3)研究領(lǐng)域的拓展
地域分異和空間格局歷來(lái)是地理學(xué)最重要的優(yōu)勢(shì)研究領(lǐng)域,水土資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間配置狀況對(duì)水資源承載力有著極為重要的影響。因此,如何加強(qiáng)水資源承載力密切相關(guān)的區(qū)域合理配置研究,尤其是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展是21世紀(jì)地理科學(xué)新的挑戰(zhàn)。它包括水土資源配置,上、中、下游的城市與產(chǎn)業(yè)合理布局,水源保護(hù)區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)的人口、產(chǎn)業(yè)布局等。將其納入水資源承載力研究的范疇,不但是水資源承載力研究的一個(gè)重要方面-水資源承載力區(qū)域差異研究的需要,也必將使水資源承載力研究成果對(duì)社會(huì)實(shí)踐具有更明確的指導(dǎo)作用,這是當(dāng)前水資源承載力研究中極具潛力的一個(gè)研究領(lǐng)域。
水循環(huán)定義范文2
【關(guān)鍵詞】中央空調(diào);變頻;控制;節(jié)能
隨著人們生活水平的不斷提高,中央空調(diào)在越來(lái)越多地應(yīng)用到各類建筑物中。中央空調(diào)是科技發(fā)展的產(chǎn)物,它的出現(xiàn)為人們帶來(lái)了舒適的生活,但同時(shí),如果設(shè)計(jì)不夠良好,中央空調(diào)還是會(huì)產(chǎn)生很大的耗能,不利于節(jié)能和環(huán)保。在中央空調(diào)剛開始應(yīng)用的一段時(shí)間,它的高耗能使中央空調(diào)的普遍應(yīng)用受到制約。我國(guó)的決策層可久以來(lái)都倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展,創(chuàng)建低碳社會(huì)。中央空調(diào)的高能耗顯然和國(guó)家的發(fā)展目標(biāo)是不相符合的。因此,在中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,如何進(jìn)能耗的節(jié)省就是一個(gè)最為重要的環(huán)節(jié)。中央空調(diào)節(jié)約能耗的一個(gè)典型的發(fā)展方向就是應(yīng)用變頻技術(shù) [1]。本文筆者根據(jù)自己在中央空調(diào)領(lǐng)域長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)其系統(tǒng)的各個(gè)部分的變頻控制進(jìn)行了分析,并且分析了這樣設(shè)計(jì)的節(jié)能原理。
1、中央空調(diào)概述
中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)較為龐大的系統(tǒng),一般由主機(jī)和末段系統(tǒng)兩大部分組成。主機(jī)是中央空調(diào)的核心,擔(dān)負(fù)著整個(gè)中央空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的作用,末端系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)主要制冷和制熱區(qū)域的所有工作設(shè)備的統(tǒng)稱。中央空調(diào)的類型很多,其分類的方式也有很多,一般可以按照介質(zhì)分類,按照設(shè)備的集中程度分類,按照空氣的來(lái)源分類等等。不管按照那種方式進(jìn)行分類,其優(yōu)點(diǎn)基本上可以分為如下幾點(diǎn):經(jīng)濟(jì)節(jié)能,環(huán)保,節(jié)約空間,管理簡(jiǎn)單,提升檔次。
2、中央空調(diào)的工作原理
根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)的類型的不同,其工作原理也是有區(qū)別的,中央空調(diào)系統(tǒng)主要有風(fēng)管機(jī)、變頻一拖機(jī)、冷熱水機(jī)等幾種大的類型。
風(fēng)管機(jī)是室外機(jī)利用室內(nèi)機(jī)的制冷劑蒸發(fā)的原理進(jìn)行制冷的。制熱時(shí),室外的制冷機(jī)組吸收的是氣體制冷劑,將氣體制冷劑壓縮,向室內(nèi)各機(jī)組輸送壓縮后的汽體制冷劑,天花板上的回風(fēng)口將室內(nèi)的冷空氣吸入,進(jìn)行熱交換后送入風(fēng)管內(nèi),再利用散流器將熱空氣輸送到室內(nèi)。
變頻一拖多機(jī)組的工作原理和風(fēng)管理類似。也是將室內(nèi)的制冷劑吸收以達(dá)到制冷的目的。制熱時(shí),室外的制冷機(jī)組吸收的是氣體制冷劑,將氣體制冷劑壓縮,向室內(nèi)各機(jī)組輸送壓縮后的汽體制冷劑,天花板上的回風(fēng)口將室內(nèi)的冷空氣吸入,進(jìn)行熱交換后送入風(fēng)管內(nèi),并通過出風(fēng)口上的散流器向室內(nèi)各房間輸送熱的空氣。
冷熱水機(jī)組和其他兩種類型的工作原理不相同。它主要是利用冷媒水和熱媒水進(jìn)行制冷和制熱。制冷時(shí),對(duì)冷媒水進(jìn)行降溫;制熱時(shí),對(duì)熱媒水進(jìn)行升溫。無(wú)論制冷還是制熱媒水都是送到室內(nèi)的風(fēng)盤機(jī)組來(lái)完成和室內(nèi)的溫度交換的。
3、中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計(jì)和節(jié)能分析
3.1主機(jī)制冷系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
主機(jī)制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)的核心。根據(jù)以往的資料顯示,中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗量的60%以上是主機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)消耗的[4]。所以,中央空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)的主要變頻控制設(shè)計(jì)的目的就是節(jié)省主機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)的能耗。為此,主機(jī)制冷系統(tǒng)變頻控制設(shè)計(jì)的主要是壓縮機(jī)的變頻控制。壓縮機(jī)是主機(jī)制冷系統(tǒng)的核心,可以說(shuō)是心臟的核心。通過變頻控制設(shè)計(jì)可以減少壓縮機(jī)的振動(dòng),進(jìn)而降低噪聲和機(jī)器的溫度。另外,變頻設(shè)計(jì)使得主機(jī)系統(tǒng)能檢測(cè)到負(fù)載的變化,從而降低起動(dòng)電流,有效地實(shí)現(xiàn)軟制動(dòng)和軟啟動(dòng)。所以,壓縮機(jī)的變頻參數(shù)不是固定不變的,這些參數(shù)要根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整,使得壓縮機(jī)的變頻控制設(shè)計(jì)的更為理想,能使得整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)最佳地運(yùn)行狀態(tài)。另外,整個(gè)中央空調(diào)的機(jī)組也需要根據(jù)實(shí)際情況,修改運(yùn)行參數(shù),以降低功耗量。
3.2送風(fēng)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
中央空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)是通過相關(guān)的送風(fēng)設(shè)備來(lái)完成的,主要的送風(fēng)設(shè)備有盤管風(fēng)機(jī)、變風(fēng)量風(fēng)機(jī)以及回風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等等[5]。下面筆者主要討論一下送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)
(1)送風(fēng)系統(tǒng)需要利用變頻器來(lái)改變地風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,這樣就能保證風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。利用變頻控制,可以避免冷凍水從頂棚漫出,還可以方便系統(tǒng)控制、提高系統(tǒng)的節(jié)能效果,所以送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)是中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一種根本途經(jīng)。
(2)變頻風(fēng)機(jī)的變頻控制主要是過恒溫PID來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)閷?duì)整個(gè)中央空調(diào)的的溫度控制區(qū)域?qū)τ谑孢m性的要求是比較高的。所以,在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,要結(jié)合用戶的具體需求,來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
(3)如果是大型的中央空調(diào)系統(tǒng)。就應(yīng)設(shè)計(jì)成多段變風(fēng)量的變頻控制方式來(lái)應(yīng)對(duì)節(jié)假日的大負(fù)荷運(yùn)行。多段變風(fēng)量的控制方式能對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效的估算,然后通過對(duì)很主機(jī)的微控制器進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。如果系統(tǒng)對(duì)風(fēng)量沒有那么大的需求,可以改變吸風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量。這樣,還能有效地減少風(fēng)機(jī)能耗。
3.3水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)也很重要。水循環(huán)系統(tǒng)主要采用變頻調(diào)速技術(shù),通過速度的調(diào)整使水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水和冷凍水的很好的運(yùn)行。但是在調(diào)速的過程中一定要控制好水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,這樣能量才能在電機(jī)的輸送過程中,被充分利用。水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)原則不是固定不變的,需要和具體環(huán)境相結(jié)合進(jìn)行處理。下面筆者分別對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的冷凍水和冷卻水變頻設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。
(1)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
在制冷機(jī)組中,要設(shè)計(jì)一個(gè)溫度床拿起來(lái)控制水量和水溫,該傳感器安裝在水管的冷凍水的回水管的上方,它和變頻器以及PID調(diào)節(jié)器相結(jié)合,形成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。變頻器需要合理的調(diào)整頻率以控制冷凍水的溫差和保證電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。在冷凍水循環(huán)過程中,風(fēng)機(jī)組件會(huì)對(duì)出水量進(jìn)行調(diào)節(jié),這樣就降低了水泵電機(jī)的功率。下面,筆者分析一下冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的制冷模式:如果室內(nèi)原本的溫度就不高,在制冷的過程中,負(fù)荷就不會(huì)很大,變頻控制就可以降低冷凍水泵的轉(zhuǎn)速以進(jìn)一步降低能耗;如果室內(nèi)溫度較高,制冷時(shí)負(fù)荷就會(huì)較大,冷凍水泵的轉(zhuǎn)速就要提升以更快的將室內(nèi)的溫度降低。所以在室內(nèi)的溫度不斷變化的過程中,冷凍水泵的轉(zhuǎn)速也不斷變換。在一臺(tái)電機(jī)不能滿足功率的情況下,需要啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī),以此類推,就能實(shí)現(xiàn)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的變頻運(yùn)行。
(2)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)
冷卻水系統(tǒng)的變頻控制的設(shè)計(jì)和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)一樣。都是通過水溫和機(jī)組的結(jié)合來(lái)形成一個(gè)閉合的控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)。如果室內(nèi)原本的溫度就不高,在制冷的過程中,負(fù)荷就不會(huì)很大,變頻控制就可以降低冷凍水泵的轉(zhuǎn)速以進(jìn)一步降低能耗;如果室內(nèi)溫度較高,制冷時(shí)負(fù)荷就會(huì)較大,冷凍水泵的轉(zhuǎn)速就要提升以更快的將室內(nèi)的溫度降低。通過上述的分析,筆者得出結(jié)論,對(duì)于中央系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。并且,冷凍機(jī)組的配置過程,是需要以最大負(fù)荷做為參考的,還需要流出10%-20%的設(shè)計(jì)余量。所以,在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),要對(duì)電機(jī)電源的頻率進(jìn)行分析,通過合理的調(diào)節(jié),改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,有效地控制泵的轉(zhuǎn)速、流量和軸功率,從而整個(gè)系統(tǒng)就可以達(dá)到良好的節(jié)能目的。
4、小結(jié)
雖然中央空調(diào)系統(tǒng)在各種建筑物里的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但是中央空調(diào)系統(tǒng)的高能耗卻是不能忽視的問題,嚴(yán)重制約了中央空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展。為了有效降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗最好的就是采用變頻技術(shù),本文對(duì)中央空調(diào)的定義和工作原理進(jìn)行了分析,然后在此基礎(chǔ)上對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)制冷系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)和節(jié)能問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
參考文獻(xiàn):
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水循環(huán)定義范文3
1.地理概念是地理問題之源
概念是在人們頭腦里所形成反映對(duì)象的本質(zhì)屬性的思維形式。把所感知的事物的共同本質(zhì)特點(diǎn)抽象出來(lái),加以概括,就成為概念,概念都具內(nèi)涵和外延,并且隨著主觀、客觀世界的發(fā)展而變化。
地理概念是人們對(duì)客觀地理事物本質(zhì)屬性的抽象概括,是最基本的地理思維形式和單元,是地理課程學(xué)習(xí)的奠基石。地理概念是地理事物、現(xiàn)象或地理演變過程的本質(zhì)屬性在學(xué)生頭腦中的反映,是學(xué)生認(rèn)識(shí)各種地理事物的基礎(chǔ),區(qū)分不同地理事物的依據(jù),學(xué)習(xí)地理原理性知識(shí)的前提。
深入地理概念內(nèi)涵可以發(fā)現(xiàn)地理問題,例如:高中必修一《自然界的水循環(huán)》一節(jié)中,"水循環(huán)"這個(gè)概念:"是指地球上不同的地方上的水,通過吸收太陽(yáng)的能量,改變狀態(tài)到地球上另外一個(gè)地方。定義里有兩個(gè)概念又需要質(zhì)疑:水在地球的狀態(tài)有幾種狀態(tài)?不同的地方上的水--即地球中的水多數(shù)存在于什么地方?改變水的狀態(tài)需要哪些條件? 解釋中地面的水分被太陽(yáng)蒸發(fā)成為空氣中的水蒸氣。而水在地球的狀態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而地球中的水多數(shù)存在于大氣層、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。
2.預(yù)設(shè)問題促進(jìn)對(duì)地理概念的理解和應(yīng)用
既然地理概念是地理問題之源,那么如何在地理概念教學(xué)中幫助學(xué)生擺脫對(duì)地理概念的認(rèn)識(shí)偏差,更好的理解地理概念的內(nèi)涵、提升地理概念外延的應(yīng)用能力,就上升為要抓住核心概念,可以通過預(yù)設(shè)地理問題促進(jìn)對(duì)地理概念的理解和應(yīng)用。
首先,在地理概念的習(xí)得階段,從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),以獲得概念理解捷徑;利用主觀感知,以豐富地理表象;聯(lián)系已有知識(shí),以促進(jìn)概念同化。例如:《自然界的水循環(huán)》一節(jié)從生活可見的水的存在形式和空間分布入手,在教學(xué)上設(shè)計(jì)了以長(zhǎng)江水體運(yùn)動(dòng)為主線索的一系列有關(guān)的探究問題--長(zhǎng)江水體之間的相互轉(zhuǎn)化;水的存在形式,長(zhǎng)江水循環(huán)的類型、環(huán)節(jié)及對(duì)長(zhǎng)江流域地理環(huán)境的影響,促進(jìn)對(duì)水循環(huán)概念的同化。
其次,在地理概念的鞏固階段,進(jìn)行變式練習(xí),以掌握概念的本質(zhì)屬性;通過概念間的對(duì)比,加深對(duì)概念特性的認(rèn)識(shí);通過各種組織策略,以完善概念結(jié)構(gòu)。學(xué)生對(duì)水循環(huán)概念的同化后,教師提高要求能夠繪制"海陸間水循環(huán)示意圖",并用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言表述水循環(huán)的過程,加深掌握對(duì)水循環(huán)概念的本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí);讓學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的繪圖技能并學(xué)會(huì)分析地理現(xiàn)象、描述地理事物的發(fā)生過程,以完善概念結(jié)構(gòu);培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)遷移能力。通過學(xué)習(xí)水的若干運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化、更新規(guī)律,使學(xué)生能夠結(jié)合生活實(shí)H、解釋生活中的實(shí)際問題,用科學(xué)的理念、發(fā)展的觀點(diǎn)指導(dǎo)個(gè)人行為。意在提高學(xué)生的圖像信息的提取和分析能力;學(xué)會(huì)運(yùn)用辯證的觀點(diǎn)分析、解決問題。在此基礎(chǔ)上教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖文信息的轉(zhuǎn)換教學(xué):以長(zhǎng)江"水體"為關(guān)鍵核心詞,指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建地理概念圖做筆記。
3.構(gòu)建地理概念圖, 揭示地理概念間的聯(lián)系,使學(xué)生形成概念體系
通過構(gòu)建地理概念圖,建立知識(shí)系統(tǒng),找到知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系和規(guī)律,從而加深理解和記憶;形成概念體系,幫助學(xué)生在表達(dá)時(shí)理清思路,把握全局,使講解和學(xué)習(xí)流暢自然、重點(diǎn)突出。
《自然界的水循環(huán)》一節(jié)在解決上述問題基礎(chǔ)上,引導(dǎo)以"長(zhǎng)江--水體環(huán)境"為關(guān)鍵核心詞,指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建地理概念圖,利用地理概念圖做筆記。
通過運(yùn)用地理概念圖技術(shù),將提升學(xué)生思考技巧,逆向思維討論"如果自然界不存在水循環(huán),那地球?qū)?huì)出現(xiàn)什么狀況?"拓展了學(xué)生的發(fā)散思維和大幅增進(jìn)記憶力,組織力與創(chuàng)造力,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。引導(dǎo)利用"地理概念圖"為工具記錄筆記,能將老師講解的知識(shí)點(diǎn)核心內(nèi)容記錄下來(lái)它們之間的聯(lián)系用線條連接,使思維重點(diǎn)、思維過程以及不同地理概念之間的聯(lián)系清晰地呈現(xiàn)在圖中。這樣的課堂筆記不僅能夠迅速幫學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié),而且整堂課的授課過程也被形象地記錄在圖中,學(xué)生形成地理概念體系以便于課后復(fù)習(xí),加深對(duì)地理概念內(nèi)涵的理解和外延的拓展應(yīng)用。
4.注重地理概念的靈活運(yùn)用,提高地理素質(zhì)能力
在地理概念的應(yīng)用階段,注重概念的靈活運(yùn)用。可通過啟發(fā)式自我提問、合作式相互提問、出聲式思維訓(xùn)練以及歸納式錯(cuò)題整理等方面進(jìn)行訓(xùn)練。高考對(duì)地理概念的考查,從來(lái)源包括對(duì)概念內(nèi)涵的考查、對(duì)概念外延的考查及對(duì)概念間關(guān)系的考查三種形式,考查形式較靈活,對(duì)學(xué)生知識(shí)與能力的考查較全面。
例如【2015年新課標(biāo)Ⅰ】37.(24分)閱讀圖文材料,完成下列要求。
(1)分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯度地區(qū)低的原因。(8分)
學(xué)生失分的原因:(1)多"凍土"和"多年凍土"概念區(qū)分不清。 (2)只分析青藏地區(qū)的緯度、海拔,而沒有落腳到太陽(yáng)輻射強(qiáng);(3)對(duì)青藏地區(qū)和東北高緯地區(qū)氣溫年較差特征和成因認(rèn)識(shí)不清。
根據(jù)材料中"多年凍土分為上下兩層,上層為夏季融化,凍結(jié)凍結(jié)的活動(dòng)層,下層為多年凍結(jié)層",可得出以下結(jié)論:多年凍土的形成于冬夏季氣溫有關(guān),只有冬季凍結(jié)厚度大,夏季不能全部融化,才能形成多年凍土層,故解答本題的關(guān)鍵在于:當(dāng)同樣形成多年凍土層,青藏高原由于太陽(yáng)輻射強(qiáng),氣溫年較差小,冬季氣溫較高,凍結(jié)厚度薄,只有年氣溫更低時(shí),才能保證夏季不會(huì)全部融化,也才能形成多年凍土層。
水循環(huán)定義范文4
沙角發(fā)電總廠C廠(以下簡(jiǎn)稱沙角C電廠)工程全套引進(jìn)技術(shù)設(shè)備,建設(shè)規(guī)模包括3臺(tái)額定功率為660MW,最大保證出力為696MW的亞臨界沖動(dòng)凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。其機(jī)組為目前我國(guó)最大的燃煤機(jī)組,具有參數(shù)高、系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn),而且運(yùn)行工作人員少,因此,事故順序記錄對(duì)于指導(dǎo)檢修人員及時(shí)排除事故顯得特別重要,并直接影響機(jī)組的商業(yè)運(yùn)行。
1S.O.E.的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀況
沙角C電廠3臺(tái)機(jī)組均采用英國(guó)ROCHESTER公司生產(chǎn)的ISM-1型事故順序記錄儀,主要包括電源供電單元(FCU)、信號(hào)輸入端子板(ITP)、事故虜獲單元(ECU)、通信單元(CIU)、打印機(jī)和設(shè)備間相互連接用的同軸電纜及光纖等。每臺(tái)機(jī)組的S.O.E.提供信號(hào)輸入通道256個(gè),已定義輸入通道255個(gè),主要包括電氣保護(hù)信號(hào)、重要輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)/跳閘狀態(tài)信號(hào)、電調(diào)部分的汽輪機(jī)跳閘的始發(fā)條件、鍋爐MFT始發(fā)條件和機(jī)、爐部分設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等。在機(jī)組商業(yè)運(yùn)行過程中,S.O.E.多次出現(xiàn)未能對(duì)機(jī)組的事故停機(jī)的事故分析提供明確有效的線索和證據(jù)的情況,延長(zhǎng)了機(jī)組的消缺時(shí)間,影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2主要存在的問題
2.1信號(hào)輸入路徑中間環(huán)節(jié)多
沙角C電廠S.O.E.輸入信號(hào)基本上從最近距離的地方引進(jìn),造成信號(hào)輸入路經(jīng)中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)增多,如鍋爐跳閘信號(hào)的S.O.E.輸入路徑為:FSSS中間繼電器柜DCS輸入端子S.O.E.輸入端子。更合理的信號(hào)輸入路徑應(yīng)為FSSSS.O.E.輸入端子。由于信號(hào)輸入中間環(huán)節(jié)多,當(dāng)通道定義為常閉接點(diǎn)輸入時(shí),系統(tǒng)誤動(dòng)作次數(shù)將會(huì)增加;當(dāng)通道定義為常開接點(diǎn)輸入時(shí),將增大系統(tǒng)拒動(dòng)的可能性。這些都會(huì)影響S.O.E.提供準(zhǔn)確的事故線索。另一方面,信號(hào)輸入中間環(huán)節(jié)多也增大了檢修人員對(duì)其它系統(tǒng)的維護(hù)難度。
2.2通道分配不合理
2.2.1引進(jìn)了輔機(jī)在運(yùn)行信號(hào)
每臺(tái)機(jī)組的S.O.E.不僅引進(jìn)了各臺(tái)凝結(jié)水泵、凝汽器抽氣泵、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、工業(yè)水泵已跳閘信號(hào),而且引進(jìn)了上述各輔機(jī)在運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào),而絕大部分輔機(jī)的運(yùn)行信號(hào)是無(wú)助于機(jī)組的事故分析的。
2.2.2輸入信號(hào)重復(fù)
對(duì)于6臺(tái)低壓加熱器、3臺(tái)高壓加熱器等,S.O.E.不僅冗余地引進(jìn)了容器液位高異常信號(hào)(差壓開關(guān)送出),而且相對(duì)地引進(jìn)了液位高異常繼電器已動(dòng)作信號(hào)。相當(dāng)于S.O.E.定義4個(gè)通道監(jiān)視同一容器的同一異常液位。
2.3部分已定義的通道端子未接線
2號(hào)機(jī)組S.O.E.輸入通道索引號(hào)為19~24,這6個(gè)通道分別定義為給水中間水箱水位非常低、公共服務(wù)氣壓力低、燃油箱液位非常低等,但端子板上均未接線。
2.4部分已定義的通道信號(hào)定值空缺
在255個(gè)已定義輸入通道中,現(xiàn)有的定值一覽表未能提供明確定值的共有36個(gè),其中包括定子冷卻水出口溫度非常高、引風(fēng)機(jī)軸承溫度高等。
2.5部分關(guān)鍵信號(hào)未引進(jìn)S.O.E.
如S.O.E.只引進(jìn)了一個(gè)爐膛壓力高差壓開關(guān)接點(diǎn),而未引進(jìn)爐膛壓力非常高(三取二信號(hào),MFT始發(fā)條件)信號(hào);只引進(jìn)了汽包水位高I值和低I值的報(bào)警信號(hào),而未引進(jìn)作為MFT條件的汽包水位非常高(三取二綜合信號(hào))和汽包水位非常低(三取二綜合信號(hào))信號(hào)。
3造成缺陷的原因分析
造成缺陷主要有4方面的原因:
a)工程建設(shè)采用總承包方式,承包方面為了節(jié)省設(shè)備開支,盡可能減少電纜鋪放長(zhǎng)度,從而導(dǎo)致部分信號(hào)從附近機(jī)柜并接,造成信號(hào)輸入路徑中間環(huán)節(jié)多。
b)由于工程建設(shè)分工是CE負(fù)責(zé)鍋爐島部分建設(shè),GA負(fù)責(zé)機(jī)、電及公用系統(tǒng)部分建設(shè),GA在機(jī)組S.O.E.通道分配上明顯未作全盤考慮,絕大部分通道定義給汽機(jī)及輔助系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及發(fā)變組,而鍋爐部分重要信號(hào)卻未能引進(jìn)S.O.E.。
c)監(jiān)理不力是以上2項(xiàng)既成事實(shí)的主要原因,而移交資料不齊全說(shuō)明驗(yàn)收工作有漏洞。
d)部分主要輔機(jī)現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行出力未能達(dá)到原設(shè)計(jì)要求,從而容易觸發(fā)事故停機(jī),這是S.O.E.原設(shè)計(jì)點(diǎn)組態(tài)時(shí)未能充分考慮到的,使S.O.E.在這方面引進(jìn)的信號(hào)不夠充足。
4整改策略
a)全面核實(shí)每個(gè)輸入信號(hào)的合理輸入路徑,取消多余的中間環(huán)節(jié)。
b)補(bǔ)齊MFT全部始發(fā)條件:
1)增加爐膛壓力非常高信號(hào),取自FSSS“三取二”綜合信號(hào);
2)增加爐膛壓力非常低信號(hào),取自FSSS“三取二”綜合信號(hào);
3)增加汽包水位非常高信號(hào),取自FSSS“三取二”綜合信號(hào);
4)增加汽包水位非常低信號(hào),取自FSSS“三取二”綜合信號(hào);
5)增加一次風(fēng)壓對(duì)爐膛壓力差壓低磨煤機(jī)全路信號(hào),差壓信號(hào)取自FSSS。
c)增加每臺(tái)爐水循環(huán)泵跳閘信號(hào),信號(hào)取自電氣動(dòng)力箱。
d)增加爐膛層火焰消失信號(hào),信號(hào)取自FSSS。增加層火焰消失信號(hào),能為滅火事故分析提供正確的分析方向。
e)增加部分重要輔機(jī)跳閘的始發(fā)條件:
1)增加每臺(tái)磨煤機(jī)密封風(fēng)壓對(duì)冷風(fēng)管風(fēng)壓差低信號(hào),取自FSSS,是跳磨煤機(jī)的條件;
2)增加每臺(tái)磨煤機(jī)的給煤機(jī)已停運(yùn)信號(hào),取自FSSS,是延時(shí)跳磨煤機(jī)的條件;
3)增加每臺(tái)給水泵跳閘的始發(fā)條件:包括油壓低,壓加級(jí)平衡管溫高,液力耦合器軸承溫度高,給水泵進(jìn)出口差壓低等,信號(hào)分別取自給水泵保護(hù)回路和DCS。
水循環(huán)定義范文5
某承接國(guó)外工程的國(guó)內(nèi)電廠在出口蒸汽鍋爐汽包時(shí),認(rèn)為汽包是蒸汽的發(fā)生裝置,而將其錯(cuò)誤歸入商品編碼84195000。這一商品編碼申報(bào)錯(cuò)誤,將給企業(yè)帶來(lái)2%的出口退稅損失。以一臺(tái)價(jià)值約為450萬(wàn)人民幣、600MW電站蒸汽鍋爐的汽包為例,如果在國(guó)外承建一個(gè)2×600MW的火電站項(xiàng)目,汽包出口商品編碼申報(bào)錯(cuò)誤,將給企業(yè)造成18萬(wàn)人民幣的退稅損失。
形成上述錯(cuò)誤的主要原因,在于物流人員對(duì)汽包的功能缺乏了解。何謂“蒸汽鍋爐汽包”
根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2900.48—2008《電工名詞術(shù)語(yǔ)鍋爐》的定義,蒸汽鍋爐汽包又稱鍋筒,是水管鍋爐中用以進(jìn)行蒸汽凈化、組成水循環(huán)回路和蓄水的筒形壓力容器。
汽包主要由:簡(jiǎn)體、封頭、下降管、管接頭和內(nèi)件等構(gòu)成。
汽包的作用主要包括:1、是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的樞紐,保證鍋爐正常的水循環(huán);2、是汽包內(nèi)部的汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置,可保證鍋爐輸出蒸汽的品質(zhì);3、具有一定的蓄熱能力,可緩解汽壓的變化速度;4、汽包上安裝有壓力表、水位計(jì)、事故放水閥等安全裝置,可保證鍋爐的安全運(yùn)行。
其工作原理是從水冷壁來(lái)的汽水混合物,經(jīng)過汽包上部引入管進(jìn)入汽包內(nèi)部。首先進(jìn)入汽水旋風(fēng)分離器,利用改變流動(dòng)方向時(shí)不同比重的汽水之間的慣性差,進(jìn)行第一次汽水分離。然后分離出來(lái)的蒸汽進(jìn)入波形板分離器,此時(shí)蒸汽中的水分會(huì)黏附在金屬壁面上形成水膜,此過程完成了第二次汽水分離。二次分離后的蒸汽最后經(jīng)過蒸汽清洗,利用水的密度差進(jìn)行三次汽水分離。經(jīng)過三次分離后的蒸汽達(dá)到了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,最后從汽包頂部的飽和蒸汽管引往屏式過熱器。
鍋爐汽包橫置有爐外頂,其不受火焰及高溫?zé)煔獾闹苯蛹訜幔獠糠笤O(shè)有保溫材料。汽包歸類、出口貿(mào)管條件及申報(bào)要素
水循環(huán)定義范文6
【關(guān)鍵詞】注重 ;培養(yǎng) ;教學(xué) ;表達(dá) ; 學(xué)生 ; 教師 ;語(yǔ)言
在高考地理試卷中,主觀題往往失分率較高。原因主要在于這類題目需要學(xué)生用較多的文字去表述,而這恰恰是很多考生的不足之處。在平時(shí)教學(xué)中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn),學(xué)生雖然能較好地掌握地理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),但在運(yùn)用地理學(xué)的概念、原理來(lái)解釋、說(shuō)明一些地理學(xué)問題時(shí)卻顯得詞不達(dá)意。因此,教師在努力培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、思維能力、自學(xué)能力的同時(shí),也應(yīng)注重表達(dá)能力的培養(yǎng)。
1 教師應(yīng)注重以科學(xué)、精煉的教學(xué)語(yǔ)言表達(dá)影響學(xué)生
地理教學(xué)的科學(xué)性是指教師講授的基本知識(shí),要求教學(xué)用語(yǔ)要真實(shí)、確切。所謂確切,就是要求上課時(shí)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)言、準(zhǔn)確的詞匯來(lái)表達(dá)概念,敘述原理,不能含糊籠統(tǒng)。例如,講“夏至日,全球正午太陽(yáng)高度角達(dá)到一年中最大值的區(qū)域是北回歸線以北地區(qū)”乍一聽似乎正確,細(xì)一想,不對(duì)了。難道在北回歸線上就不是最大值嗎?由于措詞不準(zhǔn)確而產(chǎn)生科學(xué)性的錯(cuò)誤,對(duì)教師而言,是不允許的。
首先,地理教學(xué)語(yǔ)言的科學(xué)性,主要體現(xiàn)在教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)上。例如,如果說(shuō)水循環(huán)中的“陸地內(nèi)循環(huán)”指的是“發(fā)生在內(nèi)陸地區(qū)的水循環(huán)。”,顯然把話說(shuō)絕對(duì)了,不科學(xué),而應(yīng)該理解為“發(fā)生在大陸上的水循環(huán)”。但如果說(shuō)“陸地上所有地區(qū)都既有海陸間水循環(huán),也有陸地內(nèi)循環(huán)”,卻又把話說(shuō)得太模糊,也是不夠科學(xué)的。地理學(xué)教學(xué)語(yǔ)言的科學(xué)性,還體現(xiàn)在教師要用地理學(xué)的名詞術(shù)語(yǔ)進(jìn)行教學(xué),不要濫用習(xí)慣用語(yǔ)、口頭禪來(lái)替代地理科學(xué)的名詞概念、原理。因此,對(duì)一些平時(shí)習(xí)慣的說(shuō)法要慎重,不但不能用于教學(xué)中,而且要著意糾正,教學(xué)語(yǔ)言一定要有依據(jù),它的依據(jù)就是科學(xué)的真實(shí)性。
其次,地理教學(xué)語(yǔ)言的準(zhǔn)確性,主要任務(wù)是在地理學(xué)教學(xué)中按照地理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,準(zhǔn)確無(wú)誤地向?qū)W生傳播地理知識(shí)。因此教師的教學(xué)語(yǔ)言,首先應(yīng)當(dāng)做到準(zhǔn)確無(wú)誤。具體地說(shuō),在闡述概念、定義、原理、結(jié)論、規(guī)律時(shí),必須做到準(zhǔn)確、精煉。在講授地理概念時(shí),語(yǔ)言應(yīng)準(zhǔn)確、生動(dòng)。切記拖泥帶水,簡(jiǎn)單重復(fù),使學(xué)生產(chǎn)生似是而非、含糊不清的感情。例如,在講環(huán)境承載力、環(huán)境人口容量、人口合理容量這三個(gè)概念時(shí),雖然這三個(gè)概念意義相近,但內(nèi)涵卻不同。環(huán)境承載力是指一個(gè)區(qū)域環(huán)境能持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù),環(huán)境人口容量是衡量環(huán)境承載力的重要指標(biāo),人口合理容量是指一個(gè)區(qū)域最適宜的人口數(shù)量,數(shù)量最少。此外,教師的課堂語(yǔ)言要盡可能不講土語(yǔ)或方言,要用標(biāo)準(zhǔn)普通話教學(xué),力爭(zhēng)做到讀音準(zhǔn)確。同時(shí),也要規(guī)范自己語(yǔ)言,減少口頭禪,不可隨心所欲,漫無(wú)目的地說(shuō)。另外,還要十分注意常用字的標(biāo)準(zhǔn)讀音,比如說(shuō)不能把“兗州”、“海參葳”中的“兗”字和“葳”字讀錯(cuò)。在課堂上要用普通話教學(xué),切記不能把地方方言或土語(yǔ)隨便搬進(jìn)課堂,否則易引起學(xué)生哄堂大笑,分散學(xué)生的注意力,從而失去課堂的嚴(yán)肅性。地理學(xué)教師應(yīng)對(duì)易讀錯(cuò)的字勤查字典,千萬(wàn)不能想當(dāng)然,在教學(xué)中讀錯(cuò)字是極不應(yīng)該的,他有損于教師的形象,降低教師的威信。
2 注重從教材中汲取語(yǔ)言營(yíng)養(yǎng)
地理教材是指導(dǎo)教師實(shí)施教學(xué)的基本依據(jù),也是學(xué)生獲取地理學(xué)知識(shí)、汲取語(yǔ)言營(yíng)養(yǎng)、訓(xùn)練表達(dá)能力的主要園地。
教材中的語(yǔ)言一般來(lái)說(shuō)都具有較強(qiáng)的科學(xué)性、系統(tǒng)性,學(xué)生通過認(rèn)真閱讀教材,不但能加深自己對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,而且能糾正頭腦中已有的含糊不清、似是而非的概念,從而提高自身的語(yǔ)言水平。在指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材時(shí),除了要明確目的要求以外,還應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下兩點(diǎn):①要求學(xué)生注意學(xué)習(xí)教材中不同知識(shí)類型的表達(dá)方式,如概念、原因、過程等知識(shí),該記憶的就必須記憶。只有這樣才能豐富自己的地理語(yǔ)言積累,提高語(yǔ)言運(yùn)用能力。⑵要求學(xué)生邊閱讀,邊試著用自己的語(yǔ)言來(lái)正確的復(fù)述其中的某些內(nèi)容:例如,在講完“背斜和向斜的‘頂部’和‘槽部’在外力作用下分別形成山谷或山頂”知識(shí)點(diǎn)后,指導(dǎo)學(xué)生閱讀并復(fù)述。這樣,學(xué)生通過“咬文嚼字”的訓(xùn)練,在加深了對(duì)知識(shí)的理解的同時(shí),表達(dá)能力也有了提高。
3 注重培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力
新教材中對(duì)有些知識(shí)點(diǎn)的介紹是以結(jié)論的形式直接表達(dá)出來(lái)的,省去了某些推理過程,或略去了對(duì)事物之間關(guān)系的介紹。其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力和思維能力。我們?cè)趥魇谶@些知識(shí)時(shí),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行推理、分析。比如學(xué)生在學(xué)習(xí)冷鋒過境的天氣變化后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析推導(dǎo)氣團(tuán)、氣溫、氣壓、天氣狀況之間的因果聯(lián)系如:冷鋒過境后,冷氣團(tuán)占據(jù)原來(lái)暖氣團(tuán)控制地區(qū)――這一地區(qū)就氣溫下降――空氣下沉――氣壓上升――天氣轉(zhuǎn)好。在這種推導(dǎo)過程中,學(xué)生不僅深刻理解了這些知識(shí)點(diǎn),而且理清了思維脈絡(luò),使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)如何順著事物發(fā)生發(fā)展規(guī)律考慮問題,加強(qiáng)學(xué)生思維的邏輯性。在以后的答題中就不會(huì)出現(xiàn)“天氣好轉(zhuǎn),氣壓上升,氣溫上升”諸如此類的邏輯錯(cuò)誤了。
4 注重培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力