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地下水的优缺点范文

地下水的优缺点范文第1篇

关键词:地下室;外墙;防水保护层;对比

对建筑的地下室进行防水保护层的施工是不能缺少的,地下室的用途和建筑结构也决定着防水保护施工的复杂性。在进行防水设计时,必须要先了解地下的土质和水质情况,并根据具体的情况选择防水保护层的施工方法,这样还能保证地下室的防水质量。建设地下室的目的是为了建设建筑物所需要的各种管道能够有效的衔接,以扩展地下面积的利用率,在建设过程中合理利用房屋的空间。由于整个建筑的大部分排水管到都会经过地下室,因此,地下室在投入使用的过程中,必须要先对外墙进行防水保护层的施工,以避免地下室出现渗水的情况,在防水保护层的施工中,要注意施工方法的选择,优先选择适用的施工方法。

1 砌体砖墙的保护法

通常的建筑在防水墙的建设上都是用标准砖的规格去建设,在厚度、强度和等级上都符合标准。甚至是砂浆规格,都要完全根据设计人员所规定的建设标准来决定。防水墙施工所用的砂浆强度都要比标准抗压的强度要大,这样才能保证防水墙的效果。一般砌墙所用的水泥砂浆厚度都要达到120mm,每间隔6米到8米处都要设置一条20mm宽的缝隙,用来填充砌筑砂浆,以保护地下室的墙体和防水层,而每次砌筑的高度都不能超过1.5m,每步的砌筑高度也要控制在一定的范围内,不超过3m,然后等填充完砂浆之后再接着向上方砌筑。

1.1 砌体砖墙的保护法所具有的优点

用砌体砖墙的保护法进行砌筑,更能有效的保护防水材料,使防水材料发挥更高的效能;在回填土的时候,还能有效的保护防水材料不受到回填土时出现的砖瓦、石块以及机械设备的磕碰损坏,对那些硬性的物体都能有效避免,保护了防水材料的安全。并且,砌体砖墙本身具有了刚性材料的独特质量,能保证回填土和外墙两者能紧密的贴合,使地下室的外墙更加稳定,增加了外墙的牢固性。

1.2 砌体砖墙的保护法所具有的缺点

建筑的地下室如果埋的比较深的话,地下室的砖墙保护层就不能和建筑的主体结构有所连接。砌筑的墙体要是太高,就很有可能出现倒塌以及别的危险发展,这样就给整体的建筑施工安全带来了严重影响。而且建设施工也会用很长的时间,施工的地点就是基槽中,还是多工种的交叉性施工,很容易有坠物出现,对施工人员来讲存在很大的安全隐患;真题的建筑工期也比较长,也会为后期进行的回填土施工造成影响,拖延了施工的整体进度。此外,这种防水保护层的施工,所产生的材料费用和人工费用都很大,提高了施工的成本。

2 软层保护法

聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS)是由原料通过预热熟化定型烘焙割切等流程来制作完成的。聚苯乙烯泡沫塑料板有着热塑性材料的特质,每 m3内都有(300-600)万个独立而又封闭的气泡,里面所含的空气体积达到百分之九十八以上。因此,热传导性较小,而又密闭与塑料泡沫中无法形成对流,因此,聚苯乙烯泡沫塑料板的保温、隔热性能特别强。其主要用于:墙体的内外隔热保温、地暖、冷冻库、保鲜室等。而在地下室外墙防水保护层中用的较多的材料包括:聚苯乙烯泡沫塑料板,其厚度一般都大于50毫米,而密度一般都小雨18kg/m3。挤塑型聚苯乙烯板的厚度一般大于30毫米,密度一般大于30kg/m3。发泡聚乙烯板的厚度一般大于7毫米,密度一般大于30kg/m3。塑料防护板的厚度一般大于0.8毫米,密度一般大于8kg/m3。

2.1 软层保护层的优点

这种保护层的施工方法所采用的材料特别轻,在施工的时候操作比较简单,还具有比较高的安全性,能提高整个防水工程的施工进度,有效缩短了交叉施工所用的时间。

2.2 软层保护层的缺点

由于这种保护层方法所使用的材料比较轻,还比较软,在进行粘结的施工中,很容易受到回填土工作的破坏,这样就不能起到有效的防水作用。有一些地下室在做防水保护的时候,对嵌固有所要求,如果这样的话,在进行软层保护层的施工中,就要根据图纸的具体要求去开展工作。

3 采用水泥砂浆保护层法

在采用水泥砂浆保护层法时,一定要将防水剂在加入水泥砂浆中,防水剂不仅能够使砂浆的化学性质和物理性质同时改变,而且还能够使砂浆材料的吸水率和渗透性能降低,确保防水功效。在地下室不管内侧或者外侧、外墙都可以用防水粉刷进行操作,而在外墙的外侧上,用防水粉刷进行施工时,在外墙的外侧和基顶与墙体面的交接处,为使顶棚能够和墙面有效的连接在一起,以提高交接处的防水性能,需要将墙面防水粉刷进行延伸直至基顶的(10~20)cm处。另外,水泥砂浆的防水剂一定要足够使水泥有效的凝结和硬化,而水化作用比较容易出现不溶性的物质,为了使早期的水泥砂浆的防水性能和和地面之间的接触,使砂浆因干燥而紧缩后形成的缝隙大大减少,抑制发生龟裂的现象,确保防水性能达到较长期限。而在针对地下室外墙防水保护层的建设时,较为常见的水泥砂浆一般厚度是20毫米,水泥比列为1:2.5。

3.1 采用水泥砂浆保护层法的优点

相对于以上两种方式来讲,水泥砂浆保护层法是最简便、最易施工操作的一种方法。

3.2 采用水泥砂浆保护层法的缺点

采用水泥砂浆保护层法时,防水材料的选用有一定要求的,一般情况下,如果是防水材料呈光面,这时就没有办法采用水泥砂浆来设立保护层。

结束语

在建设地下室的过程中,一定要注意做好外墙的防水保护层,以保证地下室能够防水,防止地表水的渗透或者管道的破裂对地下室的墙壁造成极大地影响。只有对地下室外墙建设保护层后,在对地下室使用时,才能够加强地下室外墙的防水功能且能够有效地提高地下室的安全性能以及利用率。以上三种方案都有着自身的优缺点,因此,在施工中必须针对不同的地质状况,并结合其他外部环境的影响因素来选用不同的实施方案。使工程建设施工的质量、安全、合理得到有效保障。

参考文献

[1]刘兰凤.地下室外墙防水保护层三种做法的优缺点比较[J].建筑工人,2013(12).

[2]张洪元,康春阳.对比地下室外墙防水保护层三种做法的优缺点[J].建筑工程技术与设计,2015(12).

[3]董春静.地下室外墙防水细砂保护层的施工[J].工程建设标准化,2014.

[4]付秋心.工程建设中对地下室外墙防水施工技术的浅析[J].黑龙江科技信息,2014(1).

地下水的优缺点范文第2篇

2、深水封地漏:有的厂家为了克服以上弊端,把水封加高,大约有7-8cm,并且用石英砂做试验,表明水流很快,砂子都可以冲出来,不会堵塞,但是实际情况浴室里很少会有砂子。污水中含有很多粘质杂质,水封越深,头发和这些粘质杂质附着面积越大,挂粘在存水弯底部,无法清理,一段时间后,就会造成过水通道越来越狭窄,排水不畅;同时,地漏整体高度增加,导致很多管道铺设较浅的地方也无法安装,所以购买地漏时也要看好排水管的高度是否能安装加长的地漏。

3、广口水封地漏:广口水封地漏,是深水封地漏的升级版这种广口水封地漏排水口设计单一排水口,可以做到排水快并且不堵塞,并且水封可以百分百阻隔防臭防虫。目前这种地漏价格较高。优点:能长时间有效防臭。缺点:上面上产品少,价格贵。

4、扣盅水封地漏:扣盅地漏原理是盖子背面凸出一块和地漏体里边形成水封防臭。但是因为水封特别浅,真正管用的有效水封只有半厘米左右。只要楼上马桶冲水,管道内正负压力会把地漏里边的那点水破坏掉。臭气就畅通无阻进到室内,这种地漏不能有效防臭。而且因为本身设计缺陷地漏很容易堵塞且排水很慢。(备注:国家建筑排水规范明文规定这种扣盅浅水封地漏是必须淘汰禁止工程以及装修使用的)缺点:这种扣盅水封地漏,不能有效防臭、容易堵塞排水慢。优点:价格较便宜。

5、弹簧式地漏:分为上弹式和下弹式。上弹式是按压盖板,盖板弹起来,再次按压,就会复位;下弹式是用弹簧拉伸密封芯下端的密封垫来密封由于弹簧是由硼铁制成,容易锈蚀,弹性逐渐减弱,直至失效,寿命不长,另外弹簧容易缠绕毛发、织物,不易清理。优点:防臭效果很好。缺点:排水速度慢,而且对于家庭使用极易堵塞。

6、翻板地漏:就是利用重力有水来的情况下打开,没水的情况下合闭。看起来貌似会防臭,但是实际使用起来就大相径庭了。缺点:这些自封地漏不能防臭、容易堵塞,寿命短。优点:面板款式样式有较多选择。

7、浮球式地漏:利用水的浮力浮起圆球封闭排水口达到防臭功能。当水流入地漏排水口时水的浮力降浮球浮起使污水排出。无水时浮球落下会封闭排水口达到密封功能。需要经常清理。缺点:排水功能差,容易堵塞,易存留污物垫起浮球而失去密封功能。优点:寿命长。

8、塑料筐式地漏:用一个塑料筐代替了扣碗,这是另一种形式的水封地漏,只是清理比较方便。

9、偏心块式密封地漏:地漏底部用一个一侧带有铅坠的塑料垫来密封。密封不严密,同时金属销钉容易锈蚀损坏、失效,寿命不长。

10、吸铁石式密封地漏:用两片磁铁相吸来密封。由于地表水水质很恶劣,如刷地等各种原因,污中含有一些铁质杂质会吸附在两片磁铁之间,逐渐积累,就会造成两片磁铁无法完全吸合,密封垫也就无法完全密封;另外磁铁在污水中的磁力也不如在空气中稳定,地球大磁场的作用,也会使磁力逐渐弱化,所以性能不是十分稳定。

11、机械重力式密封地漏:采用机械重力式原理,活塞式结构,利用密封芯内部的滑块与水流的平衡关系来开闭密封垫。因为不需要水封,也不靠外力密封,所以性能稳定,寿命长久。

地下水的优缺点范文第3篇

关键词:丰水 节水型 社会建设 经济学

目前,全社会对于水资源形势和节约用水的认识正在不断提高,然而在“丰水”地区是否应建设节水型社会的问题上,人们却仍存在着不同的看法。对于“丰水”地区建设节水型社会,有的人不关心,有的人不支持,甚至还有的人只把它作为要项目、要资金的“口号”……“丰水”地区为什么要建设节水型社会,如何建设节水型社会?是一个十分重要的理论与实践问题。本文试图运用经济学方法分析“丰水”地区节水型社会建设的必要性和动力等问题,推进人们对“丰水”地区节水型社会建设的认识。

一、资源稀缺性与“丰水”地区优化水资源配置

水作为人类生存不可或缺的战略资源,其总量与可利用量是十分有限的。随着自然环境的变化,人类生产、生活水平的提高,可用水资源(下称水资源)已经变得越来越稀缺。对水资源稀缺性的认识决定了我们必须要对水资源进行优化配置。

水资源的稀缺是长期的、全局的、绝对的,水资源的丰沛是短期的、局部的、相对的。个别地区虽然习惯上被称为“丰水地区”,但并不意味着其可以利用的水资源是无限的。第一,“丰水”是相对的,它只是相对于其它地区“不缺水”,也就是说该地区可能是“相对缺水”。(“丰水”是一个大家广泛使用却没有严格界定的术语,水文学在多年平均径流量的基础上提出了丰水年(期)、平水年(期)和枯水年(期)的概念,现实中,人们约定俗成地把长江流域以南称为“丰水”地区,这是相对而言的。笔者认为是否“丰水”应视水资源的供需两方面而定,同时这是一个具有动态性质的概念);第二,该地区水资源在时空分布上极可能是不平衡的,例如四川省水资源就具有时空分布不均的特性;第三,水资源形势正在由“丰水”向“缺水”转化,这不仅包括自然条件的变化,用水需求量的提高,还包括人为污染造成可用水资源量的减少;第四,如果水成为商品,那么该地区对水商品的供给将是有限的。

因此,就“丰水”地区而言,虽然在某些情况下无用水之忧,但并不等于水资源不稀缺。既然水资源稀缺,那么就有必要优化配置。这里的优化既包括局部的优化,也包括全局的优化。局部的优化指在“丰水”地区内的不同地方和时期之间优化水资源配置。全局的优化则是指在“丰水”和缺水地区之间实现水资源优化配置。

二、优化水资源配置与“丰水”地区建设节水型社会

建设“节水型社会”的提出有其深刻的社会历史背景。在此之前,人们首先提出的是“节约用水”。作为“缺水”的应对之策,其目的主要是节约水资源用量。随着对水资源形势和经济社会发展认识的进一步深化,“建设节水型社会”作为一项重大战略,提上了议事日程。

“节水型社会”充分地体现了优化水资源配置的思想。节约水资源用量只是节水型社会建设的浅层特征,而提高水资源利用效率,实现用水效益的最大化,促进水资源的优化配置,实现水资源的可持续利用,最终保障经济社会的可持续发展才是节水型社会建设的根本目标。

“节水型社会”是实现水资源优化配置的有效战略措施。传统的主要依靠行政措施推动节水的做法,手段单一,管理体系不健全,公众参与程度不够,已经不能适应形势发展的要求。“节水型社会”通过建立以水权、水市场理论为基础的水资源管理体制,形成以经济手段为主的节水机制,能够提高全社会的自觉节水意识,把节水工作贯穿于国民经济发展和人民生产生活的全过程,从根本上改变节水乏力的状况。

“丰水”地区建设“节水型社会”是其优化水资源配置的必由之路。

首先,就局部优化而言,“丰水”地区建设节水型社会势在必行。由于“相对缺水”的存在、水资源在季节分配上的不平衡、“丰水”向“缺水”转化的动态性,“丰水”地区同样面临着节约用水、提高水资源的利用效率和效益,促进经济、资源、环境协调发展的任务。那种认为“我们这里不会缺水,没必要建设节水型社会”的观点是一种短视的行为。

其次,就全局优化而言,节水型社会建设是“丰水”地区优化水资源配置的动力和保障。全局的优化并不必然带来局部的优化。局部的边际成本和收益不等于全局的边际成本和收益,“丰水”地区就没有自觉、自愿节约用水的动力。初始水权的确立和水市场的建立,使节约出来的水转化为商品,转化为经济效益,从而使“丰水”地区的边际成本和收益与全局的边际成本和收益趋于一致,为“丰水”地区节水提供了动力,同时也保护了“丰水”地区节水的积极性。

三、“丰水”地区建设节水型社会的经济学描述

为了对“丰水”地区建设节水型社会的情况进行直观的反映,笔者将“丰水”地区节水型社会建设的经济效果描绘如下。

(一)静态的初始生产曲线

设静态下全社会初始生产函数为F(X),其中F(X)代表产量,X代表水资源用量。

一般情况下,图中横轴代表水资源用量,纵轴代表产量。生产函数曲线BAC代表了在一定的生产水平下,水资源用量与经济效益的关系。

BA段边际产量递增,随着水资源用量的增加,产量逐渐增加;水资源用量达到A,产量达到最大;AC段边际产量递减,随着水资源用量的继续增加,产量逐渐减少。由于AC段中,水资源用量是可控的(用多少水,由人决定,用多了,可以把用水量减下去,洪涝灾害除外),故用虚线表示。

(二)缺水地区建设节水型社会描述

假设缺水地区生产函数与全社会相同,水资源用量受到水资源量的限制,最大水资源量为d,那么其产量只能达到D点,无法达到A点。该地区通过建设节水型社会,提高了水资源利用效率,改变了初始的生产函数,则形成了新的曲线B‘A’C‘。

该社会通过提高水资源利用效率和效益,生产函数变为F‘(X),生产函数曲线改变为B’A‘C’,从而在可用水资源量为d时,实现了比过去D点高得多的产量D‘。我们把BAC向B’A‘C’的转变视为节水型社会建设的过程。

可从我国的现实中找到例证。1991年以来,我国耕地平均每年因干旱受灾减产粮食280亿公斤,城市、工业缺水60亿立方米,影响工业产值2300亿元。由于缺水,我国的生产函数曲线达不到最优点A.与此同时,我国万元GDP用水量2002年为537立方米,是世界平均水平的4倍,这说明我们完全有可能改善生产函数,在缺水的情况下,通过建设节水型社会,提高水资源利用效率和效益,实现高得多的GDP.

(三)“丰水”地区建设节水型社会描述

以都江堰市为“丰水”地区代表,在现有的用水水平或者说生产函数下,可用水资源量有时为d(不妨设为最小值),小于最佳需求量a,有时为e(不妨设为最大值),大于最佳需求量a.在后一种情况下,为了达到经济效益的最大值,都江堰市放弃了多余水量,故其产量在D和A之间变动。

都江堰市建立节水型社会也可能会出现两种不同的效果。

建立了如缺水地区的生产函数,通过提高水资源利用效益和效率,实现在较少的可用水资源量X下的较高产量F‘(X),如:在d下的产量D’。这时,一方面,实现了较高的产量F‘(X),(F’(X)属于[D‘,A’]);另一方面,节省了水资源e-X((e-X)属于[0,e-d]),进入水市场,带来了直接经济效益(未考虑初始水权界定限制)。

另建立了新的生产函数,通过提高水资源利用效率和效益,实现在较多的可用水资源量X下的较高的产量F‘(X)。这时,一方面,实现了较高的产量F’(X) (F‘(X) 属于[D’,E])‘;另一方面,节省了水资源e-X ((e-X ) 属于[0,e-d]),进入水市场,带来了直接经济效益(未考虑初始水权界定限制)。

总之,促使生产函数优化的过程就是“丰水”地区节水型社会建设的过程。虽然这个过程漫长而复杂,需要应对各种影响因素的变化以及带来的各种风险,但是描述,我们可以看到,“丰水”地区建设节水型社会的经济效益是显而易见的。

四、推进“丰水”地区节水型社会建设的对策思考

上面的分析对生产函数进行了简化,以直接地描述节水型社会的过程。实际上产量不仅是用水量的函数,更是其它多个自变量的函数F(X1,X2,X3,X4,X5…),我们可以把X1、X2、X3、X4、X5分别定义为水资源用量、劳动力素质(包括用水意识)、生产技术(包括用水技术)、生产结构(包括用水结构)、经济体制(包括管水体制)等。生产函数之所以能够变化,是众多自变量共同作用的结果。优化生产函数,建设节水型社会也必须从以上众多因素入手。

当前,推进“丰水”地区节水型社会建设首先要提高“丰水”地区政府、企业、公众对水资源形势的认识,充分认识水资源的稀缺性,克服“我们不缺水,不需要节水”的片面观念,增强人们对“丰水”地区建设节水型社会重要性和紧迫性的认识。

其次,进一步完善已有的工作手段,改进节约用水工作,提升用水技术和生产结构。制定好流域水资源规划、产业结构调整规划,加大节约用水投入,加强水资源项目建设,实施总量控制定额管理,推行计划用水超计划累进加价制度、推广应用节水技术和器具、实施节水三同时四到位等,充分利用现有的法律、经济、行政手段优化水资源配置。

地下水的优缺点范文第4篇

关键词:丰水节水型社会建设经济学

目前,全社会对于水资源形势和节约用水的认识正在不断提高,然而在“丰水”地区是否应建设节水型社会的问题上,人们却仍存在着不同的看法。对于“丰水”地区建设节水型社会,有的人不关心,有的人不支持,甚至还有的人只把它作为要项目、要资金的“口号”……“丰水”地区为什么要建设节水型社会,如何建设节水型社会?是一个十分重要的理论与实践问题。本文试图运用经济学方法分析“丰水”地区节水型社会建设的必要性和动力等问题,推进人们对“丰水”地区节水型社会建设的认识。

一、资源稀缺性与“丰水”地区优化水资源配置

水作为人类生存不可或缺的战略资源,其总量与可利用量是十分有限的。随着自然环境的变化,人类生产、生活水平的提高,可用水资源(下称水资源)已经变得越来越稀缺。对水资源稀缺性的认识决定了我们必须要对水资源进行优化配置。

水资源的稀缺是长期的、全局的、绝对的,水资源的丰沛是短期的、局部的、相对的。个别地区虽然习惯上被称为“丰水地区”,但并不意味着其可以利用的水资源是无限的。第一,“丰水”是相对的,它只是相对于其它地区“不缺水”,也就是说该地区可能是“相对缺水”。(“丰水”是一个大家广泛使用却没有严格界定的术语,水文学在多年平均径流量的基础上提出了丰水年(期)、平水年(期)和枯水年(期)的概念,现实中,人们约定俗成地把长江流域以南称为“丰水”地区,这是相对而言的。笔者认为是否“丰水”应视水资源的供需两方面而定,同时这是一个具有动态性质的概念);第二,该地区水资源在时空分布上极可能是不平衡的,例如四川省水资源就具有时空分布不均的特性;第三,水资源形势正在由“丰水”向“缺水”转化,这不仅包括自然条件的变化,用水需求量的提高,还包括人为污染造成可用水资源量的减少;第四,如果水成为商品,那么该地区对水商品的供给将是有限的。

因此,就“丰水”地区而言,虽然在某些情况下无用水之忧,但并不等于水资源不稀缺。既然水资源稀缺,那么就有必要优化配置。这里的优化既包括局部的优化,也包括全局的优化。局部的优化指在“丰水”地区内的不同地方和时期之间优化水资源配置。全局的优化则是指在“丰水”和缺水地区之间实现水资源优化配置。

二、优化水资源配置与“丰水”地区建设节水型社会

建设“节水型社会”的提出有其深刻的社会历史背景。在此之前,人们首先提出的是“节约用水”。作为“缺水”的应对之策,其目的主要是节约水资源用量。随着对水资源形势和经济社会发展认识的进一步深化,“建设节水型社会”作为一项重大战略,提上了议事日程。

“节水型社会”充分地体现了优化水资源配置的思想。节约水资源用量只是节水型社会建设的浅层特征,而提高水资源利用效率,实现用水效益的最大化,促进水资源的优化配置,实现水资源的可持续利用,最终保障经济社会的可持续发展才是节水型社会建设的根本目标。

“节水型社会”是实现水资源优化配置的有效战略措施。传统的主要依靠行政措施推动节水的做法,手段单一,管理体系不健全,公众参与程度不够,已经不能适应形势发展的要求。“节水型社会”通过建立以水权、水市场理论为基础的水资源管理体制,形成以经济手段为主的节水机制,能够提高全社会的自觉节水意识,把节水工作贯穿于国民经济发展和人民生产生活的全过程,从根本上改变节水乏力的状况。

“丰水”地区建设“节水型社会”是其优化水资源配置的必由之路。

首先,就局部优化而言,“丰水”地区建设节水型社会势在必行。由于“相对缺水”的存在、水资源在季节分配上的不平衡、“丰水”向“缺水”转化的动态性,“丰水”地区同样面临着节约用水、提高水资源的利用效率和效益,促进经济、资源、环境协调发展的任务。那种认为“我们这里不会缺水,没必要建设节水型社会”的观点是一种短视的行为。

其次,就全局优化而言,节水型社会建设是“丰水”地区优化水资源配置的动力和保障。全局的优化并不必然带来局部的优化。局部的边际成本和收益不等于全局的边际成本和收益,“丰水”地区就没有自觉、自愿节约用水的动力。初始水权的确立和水市场的建立,使节约出来的水转化为商品,转化为经济效益,从而使“丰水”地区的边际成本和收益与全局的边际成本和收益趋于一致,为“丰水”地区节水提供了动力,同时也保护了“丰水”地区节水的积极性。

三、“丰水”地区建设节水型社会的经济学描述

为了对“丰水”地区建设节水型社会的情况进行直观的反映,笔者将“丰水”地区节水型社会建设的经济效果描绘如下。

(一)静态的初始生产曲线

设静态下全社会初始生产函数为F(X),其中F(X)代表产量,X代表水资源用量。

一般情况下,图中横轴代表水资源用量,纵轴代表产量。生产函数曲线BAC代表了在一定的生产水平下,水资源用量与经济效益的关系。

BA段边际产量递增,随着水资源用量的增加,产量逐渐增加;水资源用量达到A,产量达到最大;AC段边际产量递减,随着水资源用量的继续增加,产量逐渐减少。由于AC段中,水资源用量是可控的(用多少水,由人决定,用多了,可以把用水量减下去,洪涝灾害除外),故用虚线表示。

(二)缺水地区建设节水型社会描述

假设缺水地区生产函数与全社会相同,水资源用量受到水资源量的限制,最大水资源量为d,那么其产量只能达到D点,无法达到A点。该地区通过建设节水型社会,提高了水资源利用效率,改变了初始的生产函数,则形成了新的曲线B‘A’C‘。

该社会通过提高水资源利用效率和效益,生产函数变为F‘(X),生产函数曲线改变为B’A‘C’,从而在可用水资源量为d时,实现了比过去D点高得多的产量D‘。我们把BAC向B’A‘C’的转变视为节水型社会建设的过程。

可从我国的现实中找到例证。1991年以来,我国耕地平均每年因干旱受灾减产粮食280亿公斤,城市、工业缺水60亿立方米,影响工业产值2300亿元。由于缺水,我国的生产函数曲线达不到最优点A.与此同时,我国万元GDP用水量2002年为537立方米,是世界平均水平的4倍,这说明我们完全有可能改善生产函数,在缺水的情况下,通过建设节水型社会,提高水资源利用效率和效益,实现高得多的GDP.

(三)“丰水”地区建设节水型社会描述

以都江堰市为“丰水”地区代表,在现有的用水水平或者说生产函数下,可用水资源量有时为d(不妨设为最小值),小于最佳需求量a,有时为e(不妨设为最大值),大于最佳需求量a.在后一种情况下,为了达到经济效益的最大值,都江堰市放弃了多余水量,故其产量在D和A之间变动。

都江堰市建立节水型社会也可能会出现两种不同的效果。

建立了如缺水地区的生产函数,通过提高水资源利用效益和效率,实现在较少的可用水资源量X下的较高产量F‘(X),如:在d下的产量D’。这时,一方面,实现了较高的产量F‘(X),(F’(X)属于[D‘,A’]);另一方面,节省了水资源e-X((e-X)属于[0,e-d]),进入水市场,带来了直接经济效益(未考虑初始水权界定限制)。

另建立了新的生产函数,通过提高水资源利用效率和效益,实现在较多的可用水资源量X下的较高的产量F‘(X)。这时,一方面,实现了较高的产量F’(X)(F‘(X)属于[D’,E])‘;另一方面,节省了水资源e-X((e-X)属于[0,e-d]),进入水市场,带来了直接经济效益(未考虑初始水权界定限制)。

总之,促使生产函数优化的过程就是“丰水”地区节水型社会建设的过程。虽然这个过程漫长而复杂,需要应对各种影响因素的变化以及带来的各种风险,但是描述,我们可以看到,“丰水”地区建设节水型社会的经济效益是显而易见的。

四、推进“丰水”地区节水型社会建设的对策思考

上面的分析对生产函数进行了简化,以直接地描述节水型社会的过程。实际上产量不仅是用水量的函数,更是其它多个自变量的函数F(X1,X2,X3,X4,X5…),我们可以把X1、X2、X3、X4、X5分别定义为水资源用量、劳动力素质(包括用水意识)、生产技术(包括用水技术)、生产结构(包括用水结构)、经济体制(包括管水体制)等。生产函数之所以能够变化,是众多自变量共同作用的结果。优化生产函数,建设节水型社会也必须从以上众多因素入手。

当前,推进“丰水”地区节水型社会建设首先要提高“丰水”地区政府、企业、公众对水资源形势的认识,充分认识水资源的稀缺性,克服“我们不缺水,不需要节水”的片面观念,增强人们对“丰水”地区建设节水型社会重要性和紧迫性的认识。

其次,进一步完善已有的工作手段,改进节约用水工作,提升用水技术和生产结构。制定好流域水资源规划、产业结构调整规划,加大节约用水投入,加强水资源项目建设,实施总量控制定额管理,推行计划用水超计划累进加价制度、推广应用节水技术和器具、实施节水三同时四到位等,充分利用现有的法律、经济、行政手段优化水资源配置。

地下水的优缺点范文第5篇

关键词:丰水 节水型 社会建设 经济学

目前,全社会对于水资源形势和节约用水的认识正在不断提高,然而在“丰水”地区是否应建设节水型社会的问题上,人们却仍存在着不同的看法。对于“丰水”地区建设节水型社会,有的人不关心,有的人不支持,甚至还有的人只把它作为要项目、要资金的“口号”……“丰水”地区为什么要建设节水型社会,如何建设节水型社会?是一个十分重要的理论与实践问题。本文试图运用经济学方法分析“丰水”地区节水型社会建设的必要性和动力等问题,推进人们对“丰水”地区节水型社会建设的认识。

一、资源稀缺性与“丰水”地区优化水资源配置

水作为人类生存不可或缺的战略资源,其总量与可利用量是十分有限的。随着自然环境的变化,人类生产、生活水平的提高,可用水资源(下称水资源)已经变得越来越稀缺。对水资源稀缺性的认识决定了我们必须要对水资源进行优化配置。

水资源的稀缺是长期的、全局的、绝对的,水资源的丰沛是短期的、局部的、相对的。个别地区虽然习惯上被称为“丰水地区”,但并不意味着其可以利用的水资源是无限的。第一,“丰水”是相对的,它只是相对于其它地区“不缺水”,也就是说该地区可能是“相对缺水”。(“丰水”是一个大家广泛使用却没有严格界定的术语,水文学在多年平均径流量的基础上提出了丰水年(期)、平水年(期)和枯水年(期)的概念,现实中,人们约定俗成地把长江流域以南称为“丰水”地区,这是相对而言的。笔者认为是否“丰水”应视水资源的供需两方面而定,同时这是一个具有动态性质的概念);第二,该地区水资源在时空分布上极可能是不平衡的,例如四川省水资源就具有时空分布不均的特性;第三,水资源形势正在由“丰水”向“缺水”转化,这不仅包括自然条件的变化,用水需求量的提高,还包括人为污染造成可用水资源量的减少;第四,如果水成为商品,那么该地区对水商品的供给将是有限的。

因此,就“丰水”地区而言,虽然在某些情况下无用水之忧,但并不等于水资源不稀缺。既然水资源稀缺,那么就有必要优化配置。这里的优化既包括局部的优化,也包括全局的优化。局部的优化指在“丰水”地区内的不同地方和时期之间优化水资源配置。全局的优化则是指在“丰水”和缺水地区之间实现水资源优化配置。

二、优化水资源配置与“丰水”地区建设节水型社会

建设“节水型社会”的提出有其深刻的社会历史背景。在此之前,人们首先提出的是“节约用水”。作为“缺水”的应对之策,其目的主要是节约水资源用量。随着对水资源形势和经济社会发展认识的进一步深化,“建设节水型社会”作为一项重大战略,提上了议事日程。

“节水型社会”充分地体现了优化水资源配置的思想。节约水资源用量只是节水型社会建设的浅层特征,而提高水资源利用效率,实现用水效益的最大化,促进水资源的优化配置,实现水资源的可持续利用,最终保障经济社会的可持续发展才是节水型社会建设的根本目标。

“节水型社会”是实现水资源优化配置的有效战略措施。传统的主要依靠行政措施推动节水的做法,手段单一,管理体系不健全,公众参与程度不够,已经不能适应形势发展的要求。“节水型社会”通过建立以水权、水市场理论为基础的水资源管理体制,形成以经济手段为主的节水机制,能够提高全社会的自觉节水意识,把节水工作贯穿于国民经济发展和人民生产生活的全过程,从根本上改变节水乏力的状况。

“丰水”地区建设“节水型社会”是其优化水资源配置的必由之路。

首先,就局部优化而言,“丰水”地区建设节水型社会势在必行。由于“相对缺水”的存在、水资源在季节分配上的不平衡、“丰水”向“缺水”转化的动态性,“丰水”地区同样面临着节约用水、提高水资源的利用效率和效益,促进经济、资源、环境协调发展的任务。那种认为“我们这里不会缺水,没必要建设节水型社会”的观点是一种短视的行为。

其次,就全局优化而言,节水型社会建设是“丰水”地区优化水资源配置的动力和保障。全局的优化并不必然带来局部的优化。局部的边际成本和收益不等于全局的边际成本和收益,“丰水”地区就没有自觉、自愿节约用水的动力。初始水权的确立和水市场的建立,使节约出来的水转化为商品,转化为经济效益,从而使“丰水”地区的边际成本和收益与全局的边际成本和收益趋于一致,为“丰水”地区节水提供了动力,同时也保护了“丰水”地区节水的积极性。 三、“丰水”地区建设节水型社会的经济学描述

为了对“丰水”地区建设节水型社会的情况进行直观的反映,笔者将“丰水”地区节水型社会建设的经济效果描绘如下。

(一)静态的初始生产曲线

设静态下全社会初始生产函数为F(X),其中F(X)代表产量,X代表水资源用量,其图示如图1。

图1中横轴代表水资源用量,纵轴代表产量。生产函数曲线BAC代表了在一定的生产水平下,水资源用量与经济效益的关系。

BA段边际产量递增,随着水资源用量的增加,产量逐渐增加;水资源用量达到A,产量达到最大;AC段边际产量递减,随着水资源用量的继续增加,产量逐渐减少。由于AC段中,水资源用量是可控的(用多少水,由人决定,用多了,可以把用水量减下去,洪涝灾害除外),故用虚线表示。

(二)缺水地区建设节水型社会描述

假设缺水地区生产函数与全社会相同,水资源用量受到水资源量的限制,最大水资源量为d,那么其产量只能达到D点,无法达到A点。该地区通过建设节水型社会,提高了水资源利用效率,改变了初始的生产函数,则形成了新的曲线B’A’C’如图2。

该社会通过提高水资源利用效率和效益,生产函数变为F’(X),生产函数曲线改变为B’A’C’,从而在可用水资源量为d时,实现了比过去D点高得多的产量D’。我们把BAC向B’A’C’的转变视为节水型社会建设的过程。

该图可从我国的现实中找到例证。1991年以来,我国耕地平均每年因干旱受灾减产粮食280亿公斤,城市、工业缺水60亿立方米,影响工业产值2300亿元。由于缺水,我国的生产函数曲线达不到最优点A。与此同时,我国万元GDP用水量2002年为537立方米,是世界平均水平的4倍,这说明我们完全有可能改善生产函数,在缺水的情况下,通过建设节水型社会,提高水资源利用效率和效益,实现高得多的GDP。

(三)“丰水”地区建设节水型社会描述

以都江堰市为“丰水”地区代表,在现有的用水水平或者说生产函数下,可用水资源量有时为d(不妨设为最小值),小于最佳需求量a,有时为e(不妨设为最大值),大于最佳需求量a。在后一种情况下,为了达到经济效益的最大值,都江堰市放弃了多余水量,故其产量在D和A之间变动,如图3。

都江堰市建立节水型社会也可能会出现两种不同的效果。

一种如图4。建立了如缺水地区的生产函数,通过提高水资源利用效益和效率,实现在较少的可用水资源量X下的较高产量F’(X),如:在d下的产量D’。这时,一方面,实现了较高的产量F’(X),(F’(X)属于[D’,A’]);另一方面,节省了水资源e-X((e-X)属于[0,e-d]),进入水市场,带来了直接经济效益(未考虑初始水权界定限制)。

另一种如图5。建立了新的生产函数,通过提高水资源利用效率和效益,实现在较多的可用水资源量X下的较高的产量F’(X)。这时,一方面,实现了较高的产量F’(X) (F’(X) 属于[D’,E])’;另一方面,节省了水资源e-X ((e-X ) 属于[0,e-d]),进入水市场,带来了直接经济效益(未考虑初始水权界定限制)。

总之,促使生产函数优化的过程就是“丰水”地区节水型社会建设的过程。虽然这个过程漫长而复杂,需要应对各种影响因素的变化以及带来的各种风险,但是运用图上的描述,我们可以看到,“丰水”地区建设节水型社会的经济效益是显而易见的。

四、推进“丰水”地区节水型社会建设的对策思考

上面的分析对生产函数进行了简化,以直接地描述节水型社会的过程。实际上产量不仅是用水量的函数,更是其它多个自变量的函数F(X1,X2,X3,X4,X5…),我们可以把X1、X2、X3、X4、X5分别定义为水资源用量、劳动力素质(包括用水意识)、生产技术(包括用水技术)、生产结构(包括用水结构)、经济体制(包括管水体制)等。生产函数之所以能够变化,是众多自变量共同作用的结果。优化生产函数,建设节水型社会也必须从以上众多因素入手。

当前,推进“丰水”地区节水型社会建设首先要提高“丰水”地区政府、企业、公众对水资源形势的认识,充分认识水资源的稀缺性,克服“我们不缺水,不需要节水”的片面观念,增强人们对“丰水”地区建设节水型社会重要性和紧迫性的认识。

其次,进一步完善已有的工作手段,改进节约用水工作,提升用水技术和生产结构。制定好流域水资源规划、产业结构调整规划,加大节约用水投入,加强水资源项目建设,实施总量控制定额管理,推行计划用水超计划累进加价制度、推广应用节水技术和器具、实施节水三同时四到位等,充分利用现有的法律、经济、行政手段优化水资源配置。

地下水的优缺点范文第6篇

利用下泄水流所挟带的巨大动能,因势利导将水流挑射远离建筑物的下游。在挑射过程中,水流受到空气的阻力而扩散,掺入大量空气,降落到下游水面后,又受到下游水体的阻力,形成激烈的漩滚而消能。

12.面流消能的原理是什么?

当下游水深较大而且比较稳定时,可采取一定的工程措施,将急流导向下游水面,主流与河床之间由巨大的底部漩滚隔开,可避免高速生流对河床的冲刷。

13.挑流鼻坎型式有几种?各有何优缺点?

挑流鼻坎型式有连续式和差动式两种。连续式鼻坎设施简单,不易气蚀,在相同水力条件下,挑距比差动式稍远,但水舌较集中,空中扩散较差,对河床冲刷较深。

14.挑流、底流、面流消能的优缺点是什么?

工程实际中,消能方式的选择是一个十分复杂的问题,必须结合具体工程,兼顾水力、地形、地质及应用条件进行综合分析选定。上述三种消能型式的优缺点如下:

(1)底流消能的优点:水跃稳定,安全可靠,消能效果好,下游水面波动小。缺点:消力地的工程量大,增加工程造价。

(2)挑流消能的优点:节约护坦工程,可降低造价,消能效果好。缺点:空中雾气大,尾水波动大,要求下游河床抗冲能力强。

(3)面流消能的优点:主流在表面,底部流速小,不易冲刷河床,有利于漂木、漂冰和宣泄其他漂浮物。缺点:水流衔接形式复杂多变,不易控制。下游水面波动很大,两岸易遭冲刷,有碍航运及水轮机工作。

15.底流消能的型式有几种?

底流消能的型式主要有以下三种:

(1)降低护坦高所形成的消力地消能。

(2)在护坦末端修建消力坎所形成的消力池消能。

(3)以上两种型式加上趾墩、消力墩、尾槛等辅助消能工程所形成的综合式消力池消能。

16.为什么要在挑流鼻坎内设置通气孔?

在挑流鼻坎内设置通气孔主要是为了避免挑流时高水流带走水舌下面的空气而形成真空,影响挑射距离。

17.挑流鼻坎为什么容易被破坏?

泄水建筑在泄洪时,挑流鼻坎表面要承受高速水流的冲刷,磨损很大。而许多工程因施工等原因,挑流鼻坎表面不平整,混凝土强度及耐磨达不到设计要求,经常造成鼻坎表面混凝土脱落,钢筋裸露,影响工程正常运行。

18.陡槽段混凝土衬砌为什么分缝?

为了适应混凝土因温度变化所引起的膨胀和收缩以及由于地基的不均匀沉陷所产生的变形,混凝土衬砌需设置纵横缝。

19.接缝有哪几种型式?并用何种材料止水?

接缝一般有平接缝、键槽缝、搭接缝及齿槽缝等四种型式。缝内要设置止水,止水可用金属片或沥青砂浆。止水的施工质量必须严格保证,以防急流钻入衬砌下面产生很大的动水压力而掀起衬砌板。

地下水的优缺点范文第7篇

关键词:新型管材;市政排水工程;浅谈

中图分类号: TU99 文献标识码: A 文章编号:

市政排水工程指城市生活污水、工业废水、大气降水(含雨、雪水)径流和其他弃水的收集、输送、净化、利用和排放。城市排水设施包括:收集、输送城市排水的管网、泵站以及污水处理厂和污泥最终处置及相关设施。市政排水设施是现代化城市不可缺少的重要基础设施,是城市正常运转的必要条件,城市排水设计水平的高低是一个城市现代文明的重要标志。近年来,我国加大对市政基础设施建设的投入,市政工程管网建设得到前所未有的重视。同时,各种排水管道品种不断丰富,管材的使用尤其是新型管材的使用上产量不断增加,质量不断提高。本文就市政排水工程中常用的新型管材的应用做一浅析。

一、市政排水工程中目前常用的管材

市政排水工程中目前普遍使用的管道根据管道材质不同可分为:钢管、铸铁管、混凝土管及塑料管。每种管材根据适用条件不同又可分为:

(1)钢管:钢管分为灰口铸铁管和焊接钢管;(2)铸铁管:分为普通铸铁管和球墨铸铁管;(3)混凝土管:分为预应力钢筋混凝土管、自应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、混凝土管及钢筋混凝土管;(4)塑料管:分为硬质聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯管(PE)及玻璃钢夹砂管(FRP)管。

目前,我国市政排水工程中管道种类繁多,改变了以往单一使用混凝土管、钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面。近十几年来,随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善,使塑料管在市政排水管道工程中占据了相当重要的地位。

二、 新型管材的种类及优缺点

2.1 新型管材的种类

近年来我国生产塑料管道行业迅猛发展,市场在不断扩大,很多塑料管道产品已经随处可见。许多企业很重视国际先进技术,重视新产品的开发和新技术的引进,并在引进先进加工设备的同时,不断增强新产品研发的力度。一些大中型企业已经拥有了自己的研究开发中心,具有强大的技术实力。国内塑料管道产品行业中已经拥有多项发明、新型专利技术,部分自主知识产权产品在国际上已经处于领先地位。

目前,市场上常见的新型市政排水管道管材有:硬聚氯乙烯(PVC-U)平壁管,硬聚氯乙烯(PVC-U)加筋管,硬聚氯乙烯(PVC-U)双壁波纹管,硬聚氯乙烯(PVC-U)钢塑复合缠绕管,氯化聚氯乙烯(CPVC)管,聚丁烯(PB)管,烯腈―丁二烯―苯乙烯塑料管(ABS),铝塑料复合(PAP)管,钢塑复合(SP)管,聚乙烯(PE)双壁波纹管,聚乙烯(PE)缠绕结构壁管,聚乙烯(PE)钢塑复合缠绕管,钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管,增强聚丙烯(FRPP)模压管,玻璃纤维增强塑料夹砂(RPM)管,高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管,高密度聚乙烯(HDPE)承插式双壁缠绕排水管等新型管材。

2.2 新型管材与传统管材的优缺点比较

(1)塑料管道的特点

塑料管是以合成树脂为主要成分的有机高分子材料,其中除主要成分树脂外,再加入用以改善性能的各种添加剂,在适当的温度和压力下于挤压机、注射机等设备和模具中塑制成各种形状规格的制品。由于它具有质轻、耐腐蚀、外形美观、无不良气味、加工容易、施工方便等特点,在建筑工程中获得了越来越广泛的应用。主要用作房屋建筑的自来水供水系统配管、排水、排气和排污卫生管、地下排水管系统、雨水管以及通讯和电力配套用的穿线套管等。

市政工程塑料排水管道按管材特性可分为刚性管和柔性管,接口形式分为承插粘接、承插胶圈接口、内套管粘接、双承胶圈接口、哈夫外固接口、电熔、热熔接口、不锈钢卡箍接口、内套管焊接及内套管焊接热熔等形式。管道公称直径根据不同使用要求及自身强度分为DN150mm~DN3000mm不等,DN150mm~DN500mm管道主要作为建筑小区内配套工程中使用,DN300mm~DN3000mm管道主要作为市政道路排水配套工程中使用。其中高密度聚乙烯(HDPE)承插式双壁缠绕管可以生产公称直径为DN3000mm的管道。管道基础在一般土质情况下基底铺设100mm粗砂垫层,在较差土质情况下基底铺设200mm砂砾石垫层。塑料管道回填时一般要求管道管顶以上0.5m范围内回填土石屑。

塑料管道具有较好的柔性、冲击强度、拉伸强度和耐磨性。从表面上看,塑料埋地排水管是不及混凝土排水管,特别是钢筋混凝土管。但塑料管属于柔性管,在受外压负荷时,柔性管的承受负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破坏之前可以有较大的变形,而刚性管不可能有较大变形。同样外压负载下柔性管管壁内的应力较小,它和周围的回填同承受负载,管同作用。因此,塑料埋地排水管不需要和刚性混凝土管一样的强度和刚度,在合理的刚度下,完全达到使用要求,在使用寿命、耐腐蚀方面,塑料管的优点最为突出。埋地排水管输送的生活污水和雨水具有腐蚀性,或成酸性或成碱性,生产污水如工业排水更是具有强腐蚀性,塑料埋地排水管的耐腐蚀性远胜于金属管,也明显优于混凝土管。同时,塑料埋地排水管的抗磨损性也很好。在不做任何防腐处理,正常使用条件下材料寿命可达50年之久。 塑料管内壁光滑,与金属管、水泥管相比输送流体的水头损失小30%。在同样输送能力状况下,管径可减少20%左右。由于管壁光滑,不易在管壁上结垢,因此不会出现随使用年限增加而使压力损失增大的现象。

在管材接口密封方面,塑料管的连接比较可靠。塑料管一般采用承插胶圈接口或热熔连接,密闭性较好。尤其在抗沉降方面,塑料管的管道允许变形量比传统管道高,所以接口处不容易出现漏水现象。

在管道铺设安装方面,塑料埋地排水管的优点也非常突出:重量轻、单节管道长度长、接口少,对于管沟和基础的要求低,连接方便,施工便捷。而混凝土管的基础和连接处需要进行养护,在城市拥挤或地质恶劣地区,塑料埋地排水管的优点更明显。

在综合经济性方面,塑料埋地排水管的优势正在被越来越多的用户所认识。虽然塑料排水管的价格比传统管道高,但是在安装、施工等方面较传统管道方便。经国内外的多年工程实践证明,采用塑料埋地排水管的工程中造价常常低于传统排水管。

(2)常用塑料管道与传统管道的优缺点比较:

目前在市政排水工程中较常用的塑料管有玻璃钢夹砂复合管、高密度聚乙烯管(HDPE)、增强聚丙稀管(FRPP)、硬聚氯乙烯管(PVC-U)及聚乙烯(HDPE)塑钢缠绕管。下面就这些常用的塑料管与传统的钢管、铸铁管及钢筋混凝土管的优缺点进行比较:

、钢管:

优点:a、强度高,具有良好的韧性;

b、管材及管件易加工;

c、适应地形复杂的地段。

缺点:a、刚度小,易变形;

b、衬里及外防腐要求严格,必要时需作阴极保护;

c、施工过程中组合焊接工作量大,造价较高。

②、铸铁管:

优点:a、具有较大的延伸率、刚度、抗拉强度;

b、具有较强的承受土壤荷载及地面动荷载的能力;

c、耐腐蚀性好、使用寿命长。

缺点:a、管体笨重,安装时需使用机械;

b、抗压力低。

③、钢筋混凝土管:

优点:a、混凝土管对各种地基的适应能力强;

b、工后回填要求不严格;

c、造价低。

缺点:a、重量大,一般需要机械吊装安装;

b、尚无标准配件,不宜使用于配件及支管过多的管线。

④、玻璃钢夹砂复合管

优点:a、耐腐蚀性好,对水质无影响,比传统管材的使用寿命长,其设计使用寿命一般为50年以上;

b、防污抗蛀、耐热性、抗冻性好:在-30℃状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在-50℃~80℃的范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可在110℃以上的温度工作;

c、自重轻、强度高,运输安装方便;

d、摩擦阻力小,输送能力高;

e、电、热绝缘性好、耐磨性好;

f、适应性强。

缺点:a、管材价格较高;

b、回填要求严格。

⑤、高密度聚乙烯管(HDPE):

优点:a、结构独特、富有弹性,抗压耐冲击;

b、耐磨损强、摩擦阻力小、输送能力高,能显著减少管道的沿程;

c、重量轻、强度高,施工运输安装方便;

e、耐腐蚀性好,不必做内外防腐;

f、寿命长、耐寒抗晒、埋地使用年限较长。

缺点:a、管道采用电热熔接口,日常维修困难。

b、对回填要求高;

c、管材价格相对较高。

⑥、增强聚丙稀管(FRPP):

优点:a、具有较大的强度、刚性和抗冲击性;

b、摩擦阻力小、寿命长、安装方便;

c、内壁光滑、不结垢、接口允许转角大;

d、摩擦阻力小,运输能力大。

缺点:a、管道复土在4m以内;

b、要求回填处理严格;

c、管材价格较高。

⑦、硬聚氯乙烯管(PVC-U):

优点:a、具有重量轻、摩擦阻力小、内表面光滑、无水垢、无沉淀等优点;

b、具有高抗磨强度,延长管道的使用寿命;

c、接口为承插口,施工安装方便,运输能力大。

缺点:a、对回填要求高;

b、管材价格相对较高;

c、管材系列少。

⑧、聚乙烯(HDPE)塑钢缠绕管:

聚乙烯塑钢缠绕管是由钢塑复合的异型带材经缠绕并挤出焊接而成的排水管。以普通碳素结构钢带作为管材骨架加强筋,构成管材环刚度,以高密度聚乙烯作为钢带的包覆防腐及管壁材料。

优点:a、内壁光滑,粗糙系数小(0.009~0.01),相同管径下,过流能力增加10%-20%;沉淀物在管道中不易产生聚集,长期使用后摩阻几乎不变。

b、重量轻,为混凝土管的10%,不需大型吊装设备,施工速度快;

c、柔性管材,适应地质不均匀沉降,防腐蚀能力强,使用寿命长。

缺点:a、管道开槽断面小,回填要求标准高;

b、管材价格相对较高;

三、新型管材的应用趋势

由于近些年我国加大了对市政基础设施建设的投入,加大了对城市积水片的改造及城市污水的处理,因此市政工程中排水管网建设得到前所未有的重视。排水塑料管材也得到了广泛的应用。

1、污水再利用对城市排水管网提出了更高的要求。国家投入巨资对城市污水进行综合治理,如果排水管道使用寿命短,渗漏严重,造成地下水和环境的污染,是对国家资源浪费。根据有关资料显示,国内多个城市供水管网漏损现象非常严重。排水管网过去更是重视不够,所采用的管道(如混凝土管、陶制管等)95%以上是用传统材料制作,管道施工工艺和施工质量相对较低,管道破损和接头渗漏情况尤为严重。地下水源90%以上受到生活污水管道渗漏出的污水所污染,因而开发和优先使用无渗漏、使用寿命长的排水管道已成当务之急。

2、市政排水管道更新改造也是很有潜力的市场。过去,由于我国的环保意识不强,对城市排污管道建设投资不重视。尤其是排水管网的渗漏和修复对城市环境和城市地下水的污染极为严重。另一方面,由于过去城市排水管网设计的口径普遍较小,相对于日益增多的城市人口和城市不断扩大,显然不能满足排水要求。目前,各级政府已经高度重视,要求对落后的城市排水管道进行更新改造。

3、雨水收集管网建设及海水淡化利用,对排水管的需求将不断增加。发达国家在街道、公路、高速公路埋设雨水收集管道,对雨水进行收集处理非常普遍。我国水资源严重缺乏,对雨水进行收集处理利用,在沿海缺水城市对海水进行淡化利用,将有可效缓解其严重的缺水问题。

4、另一方面,随着我国石化工业的发展,为塑料管的生产提供充足的原料,管材制造设备和生产技术、设计和施工技术等方面不断发展和成熟,在市政工程中塑料管应用趋势将呈现以下几个特点:

(1)、往柔性接口型式发展。用平口管安装成管道,用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢,随着社会的发展,它必将被淘汰。未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。

(2)、大口径、多品种化发展趋势。自离心工艺的最大管径2000mm企口管诞生后,目前可生产到2800mm.生产3000mmF型大口径钢筋混凝土管也成为可能,未来越来越多的直径在2000mm以上排水管将都将被采用。

(3)、低压力排水管发展趋势。带低压运行的排水管不仅是设计需要,而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产,综合成本可以与排水管同比接近。

(4)、绿色混凝土管发展趋势。在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的工业废料,从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。

(5)、高耐久性方向发展趋势。我国使用排水管时间不长,在其设计寿命的验证方面尚缺少数据,但污水对混凝土管的腐蚀是一个不争的事实。不仅仅是排放有腐蚀介质的管道,普通生活污水管也存在耐腐蚀问题,而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往水泥作为混凝土胶凝材料的观念,通过掺合料来改变混凝土的生成产物从而达到耐腐蚀的目的。这种排水管的应用将进一步拓广排水管的应用领域。

随着城市化进程的加快,城市人口急剧增加,排水新型管材应用将迎来广泛发展趋势。

四、束语

塑料材料作为一种新型的化学建材取得了迅速发展。塑料排水管与传统的铸铁管、钢筋混凝土管材相比优势突出。同时,新型大口径塑料排水管,不再容易被压破裂,真正起到了提高管材环刚度和耐压强度的作用,使得大口径市政排水管道中使用塑料排水管成为可行,而这种能耗小,技术含量高的新建材的应用将是国内市政建设中的必然趋势。因此,对塑料排水管材料才的特性及施工进行深入分析具有重要的现实意义。参考文献

[1] 高立新.塑料管在市政工程中的应用[J].给水排水,2003,(4)。

[2] 中国工程建设标准化协会标准。《埋地聚乙烯排水管道工程技术规程》CECS164:2004

[3] 中国工程建设标准化协会标准。《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》

CECS122:2001

地下水的优缺点范文第8篇

【关键词】 地铁 深基坑 围护结构

随着城市人口的集中化,以及个人私有车辆的普及,城市交通情况日益紧张,为了改善人们的出行条件,各大城市也纷纷开始地下轨道交通工程的规划建设。地铁拥有快捷、舒适、准时等优点,深受广大人民的喜爱。地铁的施工总体来说包括车站及区间两大部分,其中地铁车站作为乘客乘坐地铁的构筑物,对地铁运营起到了至关重要的作用。根据车站与地面相对位置关系分为高架车站、地面车站及地下车站,其中以地下车站居多。地下车站的施工不可避免的存在深基坑开挖的问题,为了给基坑开挖及车站结构施作提供一个安全、稳定的工作环境,通常在基坑外侧先行施作围护结构,本文就主要针对围护结构的选择提出一些建议。

1 基坑围护体系的定义及几种主要形式

基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。地铁基坑所采用的围护结构形式很多,其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异;因此,应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等,特别要考虑到城市施工特点,经技术经济综合比较后确定。我国常用的围护结构分为以下几种:

(1)桩板式墙板式桩:通常采用H型钢背后加水平挡板的方式形成支护。优点是造价低、施工简单、有障碍物时可改变间距;缺点是止水性差,地下水位高的地方不适用,坑壁不稳的地方不适用。这种围护结构形式开挖深度在上海达到6m左右,日本用于开挖深度在10m以内的基坑。

(2)钢板桩围护结构:通常为U形或Z形钢板桩,桩与桩之间通过构造形式相互咬合,具有一定的止水性。优点是采用成品制作,可反复使用,施工简便;缺点是施工噪声较大,刚度小,变形大,新的时候止水性尚好,重复使用时易发生漏水现象,需增加防水措施。

(3)人孔挖孔桩:采用人工配置简易的提升设备进行开挖成孔,下放钢筋笼后浇筑混凝土,形成支护体系。优点是施工造价低,设备简单,易于大批量上场同时施工,施工灵活度高,无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好,整体性强;缺点是人员施工风险打,不适合进行淤泥层和流砂层施工。

(4)机械成孔灌注桩:一般采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机成孔,下放钢筋笼后浇筑混凝土,形成支护体系。优点是刚度大,可用于深大基坑,施工时对周边地层、环境影响较小;缺点是无止水功能,需配合降水或止水措施使用。

(5)SMW工法桩:利用搅拌设备切削土体,然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙,最后在墙中插入型钢,形成一种劲性复合围护结构。优点是止水性好,构造简单,施工速度快,型钢可以部分回收重复利用;缺点是在基坑深度较大时该围护结构刚性不足,需增加内支撑密度,对施工影响较大。

(6)地下连续墙:采用专用的挖槽设备,沿着基坑的周边开挖狭长的沟槽,按事先划分好的幅段安放钢筋笼、浇筑混凝土。优点是施工时振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小,可适用于多种土层;缺点是造价较高。

2 围护结构选择影响因素

通过对以上常用围护结构的优缺点分析,为基坑围护结构的选择提供了依据,但是在围护结构选择过程中还要考虑到多方面因素,具体有以下几个方面:(1)基坑开挖深度:基坑开挖深度是围护结构选择的一个最重要的考虑因素,对于一些开挖深度小的基坑可选择钢板桩、土钉墙等造价较低的围护结构进行施工,甚至在周边环境允许的条件下可以采用放坡开挖方式进行施作。(2)地质条件:很多围护结构形式的施工工艺均对地质条件有一定的要求,因此在选择围护结构形式时必须考虑工程所处位置的地质条件。(3)地下水情况:地下工程无法避免要与地下水打交道,在地下水丰富的地方围护结构的选择需要考虑围护结构的止水性能,如选用半封闭形式的围护结构如钻孔灌注桩等则需要配合止水帷幕进行使用,常用的止水帷幕有搅拌桩、旋喷桩。(4)经济合理性:围护结构的选择除了以上几方面需要考虑的因素外,还需选择几种适合运用的围护结构形式进行经济合理性分析,尽可能在起到应有的支护效果的情况下降低工程造价,节约能源。

3 围护结构施工注意事项

围护结构的选择完成后进入施工阶段,作为地下水土压力的第一重防线,围护结构的重要性不言而喻,这里就几种常用围护结构的施工提出几点需注意的事项。

(1)灌注桩:无论采用何种成孔方式,最终形成结构阻挡水土压力的是桩体,在桩体混凝土灌注过程中须掌控泥浆比重、首盘混凝土方量、导管的拔除时间把握等几个方面,保证成桩质量,使其发挥应有的作用。(2)SMW工法桩:工法桩是在搅拌桩内插入型钢形成一个整体受力的支护结构,搅拌桩的施工需要注意的是围护结构整体施工顺序的安排,最重要的是封闭桩位置的选择,如果是一台设备按照一个方向进行施工,则在进行最终封闭时因首根桩施作时间较长,有了一定的强度,则相邻封闭桩无法有效的咬合,导致出现桩体侵限、出现冷缝等问题。(3)地下连续墙:地下连续墙作为一种使用地质条件广泛、强度高、整体性好的围护结构越来越广泛的应用与地下基坑围护工程,在进行地下连续墙施工时需要合理的选用接头形式,地连墙的接缝止水是一个关键的工序,目前最有效的办法是选用止水性好的接头形式,如十字钢板接头,或者在接缝处施作旋喷桩进行止水。

4 结语

本文通过对几种常用围护结构的优缺点分析、选择影响因素、施工注意事项等几方面进行了较为详尽的分析,深基坑工程围护结构能够高质量的顺利完成意味着该工程已经成功了一半,希望本文能够给广大同行一定的启发。

参考文献:

[1]张春强.地铁基坑各类围护结构的优缺点分析[M].太原:山西建筑,2007.

地下水的优缺点范文第9篇

玉米适应的生产条件很复杂,育种目标须兼顾多方面市场需求,但一个品种不可能兼顾所有,对不同的市场来说难免有缺陷。这就需要用品种多样性来满足生产需求。商业育种培育市场需要的系列品种,而非万能品种。从这一点来说,有缺陷的特色品种未必不是好品种,而试验田里挑不出毛病的“零缺陷”,到了生产上无所适从,反倒成为最大缺陷。

植物是活体,面对复杂环境,品种的主要优点与缺陷必然形成某种平衡。品种特征取决于平衡点。例如产量、品质和抗逆性都消耗能量,它们在植物生长发育全过程竞争有限的资源。当我们关注主要育种目标时,其他方面难免会有缺陷。郑单958、浚单20和先玉335都是符合这个原理在局部市场取得成功的优良品种。

“零缺陷”是类似永动机一样愚蠢的思维方式,必然拖累中国种子产业。竞争对手没有“零缺陷”的包袱,他们的指导思想更务实,竞争力很容易超过背着“零缺陷”包袱的中国育种者。过分强调抗病性已经扭曲了育种方向和降低了竞争力。“零缺陷”更要置中国种业于死地。当技术陷入困惑时,我们应从哲学上反思,认准方向,消除“零缺陷”和“超级”骗术对中国种业的伤害。

品种的优点与缺陷是相对的。优点不绝对,其标准取决于品种所适应的市场需求和生态环境。同样,缺点也不绝对。某性状在一个环境里是优点,换一种环境也许就是缺点,反之亦然。

作物产量取决于品种的抗逆性和籽粒生产效率。这是育种的两个落脚点。这两者关系复杂,甚至有矛盾,绝非“零缺陷”所能概括,商业育种优先关注抗逆性。这不仅是因为提高抗逆性的增产空间较大,而且育种操作时容易实现稳定增产,育种效率比较高,品种容易拓展市场,所以抗逆性就成为商业育种的第一优先序;但抗逆性再重要,也不能过了头。

抗病性是一个复杂的育种要求,人们对品种抗病性的要求不能太苛刻。经验表明,杂交种的抗病性越强,产量潜力就越低。在目前生产水平下,只要对产量和品质没有大的影响,农民能够容忍一定程度的叶斑病和倒伏。对叶部病害和活杆成熟要分析。真理向前跨进一步是谬误,优点过了头也就成为缺点。育种者要正确认识品种的抗病能力。

杂种优势强些好?还是低些好?这需要分析。在推广杂交种初期,人们突出杂种优势效应,以吸引投资者。随着产业发展和生产力水平提高,农民和企业要的是提升产量和效益,而不刻意追求杂种优势,尤其不需要高杆、大穗、晚熟、稀植繁茂的所谓杂种优势,这些是大田生产的克星。高产不绝对,杂种优势就更非绝对标准。

美国将过去几十年培育的代表性杂交种,在统一条件下试验和分析,产量潜力稳步上升,杂种优势却持续下降。但在逆境下,杂种优势对产量仍很重要。所以,商业育种对杂种优势没有统一和绝对标准。这说明生产条件和方式主导育种方向。

许多育种者忽视抗逆性,推崇高杆大穗晚熟稀植繁茂型品种,长期压抑生产发展。过去几十年,中国育种者付出巨大努力,缓慢地把杂种优势从66%提高到69%,换来的却是产量增益非常缓慢,年均35千克/公顷。而美国品种的杂种优势从75%下降到50%,产量却大幅度增长,年均增益为154千克/公顷。

过去几十年里,作物杂种优势下降,自交系的一般配合力(GCA)上升,而特殊配合力(SCA)大幅度下降,彻底颠覆了最初的育种思路。这种趋势还将继续,看不到拐点。杂种优势下降和两种配合力效应颠倒,意味着商业育种可以按照设计方案和流水线进行操作。于是,今天的玉米育种方向更容易掌控,一要控制杂种优势群,不走猫步;二要循环育种,积累加性基因效应;三要控制环境,利用G×E效应识别市场需要的优良基因型。这是很务实的育种思路。

二、“零缺陷”育种没有可行性

商业育种设计技术路线,而没有设计育种目标。从进化来说,育种目标只能顺应市场和环境需求,不是人为设计出来的,而技术路线才是进化的路径。路径正确,进化(育种)才是有效的。

“零缺陷”想要设计育种目标,还要给全国指方向,不仅是哗众取宠,还没有可操作性,无论科研院所,项目官员或企业都不支持。“超级”玉米早已没人搭理,“零缺陷”也只能落个自讨没趣。但这个错误概念在潜意识中影响品种审定,遭殃的是企业。

赵氏久然鼓噪“超级”噱头,无人喝彩,于是用郑单958和先玉335来狡辩,说那就是超级样板。这个说辞活生生勾勒出骗子嘴脸,于是我们彻悟,某些科研经费是如此这般才欺骗到手的。

“超级”育种置登海种业濒临险境,在玉米界早就没人搭理。赵久然不服输,在对记者谈话中像说绕口令一般胡搅蛮缠。“超级”是不能再提了,只好鼓吹“零缺陷”,他说这个目标很现实,用来诠释商业化育种,目的是“降低生产风险”。所以,商业育种必须“不断地追求和不断地趋近”零缺陷。如此不靠谱的哗众取宠实在危险。“零缺陷”比“超级”更误导中国种业于死地,因此须揭露其欺骗性,保护商业育种的正确方向和技术路线不被污染。

赵氏久然乱搞“超级”和“零缺陷”,显然是昏了头。水稻界有德高望重的袁老爷子,大家齐心维护,源源不断弄来项目经费,没人捅破窗户纸。玉米界就不同了。没有利益牵制,赵氏不可能呼风唤雨,也就没人捧着,供着,维护那张薄薄的窗户纸。所以,赵先生还是知趣些,不要玩“指鹿为马”的鬼把戏,别再坑人。

三、“超级”和“零缺陷”的思想基础是欺骗

忽悠人的“超级”玉米和“零缺陷”出发点都是哗众取宠和为骗取国家经费制造概念。某玉米教授说得好,别人有的,我们也要有。那言外之意是心知肚明,“超级”乃无稽之谈,但弄点钱花,何乐不为。

两种思想基础都不怎么样,但沾别人光弄点钱花总比故意骗人好一点;而一些官员、媒体和企业却被蒙得严严实实,信以为真,或者像登海那样濒临险境,而招摇撞骗者却不需要担责。

个别人制造危言耸听的谎言,骗国家经费,中国科技界一再出现此类怪现象,大家默不作声;大教授还说别人有了,我们也要有。这不有点像是“指鹿为马”了么?明知错,也随声附和,不是慑于,而是拜倒于金钱诱惑。如果科研机构和学术团体容忍这类骗子继续糊弄人,说明风气有问题。

地下水的优缺点范文第10篇

【关键词】给排水 管材 选用

在给排水工程中,管材主要分为金属管材、非金属管材。这些管材应用于给排水工程中的各个角落。本次主要讨论以下给排水领域的管材的选用情况。

一、 建筑给水管材选用

目前我国建筑给水管道可采用钢管、铸铁管、塑料管和复合管等。

传统的给水管材一般采用镀锌钢管,由于镀锌钢管易锈蚀,使用寿命短,用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点,国家正大力推广塑料给水管的应用。许多地市已明文规定:禁止设计使用镀锌钢管,推广使用塑料给水管,与金属管道相比较,塑料水观具有重量轻,耐压强度好,输送液体压力小,耐化学腐蚀性能强,安装方便,使用寿命长等特点。钢塑复合管兼有钢管和塑料管的优点。通过以上各种管材的优缺点我们可以做出大致的管材选择:多层住宅、公建等民用建筑给水管道可选用塑料管,如PPR、PE、ABS等管材。高层住宅、公建等民用建筑给水管道可选用钢管和钢塑复合管。

二、 建筑排水管材选用

目前建筑排水管道普遍使用塑料管道,但是普通UPVC管道的排水噪音要比铸铁管高,若排水立管靠近卧室,加上现浇楼板的隔音效果较差,住户能明显感觉到排水管道的噪音,降低了生活质量。所以卫生器具布置时要尽量考虑使排水立管远离卧室和客厅,管材尽量考虑新型降噪产品。芯层发泡UPVC管道和UPVC螺旋管则能明显降低噪音,市场上也新出现了一种超级静音排水管则假如了特殊吸音材料,噪音低于排水铸铁管,在室内排水设计中,可以考虑使用超级静音排水管,要尽量使排水立管远离卧室和客厅,以减少对居民用户的噪音污染。超级静音塑料管道安装时还要注意搬运和安装管道时应避免碰撞到尖锐物体,以防管道破损。但无论是普通UPVC还是可降噪PVC管都因承压能力差而使用受限。而铸铁管在承压方面强于塑料管。通过以上各种管材的优缺点我们可以做出大致的管材选择:多层住宅、公建等民用建筑排水管道可选用塑料管,要求级别较低的场所排水可选用普通UPV管,而对躁声环境要求较低的场所则可使用能静音、降燥的UPV管。高层住宅、公建等民用建筑排水管道可选用排水铸铁管。

三、 市政给水管材选用

目前市政给水常规管道有球墨铸铁管、PE管,管材的选用应根据输配水系统的布置、管道直径、工作压力、埋深、地质情况及施工条件和运输条件,结合运行维护管理进行综合比较确定。现对这两种管材的优缺点进行如下比较:

(1)、给水铸铁管:

给水铸铁管能承受较大工作压力(0.45~1.00MPa)、耐腐蚀、价格便宜,但是它的缺点是质硬而脆、重量大、施工困难。铸铁管的接头通常有承插式、法兰式和柔性接口三种。给水铸铁管按制造材质不同分为给水灰口铸铁管和给水球墨铸铁管两种。由于同给水灰口铸铁管比较起来给水球墨铸铁管具有强度高、韧性大、密闭性能佳、抗腐蚀能力强、安装施工方便等优点,给水球墨铸铁管已经成为给水灰口铸铁管的替代产品。

球墨铸铁管是选用优质生铁,采用水冷金属型模离心浇注技术,并经退火处理,获得稳定均匀的金相组织,能保持较高的延伸率。此种管材具有较高的抗拉强度和延伸率,具有较好的韧性、耐腐蚀、抗氧化、耐高压等优良性能,施工方便。管材可采用承插口联接、法兰连接、焊接等多种连接方式。球墨铸铁管按接口方式不同分为K 型机械式柔性接口管和T型承插式柔性接口管。

(2)、聚乙烯管(PE):

PE管根据生产管道的聚乙烯原材料不同,分为PE63级、PE80级、PE100级及PE112级聚乙烯管材,目前给水中应用的主要是PE80级、PE100级,由于PE63级承压较低较少用于给水材料。PE管分为高密度HDPE型管和中密度MDPE型管,高密度HDPE型管要比中密度MDPE型管刚性增强、拉伸强度提高、剥离强度提高、软化温度提高,但脆性增加、柔韧性下降、抗应力开裂性下降。由于高密度HDPE型管应用较多,通常用高密度HDPE型管代表PE管。

其优异的性能特点:(1)卫生条件好,PE管无毒,不含重金属添加剂,不结垢,不滋生细菌;(2)柔韧性好,抗冲击强度高,耐强震、扭曲;(3)独特的电熔焊接和热熔对接技术使接口强度高于管材本体,保征了接口的安全可靠。

连接方式主要有电热熔、热熔对接焊和热熔承插连接。管道敷设可采用直埋方式施工。

综上所述,球墨铸铁管耐压性、耐腐蚀较好,且施工迅速、价格适中,可作为备选的给水干管管材;塑料管材是近年来多采用的新型管材,虽然其管材价格较高,但其工程综合效益尚可,在能够解决相关技术问题的情况下,可以作为备选的给水支管管材。经上述比选,根据区域给水供水系统的实际情况,当管径小于等于dn315mm时,管材采用高密度聚乙烯(简称PE)管及管件;当管径大于等于DN400mm时,管材采用承插口球墨铸铁管及管件。

四、 市政排水管材选用

目前我国排水管道最常用的管材有钢筋混凝土管、高密度聚乙烯管,现对这两种管材的优缺点进行如下比较:

(1)、钢筋混凝土管

该类管材目前被广泛使用在排水工程中,主要有平口管和承插口管两类。尤其以钢筋混凝土承插口管最为常用,承插口管基础为砂石基础,胶圈接口,钢筋混凝土承插口管d≥500mm采用异型胶圈;d

钢筋混凝土管的主要优缺点为:

优点:承插式胶圈柔性接口对各种地基的适应能力强;

用于雨污水排放,不需做内外防腐处理;

回填要求不严格;

造价低。

缺点:重量大,一般需要机械吊装安装;

尚无标准配件,不宜使用于配件及支管过多的管线。

(2)、高密度聚乙烯管(HDPE)

高密度聚乙烯管(HDPE),该管材适用于城市建筑、供水系统及排污系统的新型环保管材。它是以螺旋型态连续缠绕成型,组成立体中空双壁高强度的管材。该管材与传统的铸铁管、砼管相比较,本管材的特点如下:

结构独特、富有弹性,抗压耐冲击。

耐磨损强、摩擦阻力小、输送能力高,能显著减少管道的沿程。

重量轻、强度高,施工运输安装方便。

耐腐蚀性好,不必做内外防腐。

寿命长、耐寒抗晒、埋地使用年限较长。

缺点:管道采用电热熔接口,日常维修困难。

对回填要求高。

管材价格相对较高。

综上所述,地质勘查报告中对钢筋混凝土管腐蚀较严重的地区应首先采用高密度聚乙烯管(HDPE),无腐蚀情况条件下应优先考虑钢筋混凝土管。对钢筋混凝土管而言,直径1200mm以下管道采用承插口管,大于1200mm的管道采用企口管。

结束语:

综上所述,管材做为一项给排水工程中的重要大项,选材的好坏直接影响到工程的投资估算,和工程的使用寿命。因此作为设计人员一定要结合现场实际情况,通过地质勘察报告等现场实际资料。选出最优的设计方案。

参考文献:

1、王增长 《建筑给水排水工程》(第六版)

地下水的优缺点范文第11篇

关键词:散热器采暖;低温辐射采暖;优缺点;分析比较

散热器采暖和低温辐射采暖是当前我国北方供暖行业中应用最广泛的两种供暖技术,各具优势。前者散热器采暖适用于不同功能、不同温度要求的建筑物,应用范围相对较广,但容易受到设备材料的限制,且不利于能源节约;而后者低温辐射采暖则具备良好的生态环保性,能在很大程度上降低建筑采暖成本,但缺点是适用范围比较窄,且相应的收费制度还不完善,容易受到热量收费的限制。针对两种采暖技术的应用特点,现对其优缺点作详细的比较和分析。

1 当前国内常用的几种供暖方式

建筑施工建设中所应用到的供热采暖技术主要是针对我国北方来说的。由于我国北方地区天气寒冷,冬季时气温可达到零下几十摄氏度,所以必须采取保暖措施,以免冻伤。这个时候,采暖技术便发挥了它特有的功能,通过供热采暖改善了建筑室内环境,满足了人们的供暖需求,并为其创造了一个温暖、舒适的居住环境。从这一点来看,供暖系统的安装和使用是建筑施工建设中必不可少的一项工作,同时也是现代建筑物必须具备的一项功能。

就我国现行使用的供暖技术而言,常见的建筑采暖方式有:双立管水平串联式供暖、单管道顺流式供暖、低温热水地板辐射供暖、电热膜辐射采暖四种。根据供暖特点来分类,四种方式中的前两种可算作散热器采暖,后两者则属于辐射采暖。四种供暖方式在实际应用时的特点都不相同,并且不同方式适用于不同的地区、场合,可满足不同消费群体的使用需求。下面对这四种不同类型供暖方式的经济性、实用性进行分析。

2 低温辐射采暖技术的优缺点

2.1 低温热水地板辐射采暖

低温热水地板辐射采暖以低温热水作为热源、以地板为发热体、以辐射传热为主,对流换热为辅,是一种对房间热微气候进行调节的节能采暖系统。散热均匀使人热感舒适,而且具有管理方便、不占用使用面积、卫生条件好、无噪声、节能、维修量小等优点,缺点是要占用50-70mm的建筑物高度,不仅造成楼板或地面每平方米要至少增加20Kg的静荷载,而且土建初投资也有所增加;由于盘管是埋在结构层里,所以系统维修很难。近几年我国很多地区已广泛采用这种采暖方式,特别是各种新型保温材料和塑料管材的出现,管材价格的下降,都加速了低温热水地板辐射采暖在我国的发展。

2.2 低温电热膜辐射采暖

低温辐射电热膜供暖系统,是以电力为热源、以电热膜为发热体、大部分热量以辐射方式送入房间。电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜。有可导电的特质油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜间制成的,配以独立的温控装置。电热膜一般安装在天棚内,对房间辐射采暖,工作时表面温度在40℃~60℃之间。该供暖方式无室外热源和热网,室内部分一次性投资高于室内热水供暖系统投资。其运行费用比同等条件下热水供暖系统高。该方式主要优点是无污染,维修量小,室内美观、空间利用率高。

3 散热器采暖技术的优缺点分析

3.1 双立管水平串联式散热器采暖技术

散热器采暖技术主要包括两种形式,一种是双立管水平串联式,一种是单管道顺流式。前者双立管水平串联式是一种新型的采暖系统,与传统的单管顺流式最大的不同点在于,它在供热采暖时,热水要经过总供水立管、水平支管以后,再由散热器进行散热供暖。双立管道水平采暖系统的优点是:一,能在热水用户的门前,或者入口处安装一个锁闭阀和一个热能计量表。以此来实现分户计量热能,保证热量费用的合理收取;二,能在用户室内空间安装一个集水器并加阀门,并以此来控制和调整用户的室内温度,实现用户居室内部的分室控温;三,该系统在实际安装与敷设管道系统时,并不需要敷设多种管道,它的管路相对简单,立管并不需要穿过建筑楼板,而水平支管在敷设时完全可以采用埋设方法,将其埋设在深度为50mm的沟槽中。

建筑物下层散热器的设计片数较单管顺流式系统少,系统的散热器初投资比垂直式系统低,但由于每户都增设了锁闭阀、热计量表和散热器温控阀,因而系统的总造价比单管顺流式系统要高。虽然系统总造价稍高一些,但系统本身的优点以及国家政策的导向,使该系统迅速成为目前国内最常用的系统之一,特别是在居住建筑、各层有不同使用功能或不同温度要求的建筑物中得到广泛的应用。

3.2 单管顺流式采暖技术

比起双立管水平串联式采暖系统,单管顺流式采暖相对比较传统且落后,它的特点是系统供暖时,热水先经过立管,然后全部流入系统各层次中安装的散热器。这种采暖技术的优点是,统施工相对简便,因构造简单,用材不多,所以造价并不高,有着很好的节约成本的功能。但同时,这一系统在实际应用时也存在一定的缺点,如不能对热量用户进行分户控制、分户热能计量和局部温度调节,甚至于在某些情况下,系统还可能会发生垂直失调现象,造成系统在供热过程中出现局部区域过热,或过冷等冷热不均现象,影响系统的供热稳定性。

如果在系统设计时充分考虑引起垂直失调诸因素的影响,并采取适当技术措施,比如在计算热负荷时扣除管道散热量、适当减少上层散热面积、相对增加底层散热面积、在顶层局部加装跨越管等等,单管顺流式供暖系统垂直失调现象是可以避免的。该系统曾是国内一般建筑应用最广泛的采暖形式之一,目前由于国家供暖行业和用户对供暖系统提出了更高的要求,如分户控制、分户计量和分室控温,这样就使得单管顺流式供暖系统在居民住宅建筑中的应用受到很大影响。

结束语

时至今日,热能已经成为了人们生活、生产中一种必不可少的能源,尤其是在供暖行业上,就我国而言,热能现已经成为了我国供热采暖技术在未来的主要发展趋势。国内当前利用热能来为建筑供暖的技术很多,本篇文章主要分析了具有典型性的其中两种,即散热器采暖和低温辐射采暖,并对两种采暖技术的优缺点进行探析,得出了相关结论,希望对同行工作能够有所帮助。

参考文献

[1]孔阳.散热器采暖与低温辐射采暖优缺点分析[J].民营科技,2009(5).

地下水的优缺点范文第12篇

关键字:散热器供暖地热采暖 电热膜 燃气壁挂炉 中央空调

随着我国经济的不断发展和人民对生活品质要求的不断提高,供暖的方式也越来越多元化。那么如何选择供暖方式,不仅要考虑安全性,适舒性和经济性,还要考虑房屋围护结构的节能状况;以及供暖本身能源的消耗、以及对环境的影响。今后国家有关供暖政策的发展趋势。

目前在我国北方地区,集中供热在供暖方式上占据着主导的地位。集中供暖以热电联产的形式为主一般最小机组为30万kw。传统的供暖方式是热水锅炉集中供热,热源供给主体是热力公司或小区锅炉房,供暖系统绝大多数以燃煤、 燃油锅炉作为热源,通过外网或内网与室内系统相连。大部分住宅小区都采用这种供暖方式。由于传统区域型的锅炉房分布零散,机组设备新旧不一,着就导致了严重的安全和化境问题,也对城市的总体规划设计带来诸多不便。在一定的条件下,实行集体供暖,无疑会很大的降低能耗,但是也需要注意满足个人需求,不强求全面统一,这样对节能和控制的灵活性均有利一方面暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控;二是便于实现分户或分室热量分摊的功能。

随着社会的不断进步,国家对节能和环保的要求也越来越重视。供暖的方式也不在单一化,出现了各种新的形式。现在冬季供暖主要有:第一为集中供热,包括城市热网和区域锅炉以及单位建筑独立锅炉;第二为通过户式燃气炉提供的热水采暖;第三为电采暖,主要有电热膜和地热电缆两种;第四为热风采暖,主要有风机盘管、暖风机、空气源热泵和水源热泵四种。现就以上几个方面的优缺进行具体的分析:

1散热器供暖:其优点如下:①在热用户入口处安装锁闭阀和热计量表,可以实现分户控制和分户计量; ②管路简单,施工简单,本层敷设水平支管时,可埋设在沿墙50mm深的沟槽中,室内没有明管比较美观;缺点:①是水平方向串联过多散热器时,易造成前端过热而末端过冷现象;②水平支管埋设在垫层中,要占用30mm的建筑物高度,增加了楼板的荷载同时也增加了土建造价;③水平支管需埋设在沿墙50mm深的沟槽中,,一般是用水泥将沟槽灌死,这为将来系统的维修留下了隐患与不便。④不能按住房需要提前或延长供暖季,并且供暖费用固定,大量的燃烧锅炉进行供暖会造成严重的大气污染。

2地热采暖:早在上世纪七十年代,低温地板辐射采暖技术就在欧美、韩、日等地得到迅速发展,经过时间和使用验证,低温地板辐射采暖是一种成熟采暖方式。其优点如下:①洁净、卫生、舒适。地暖是热量通过地板主要以辐射的方式散热,其特点是热源面积大、温度低,对流少,不易引起扬尘,室内空气清洁卫生。室温自下而上逐渐递减,给人以脚暖头凉的舒适感觉。②高效、节能、运行费用低。地暖在人体受益的高度内温度较高、热媒传输热损失小、可利用低品位热源,节省能源。维修简便,仅需定期清洗过滤器的过滤网。可方便地在分水器前安装计量表,易实现分户计量。③地暖有较好的蓄热性。由于地面层和混凝土层热容量大,因此在间歇供热的条件下,室内温度变化不明显。④不占室内面积易装修。低温热水地板辐射采暖的热水管道,除使用中可调节的分、集水器及阀门外,全部埋在地面以下,不占任何使用面积,便于装修和家具布置。缺点是:①要占用50-70mm的建筑物高度,不仅造成楼板或地面每平方米要至少增加20Kg的静荷载,而且土建初投资也有所增加。②由于盘管是埋在结构层里,所以系统维修很难。③另外在北方冬季干燥的地区也影响了地板采暖的舒适型。④对供水温度有特殊要求无形中增加运行成本。

3燃气壁挂炉:当壁挂炉启动之后,在系统压力正常之后,水泵启动推动采暖媒介水流动,打开水流开关或水流,输出水流信号(开关信号或脉冲信号)给主控器,主控器接到水流信号之后,启动风机进行前清扫,并检测各种安全装置是否正常,在各种安全装置正常的情况下,进行点火,再分别打开一、二级阀,燃气进入燃烧器在电火花的作用下点燃燃气进行燃烧(在点火的过程中,风机一般为半速运转或断电靠惯性运转,待点着火燃烧之后,根据燃气量确定风机转速。对于使用燃气比例阀机型,比例阀分点火电流、最小电流、最大电流,并分别可以调节),通过离子感焰技术使火焰正常燃烧,加热媒介通过散热器散发到空气中或辐射出来,达到供暖的目的。如此反复。优点是采暖时间自由设定,每个房间温度可随意调节,有些炉可提供生活热水。缺点是:①使用寿命较短,家中无人时需低温运行,②热泵经常启动及火焰燃烧,噪音较大,③有一定的空气污染问题,费用成本及使用人安全成本较高。

4电热膜供暖:主要优点如下:①节能,节水,节地。②无环境污染,运行安全可靠,使用寿命长,无需专门设立维护、维修机构。③计量方便、准确,促进居民节能意识的提高,管理简便,有效解决了供暖费收缴难的问题。④施工简便、周期短,与土建交叉少,有利于旧房改造,体积小,重量轻,贮运方便。缺点是①升温较慢,系统安装要与装修同步。②电能供应不畅,不稳定。③不符合地方政策不宜于推广。④而且运行费用较高。

5中央空调加锅炉的形式:在冬季用锅炉给中央空调的风机盘管供应热水采暖,这样将夏季制冷和冬季采暖结合起来。优点如下①节省空间,温度可自行调控。②舒适性高,卫生要求好。③运行宁静,灵活方便。缺点是①总的初投资较高。②中央空调有吹风感,热风从头部往下送, 且会降低室内空气的湿度,舒适性不如暖气片和地暖形式。③对电能供应要求较高。

6 热泵型中央空调优点如下①:热泵系统空调弥补了传统制冷、供暖方式的缺点,省去了锅炉系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染;省去了冷却塔系统,避免了冷却塔噪音及霉菌污染,使环境更加洁净优美。②省地:省去了锅炉房及与之配套的煤场和渣场,节约了大量的土地资源;热泵系统机组体积小、重量轻、结构紧凑,且安装简单,可在地下室或闲置房内,节省大量有用空间。③节能:热泵系统机组在电能的驱动下,从土壤或水中源源不断地提取能量,每投入1KW电能均可提取5-6KW左右的热能或冷能。(COP煤:1:0.6,电1:0.9,热泵1:4―6)能源利用效率远高于其他任何形式的中央空调系统,并且运行稳定,不受外界环境温度限制。④节水:以土壤、水或各种可再生能源为冷热源,吸收或释放能量,从而达到制冷或供暖的目的,只使用少量的循环水做为媒介,不消耗也不会对其造成污染。缺点是由于全部能源来自于电,运行成本高,受地下水源限制,只有在有充足良好的地下水源情况下才可使用。

地下水的优缺点范文第13篇

钻爆法施工对山岭隧道来说,是一项非常成熟的施工方法,在比较复杂的条件下,有许多成功的先例。该技术扩展到城市地下工程,形成了我国特有的浅埋暗挖施工法。同时,用于水底隧道工程,也成功地修建了多条越江(河)隧道,例如南水北调越江隧道和湖底隧道。挪威已建成的约100km的水下隧道均采用钻爆法施工。

钻爆法水下隧道

中国目前也在积极修建水下隧道,以缓解交通压力。基于多年山岭隧道和城市浅埋暗挖地铁隧道施工的经验以及国外水下隧道成功经验,目前已修建成的钻爆法水下隧道有6.05km厦门翔安隧道、6.17km青岛胶州湾湾口海底隧道,以及正在建设的厦门第二西通道等,还有些隧道正在商议拟建当中。

已建成通车的厦门翔安隧道为六车道高速公路隧道,长2*6050m,跨越海域长约4200m,是我国大陆第一座海底隧道,也是目前世界上采用钻爆法施工的建设规模最大的海底隧道。厦门翔安隧道位于厦门岛东北侧,左右行车隧道间距为50m,两行车隧道之间另设一服务隧道。行车隧道建筑限界净宽14.0m,净高5.0m,服务隧道上方预留检修车辆兼逃生空间3.0m(宽)×2.5m(高),下方内设置供水管道预留空间2.6m(宽)×2.15m(高)和高压电缆预留空间3.0m(宽)×2.15m(高)。而正在建设的厦门第二西通道,起于海沧吴冠采石场与海沧疏港快速路相接,经马青路与海沧大道平交口,在海警三支队北侧进入厦门西海域,穿西海域后在象屿码头14号泊位附近至本岛,过疏港路,沿兴湖路前行,下穿石鼓山立交后至本项目终点,与拟建的厦门第二东通道对接。路线长约7.8km。跨海域宽度为2km。

隧道建筑限界

厦门第二西通道工程按照双向六车道城市快速路的标准进行设计,计算行车速度取80km/h,标准如下:隧道建筑限界净宽:0.5+0.25+0.5+3.5+2×3.75+0.5+0.25+0.5=13.50m;隧道建筑限界净高:5.0m。

钻爆法水下隧道方案断面布置形式

钻爆方案海底隧道可采用的横断面形式有:A.两管三车道并设置服务隧道;B.两管三车道不设置服务隧道。

设置服务隧道优缺点

设置服务隧道的双管三车道隧道方案,主要有以下优缺点:

优点:可利用服务隧道超前掘进来探明地质情况和取得对局部不良地质地段处理的方法和工艺经验,为大断面主洞的掘进提供较准确的地质情况及施工安全保障。可利用服务隧道为主隧道开辟多个工作面。同时对于局部不良地质地段,可借助服务隧道先行处理,不影响其余地段的施工,加快隧道施工进度,保证隧道建设工期。服务隧道可作为紧急避难通道,解决隧道运营期间突发灾害时,人员的避难、逃生和救援。服务隧道可作为管线通道,适当减小主隧道断面,并在行车隧道发生火灾情况下,可保证运营管理系统的安全有效;同时便于管理人员的日常维护,尤其是便于抽排水管路的巡z。

缺点:由于设置服务隧道,在海域段施工时也增加了临海工作面及洞室交叉,导致发生坍塌涌水事故的风险也相对增大。设置服务隧道将造成洞口横断面布置宽度、用地有一定增加,隧道净距较小。费用会一定程度增加。

不设置服务隧道的双管三车道隧道方案,主要有以下优缺点:

优点:中间不设置服务隧道,洞口横断面布置间距相对灵活,有利于隧道平、纵面的布置;两主洞之间的开挖相互影响较小。相对设置服务隧道方案,在海域段施工时减少了临海工作面,发生坍塌涌水事故的风险也相对较低。

缺点:不设服务隧道,缺少探明地质情况的先导洞,缺少为主隧道开辟工作面的条件。不设服务隧道,则全线隧道都必须在隧道下部增加布置隧道供配电电缆、通讯电缆及水电管线的空间,进一步扩大了隧道的断面,同时,施工期间的组织较为困难。不设服务隧道,日常检修车辆的进出对隧道正常的交通会造成一定的影响。

综合分析

本隧道在厦门岛内从兴湖路下穿过,当设置服务隧道,洞口段隧道断面的布置可按16.0(主洞开挖宽度)+5.8(中间岩宽度)+7.7(服务隧道宽度)+5.8(中间岩宽度)+16.0(主洞开挖宽度)=51.3m。兴湖路道路宽50m,两侧建筑之间宽约75m,因此,如设置服务隧道,基本不影响地面建筑。(2)为保障隧道敞口段地面交通的连接,可将服务隧道在暗洞出头后即以较大纵坡爬升(

地下水的优缺点范文第14篇

关键词:劈裂灌浆,小土坝

 

我国有大量的小土坝,因某些土坝的填筑质量差,抗渗坡降低,坝后发生大面积散浸、管涌、流土等渗透破坏现象,加之管理放松,因此垮坝事件时有发生。随着我国经济和科学技术的高速发展,尽快解决小型土坝的防渗加固问题,已成为当务之急,应当有一种较适应的新技术,以供需求。田地水库大坝坝体采用劈裂灌浆防渗技术,造价低,质量可靠,是一个成功的工程实例。

1.基本情况

田地水库位于抚溪支流上游的永定县培丰镇上和村北部,距下游田农水库约7km,是一座以灌溉为主兼有防洪的重要小(一)型水库。水库坝址以上集雨面积5.8km2,水库正常蓄水位601.80m,相应库容为84.0万m3。

水库枢纽工程由主坝、溢洪道、输水涵洞、坝后电站等建筑物组成。大坝为均质土坝,坝高26.0m,坝顶长152.50m。坝体为残坡积土填筑,颗粒粗:砾砂约占40%,粘土占15%。基岩为强风化石英砂岩,裂隙发育,大部分裂隙大于允许开度。大坝在设计和施工期间未设砼底板,土料直接填在裂隙发育的基岩上,加之填土疏松,干密度为1.42~1.46g/cm3,水库蓄水以后,坝后坡出现大面积散浸,坝基接触带发生冲刷,为此水库运行期一直控制水位,妨碍了正常蓄水。论文参考网。

2.防渗加固设计

该坝的特点是:短、矮、坝体疏松,坝体和接触带已发生了严重的渗透破坏。针对上述特点,进行了下述几种设计方案的比较。

2.1劈裂灌浆防渗技术:劈裂灌浆,沿坝轴线附近布置两排灌浆孔,排距1.5m,孔位梅花状布置,分二序施工。孔距:河槽段4m,岸坡段2.5m,孔深以进入基岩0.5m 为准,灌浆孔口压力为0~0.5mpa,帷幕厚度:平均50~200mm(累计),且坝顶处累计厚度不小于30mm。主排孔沿坝轴线布置,以建立连续的防渗帷幕;副排孔沿主排孔上游布置。通过压力泥浆的劈裂、挤压、渗透、充填、湿化固结,解决坝体的渗透稳定和变形稳定。施工期90天,概算28万元。

优点是:设备简单,施工期短,造价便宜,质量稳定可靠。

缺点是:工艺要求较高,要有专业队伍施工。

2.2砼防渗墙:沿坝轴线布置,墙厚40cm,施工期120天,概算88万元。论文参考网。

优点:质量稳定可靠。

缺点:造价较高,施工期较长,设备庞大,调遣费用高,因工程量少,施工队伍难以接受。

2.3钻孔灌注桩加高喷(旋喷桩):灌注桩间距1.0m,桩径0.7m,桩之间加高喷,概算112万元。

优点是:质量较稳定可靠,当地施工队伍好调动。

缺点是:造价太高,施工期长。

方案比较表

 

方案 造价(万元) 优缺点 1.劈裂灌浆 28 优点是:质量稳定可靠,造价便宜,设备简单。 缺点是:工艺要求高,要有专业队伍施工。  

 

2.砼防渗墙 88 优点:质量稳定可靠。 缺点:造价高,设备复杂,施工队伍难找。  

 

地下水的优缺点范文第15篇

Abstract: The intense water resources conflict in Zhanghe river basin makes the principle of fairness especially important in the process of water resources allocation. By using the minimax method, modeling of fair allocation of water resources in Zhanghe river basin was built, and algorithm was given, finally take the initial allocation in Zhanghe river basin as an example, get the results of allocation plan under different scenario by Matlab optimizing toolbox. The conclusion suggests that the model is effective to achieve fair allocation among users.

关键词: 水资源公平配置;极小极大值;漳河流域

Key words: fair allocation of water resources;Minimax;Zhanghe River Basin

中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)31-0278-03

0 引言

水资源问题已成为一个世界共同面对的难题,由于人口增长和环境恶化导致的因争夺水资源控制权和使用权引发的冲突成为世界范围内的普遍现象,在跨界区域水资源冲突尤其激烈。针对水资源冲突问题,目前大部分学者都强调应通过民主协商机制来解决,但这种协商机制的研究大多还只停留在理论层面,在实践中由于涉及的协商主体众多、流程复杂、周期较长,效率往往较低。因此本文试着从公平角度分析水资源冲突问题,通过水资源公平配置实现缓解区域水资源冲突的目标。

国内外学者对水资源公平配置进行了很多研究,Wang(2004)等将字典序极小解的概念应用于流域水资源公平配置模型中,并通过位于咸海流域的阿姆河流域水资源分配的案例来测试字典序极小极大值方法的实用性[1]。佟金萍(2007)等依据现状、公平、效率和可持续原则,建立了流域水权初始配置模型,并结合黄河流域实例验证了该模型的合理可行性[2]。赵宋(2011)等为了体现用户公平和避免“平均主义”,提出需水单元权重缺水率的概念,以需水单元权重缺水率相等且最小为优化目标建立了流域水资源三层次配置模型,并将其运用到东江干流水资源配置实例中[3]。

研究表明能够实现多利益主体利益诉求和参与积极性最大化的基本条件是公平原则。公平原则是指:①生态公平,人类的发展不应以损害生态环境的可持续发展为代价,描述人与自然之间的公平性;②配置公平,要充分考虑各区域间的平衡,人人都享有使用一定量水资源的权利,描述空间层面的公平性;③代际公平,当代人的发展不应以损害下代人的发展为代价,描述时间层面的公平性。需要强调的是,水资源公平配置并不意味着水量的均等分配,水量分配的多少需要根据流域内各区域实际情况而定,避免“大锅水”现象。

极小极大值方法常用于投资组合模型,主要思想是在保证投资组合平均收益率超过某一最低收益水平约束下,极大化其任一时期的极小收益,决策目标是考虑在最不利收益中取最优收益。本文借鉴这个思想,通过引入权重系数的缺水率,以每个分区的权重缺水率为极小极大目标,即考虑最大缺水情况中的最小权重缺水率,构建漳河流域水资源公平配置极小极大值模型,并利用Matlab优化工具箱给出模型的求解算法,最后以漳河流域水资源初始配置为例,验证模型有效性。

1 水资源公平配置极小极大值模型

1.1 水资源公平配置目标函数 假设研究区段某时段内可分配水总量为R(t),区段内共有n个需水单元,依次编号为1,2,…,k,…,n,相应权重系数分别为ω1(t),ω2(t),…,ωk(1),…,ωn(t),每个需水单元该时期内需求水量分别为SD1(t),SD2(t),…,SDk(t),…,SDn(t),要对每个需水单元该时期内分配水量S1(t),S2(t),…,Sk(t),…,Sn(t)进行求解。

首先提出权重缺水率的概念,权重缺水率为各需水单元的实际缺水率■与相应权重ωk(t)的乘积,公式表示如下θk(t)=ωk(t)*■ (1)

其中,SDk(t)表示第k个需水单元第t时段内的需求水量;Sk(t)表示第k个需水单元第t时段内的分配水量;ωk(t)表示第k个需水单元第t时段内的权重系数,反映需水单元的重要性、需水紧迫性等,权重系数可通过德尔菲法,层次分析法,模糊综合评价法等评价方法得到。

水资源公平配置的基本思想是:在流域内可用水资源容量限制范围内,通过合理配置,使得同一时期内各需水单元的实际缺水率最小且偏差最小,定义极小极大值问题:min i maxθ■(t) (2)

1.2 水资源公平配置约束条件

1.2.1 分水节点水量平衡约束 研究区段水资源分配是沿河进行配置,无任何可调节的水利工程,分水节点的输入和输出在各个时刻处于平衡状态,即输入节点的量与输出节点量相等:

∑Q■(t)+∑Q其他i(t)=(1-γ)*S■(t)+∑Q■(t) (3)

其中,Q■(t)表示从节点i-1流向节点i的水量;Q其他i(t)表通过其他方式流向节点i的水量,主要包括前一个区间的区间产水量和通过引水渠的引水量;S■(t)表示节点i和节点i+1之间的某个需水单元k的分配水量;γ表示水回归系数;Q■(t)表示从节点i流向节点i+1的水量。

1.2.2 分水规则约束 根据研究区段水资源配置历史资料,在尊重历史的原则下,制定水资源分配比例,分配比例应位于历史最大、最小分配比例区间之内:

λmink■(t)Q可分水量k(t)?燮S■(t)?燮λmaxk(t)*Q可分水量k(t) (4)

其中,λmink(t)表示第k个需水单元第t时段内的最小分配比例;λmaxk(t)表示第k个需水单元第t时段内的最大分配比例;Q可分水量k(t)表示第k个需水单元第t时段内的可分配水量:Q可分水量k(t)=∑Q■(t)+∑Q其他i■(t)-■(1-γ)*S■(t)-Q■(t) (5)

1.2.3 需水量约束 各需水单元某时段的分配水量为非负,且不能超过该单元最大需求水量:

0?燮Sk(t)?燮SDk(t) (6)

1.3 求解算法 对于min i max问题,薛毅[4]指出序列二次规划法(SQP)是求解约束问题最有效的方法之一,因此,将SQP方法用于min i max问题,会得到更为有效的方法。定义求解算法步骤如下:①初始化,定义可行解集Ω,确定各需水单元分配水量的上限和下限;②计算L(t)=∑SDk(t)-R(t),若L(t)?燮0,说明区段内可供水总量可完全满足各需水单元的需求水量,则令Sk(t)=SDk(t);③若L(t)>0,使用序列二次规划(SQP)法,根据式(1)利用Matlab优化工具箱求解得到各需水单元的权重缺水率,和各需水单元的分配水量,得到分水方案;④在已有分水方案基础上,利用式(3)对各分水节点进行水量平衡验算,如果不符合节点平衡约束,则将该节点的最大分配水量作为约束,转至Step3重新计算;⑤结束计算,输出结果。

2 漳河上游实例分析

漳河位于山西、河南、河北三省交界地区,行政关系比较复杂,水事纠纷与冲突异常尖锐,徐士忠[5]详细介绍了漳河上游水事纠纷的现状和存在的问题。漳河上游的水事纠纷主要呈现以下特点:一是历史积怨深,矛盾关系复杂;二是具有隐蔽性、突发性和反复性;三是地方保护主义严重,各地市为了各自的经济利益相互争夺水资源,这种情况下的水资源分配尤其要以公平为最基本的原则。根据漳河上游地区地形地貌及水文特征,形成系统概化图(如图1),图中1~4区代表四大灌区,5~9区代表沿河分区。

漳河上游水资源公平配置过程中还必须遵循五个配置规则,按其重要程度依次为:①生活用水优先,保障人的基本用水权利和公益型用水的权益等;②预留生态环境用水,保证流域水资源的可持续发展利用;③群体满意度最大化,配置方案要使得各利益相关者能够接受,减少方案实施过程中的冲突;④利益补偿和协商,在初始配置方案的基础上,对分配过程中利益受到损害的利益相关者进行补偿协商;⑤灌溉季节农业用水优于工业用水,保证粮食安全生产。基于以上五个规则,图1中各分区的分水优先级依次为沿河分区>河道生态环境用水>四大灌区用水,沿河分区实行以需定供的分配原则,四大灌区实行供需结合的分配原则。

通过前文给出的极小极大值方法对漳河上游区段水资源公平配置进行求解,其中,相关数据均来自漳河上游管理局的统计资料。通过综合分析历史资料,设定水回归系数为γ=0.12,同时,根据四大灌区的重要性、用水效益、缺水潜在损失、需水紧迫性、历史水分配系数等因素,通过德尔菲-AHP法计算暂将四大灌区初始权重系数设定为[0.8715,0.8862,0.8400,0.9023],沿河分区的权重系数均设为1.00。

选取漳河上游典型枯水年(P=75%)4月份来水量作为本次的分配总水量,以2000年为现状水平年需水,2020年为规划水平年需水,通过Matlab编程计算得到分配结果详见表1和表2。

通过表1和表2的结果可知:①枯水年来水情形下,现状年需水和规划年需水4月份的每个灌区的实际缺水率都很高,这说明当地水资源短缺严重,而且在研究区段各分水节点之间没有在时间尺度上调节水资源的水利工程,实行即来即配的方式,非灌溉季节的余水无法跨月供给灌溉季节(3-6月、11月)使用,导致缺水情况加剧。②同一情景下除了沿河分区实行按需分水、完全满足需水要求,以及第3个需水单元受最小分配系数约束、必须分配最小水量外,其余不同需水单元的权重缺水率基本一致,体现了水资源分配过程中的用户公平性。而且随着规划年需水增加,第3个需水单元的权重缺水率和其他三个灌区的权重缺水率偏差要比现状年需水时小,说明分水形势越不利情况下越能体现公平原则。③通过引入权重系数,同一分水方案下各需水单元实际缺水率有所区别,权重较低的单元实际缺水率较高,反之则较低,有效避免了“平均主义”现象,有助于提高各单元的节水意识,提高水资源利用效率,缓解水资源供需矛盾。

3 结语

本文通过引入权重系数的缺水率,以每个分区的权重缺水率为极小极大目标,即考虑最大缺水情况中的最小权重缺水率,构建漳河上游水资源公平配置极小极大值模型,构建漳河上游水资源初始配置模型,并通过Matlab编程计算得到分配结果,验证了模型的有效性。同时针对以上分析结果,提出如下建议:①在研究区段内科学合理的修建蓄水工程,实现水资源在时间尺度上的充分利用;②权重系数的确定需要发挥民主协商精神,在漳河上游管理局的统一协调下,各需水单元代表根据上一时段各单元的节水效果对初始权重系数进行动态调整,以激励各单元提高水资源用水效率,尤其是农业用水效率,据统计,漳河流域内灌溉水利用效率仅为0.46,与国家《节水灌溉技术规范》要求的中型灌区不小于0.6,小型灌区及井灌区不小于0.7~0.8相比差距还很大,存在较大节水潜力。

参考文献:

[1]Wang L Z, Fang L P, Hipel K W. Lexicographic minimax approach to fair water allocation problems[J]. 2004 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN & CYBERNETICS, VOLS 1-7. 2004: 1038-1043.

[2]佟金萍,王慧敏,牛文娟.流域水权初始分配系统模型[J].系统工程,2007,25(3):105-110.

[3]赵宋,唐华.结合权重缺水率法的流域水资源三层次配置模型研究[J].中国农村水利水电,2011(11):40-43.