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据网络不完全统计,目前全国有128所高校开设水利水电工程专业,其中A等以上高校仅有19所,诸如清华大学、河海大学、天津大学、武汉大学、四川大学、大连理工大学、华北水利水电大学等.这些高校的水利水电工程专业开设较早,课程设置已日趋完善并形成了自己的特色和优势.比如清华大学的水利水电工程本科培养方案给学生提供了水工结构工程、水利水电工程、水资源、水力学与河流动力学、港口与近海工程、市政工程等多个方向的专业课以供学生选择;河海大学水利水电工程本科培养方案中设有个性课程,其将专业选修课程划分为学术研究型、应用技术型以及跨学科跨专业型三类,并将研究型进一步分为水工结构、水力学、水利水电三大课程模块,这种个性课程的设置尊重了学生的兴趣,给予了学生充分的自选择自己感兴趣的课程进行修读.这些院校水利水电工程专业的选修课程设置丰富,选择的自由度大,体现了以兴趣为主,以学生为本的思想.后起的地方本科院校,由于水利水电工程专业的开设时间短、经费投入较少、特色不足、社会声誉较低等因素的制约,如果一味照搬这些水利强校的本科人才培养模式与同类院校竞争,必定心有余而力不足.学校应该基于全国水利水电人才的需求和自身情况来构建一套具有西华特色的水利水电工程专业课程体系.
2课程增减及方向划分
2.1课程设置差异及原因
水利专业类的高校均依据“高等学校水利类专业教学指导委员会”制定的《水利水电工程本科专业规范》来指导本专业的课程设置.但与知名高校相比,我校水利水电工程的选修课程开设不够全,学生修读选修课的选择面窄.对比清华大学、武汉大学和河海大学,我校在发展基础课程群中未开设大学化学B、现代生物学导论、土木水利专业导论、随机数学方法、环境学基础、水利科学技术史、水利水电概论、计算方法、工程数学等选修课程;专业与服务课程群中未开设专业英语、水法规及技术规范、建设项目评估、工程软件应用、渗流及其控制、土工计算原理及方法、大坝安全概论、模型试验理论及方法、工程泥沙及河流管理、灌溉与排水、房屋建筑学等选修课程.可见,我校在发展基础课程和专业与服务课程中,必修课内容和知名高校一致,而在选修课程开设的种类、数量上差距很大,造成这种现象的原因是多方面的,其中最主要的原因是办学经费限制、办学经验不足、选课学生数量不足和生源质量差异.基于此,因地制宜、因材施教就显得尤为重要,学校不能照搬水利强校的人才培养模式,笔者认为,我校本专业的课程设置中应当增设一些实用性强、适用性广、可学性高的课程,而减掉部分不适合我校本科生学习的高难度课程.
2.2课程的增设和替换
增设的本专业课程在数量上比知名高校少,在功能上十分实用且修读的难度适中,既符合我校的实情,又留给学生充分的选择空间,让学生拓宽专业知识,避免了课程太难、学时太短造成的学生学不懂,不愿学的局面,适合本专业大部分学生.2.3课程方向划分与大多数专业一样,水利水电工程专业本科毕业的学生出路多样化.笔者认为应该为不同毕业意向的学生从工作和读研两大方向为学生量身定做课程模块,满足各方向学生的发展要求.其中读研方向又可以细分为水工结构、水力学、水电等方向。
3课程的衔接及调整
笔者作为西华大学2012级本科生,体验过我校水利水电工程专业的课程设置并咨询过本专业的学生,发现部分课程的衔接存在问题.其中建筑材料和材料力学,工程水文学概率论与数理统计,地基处理和土力学,水利工程经济、水利水电工程概预算和水资源规划等课程之间的衔接问题最为明显.建筑材料作为一门学科基础课程,土力学、钢结构、钢筋混凝土结构等课程都需要用到该课程的知识,将其放在第五学期是不恰当的,若放在第四学期与土力学课程同步,并紧接着第三学期开设的材料力学,建筑材料所学知识便能够在以后的课程中得到运用;工程水文学作为本专业基础课程,其任务是培养学生水文分析和计算的能力,需要概率论与数理统计和水力学课程为其作铺垫,而目前工程水文学开设在第五学期,距离概率论与数理统计开设的时间较远,既不利于学生串联知识,又占用了大三学年学习专业课的宝贵时间.可将工程水文学的开设学期改为第四学期,与水力学同学期不同周进行教学;土力学也是本专业一门重要的学科基础课,主要是培养学生运用土力学基本原理和方法解决实际工程中与土体相关的稳定、变形和渗流等问题的能力.地基处理课程则是土力学的延伸,所学内容很多涉及土力学,因此地基处理放在第七学期开设也是不合理衔接,建议将地基处理改为第六学期开设,与土力学开设时间靠近;水利工程经济课程是一门专业基础课,其作用是为后续专业课的学习奠定工程经济分析基础.该课程目前在第六学期开设,位于水资源规划及利用课程之后,而水资源规划及利用又会大量涉及经济分析问题,所以建议将水利工程经济开设学期改为第四学期,这样该课程向前既有数学基础课程作铺垫,往后又可为水资源规划及利用、水利水电工程概预算等课程奠定理论基础.此外,信息检索B是一门学习如何从信息集合中找出需要信息的课程,可以使学生具备较强的信息搜索能力,是学生查阅资料,自主学习的好助手.学生越早学习越有好处,建议改为第二或第三学期开设.
4增加实践课时
笔者通过亲身体验并对比本专业的专升本学生发现,我校本专业学生动手实践的能力不及专升本的学生.这在本专业进行工程测量实习和应用工程软件时表现得十分明显.排除专升本学生十分优秀的因素,笔者通过查阅四川电力职业技术学院水利水电建筑工程课程设置方案发现,其中实践教学在总学分中所占比重高于我校,笔者认为,为了提高我校本专业学生理论联系实际的能力,可以在微调学生毕业总学分的基础上,适度压缩某些专业课程的课内学时,增加课外实践学时,做到课内学时减量而优质,课外学时加量而夯实,使课内与课外兼顾,理论与实践协调.这类课程有:建筑制图B、水电工程测量、运筹学、土力学、工程地质、工程软件应用.基础办公软件和工程软件的运用也是学生的短板,很多人在大学结束都不能熟练运用各种基础的办公软件,更不必说工程软件了,笔者认为培养学生的实践能力,不仅要从课程设计和实习入手,也应该在平时的课堂和作业上下功夫.信息化的今天,熟练掌握office软件已是对大学生的最基本要求,除此之外,专业软件如autoCAD制图软件、岩土计算软件、流体力学软件、lingo软件也是本专业学生必须学会的,建议在加大这些软件的应用学时的同时在作业中练习软件使用,避免目前大部分学生只会纸上谈兵的窘境.
5结语
关键词:水利水电;导流系统;施工技术;施工导流
中图分类号:TV 文献标识码:A
引言
水利水电工程的建设施工多在河流临近地方,其建设不仅能够防洪减灾,同样也能够提供用水问题。但是由于河流一般而言都有一个汛期,因此在水利水电工程施工中,就需要通过施工导流技术来保证工程的正常开展和对施工质量进行控制,由此可见水利水电工程中的导流系统具有极其重要的地位。
1、施工导流技术概述及其设计施工特点
所谓施工导流也就是在对水利工程进行施工的过程中,为了能够使流水绕过需要施工的区域流向下游而采用的一种引导水利的技术,这种方法有利于为建筑施工提供一个干燥的环境,使其能够快速而有效的进行施工。
说白了,施工导流技术技术就是为了控制以及引导水流而采取的技术方式。施工导流技术技术一般包括几个工程,即:截流、基坑排水、下闸蓄水等。施工导流技术是水利工程施工中的重要组成部分,它与工程中的设计方案的有效实施、施工时间的长短以及施工的质量等都有着密切的关系。所以在工程施工过程中,一定要根据工程的实际情况以及特点来设计施工导流技术,从而保证水利工程施工的质量。通常情况下,在进行施工导流设计时,主要体现了以下几个特点:
1.1 坝址的选择
设计之前,一定要对工程坝体的位置进行着重考虑,设计中选坝是有效勘测地形的最重要环节。在选坝过程中,通常根据地质条件、地形地势的优缺点、水能的指标差异、工程施工难度、工程量的大小、施工工期的长短等各方面来进行。
1.2 水电枢纽工程的布置方案
这是在选坝过程中最重要的研究问题,当坝址确定之后,为了能够达到工程的分布规律、合理,一般情况下都会先从导流明渠开始进行布置,然后再据此来考虑厂房的分布。
1.3 编制施工计划
编制施工计划是工程实施的前提条件。在编制施工计划过程中,不仅需要采用合理的施工方案,还需要考虑是否可以采用施工导流技术。
1.4 涉及的范围极广
施工导流技术不仅涉及到地质地形条件、水能指标,还涉及到工程周围建筑物的分布、水库的蓄水问题、下游生态环境以及居民的搬迁计划等等,这些在进行涉及施工导流时都是需要综合考虑的因素。
2、水利水电工程中施工导流技术控制措施
合理的导流方案必须在周密地研究各种影响因素的基础上从中选择技术经济指标优越的方案通过技术经济比较拟定几个可能的方案,由于导流方案的选择受以下几种因素的影响,因此,在选择导流方案时必须予以充分考虑,对于一项水利水电枢纽工程的施工取得最佳的技术经济效果是从开工到完建往往不是采用单一的导流方法而是几种导流方法组合起来配合运用。
2.1 方案比选
在选择导流方案时,首先应当考虑河流的水文特征,比如冬期的流冰及冰冻、河流的流量大小、全年流量的变化情况、水位变化的幅度、汛期洪水的延续时间和枯水期的长短情况等。河流导流方案的选择和导流建筑物的布置,与河流两岸及河床的地质条件有直接的关系有利于选用隧洞导流。一般来说,对于河床单宽流量大的河流,宜采用分段围堰法导流若河流两岸或一岸风化层薄岩石坚硬且有足够的抗压强度时。如果岩石的风化层厚且破碎,或有较厚的沉积滩地,则适合于采用明渠导流。对于水位变化幅度大的山区河流在一定时期内通过过水围堰和淹没基坑来宣泄洪峰流量可采用允许基坑淹没的导流方法,对于枯水期较长的河流充分利用枯水安全期。在采用分段围堰导流时应根据河床地质条件来决定河床可能束窄的程度这时为了河床不受过大的冲刷避免把围堰基础淘空,由于河床的束窄使水流流速增大减小了过水断面的面积。对于岩石河床河床允许束窄程度较大,抗冲刷能力较强甚至可达到88%流速有增加到7.5m/s。但对覆盖层较厚的河床流速仅允许达到3.0m/s其束窄程度都不到30%抗冲刷能力较差。此外,河流两岸及河床的地质条件还与围堰形式的选择,水文地质条件还对基坑排水工作有很大的关系但对于枯水期不长的河流基坑能否允许淹没以及能否利用当地材料修筑围堰等密切相关。同时,如果不利用洪水期进行施工,就会拖延工期。对于流冰的河流,应充分注意流冰壅塞流冰的宣泄问题造成导流建筑物失事影响泄流。
2.2 施工控制措施
水工建筑物的形式和布置与导流方案相互影响,在拟定或选定导流方案时,应充分考虑水工建筑物的形式及其布置特点。施工现场的地形条件也对导流方案的选择有很大的影响一般情况下应该充分考虑施工导流的要求在设计永久泄水建筑物的断面尺寸和拟定其布置方案时。在选择导流方案时应该尽可能加以利用如果枢纽组成中有泄水孔、涵管、渠道及隧洞等永久泄水建筑物,平原河道或有河湾、老河道可资利用河流的两岸或一岸比较平坦宜采用明渠导流;采用隧洞导流主要是针对山岩坚实的地区在河段狭窄两岸陡峻山体;对于河床宽阔的河流,尤其在施工期间有过木及通航的要求的情况采用分段围堰法导流;在采用分段围堰法修建混凝土坝枢纽时利用水电站与混凝土坝之间或混凝土坝溢流段和非溢流段之间的隔墙如河床中有天然岛屿或沙洲时采用分段围堰法导流特别是纵向围堰的布置更有利于导流围堰的布置以降低导流建筑物的造价,在这种情况下应该核算它是否能够布置二期工程导流建筑物对于第二期工程所修建的混凝土坝尤为重要。在选择挡水建筑物的形式时,由于土坝、土石混合坝和堆石坝的抗冲能力小,除采用特殊措施外,一般不允许从坝身过水,所以多利用坝身以外的泄水建筑物如隧洞、明渠等或坝身范围内的涵管来导流,施工时通常要求在一个枯水期内将坝身抢筑到拦洪高程以上,以免水流漫顶,发生事故;至于混凝土坝,特别是混凝土重力坝,由于抗冲能力较强,允许流速达到25m/s,故不但可以通过底孔泄流,还可以通过未完建的坝身过水,因此导流方案选择较为灵活。
2.3 施工进度和施工方法
在选择河流的导流方案时,应充分考虑到施工期间河流的综合利用,如河流的通航、水电站的运转、筏运、灌溉、供水或渔业等。对于通航的河流束窄断面的最大流速一般不得超过2.0m/s不仅要求河流在束窄以后而且要求水深与船只吃水深度相适应但河宽仍能便于船只的通行大多采用分段围堰法导流,在施工导流期间,要避免木材拥塞泄水建筑物或者堵塞束窄河床对于浮运木筏或散材的河流特殊情况需与当地航运部门协商研究确定。在施工中后期在满足下游供水、灌溉用水和水电站运行的要求的同时水库拦洪蓄水时为了保证渔业的要求以便鱼群能回游还应修建临时的过鱼设施,在水利水电枢纽施工导流过程中,对施工进度起控制作用的关键性时段主要有:导流建筑物的按合同要求的竣工期限、河床水流的截断时间、拦洪坝体的完工期限、临时泄水建筑物的封堵时间以及水库蓄水正式发电的时间期限等等。由于各项工程的施工方法和施工进度直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性,因此,在选择导流方案时必须充分考虑到施工和进度和施工方法,三者紧密相连,密不可分。通常根据导流方案来安排控制性进度,并进而确定施工方法。
结束语
总之,对于水利水电工程而言,导流系统施工技术关系到工程建设是否能够水利开展。因此在选择导流方案时应使使导流建筑物既简单易行主体工程尽可能及早发挥效益降低导流费用简化导流程序综合考虑以上各方面因素,使施工方案等技术措施适用可靠。
参考文献
[1] 文强. 岷江航电犍为枢纽工程施工导流方案比较[J]. 红水河. 2012(06)
关键词:水利水电工程;质量控制;信息系统控制
中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:
1 系统分析
1.1 施工阶段质量控制业务流程
对于从事水利水电工作的工程师,其质量控制流程一般包括三个层次,第一层次是审核合同项目的开工准备工作;第二层是对该合同项目的子项工程进行质量控制;第三层次是对工序活动效果和工序活动条件进行质量控制。
1.2 系统目标分析
目前,国内对水利水电工程质量信息系统的研究、开发以及运用都处于起步阶段,只有在质量评定和材料控制等方面实现了计算机控制,大部分的质量控制信息管理需要人工处理。为了减轻工程师的工作负担,一方面代替工程师进行完整的行政管理工作;一方面做出数据处理、预测、计划及控制的报告和记录。这将有利于工程系统目标的分析和工程的顺利进行。
1.3系统功能分析
只有获得信息系统的信息支持,才能控制水利水电工程质量。因此,信息系统必须具有以下功能:①对有关设计文件和设计修改、变更文件进行储存,管理设计文档档案;②跟踪管理承包商的施工机械设备;③管理承包商的施工人员;④建立计算机台帐,跟踪管理主要的建筑材料、成品、半成品、构件和设备;⑤为工程师制定质量监控计划提供依据;⑥运用模糊综合评判法,合力评价施工组织的设计;⑦对有关的工程质量标准进行存储,能够以此标准为依据进行质量控制;⑧对分部工程、分项工程、单位工程以及隐蔽工程的质量检查评定数据进行处理,再以此数据为依据评定水利水电工程质量;⑨统计分析工程安全事故和工程质量事故,并能为多种工程事故提供统计分析报告;⑩运用数理统计方法,统计分析重点工序,并进行控制图、直方图等管理图表的绘制。
根据以上功能要求,水利水电工程质量控制信息系统由十个子系统组成, 分别是:①施工承包商及施工人员控制子系统;②设计质量管理子系统;③对材料的质量进行控制的子系统;④设备质量控制子系统;⑤施工机械控制子系统;⑥对施工过程的组织设计进行质量控制的子系统;⑦对施工过程的质量进行控制的子系统;⑧对质量进行控制计划的子系统;⑨对工程质量进行评定的子系统;⑩对工程质量出现的事故进行统计分析的子系统。
2 系统组成和功能
2.1 系统结构设计
系统结构设计必须利用优化的设计方法,统计核对承包商和合同上的相应条目,并将其层层分解,直到达到不能分解的层次,便于分析。
①施工承包商及施工人员控制子系统
此系统主要是将施工技术人员和管理人员的基本资料(如姓名、性别、职务、职责等)录入计算机内进行分类,同时,还可以将主要的施工人员及管理人员每天的到场情况及在场的施工状况进行统计和检查,通过对施工人员到场情况和施工人员的监控,对施工状况进行控制。利用该系统可以实现计算机对施工人员和承包商的管理和数据对比,进而减少施工系统的麻烦。
②设计质量管理子系统
利用该系统可以将工程设计文件的收集、修改、变更、分档等工作交与计算机管理,可以防止人为更改,也可以防止其资料由于时间过长而引起的丢失,为工程设计提供理论依据,方便工作人员对施工设计过程进行检测和管理。
③对材料的质量进行控制的子系统
此系统主要是对材料质量方面进行的管理与控制,即对施工所用的材料,在建工程的跟踪检查测试,对现场材料的采集、检验、材料入库,以及货物检验合格数据登录、修改、查询等。利用该系统可以对材料规格进行设置和控制,从而对其进行自动控制,有利于保证其质量,降低由于材料不合格造成的工程损失。
④设备质量控制子系统
此系统主要包括对设备的装配、安装、功能等进行管理,并对其质量进行监控。主要是对设备的检验情况、设备的调试运行情况以及设备的维护进行控制。此系统可以提高设备利用率加强对设备质量的控制。
⑤施工机械控制子系统
施工机械的控制子系统主要是对施工机械进行质量检验,对机械到场情况、型号、数量等施工机械目标数据进行比较,并进行调整和安排,以有利于提高施工机械的使用和利用效率。
⑥对施工过程的组织设计进行质量控制的子系统
对施工组织设计进行质量控制,主要是对施工后的质量控制。其主要记录施工设计提交的时间、参与质量审批的工作人员、审批的意见及其中的结论。可将施工过程的组织设计精细划分为施工方面的方案、质量方面的保证、暗场方面的管理、施工过程中的文明管理等方面,利用模糊评定的方法进行评定,最终得出合理的结论。
⑦对施工过程的质量进行控制的子系统
此过程主要是对施工过程中的质量进行检测,该系统可以对整个系统分部、分项进行统计和登录,以及删除,为查询提供理论依据。同时也可以隐蔽验收数据,避免其被人为的删除或修改,最后工程结束后,对其质量报表的输出,可根据质量控制人员的不同要求和不同工程所特有的需求输出各类报表。
⑧对质量进行控制计划的子系统
该系统主要是根据已审核通过的施工负责人提出的各种开工条件、建设条件及安装工程进行质量监控。此系统要发挥作用,必须建立质量指标,据此来确认原材料的质量、建设材料的质量、安装工程的质量,并建立一个数据库,为施工过程中出现的质量问题提供理论依据。
⑨对工程质量进行评定的子系统
该系统主要是针对工程本身的情况进行质量评定。通过工程质量评定子系统对工程质量进行全面的检测和鉴定,以期保证工程的质量。
⑩对工程质量出现的事故进行统计分析的子系统
该系统主要是利用统计的方法,建立工程质量事故记录数据库、工程质量事故分析数据库、工程安全事故记录数据库。此系统有利于对工程中所发生的事故进行统计和分析、保存,为以后的事故处理提供理论依据。
2.2数据库设计
本系统中,数据库设计是主要内容,主要包括两个方面:基础数据库的设计和各个项目数据库的设计。
①基础数据库的设计
此类数据库是每个工程必备的,而且是通用的,是所有系统的基础,有了此数据库,其他系统才可以发挥作用。但是,此类数据库有其固定的格式和内容,所以不需特意维护,其所需人工费用较低。
②各个项目数据库的设计
不同的项目对数据库的要求也不尽相同,且对数据库的准确度要求比较高,所以对其的维护需要相当大的费用。
3 结语
工程师的任务就是在质量、 投资、 进度和合同等方面进行管理。通过本文的研究,可以看出水利水电工程质量控制及信息系统控制具有较强的实用性和可操作性,对于每一个从事水利工程的工程师都是非常有利的;对于现行相关法律条文的修订也具有一定的参考价值;水利水电工程质量控制业务控制信息系统,可作为开发水利水电工程质量控制信息系统的基础。现在是计算机系统时代,计算机已经作为一种工具为人们的各项工作减轻负担,降低压力,所以如何利用好计算机系统实现水利水电工程的质量控制值得我们去研究。
参考文献:
[1] 刘一生. 建设项目信息管理[M]. 北京: 清华大学出版社, 1998.
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[4] 刘永强, 陈璐, 黄寅浩. 模糊综合评判法在施工方案评价中的应用[J]. 水运工程, 2002(8):8-11.
[5] 毛鹤琴. 工程建设质量控制[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,1997:4-6.
关键词:水电工程;生态环境;地质;灾害
Abstract: to develop the economy must hydroelectric project, and want to protect the ecological environment and to build or simply not built less hydropower project, the two problems exist with each other, and conflicting. Big engineering hydropower project construction, not only promote the development of national economy, and for the life of the people provides many favorable conditions, but this many achievements back, also there are many regional ecological environment of the impact of the problem. How to let the hydropower engineering construction and ecological environment with both favorable, do people and natural harmony, will become our further development of hydropower project construction as an important issue.
Keywords: hydropower project; Ecological environment; Geology; disasters
中图分类号:TV7 文献标识码:A 文章编号:
生态环境问题和我们的生活息息相关,已经成为人类关心的共同话题。我国正处于经济快速发展中国家,要正确处理水电工程建设和生态环境两者之间的关系,首先要科学,实事求是地分析修建水电工程会给生态环境带来什么样的后果,会出现什么样的问题。并结合现实情况对问题具体分析,采用科学的方法处理现阶段遇到的问题,保障水电工程建设更快速,更有效地发展。从一般意义上来讲,水电工程在生态环境上的影响主要表现在对人类健康,对养殖业,对地质灾害以及环境气候等几个方面。
1.水电工程对自然环境的影响:
1.1对地质的影响
在修建过程中,材料的开采要使用大面积的土地,会造成许多水土流失,植物被破坏,自然土壤也被损害。对土壤影响很大,在水库里面蓄水,土壤中的通气条件不好,会影响农作物的生长。大型水库蓄水后,水体压重会引起地壳应力的增加,从而会引发地震。而且随着水位的上升,岸坡上土体疏松,容易引起塌方、山体滑坡等现象,危害到人民群众的安全。
1.2对水的污染
在施工工程中,都会产生悬浮物很高的施工废水,如果没有经过加工处理就排入下水道,就会污染到下游水质,影响到了周围的环境。水电工程一般来说都是依靠江或河而建成,对当地的环境直接影响,如果没有采取有力措施,会对下游居民生活和工业生产造成很大危害。另外,在施工过程中,投入大量的设备,这些设备在使用和维修过程中,不免产生大量含油废水,废弃油罐,这些废水和油罐如果没有经过处理,直接倒入江河,也会严重影响到水质,对居民健康造成威胁,还会给水环境造成很大污染。
1.3对鱼类和水生生物的影响
在水电工程建设过程中,水生生物保护面临着敏感问题,这也是环境管理方面的薄弱环节。我们在努力保护人类生存环境的同时,也要保护好鱼类的生存环境,这样生物生态环境也能得到保护。许多鱼类的生活习惯都是在不同的环境中完成的,大坝的建造阻碍了它们的路线,而且大坝都采用底层取水,水温比较低,导致了鱼类繁殖率下降,生长周期缩短,生长速度减慢。另外,是对水生生物的影响。水生生物指的是生活在水域中的动植物,它的种类很多,有藻类、微生物类及有无脊椎动物。但它们的生活方式不一样,有的在海水中生活,有的则依靠淡水生存。它们之间相互协调,维护了生态环境的平衡,同时也可以为我们人类提供工业原料和蛋白质。因此,在水电工程建设过程中,保护好鱼类和水生生物也是我们长期坚持的战略性任务。
2.水电工程建设对人类社会环境的影响
水能是我国重要的能源资源,水电建设工程可以促进国家经济建设和社会的发展。开发建设合适的水电工程是很有必要的,但同时它所产生的负面影响也是不容忽视的,对人类的生存环境问题日益凸现出来,社会对此项工程的关注程度也明显加大。
2.1对移民的影响
水电工程建设中被移民的都不是他们的意愿,随着国家经济发展的需要,我国的移民也是一批很强大的队伍,拿三峡水坝来说,移民总数就超过一百万人,确实也是一项很复杂的大工程。不仅要安抚人心,还要对他们的房屋拆除、重建、生产、就业、子女上学等多方面问题进行处理。移民问题是否处理妥当,是水电工程建设的关键一步。另外,牵涉到的一些企业甚至要面临破产和关闭,这无疑给工人们带来很大的压力,工人们的再就业问题也是一项较难处理的问题。
2.2对人民健康的影响
由于大面积土地房屋被淹没,大批移民搬迁,很容易传播各种疾病,例如流行性出血热、伤寒、痢疾、方性甲状腺肿、地方性克汀病等,有关部门要仔细分析疾病产生的原因,并采取相应的防治措施。
2.3对文物和生物的影响
众所周知,我国是著名的历史文明古国,文物古迹很多。大规模的水电工程建设对地皮植被破坏很严重,新建的道路和房屋对野生动物生存空间的侵占,造成了很多栖息地的丧失,导致许多珍贵动物稀少或灭种。水库库区被淹没后,对我国文物景观的破坏也比较严重。
3.水电工程环境影响对策分析
随着人类对自然资源规模的开发不断扩大,水电工程建设承担的特殊作用非常之大。水电工程建设涉及到了自然环境,生态环境,社会环境等各个方面的领域。环境的影响是多因素,多层次,多方位的,由各种因素造成,各层次之间相互联系,相互制约,相互影响,构成了一个复杂的生态环境体系。关心生态环境已经是全人类共同关注的问题。作为水电建设工作者,促进人与自然和谐共处是一项重要任务,也是一直需要努力的目标。发展是硬道理,社会各界人士对水电工程建设提出的建议,我们要认真吸取建议中的精华,以科学的发展观来建设水电工程事业。要建立一套完整社会保障体系:要做到生态环境恶化得到有效控制,移民公共服务得到落实,地质灾害防治措施进一步改善,防灾减灾体系进一步健全,来实现水电工程建设的可持续发展。
针对以上出现的状况,在这里提供几点相应对策,以供参考:
3.1 移民的妥善安排
实现移民的安稳致富,对进城镇安置移民和农村转移相关人口,给予他们适当补助社会养老保险和医疗保险,并加大力度促进他们的再就业,让他们都能自给自足。为了解决好移民的可持续发展道路,考虑是否能让他们参与水电工程建设的股份,形成利益共同体,即根据他们的意愿,让他们也参加到建设中来,当然这一点有待探讨。
3.2对自然环境和社会环境进行改善
3.2.1对自然环境进行改善
对水电能源的开发,不能仅局限于眼前的利益,要从长远目标来考虑。工程项目的选择和建设过程中,都要考虑它的生态效益,社会效益和经济效益。将水库消落区、生态屏障区和库区其它重要支流作为整体,采取提高生态环境承载力、控制污染、削减库区入库污染负荷等有力措施,建设生态环境保护体系。
要加强地质灾害的防治,对于受地质灾害威胁的人群要实行避险搬迁。同时要妥善处理水电工程水库蓄水后对长江下游所带来的不良影响,要稳定河势、加固堤防。对于治疗水污染方面,要增加环境用水,提高河流自净能力,要设计调节污水库、截流工程,增加水体稀释自净能力的工程技术措施,开挖引水冲污水道等工程项目。
要努力完善法律,对严重破坏生态环境,国家风景名胜,国家自然保护区的水电工程项目,要重新进行利与弊的衡量。因地制宜,确定比较合适的开发目标。
对文物景观改善方面,应用水利美学原理设计形式优美的与景观相协调的水工建筑物;在保护和改善生态环境方面,对鱼类的保护措施,如果选择修建过鱼设施,这将是一项花费巨大的工程,水电工程建设如果没有尊重科学依据,盲目搞修建,将会大量浪费财力物力。要有目的性地研究设计用于人工孵育场和人工产卵场的建筑物,研究设计入海河口排沙防淤工程,研究设计提高坝下水温的工程措施。
3.2.2对社会环境的改善:
水电工程建设对区的经济会造成很大的影响,对当地环境也会造成很大破坏。所以,很有必要执行生态补偿机制,做到“谁损害,谁补偿”,明确责任方,在建设过程中,有必要留取一部分专项资金,用来改善当地的生态环境,进一步改善生态平衡。争取把生态环境融入到水电建设中来:在设计方面,应该本着人与自然相协调的理念,为动物生存空间和植物的生长提供良好条件;在建设进行过程中,尽量采用环保的技术;在工程完成阶段,建立一套水电工程影响监测,及时进行环境跟踪调查,发现不良影响应及时采取措施,把破坏程度尽量降到最低水平。水利工程带来的环境影响千变万化,但总能找到解决的办法。能否把它的负面影响降到最低,是衡量水电工程建设成败的标准。坚持“以人为本”的原则,确实体现决策过程的公众参与,特别是保障落实移民的可持续发展,那就是生存空间和正当权益的保护。
3.结束语:
现在社会上人们的觉悟越来越高,环境问题越来越受到人们的关注,通过设施的改善和专门学科的研究,将会让我们保护环境的工作越来越专业,越来越全面。当前,水电工程师们急需进一步树立和提高生态和环境保护的意识,充分认识水电工程对环境以及生态所产生的重大影响。我国的水电工程建设领域应当坚持以科学的发展观指导建设的全过程,在建设过程中,维护我国法律的严肃性和有效性,全面地从经济、社会、环境等几个方面的协调发展,对工程建设的利与弊得与失做出公正、科学的判断。但是,无论哪个学科,人类对知识的认识是永远不够的,对于水电工程建设领域这门复杂的学科也是如此,对建设工程过程中产生的对生态环境不利影响的认识不足和防范不力也是很正常的,我们就必须在边工作中边学习,边探讨,进一步寻求更有效的对策。对生态环境保护要时时刻刻监管着,坚持以人为本的原则,使工程在造福人类的同时,对生态环境的破坏程度降到最低水平,才能使工程建设对得起人民群众、历史以及实践的考验。
【参考文献】:
[1]汪恕诚,水电建设与生态保护要协调发展[N],经济日报,2005,08,
[2]方子云,水电建设的环境效应分析与量化[M],中国环境科学出版社,北京,1993
[3]曹永强,倪广恒,胡和平,水利水电工程建设对生态环境的影响分析[J],人民黄河,2005
[4]何强,环境学导论[M]清华大学出版社,北京,2004
[5]汪恕诚,论大坝与生态[J],水力发电,2004,4
[6]钟林生; 唐承财; 詹卫华,基于生态文明理念的水利生态旅游发展策略,【J】中国水利2011-01-30
关键词:工程地质 水利水电 勘察 环境 分析 人才 机遇
工程地质对于工程师来说并不陌生。然而,由于人类工程活动引起地质环境的改变,工程地质问题造成工程建设的被动与失败的若干实例证实,许多人对工程地质又是陌生的。
人类历史刚刚翻开新千年新世纪的第一页,一场以高新技术为前导的产业革命却早已开始了,工程地质学科必将在这场革命中获得新生。当然,我们更应该看到技术的每一次革命性进步,都伴随着矛盾与冲突,特别是体制和机制问题,是生产力与生产关系的相互作用,需要协调与适应,改革就成为必然。
当前,工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质专业正面临着新的发展机遇。人类与自然的关系不是斗争而是相互作用和相互影响;人类工程活动不是改造自然而是如何顺应自然。人类赖以生存的地球环境问题,工程地质学家和地质师都要认真关注,并勇敢地承担起应尽的职责。
1 工程地质学科的起源与发展
工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地球科学。20世纪初,为了适应兴建各种工厂、水坝、铁路、运河等工程建设的需要,地质学家开始介入解决工程建设中与地质有关的工程问题,不断地进行着艰苦的工程实践和开拓性的理论探索,首次出版了“工程地质学”专著,工程地质学开始成为地球科学的一个独立分支学科,工程地质勘察则成为工程建设中不可缺少的一个重要组成部分。二次世界大战以后,全世界有了一个较为稳定的和平环境,工程建设的发展十分迅速,工程地质学在这个阶段迅速成长起来了。经过半个多世纪的工程实践和理论探索,工程地质学大为长进,内涵和外延都焕然一新,成为了现代科学技术行列中的重要分支学科。
3 工程地质的技术进步
工程地质勘察技术近二十年来有了长足的进展。测量、物探、钻探、试验等在仪器、设备、新技术、新方法、新手段方面不断推陈出新,为工程地质提供了强有力的技术依托。由于有了各种新技术的支持,工程地质分析从定性到定量就成为可能。定量分析的新理论层出不穷,在学术界十分活跃。
计算机技术的发展对工程地质来说是一场真正的技术革命,从外业资料收集和内业资料整理的工作程序、工作方法、产品成果、质量标准等等均与传统的工程地质有较大的差异,应用前景振奋人心。“工程地质计算机应用技术协作网”业已正式成立,必将对工程地质技术进步起到积极的推动作用。工程地质计算机应用主要包括六大课题:①数值计算;②制图;③数据库;④文档管理;⑤专家系统;⑥网络系统。这六大课题既是多年来本专业计算机应用的实践,也是我们将继续探讨的主要课题,还需要在今后的实践中赋予新的内涵。
4 工程地质专业的任务与责任
工程地质专业的主要任务是:①选址,选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地;②评价,阐明工程建筑区或场地的工程地质条件,进行定性和定量的工程地质评价,准确界定工程地质问题;③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化,为研究改善和治理工程地质缺陷的措施提供依据;④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。归纳起来的表述:为工程建设提供基础性和专门性地质资料,为工程选址、建筑物设计以及不良地质条件的工程处理提供技术依据,同时对地质环境的变化作出预测。
为了完成以上任务,需要针对工程建筑物区进行工程地质勘察和工程地质分析,界定和研究主要工程地质问题。工程地质勘察需要勘察目的明确,工程概念清晰,勘察手段多样,勘探精度满足要求。工程地质分析要求方法正确,计算可靠,参数可信,建议措施符合工程实际。工程设计最关心的是建筑物地基的工程地质条件和物理力学性质,因此工程地质工作的最终体现是工程地质定性和定量评价。
工程地质专业只对提交给设计采用的地质资料负责,其物理力学参数也仅仅是建议值,不在建议值范围之内的设计采用值和不适应地质条件的设计方案,地质师不负责。但是,地质师有责任对不符合或不适应地质条件的设计方案提出质疑,对可能存在的工程隐患要与设计师充分交底,对不良工程地质缺陷有责任提出工程处理措施的建议。
一般说来,正规勘测设计院的勘测队伍,已经过几十年工程实践的检验,在正常情况下都可以完成以上任务并尽到地质专业的责任。本文以下章节列出的工程地质工作中存在的若干问题,是归纳了笔者从事工程地质工作十多年来的所见所闻,供地质师们分析问题时参考。
5 工程地质工作存在的问题与对策
5.1 工程地质勘察的质量问题
在工程地质勘察过程中,一般问题较多的是工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;地质报告中基本地质条件不清楚,主要工程地质问题界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性更大。
5.2 相关专业的理解问题
一种情况是地质师对其它专业不理解,这需要加强跨专业的学习。另一类现象是设计施工等相关专业对工程地质的不理解。有的不懂地质却偏要提出一些不切实际的勘探要求,有的工程由设计人员来布置地质勘探工作;有的设计人员对地质专业知其然不知其所以然,自以为是包打天下,不结合地质条件设计不当;也有的是不尊重自然地质规律,野蛮施工,严重破坏地质体的自然结构,造成重大工程事故。所有这些非地质专业的问题,往往在出了问题之后又向地质专业推卸责任,令地质师们不知所云。工程地质界知名专家学者孙广忠教授指出:“实际上,在地质工程实践中脱离地质实际的实例随手可拾,可以说,地质工程施工中出现事故的绝大部分是设计和施工脱离地质实际的结果,或者是对工程地质条件没有搞清楚或认识不清的结果,如果离开了地质基础,则其理论必将脱离地质实际必将作出错误的结论”。
潘家峥院士等前辈专家早已强调过地质学水工,水工学地质。足以可见专业之间的交叉渗透问题,早已被专家们的真知灼见道出了关键,就看我们作何行动。
5.3 勘测周期不合理的问题
从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理。但有些工程没有基础性的前期投入,一旦要报项目,立即就要求提交地质报告;还有些工程是今天提交了可研报告,明天就提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,地质条件不清楚,投资控制不住,施工后修改设计,或由于地质问题造成承包商巨额索赔等等。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大工程事故。
5.4 规程规范的问题
规程规范的问题较多,甚至产生了一些混乱。水利系统与水电系统的勘测设计阶段不一致,规程规范也有区别。历经十多年的编写报批,1999年才颁布的国家标准《水利水电工程地质勘察规范》,在勘测程序和新技术的应用方面都已经明显地落后于时代的发展,一经颁布实施就难以把握。更为令人难以理解的是另一部国标《岩土工程勘察规范》并不完全适合于水利水电工程地质,而建设部的一些工程勘察监督机构则以此为依据对水利水电勘测设计单位实施质量检查,使勘测单位不得不准备满足两种规范的两套地质报告分别对付审查和检查。规程规范的修订和出台周期太长,完全不能满足工程建设的需要。水利与水电分家之后,对于工程地质这个专业来说其工作性质是一样的,但却存在不同的技术标准和勘测程序,这种情况还要继续下去,需要寻求解决或协调方案。
5.5 人才问题
十年造成的人才断层已经出现。有丰富工程实践经验的前辈地质师相继离岗,各勘测设计院明显缺地质总工人才,八十年代期间各院比较整齐的地质副院长和院级地质总工,近年来在一些勘测设计院已经相继断档,或后继无人,或后备人才尚不成熟。勘测行业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,人才资源开发机制的问题,择业行为中的浮躁动机等等,都不同程度地影响着优秀地质师的成长。
高质量高水平的工程地质分析成果,出自于高水平高素质的地质师。有人说二、三年就可以培养出地质专家,实属无知。要培养出一个具有工程地质分析能力,能够解决复杂问题的地质师,没有十年以上的功夫,大量的工程实践,自身的敬业精神,理论联系实际,相关学科专业的学习和渗透,是决不可能的。十年树木百年树人,在地质师的培养过程中可以充分体现出来。培养优秀地质师的难度可以说远远超过培养博士、研究员和教授的难度。
社会的发展和日趋激烈的竞争市场,对地质师素质的要求也将越来越高,最好是跨专业的复合型人才。竞争的实质是人才的竞争。勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。
5.6 技术管理问题
工程地质勘察质量的控制,技术管理是主要环节之一。近年来一些单位提交的勘测设计报告中的地质章节不是地质师写的,报告的编制人中没有地质专业负责人,或地质报告没有院级地质负责人审查把关,报告和图纸中的错误较多。这种情况给总院增加了审查难度,同时也有损勘测设计单位的质量和水平形象,还会延误工程报批的时机。当然也有上级单位工程审查把关不严,助长了这种技术责任心不强的现象。
5.7 其它问题
前期工作投入不够,有些地方部门长期拖欠勘测经费;体制问题,市场竞争不规范,非水利水电勘测单位从事水利水电勘测工作存在工作方法、技术要求和工程地质评价等方面的差异;勘测工作经费仍然按落后的实物工作量计算,造成多勘探多争钱,地质分析多出力多赔本的事实上的不合理现象,长期以来得不到解决。勘测技术的科技含量低,新技术新方法投入少,不能满足现代工程技术发展的要求。
5.8 今后十年将进入工程事故的高发期
鉴于对以上若干问题的担忧,今后十年有可能是我国水利水电工程事故的又一个高发期,这一悲观性预测有些危言耸听,但愿不要成为被不幸言中的事实。
5.9 解决问题的对策
解决问题首先要分清责任。规程规范和部分技术管理方面的问题应该由总院负责;勘测周期不合理,前期工作投入不够等问题应该是地方部门或者计划部门负责;质量、人才、相关专业的协调等问题自然应该由勘测设计单位负责;其它问题大家都有责任,但主要还是取决于大环境。
责任分清楚了,落实到要有人来抓,所有问题虽然我们不敢说都能很好地得到全面解决,但至少可以前进一大步。最可怕的是大家都在畅谈必要性重要性,结果都是纸上谈兵,没有实际行动。笔者在这里也就是夸夸其谈而已,不可能提出可以操作的具体解决方案,这种方案也不该我们提,该谁提?当然应该是谁负责抓,谁就提方案追落实精指挥勤检查,最终归结到谁领导的关键问题上。到此为此,我们的对策就算出台了。
其实,我们这里列出来的众多实际问题,本质上和深层次的是体制和机制问题,需要通过改革才能从根本上解决。随着勘测设计市场化进程的加快,新技术与旧管理的冲突,老观念与新思想的交锋,既是矛盾又是改革的动力,这是不难理解的。
6 工程地质要抓住机遇迎接挑战
汪恕诚部长曾经讲话强调:“不能老修改设计,因为搞招投标尤其是国际合同,修改设计就意味着被索赔”。少修改或不修改设计,是对工程地质提出的更高要求。基本地质资料不准,修改设计就是必须的。高标准严要求就是挑战和机遇。
人类社会的进步与发展,实际上又是一部人与自然相互协调和相互影响的壮丽史诗。以前我们把人与自然的关系当成是与天斗与地斗的斗争关系,实践证明,人与大自然斗争的结果,虽然取得了一些局部性的小胜利,而大自然反过来对人类的惩罚却是灾难性的。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。建国以来,我国的基本建设此起彼伏,水利水电工程建设从无到有,新一轮的建设正在兴起。在多专业组成的基建队伍这个庞大乐团中,地质师要起到指挥和首席演奏家的作用,甚至还要担负起独奏华彩乐章的作用。
尽管工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题,然而这更是机遇。抓住机遇迎接挑战,顺应自然,保护环境,防止灾害,造福人类,是工程地质学家和地质师的艰巨任务和不可推卸的责任。
主要参考文献:
1 王思敬,工程地质学的任务与未来,《工程地质学报》1999年第3期
2 崔政权,《系统工程地质学导论》水利电力出版社,1992.5
3 孙广忠,论地质工程的基础理论,《工程地质学报》1996.第4期
4 黄鼎成等,《走向21世纪的
关键词:工程地质 ,环境 ,人才 ,机遇
Abstract: as the 20th century was established and developed a discipline, very close with the environmental engineering geological disciplines, with the speeding up of urbanization in our country, puts forward higher requirements on the engineering geological environment. At the same time, the quality of the engineering geological work of engineering plan is very important for the decision making and project construction smoothly. We will try to coordinate the relationship between the environment and engineering geology, to realize the harmonious development of man and environment. There are many problems in engineering geology, engineering accidents have occurred, to the people's life and property bring great losses, the phenomenon of decline in the quality of the engineering geological prospecting, engineering geology analysis in-depth, some even engineering geological evaluation of conclusive mistakes. So the development of engineering geology should realize the harmonious development, in the development of environmental protection, strengthen the quality of geological exploration, in-depth research and analysis, in order to meet the opportunities and challenges of the future.
Keywords: engineering geology, environment, talents, opportunities
中图分类号: P642 文献标识码:A文章编号:
当今社会的竞争越来越大,就工程地质学科来说,对对地质师素质的要求也将越来越高,
所以要使勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。工程地质学家和地质师承担着,防止灾害,造福人类,艰巨任务和不可推卸的责任,所以更要迎接机遇,为人类的发展贡献自己的力量。我们的工程地质工作存在的很多问题,只有理性的分析问题,找出解决的对策,才能是我国的勘探队伍有长足的发展与美好前景。
第一,工程地质工作存在的问题与对策
(1)工程地质勘察的质量问题
在工程地质勘察过程中,一般问题较多的是工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;地质报告中基本地质条件不清楚,主要工程地质问题界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性更大。
相关专业的理解问题。一种情况是地质师对其它专业不理解,这需要加强跨专业的学习。另一类现象是设计施工等相关专业对工程地质的不理解。有的不懂地质却偏要提出一些不切实际的勘探要求,有的工程由设计人员来布置地质勘探工作;有的设计人员对地质专业知其然不知其所以然,自以为是包打天下,不结合地质条件设计不当;也有的是不尊重自然地质规律,野蛮施工,严重破坏地质体的自然结构,造成重大工程事故。所有这些非地质专业的问题,往往在出了问题之后又向地质专业推卸责任,令地质师们不知所云。工程地质界知名专家学者孙广忠教授指出:“实际上,在地质工程实践中脱离地质实际的实例随手可拾,可以说,地质工程施工中出现事故的绝大部分是设计和施工脱离地质实际的结果,或者是对工程地质条件没有搞清楚或认识不清的结果,如果离开了地质基础,则其理论必将脱离地质实际必将作出错误的结论”。 潘家峥院士等前辈专家早已强调过地质学水工,水工学地质。足以可见专业之间的交叉渗透问题,早已被专家们的真知灼见道出了关键,就看我们作何行动。
勘测周期不合理的问题 。从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理。但有些工程没有基础性的前期投入,一旦要报项目,立即就要求提交地质报告;还有些工程是今天提交了可研报告,明天就提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,地质条件不清楚,投资控制不住,施工后修改设计,或由于地质问题造成承包商巨额索赔等等。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大工程事故。
规程规范的问题。规程规范的问题较多,甚至产生了一些混乱。水利系统与水电系统的勘测设计阶段不一致,规程规范也有区别。历经十多年的编写报批,1999年才颁布的国家标准《水利水电工程地质勘察规范》,在勘测程序和新技术的应用方面都已经明显地落后于时代的发展,一经颁布实施就难以把握。更为令人难以理解的是另一部国标《岩土工程勘察规范》并不完全适合于水利水电工程地质,而建设部的一些工程勘察监督机构则以此为依据对水利水电勘测设计单位实施质量检查,使勘测单位不得不准备满足两种规范的两套地质报告分别对付审查和检查。规程规范的修订和出台周期太长,完全不能满足工程建设的需要。水利与水电分家之后,对于工程地质这个专业来说其工作性质是一样的,但却存在不同的技术标准和勘测程序,这种情况还要继续下去,需要寻求解决或协调方案。
人才问题。十年造成的人才断层已经出现。有丰富工程实践经验的前辈地质师相继离岗,各勘测设计院明显缺地质总工人才,八十年代期间各院比较整齐的地质副院长和院级地质总工,近年来在一些勘测设计院已经相继断档,或后继无人,或后备人才尚不成熟。勘测行业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,人才资源开发机制的问题,择业行为中的浮躁动机等等,都不同程度地影响着优秀地质师的成长。高质量高水平的工程地质分析成果,出自于高水平高素质的地质师。有人说二、三年就可以培养出地质专家,实属无知。要培养出一个具有工程地质分析能力,能够解决复杂问题的地质师,没有十年以上的功夫,大量的工程实践,自身的敬业精神,理论联系实际,相关学科专业的学习和渗透,是决不可能的。十年树木百年树人,在地质师的培养过程中可以充分体现出来。培养优秀地质师的难度可以说远远超过培养博士、研究员和教授的难度。社会的发展和日趋激烈的竞争市场,对地质师素质的要求也将越来越高,最好是跨专业的复合型人才。竞争的实质是人才的竞争。勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。
技术管理问题。工程地质勘察质量的控制,技术管理是主要环节之一。近年来一些单位提交的勘测设计报告中的地质章节不是地质师写的,报告的编制人中没有地质专业负责人,或地质报告没有院级地质负责人审查把关,报告和图纸中的错误较多。这种情况给总院增加了审查难度,同时也有损勘测设计单位的质量和水平形象,还会延误工程报批的时机。当然也有上级单位工程审查把关不严,助长了这种技术责任心不强的现象。
第二, 解决问题的措施
解决问题首先要分清责任。规程规范和部分技术管理方面的问题应该由总院负责;勘测周期不合理,前期工作投入不够等问题应该是地方部门或者计划部门负责;质量、人才、相关专业的协调等问题自然应该由勘测设计单位负责;其它问题大家都有责任,但主要还是取决于大环境。责任分清楚了,落实到要有人来抓,所有问题虽然我们不敢说都能很好地得到全面解决,但至少可以前进一大步。最可怕的是大家都在畅谈必要性重要性,结果都是纸上谈兵,没有实际行动。笔者在这里也就是夸夸其谈而已,不可能提出可以操作的具体解决方案,这种方案也不该我们提,该谁提?当然应该是谁负责抓,谁就提方案追落实精指挥勤检查,最终归结到谁领导的关键问题上。到此为此,我们的对策就算出台了。其实,我们这里列出来的众多实际问题,本质上和深层次的是体制和机制问题,需要通过改革才能从根本上解决。随着勘测设计市场化进程的加快,新技术与旧管理的冲突,老观念与新思想的交锋,既是矛盾又是改革的动力,这是不难理解的。
我们要实现人与自然的和谐发展,必须把环境放到首位,在地质工程建设的同时,我们不能忽略环境的影响。同时,我们应该认真分析当前工程地质存在的问题,找出解决方案,才能实现我国地质工程的进步。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。应注重地质师的作用,培养良好高素质的勘探队伍,为我国地质事业做贡献。
参考文献:
1王思敬,工程地质学的任务与未来,《工程地质学报》1999年第3期
2崔政权,《系统工程地质学导论》水利电力出版社,1992.5
3孙广忠,论地质工程的基础理论,《工程地质学报》1996.第4期
4韦港 《工程地质随想》 1997年4月24日
5何培玲 张婷 《工程地质》 2006年1月
关键字:水污染控制规划;特点;规划方法
1 概述
水是生命的源泉,它与能源、土地共同构成了人类社会发展的基础。随着世界人口的增长和经济的发展,水环境问题日益突出。早在1997年1月,联合国在《对世界淡水资源的全面评估》报告中指出:水资源缺乏将严重制约21世纪社会经济的发展,并可能导致国家间的冲突。近年来,我国水资源形势也是不容乐观,主要的河流受有机污染严重,面源污染也日益突出。我国的水资源污染到了非常严重的程度,水污染控制已迫在眉睫。
水污染控制规划是对水体污染所制定的防治目标和措施。水体的对象可以是江河、湖泊、水库、海湾,范围可以是河段、城市区段、河流、水系和流域等。水污染控制规划的主要内容是:①水质功能区的规划,按照不同的水质使用功能、水文条件、排污方式、水质自净能力特性,划分水质功能区、监控断面,建立功能区内水质管理信息系统等;②水质目标和污染物总量控制指标规划,规定水质目标与污染物排放的总量控制指标;③治理污水规划,提出推荐的水域污染控制方案,提出分期实施的工程设施和投资概算等。水污染控制规划涉及的数据时海量的,运用传统的图纸、表格、文字等手工操作和管理已显得力不从心,也不便于数据的更新和管理,因此,在水污染控制规划中,应用信息技术已成必然。
2 我国目前水污染的特点及存在的问题
据联合国公布,当今世界有18%的人面临饮水困难。我国的水利部也用“水多,水少,水脏,水浑”来形容我国目前的水资源情况。 尤其是频繁发生的水污染事件造成了我国严重的经济损失。在我国,化工产业的发展是经济增长的重要组成部分。进入21世纪以来,中国快速发展工业化、城市化,工业的发展和城市布局的变化使得水污染漫延, 从而造成了巨大的经济损失。因此加大对水污染的治理力度成为经济发展中的首要问题。 我国目前水污染有以下特点:
(1) 我国江河污染较多。以城市和工矿企业的点源污染为主,并沿江成为污染带。
(2) 潜在污染源面积广。统计显示,全国共有21326家化工企业,其中 13416家位于长江和黄河沿岸;另外,珠江流域和松花江流域也分布有许多大型石化企业。辽河流域的辽阳、锦州同样也是石化企业集中区。七大流域的重点排污企业达5379 家。
(3)突发性。目前我国水污染的突发事件非常频繁, 平均每两到三天发生一起水污染事故,就会造成相当大的经济损失。
我国水污染问题如此严重, 也暴露出了我国在水污染治理方面的不少问题。GIS作为一个集数据和图像为一体的信息系统,能够加强对污染源的监察、预测、信息查询和空间模拟等功能。在解决水污染的许多问题中,GIS 已成为一个颇有价值的系统。
3 近代主要规划方法
3.1 线性规划法
线性规划法是污染物总量控制规划常用的方法之一。通过这个方法,可以求得最大污染源排放量,或最小污染物削减率,或最小污染物削减方案的总投资费用。线性规划通常可以分为白色线性规划和灰色线性规划两种,通常所说的线性规划是指白色线性规划,即规划模型中的全部参数都是已知的优化方法。白色线性规划法常用单纯形法求解。单纯形法算法简单,理论成熟,并且有标准的计算程序。
白色线性规划有一定的局限性,即所有参数必须“白化”才能求解得到满意的优化方案。而实际上,在水污染控制规划中,建模所用的参数并不能全部“白化”,一些边界条件或参数并不能准确的反映实际情况,因此灰色线性规划应运而生。灰色线性规划和白色线性规划相比,主要表现在:①约束条件的值能够随时间而变化;②约束条件的上、下限值或区间可以在一定范围内漂移;③目标函数不一定是数学上的极值,还可以是相对优化值,或者是一个灰色区间。因此灰色线性规划比白色线性规划更科学、更先进、更实用。不同类型的灰色线性规划有不同的求解方法。
3.2 层次分析法
层次分析法(AHP)是一种实用的多准则决策方法。该方法1982年引入我国,它有定性与定量相结合处理各种决策因素的特点,以及其系统、灵活和简洁的优点,所以迅速在我国众多领域得到广泛重视和应用。
层次分析法从本质上讲是一种思维方式。它把复杂问题分解成很多个组成因素,又将这些因素按照支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方法确定层次中各因素的相对重要性,然后结合决策者的判断,确定决策方案相对重要性的总排序,从而得到最佳方案。层次分析法克服了其他决策方法过分依赖数学模型的缺点,更加重视决策过程中决策者的判断和选择,整个过程中体现了决策思维的基本特征,即判断、分析和综合。在水污染控制规划中,将水资源的可持续利用作为决策目标层,将环境容量分配作为准则层,将污染物削减、控制措施作为方案层。这种递阶层次结构较好地反映了水污染控制规划的过程,因此层次分析法在水污染控制规划中得到了广泛的应用。
3.3 地理信息系统法
地理信息系统(GIS)法以空间数据为研究对象、间数据库为核心,采用空间分析和建模的方法,实时提供多种空间的和动态的资源与环境信息。它涉及人工智能、环境工程、规划理论、地学、数学等多种学科和专业。GIS自60年代提出以后,经过70年代的巩固,80年代的突破,90年代己进入全面发展和应用阶段。一些具有代表性的软件如ARC/INFO、ARC/VIEW、MGE、GENAMAP等已在世界上拥有众多用户。
我国70年代末开始进行GIS技术研究,目前已在城市规划、城市防灾、资源管理等领域得到了迅速发展和应用。它的空间分析能力、数据库与图形之间的动态连接等功能,对水污染控制规划极为有价值,它能够非常方便的将大量数据转换成图形,可以用不同的颜色直观表示出水体的污染程度,并可随时更新数据库,因此地理信息系统法具有直观、方便、准确和实时的特点。
4 结束语
在水环境日益受到重视的今天,针对我国水污染的特点,将有更多的水污染控制规划方法应运而生,从而加速我国的水污染治理速度,改善水环境的现有状况。
参考文献
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[2]张坤民,何时缚住苍龙一关于中国环境问题的几点断想
[3]A.詹姆斯、D.J.埃里奥特,《水质模拟导论》,成都科技大学出版社,1989
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作者简介
【关键词】建筑 水资源 论证
中图分类号:TU198 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
建设项目水资源论证制度在我国实施以来,建设项目水资源论证仍是为取水许可制度服务的一项新工作,这对建设项目的正常建设和运营期间水量和水质安全提高了可靠的保证,对高效利用水资源和保障水资源能够可持续利用具有重要的现实意义和历史意义。但是此项工作在很多方面还存在许多问题和模糊认识的情况。
二、建设项目水资源论证工作中存在的问题
1、论证工作开展阻力较大
在某些地区,政府更重视当地GDP 值得增长,他们认为经济快速增长的主要途径在于大力进行招商引资,在通过招商引资过来的许多建设项目都是具备用水多、污染大等特点,甚至有的被冠以“明星工程”等称号,这就在一定程度上阻碍了对其进行水资源论证的工作。在经济发展与水资源论证工作发生冲突时,往往只重视经济的发展,而忽略了水资源问题,或者只把水资源论证工作当作是争取项目建立的一种手段和捷径。这些领导干部对水资源的保护意识极低,这也是阻碍水资源论证工作开展的一个因素。
2、水资源论证在项目审批中的次序不合理
建设项目申请取水,已经列入政府审批制、核准制、备案制管理时,应当委托具有水资源论证资质的单位编制建设项目水资源论证报告书,实行审批制的项目在批复同意建议书之后组织项目水资源论证工作,会误导论证人员更倾向于建设项目取用水合理,这就产生了论证误差。因此,应该控制所有建设项目都在项目建议书批复之前就组织进行水资源论证,这样才会更加科学更加合理的把水资源论证结论作为建设项目是否立项的可靠依据。
3、流域水资源综合规划缺乏,论证宏观依据不充分
建设项目的水资源论证的基础是流域和区域水资源的现实条件。在我国很多流域和区域水资源的综合规划还没有出台,这就要求当地政府主管部门加快流域和区域水资源综合规划和各个专项的编制工作,将本地区的河流水量分配方案做好,进而还要保证能明确全流域和各区域的水资源承载能力。根据上述所说的水资源条件和当地社会经济发展的需要,制定出合理的规划方案。协调建设项目与流域水资源的承载能力,保证建设项目的水资源论证充分体现区域经济布局和流域水资源基础条件,并使二者相互适应,进而达到水资源发展规划与生态环境同步发展的可持续发展战略目标。
4、收费标准欠缺
在我国目前状况下,还没有出台相应的建设项目水资源论证的收费办法,一般都是按照《建设项目前期工作咨询收费暂行规定》作为标准来进行收费。但是这个收费标准只包括在原有的资料基础上进行汇总和分析的费用,并不包含水平衡测试、环境评价需要的费用。水资源论证工作的目的是为国家和地区水资源进行科学化的管理,不是单纯的为资质单位收费提供收费平台。我国各地区的经济条件和社会环境大有不同,收费的标准应该更具有灵活性,但还必须具有一定程度的限制性,用以防止无秩序竞争的发生。
三、建设项目水资源论证工作要点
1、做好项目水资源论证工作,须强化地方政府的领导责任
县级以上人民政府和水行政主管部门要充分认识水资源保护和节约的重要性,切实履行监察和管理职责,进一步完善水资源管理制度。水行政主管部门应严格执法,强化对新建、扩建、改建项目水资源论证工作,必须严把取水许可审批关。
2、做好项目水资源论证工作,须开展规划水资源论证工作
建设项目水资源论证只是项目“点”上的论证,缺乏对重要规划和重大建设项目布局“面”上的论证。单纯的建设项目是从单个项目角度出发,无法论证区域多个建设项目水资源开发利用对区域水资源承载力的累积影响。这就要求我们将水资源论证工作上升到规划水资源论证上来,避免造成微观合理可行,宏观规划控制失衡的局面。也可以通过规划水资源论证明确各项目取水后的累积效应。从理论上讲规划水资源论证对建设项目项目水资源论证提供宏观指导。
3、坚持建设项目水资源论证的质量标准
要使建设项目水资源论证达到国家要求的标准,除了按照《建设项目水资源论证管理办法》及《建设项目水资源论证导则》的要求开展工作外,还要做好以下几点:
(1)坚持论证的全面性。 对于一个建设项目,不仅要把取水水源论证好,还要把项目本身的用水论证好,更要把项目退水以及退水后对水环境的影响论证好。同时,项目开发利用水资源对水资源状况和其它用水户的影响也要进行深入细致的论证,如果有影响还要提出解决措施和办法以及具体的补偿方案,不能“绕弯路”“避重就轻”。
(2)突出重点,强化论证深度。 结合项目特点展开综合论证,如对于采煤、洗煤排水要突出河流生态保护的论证,对于工业项目要突出项目用水和退水的论证,对于城市生活用水,要突出水的质量和用水保证率的论证。
(3)科学严谨,客观公正。尊重科学,坚持原则,尊重实践,实事求是;不带任何偏见,不受业主主观意见的左右;充分了解工程项目,掌握事物本质,遵循自然规律,是论证成果反映客观实际,用全面的、发展的、科学的观点指导和探索论证工作新途径。
(4)做好外业勘察勘测工作是做好论证工作的保证。外业工作的多与少以满足论证质量为标准,具有详实的基础资料和充分的外业工作成果是论证成功的一半,在没有详实的基础资料和充分的外业工作成果条件下进行的水资源论证只能是“纸上谈兵”,经不起推敲与实践的考验,甚至可能造成重大损失。
(5)多单位联合进行论证,提高水资源论证的深度。建设项目水资源论证是多专业交叉的工作,涉及到水文、水资源、水利工程、水环境、生态和建设项目相关专业,论证的方法涉及到规划、设计、科研、管理、经济和法律等方面的内容。一家论证单位很难有上述各方面都齐全的论证专业技术人员,所以,目前论证报告书的论证内容深度不平衡的主要原因之一是自己熟悉的专业或者有比较齐全资料的论证内容,论证的都较深,而对于自己不熟悉或资料不够的内容,论证深度较浅。因而应联合多单位进行论证,提高论证的深度。
4、做好项目水资源论证工作须加大水资源论证评审专家的管理力度
进一步提高建设项目水资源论证质量。评审委员会的组成是保障评审水平和公正性的关键,评审委员会一般建议由评审专家、项目影响范围大区水行政管理单位的代表和项目受影响的利益相关者代表组成,特别应要求可能有争议的地区代表或者敢于发表意见的专家参加,这样可以保证各方,特别是反对方的意见能够在评审会上得到充分发表。逐步建立地表水、地下水、水资源开发利用、水资源保护等不同专业领域、不同行业的专家群,细化专家业务范围,提高水资源论证评审的专业性,不同专业的专家对特定的项目进行水资源论证评审,有助于论证单位拓宽论证的专业面,逐步提高论证水平。而且评审会对参会人员起到教育和培训作用,使业主认识到水资源论证不仅对项目的申请是必要的,而且对项目的建设、运行和管理也有重要保护作用,有助于建立企业家的社会责任感,预防水事纠纷和突发水污染事故的发生。使水资源论证制度逐渐成为节约用水、提高水资源利用效率和保护水环境的重要途径和手段,是严格水资源管理的重要抓手。
结论
我国推行可持续发展的战略和绿色环保方针,我们不应只重经济发展,在乎应国家发展政策的同时,还要不断完善建设项目水资源论证评审工作,作为建设项目水资源论证评审专业人士,更应该做到有法可依、有法必依,公正客观地对建设项目水资源论证进行评审,做到实事求是。
【参考文献】
关键词:极值分布;二维Gumbel分布模型;强降水雨量;过程雨量
中图分类号 P426.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)01-84-05
Probability Characteristics of Heavy Precipitation Based on Bivariate Gumbel-Logistic Model at
Bozhou Area
Li Jiayun1 et al.
(1BoZhou Meteorological Bureau,Bozhou 236800,China)
Abstract:Frequent climate extremes often occur under changing climate. Using the long-term observed precipitation data,the two-dimension Gumbel model is applied at Bozhou station based on the new theory of extremes statistics. The empirical frequency and theoretical frequency of precipitation extremes are analyzed,and then the joint distribution of the heaviest precipitation and its corresponding heaviest total precipitation is investigated. The models of joint return period distribution and Conditions return period distribution are built,which is useful for the studies of precipitation extremes.
Key words:Extreme distribution;Bivariate Gumbel model;Heavy precipitation;Course precipitation
强降水实际上涉及到降水的历时、强度、面积、深度等多方面的时空分布特征,它既有一定的持续时间,又占据一定的区域面积或范围,更有量级和强度大小,因而这类极值问题仅仅运用一维极值分布模式来描述其特征,并不能满足实际工作的需要,而应用二维或多维极值分布模式描述其全方位特征则更为恰当。近年来,国际上已有不少学者利用二维极值分布模式研究区域和单站强降水概率特征,以便描述表征2个及2个以上变量同时达到极值的随机现象的概率问题。早在20世纪60年代,Gumbel等人[4-5]在一维Gumbel分布的基础上即已提出了Gumbel分布的二维形式,但并未引人注目。其后,由于水利水电工程技术科学的发展,许多学者纷纷研究了各种多变量的联合分布用于极端降水事件或暴雨事件的概率描述,并提出过各种形式的联合概率分布模型[6-8]。在国内水文气象学界除了水文学中有个别应用二维分布模式以外,绝大多数学者在研究水文气象学极值事件中,也只局限于应用一维极值分布模式,在大气科学领域运用极值分布模式也都以一维模式为主,仅在某些著述中提到或介绍过国外研究成果[1-3]。本文主要运用二维Gumbel分布研究了强降水过程的概率特征。运用二维概率分布模式的优点在于,它不但能较全面地描述一些极端天气气候事件的特征,而且在一定程度上更能揭示某些复杂的极端事件产生的原因。
1 数据的选取及处理方法
1.1 降水指标量的选取及时频变化特征
1.1.1 降水指标量的选取 由于本文所做的研究是汛期强降水事件的模拟,所以文中涉及各站每年5~9月降水量总和(单位:mm/a);各站每年汛期降水日数(单位:d);过程雨量是指每个降水过程的总雨量(单位:mm/过程);强降水雨量是指发生极端降水事件时,该站点该日的降水量(单位:mm/d),强降水事件定义如下:首先,我们定义了各测站极端强降水事件的阈值[8]。具体方法是:将各站建站以来≥0.1mm的逐日日降水序列的第95个百分位值求出,该值即为极端降水事件的阈值。当某站日降水量超过了该站极端降水事件的阈值时,就称该日出现了极端降水事件,记该站发生极端降水事件一次。在降水量相同的情况下,台站的阈值越大,意味着越难发生极端强降水事件。通过计算,亳州地区强降水事件的阈值在36.6~40.5mm/d变化,平均阈值为38.2mm/d。阈值均小于50mm,这说明国家气象局定义的暴雨(50~100mm/d)事件对于研究亳州的强降水事件是不太符合的。所以在下文研究二维Gumbel分布模型时,可以把强降水雨量而非暴雨雨量做为其中的一个指标。
1.1.2 汛期降水量及降水日数的时频特征 图1是亳州4个站平均汛期降水量和降水日数随时间的变化。从图1可以看出,亳州汛期降水量虽然呈波动变化,但是总体上表现为增加趋势。其多年平均汛期降水量在306~
1 120mm波动,最小值出现在1966年,为306.9mm;最大值发生在1963年,达1 118.3mm,最大值与最小值相差约810mm。汛期降水日数趋势线表明,整体而言,亳州的降水日有减少趋势,自20世纪80年代中期后,降水日数的减少趋势更加明显。亳州汛期降水量丰富,近50a来汛期降水呈增加趋势,其降水日却以-0.77d/10a的速度在减少。由此可见,近50a来亳州地区的降水强度必然有所增大。
图1 亳州汛期降水量及降水日数的时频特征
1.2 数据处理方法 由给定的逐日降水样本序列如何估计其极值分布参数,本文采用的是经典矩估计法。首先要对逐日资料作抽取极值的资料处理,以便组成极值序列(通常称其为有序样本序列),文中采用部分历时序列法(PDS)对降水资料进行抽样。并按以下二维Gumbel分布函数公式:
[F(x,y)=exp-(-lnF(x))m+(-lnF(y))m1m,(m≥1)] (1)
计算得出相应的理论累积频率[F(x,y)]。并计算两者的相关系数及关联指数,再由两变量各自的标准化变量便可求得各自的边际分布函数。同理,假定[X≤x],或[Y≤y]则可分别求得[y]的条件累积分布函数和[x]的条件累积分布函数,由此又可得到相应的各不同条件下的过程雨量或强降水雨量的重现期。
值得指出的是,为了确定经验的联合累积频率函数,参照Yue(2001)所采用的确定经验累积频率的方法,本文采用如下的公式:
[pkl=P(X≤xk,Y≤yl)=(k+l)2(N+1)] (2)
上式中,参数[k]和[l]分别为相应的变量[x,y]各自的序号,而[N]则为样本总容量即序列长度。之所以考虑这一公式,是因为两变量出现极值并非完全同步,有的年份出现强降水极大值,但未必过程雨量也是最大值。此外,根据前述的参数估计方法所得到的理论累积频率(即联合累积概率),就可在此基础上,作二维分布的拟合优度K-S检验,并估计其联合重现期。
2 描述逐日强降水概率特征的资料基础
强降水过程是由多次暴雨雨峰所组成的,在降水过程间隙雨量较少,因此,较为完整地描述一次强降水过程必然包含2种指标:总雨量和雨峰雨量。本文利用逐日降水资料中的过程降水量及最大强降水雨量来近似地描述其极值概率特征(即强降水概率特征)。选取亳州区域内4个站汛期的逐日降水过程来定义强降水极端天气气候事件,采用过程降水量和其间的最大强降水雨量这2个量同时达到全年最大值作为二维分布的基本资料。经计算可以得出4站强降水雨量和过程雨量的平均值和标准差以及Gumbel分布参数,其值列于表1。
为了解Gumbel分布的拟合优度,分别对强降水雨量和过程雨量的分布进行了K-S检验,检验结果见表2。检验结果表明,4站的强降水雨量K-S检验统计值分布在0.05~0.09,过程雨量K-S检验统计值分布在0.09~0.15,K-S检验中[λ0.05]临界值为0.19。因此,4站的强降水雨量以及过程雨量在[0.05]显著性水平上都符合各自的一维Gumbel分布。
3 结果与分析
3.1 联合分布 由前文所提方法,根据科尔莫哥洛夫-斯米尔洛夫(K-S)检验,首先可计算得到一维Gumbel分布函数[F(x)]和经验频率函数[f(x)],二维Gumbel分布函数,以及二维Gumbel分布的条件分布函数[F(xy)]和[F(yx)]。应用有序样本,计算各站各相应序列的K-S统计量,如表3所示:
在各站汛期逐日强降水过程中,过程雨量和强降水雨量各自均符合Gumbel分布,计算还表明,过程雨量和强降水雨量的联合分布也都符合二维Gumbel分布,经K-S检验,它们的拟合优度都在0.05显著性水平上符合二维Gumbel分布,检验结果见表3。图3为亳州、涡阳、蒙城、利辛4站的联合分布函数曲线与实测累积频率曲线对比。由图3可知,亳州地区内的4个站的强降水雨量以及过程雨量都符合联合二维Gumbel分布,强降水雨量以及过程雨量的联合分布函数曲线与实测累积频率曲线拟合效果较好。通过联合分布函数的计算,可以得出亳州地区强降水雨量及过程雨量的联合重现期。
由图4可知,当强降水雨量一定时,过程雨量越大,其条件重现期越长;过程雨量一定时,强降水雨量越大,条件重现期越长。以亳州为例,当出现50mm强降水时,条件概率为0.724 3,其过程雨量约为71.9,重现期为1.2a;当出现100mm强降水时,条件概率为0.214 9,其对应过程雨量为181.4mm,重现期为5a。为了更好的对比说明,表4分别列出了亳州、齐齐哈尔、广州3站的过程降水在强降水雨量分别为50mm和100mm条件下的条件概率、分位数。由表4可知,由北往南,过程的降水强度是逐渐增加的,在同级强降水雨量出现的条件下,过程降雨量愈往南方其条件概率愈大,而其出现的过程雨量也随之增大,这是符合气候实际的。而且条件重现期由北往南是逐渐减少的,从数据可见,广州每年的强降水雨量最大值几乎都超过50mm,其重现期相比齐齐哈尔、亳州而言更短。而在强降水雨量最大值超过100mm时,齐齐哈尔的条件概率仅为0.01,也就是说,其重现期要100a,这种情况是百年一遇的,亳州相比而言,超过概率为0.2,其重现期为5a,但是到了雨水充沛的广州,其条件概率竟达0.51,且其重现期为2a。可见,条件概率之间的差异不如过程雨量之间的差异来得大,强降水雨量为50mm时的条件概率远比100mm时的条件概率大,在条件重现期上体现的更加明显。
4 结论
选取亳州4个站点建站以来汛期的逐日降水数据进行二维Gumbel分布模式研究,得出以下结论:
(1)采用亳州4个测站的逐日降水资料,运用PDS方法进行数据的抽样,选用经典矩估计方法进行参数的计算,然后进行Gumbel分布的拟合,结果表明所选描述强降水过程的气象要素均符合该分布,且计算简单、效果稳定。
(2)利用二维Gumbel分布模式进行汛期单站点强降水特征模拟,经用K-S检验,表明二维Gumbel分布对汛期极值概率分布有着很好的拟合效果,并可模拟得出单站点的联合分布概率及联合重现期、条件分布概率及条件重现期。
(3)汛期降水极值统计的根本目的在于利用已知的分布模式推算极值的重现期,即某一极值再次出现的时间间隔,重现期的计算能为当地提供农业气象灾害的预警信息,而且本模式也能推广到对干旱重现期的研究中,这对于防灾减灾、保障人民经济生活都有着重要的意义。
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