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对自动加药设备控制整个循环水处理的运行过程作出相关分析,以供参考!
关键词:水泥生产线 循环水 自动加药设备 在线监控
中图分类号:TQ172 文献标识码:A 文章编号:
现代工业系统中, 循环水系统具有举足轻重的作用, 循环水水质的好坏直接关系到换热设备的寿命、生产的能耗, 甚至产品的品质。目前, 投加水质稳定剂是一种最常用、效果最直观的循环水处理方法, 也被设计人员广泛接受。但是, 在实际的设计工作中, 通常的循环水加药设备往往只是几个药剂桶和计量泵。实践证明, 这样简单的配置和控制, 远不能满足现代工业/ 高品质、低能耗0的要求。本文通过介绍某水泥生产线循环水处理项目的设计实例, 简要阐述循环水自动加药设备的应用及控制原理。
1 系统概况
某水泥生产线共有2 个独立的循环冷却水系统, 各采用1 套自动加药设备对循环水进行处理。现仅以1# 系统为例, 介绍系统情况及其自动加药设备。
该系统设计循环水量为1 080 m3 / h, 换热温差55 e , 采用敞开式循环冷却系统, 二级换热。若按通常的设计, 循环水系统的加药和排污均由人工控制, 具有很大的随意性, 所以循环水的浓缩倍数往往偏低。在很多工业系统已有的循环水系统中, 浓缩倍数一般都在2. 5 左右, 若以此计算, 该系统补水量约172. 6 m3 / h, 排水量约69. 1 m3 / h。该系统的加药操作采用了SC ZY05CBS 自动
加药设备, 可实现补水流量、系统电导率、pH 等主要水质参数的在线监控, 并可预设拟控制的浓缩倍数, 从而实现自动加药、自动排污, 并能精确控制系统的浓缩倍数。实际运行中, 系统的浓缩倍数基本稳定在设计值( K = 4) 左右, 以此计算, 系统补水量约138. 1 m3 / h, 排水量约34. 5 m3 / h。
2 浓缩倍数
浓缩倍数是敞开式循环冷却水系统设计中的重要参数, 其大小直接关系到循环水的补水量和排水量, 而循环水的加药量是根据排水量确定, 因此浓缩倍数的控制对于生产单位节省能耗、减少运行费用至关重要。
以上述系统为例, 比较浓缩倍数K = 2. 5 和K= 4 时, 补水量、排水量、年加药量和年运行费用之间的差别, 比较结果见表1。
表1 浓缩倍数差异比较
注: 加药浓度按100 mg/ L 计; 当地水费按1 元/ m3 计; 表中的药
剂仅指阻垢缓蚀剂( 按1. 5 万元/ t 计) , 杀生剂采用冲击投加, 耗量与
浓缩倍数无关。
当对循环水系统的浓缩倍数和药剂投加量进行自动控制后, 该系统每年的补水费用节省约30 万元, 药剂费用节省约45 万元。由此可见, 通过一系列高精度在线监控仪表和自动加药设备, 精确控制整个循环水处理的运行过程, 每年节省的运行费用相当可观。
3 自动加药设备控制原理
循环水系统自动加药设备工作原理见图1。
图1 循环水自动加药设备工作示意
3. 1 自动排污单元
循环水处理中, 排污量直接关系到浓缩倍数的控制。在循环流量和换热温差一定的条件下, 排污量越大, 系统的浓缩倍数越小; 反之, 系统的浓缩倍数越大。一般的循环水系统浓缩倍数是采用补充水中某种离子浓度与循环水中该离子浓度的比值来确定的。
如果系统中不投加含氯杀生剂, 那么一般以Cl-作为参照离子, 因为Cl- 在循环水中较稳定, 且易于检测。如果系统投加含氯杀生剂, 则一般采用K+ 、Na+ 等离子作为参照离子。但是, 在浓缩倍数的在线监测和控制的应用中, 一般通过在线监测电导率, 由补充水和循环水的电导率比值来估算。这是因为: ①直接监测Cl-、K+ 、Na+的传感器非常昂贵, 不适合普通工业系统的应用; ②电导率比值与浓缩倍数具有较好的相关性, 且该类传感器的工业应用较成熟。
一般来说, 自动排污单元中只需配置1 套电导率监测装置, 当其达到预设值时, 可自动开启排污阀门。但是, 当补充水水质变化较大时, 建议在补充水和循环水管路上分别安装电导率监测装置, 并通过两者测得电导率的比值来控制排污阀门的启闭。
3. 2 阻垢缓蚀剂投加单元
阻垢缓蚀剂正常发挥作用的关键是保持循环水系统内药剂浓度达到设计要求, 因此当系统排污, 药剂随排污水一起流失时, 需按排污流失的药剂量进行补充。但是, 对于一般循环水系统( 尤其是老系统) , 其流失的水不仅是排污, 还有少量的风吹、溅射损失, 以及跑、冒、滴、漏等难以计量的损失。因此,
对于这些系统, 可根据补水量和系统控制的浓缩倍数来确定实时加药量。
3. 3 杀生剂投加单元
循环水系统的杀生剂一般以氧化性杀生剂为主, 非氧化性杀生剂为辅, 在控制循环水系统中菌藻滋生的同时降低费用。投加方式一般采用冲击投加, 即短时间内, 使系统内杀生剂达到较高浓度, 杀灭系统内的菌藻等微生物。投加频率需根据药剂特性和系统情况采用时间控制器进行控制。
另外, 当阻垢缓蚀剂和杀生剂联合使用时, 应充分考虑药剂之间的配伍性能, 例如: 阻垢缓蚀剂是否具有抗氧化性或抗氯性, 当投加氧化性杀生剂或氯
系杀生剂时, 对阻垢缓蚀剂的功效是否有影响等。
3. 4 加酸单元
对于一些补充水属于高硬高碱水的系统, 建议采用加酸的方法来控制系统的pH, 从而控制循环水的结垢趋势。1946 年Ry znar[ 1] 就提出了用RSI指数来判断水体的结垢和腐蚀趋势的理论。对于高硬高碱水, RSI< 6, 系统具有结垢趋势, 加入适量的酸, 可降低水体的pH, 从而增大RSI。当RSI= 6时,可认为系统属于稳定状态, 既不结垢也不腐蚀。但是, 如果加酸过量, 使RSI> 6, 系统又会出现腐蚀趋势。因此, 通过在线仪表的监控, 精确投加酸液, 能将系统控制在稳定状态。一般情况下, 控制系统的RSI= 5( 轻微结垢) 左右, 再辅以少量阻垢缓蚀剂,对于控制高硬高碱补充水的循环水系统水质稳定还是比较有效的。如图1 所示, 流量传感器安装在补水管上, 测得的流量值传送至控制器, 由控制器发出指令, 调节稳定剂投加计量泵的冲程或频率。在系统的旁路管道上, 分别安装流量开关、pH 传感器、电导率传感器。流量开关用于侦测系统的运行状态, 如果系统停止运行( 无水流) , 自动加药设备也自动停止运行。pH传感器将测得的数字传送至控制器, 由控制器发出指令, 调节酸液计量泵的冲程或频率。当pH 传感器测得数值达到补充水的若干倍时, 控制器将控制排污电动阀开启, 自动进行排污, 直至电导率再次回到正常范围。
4 结语
总之, 在进行循环水处理的设计时, 设计人员的工作不应仅仅是提出设计方案, 更应对所采用的水处理设备的性能有所了解, 确保水处理设备的工作性能满足设计要求。否则, 即使提出的设计方案很合理, 如果最终使用的设备难以满足设计要求, 设计人员的方案还是难以实现。
1.“水圈的构成”――科学而直观的统计图
地理统计图表常见的有柱形图(世界各大洲的水资源图)、折线图(太阳黑子数的变化图)、饼图(产业比重)、雷达图(风向)、曲面图(城市拓展)、条形图、XY散点图等,这些科学而内容丰富的统计图表也是地理教学的重点。透过统计图表可直观看出各要素之间的比例和数量关系。
对于“水圈的构成”,人教版采用的是方形图(图1)来表示,也有教材和图册采用一滴水的饼图来表示,用方形图可让学生联想到水库,而用一滴水的饼图可以形象展现水资源的稀缺,不管用哪一种表示方法,其解读步骤和其它统计图都是一样的。即让学生对陆地水体的赋存空间、比例关系有直观的认识,从而体会到陆地淡水资源的稀缺。“相互联系的水体”这部分内容是为后面“水循环的过程和意义”作知识的铺垫,因此教师在教学中重点是对各种基本水体进行介绍,不用涉及得过深,让学生体会到水资源的稀缺性即可。
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2.“陆地上的水体及其相互关系”――简约而不简单的静态示意图
地理示意图一般采用简约的手法将宏观复杂的地理事物的主要特征、发展演化规律用模型表示出来。静态示意图具有图幅简单、指示性强、形象生动等特点,对这类示意图教学要做到细致而深入,通过图像表面分析知识的根源。
在图2“陆地上的水体及其相互关系”图中,教材用读图思考的方式让学生去观察和理解水体是相互联系的,这幅示意图将冰雪融水、降水、湖泊水、河流水、地下水等几个水体的关系高度浓缩,需引导学生细致入微地去观察图中每一细节。让学生分析河流的补给可能涉及到哪些水体,并观察图中河流水和湖泊水之间的关系,在讲解这个关系时可适当拓展到长江与长江上几个湖泊的关系,理解水的流向都遵循由高往低流的一般规律。而该内容如果只是单纯看教材图像可能难以体现,需要适当扩展延伸。
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3.“水循环示意图”――化静为动的动态示意图
动态示意图常通过图像来表达地理现象的运动过程。在教学中除了要对核心知识进行深度挖掘外,还应化静为动,因为这类示意图本身就是一个动态的过程,教学中应还原它的动态属性,让过程动起来。如本章中的水循环示意图就是其中一个典型代表,通过教师动态的讲演让这节课的重难点得以顺利突破。
要突破水循环重难点内容,就要对教材中“水循环示意图”(图3)表达的深层含义进行剖析。水循环的整个过程大致可以分解成(水汽)蒸发、水汽输送、降水、水分下渗以及地表和地下径流五个环节。这五个环节相互联系、相互影响、交叉并存。教材不仅用图像展示了水循环的类型,还用箭头的粗细显示了水量的多少。教师在教学过程中,可以采用先分后合的方式,逐个分析讲解水循环的过程:在炙热的太阳辐射作用下,江河湖海的水分通过蒸发方式进入大气层,而绿色植物的水分则通过植物蒸腾的方式进入大气层;当空气中的水汽积累到一定程度,达到饱和状态时,通过降水的方式进入地表,包括陆地表面和海洋表面;部分进入陆地表面的水体通过地表径流流入海洋,还有部分水体通过下渗方式进入地下,通过地下径流方式回到海洋。学生在对各个环节有充分的认识后,可以针对发生领域的不同,在学习过程中将一幅图分解为三幅图,分别对海洋与海洋上空之间的“海上内循环”、陆地与陆地上空之间的“陆地内循环”、海洋与陆地上空之间的“海陆间循环”进行学习。从而实现教材图像的深度挖掘,提升教师教的深度和学生学的深度。在分析水循环时,注意分析其发生的空间领域既有海陆空三地,又有不同圈层之间,而且其中还伴随着能量的转换和物质的迁移。
关键词:水循环 水资源 气候
水资源是一个特别庞大的“家族”,它包含江河湖海、潮汐、井泉。它不仅给予人们生理需求,同时为人类提供田地灌溉、动力发电、发展航运 、养殖业等等。没有水资源,生命的诞生无从谈起。丰富的水资源离不开稳定的水循环,而水循环的稳定是建立在气候稳定的前提之下。万物生机勃勃表现,离不开的水循环系统的正常运作。但自工业化时代以来,人们大量的使用化工产品打造化工基地,为了追求更多的物质享受,随意开垦森林等等,严重制约着生态的正常循环。目前气候变化的主要原因有两方面,一方面是自然因素,另一方面是人为因素。而调查发现,人为因素是气候变化的主要原因。其中二氧化碳、二氧化硫等化学物质的大肆排放,是造成气候变化的主要因素。
1.造成气候变化的主要原因
1 . 1自然因素
首先,自然因素造成的气候变化,是指太阳活动高峰期黑子的余波会影响地球的气候,导致地球出现像厄尔尼诺这样的气候。有时太阳光强度有所变化,导致辐射增强,加速地面水分的蒸发。但太阳黑子的活动周期是11年,到达地球后也所剩无几。当然,太阳辐射和大气的压迫,也会使陆面发生热力、动量交换过程和水循环的改变,但仅此一点,就会对气候造成影响的说法有些牵强。所以,自然因素并非导致气候变化的直接原因。
1 . 2人为因素
其次是目前最有争议的人为因素。气候对人类的影响,在当前全球气候的不断变化中更加显而易见。自工业革命以来,各国为加快自身国力的快速发展,完全没有顾虑大自然的承受能力。大量的砍伐植被,导致森林覆盖面不断减少,无法制造出足够的氧气,更无法吸收大量的二氧化碳,最终导致温室效应的出现,继而大量的冰川融化,海平面上升,地下水遭到海水破坏等气候问题。当前,地区水循环一般是分解为陆地支流和大气支流两大部分,水循环中的陆地分支是由降水量、出入本地区径流量、蒸发量和土壤的含水量组成的。所以,本地区水土的流失,植被储水量的下降,以及气候的变化,都严重影响着水循环的吸收环节。水在循环过程中缺乏足够的原动力,继而造成水资源的流动性降低,给水质带来了一定的破坏。而大气支流在一定程度上可以改变水资源的合理配置,将沿海地区的通过水循环系统带入内陆,缓解地区干旱。
2.气候对水循环与水资源的主要影响
2 . 1降水量的缺乏或超标
一直以来,水资源被人们作为延续人类生命的重要基础。我国幅员辽阔,所以气候的类型也具有多样化的特点。而不同特点的天气类型,自然会出现水资源分布的不均匀。我国南部地区属于亚热带季风气候,所以降水量比较少,有时甚至会出现超量降雨。但我国北方地区,属于温带季风性气候,所以降水量相比于南方就较多。因此我国一直以来就有南涝北旱的说法。近年来,随着气候的变化,尤其是温室相应带来的冰川消融。不仅南方出现了严重的洪涝灾害,同样北方因降水量过多,而导致大量的房屋坍塌。甚至出现因植被无法及时吸收大量的降水,而出现泥石流等自然灾害。
2 . 2水质的严重破坏
化工产品中含有大量的热能,在融入空气后与水循环相融合。经过水循环的作用,在降水过程中进入地表,对地下水资源有着很大的破坏力。另外,气温的不断增加,必然也会导致水温的上升,从而造成大气中的水分蒸发总量的不断的增多,导致地面的水资源严重不足,径流量不断减少甚至出现断流的现象。造成水资源无法进行流动,内部的杂质无法分解沉淀,最后成为一潭死水,这也是对水质的严重破坏。
2.3冰川的快速融化
冰川作为水资源的另一种储备方式,它一般都在极寒地区中,很少会受到外界的破坏。近年来温室效应的不断恶化,北极地区冰雪不断融化。很多生活在极地地区的动物,都因为无法适应温度的升高而死亡。动物的尸体长期漂浮在水中,造成了水资源质量的恶化。
3.稳定气候,保护水循环与水资源的措施
3. 1加强植树造林
绿色植物经过光合作用,可以制造出人类赖以生存的氧气。同时也可以吸收人类排出的二氧化碳。植物特有的循环能力,证明了人类只有和大自然和平共处,才能更好的生存发展下去的真理。我国很早就提倡天人合一,这里的天就是大自然。由此可见,中国人对大自然的强大早已有所领悟。我国政府在意识到气候对水循环与水资源的重要影响时,就已经深刻认识到大自然中,植被对气候的影响。所以一直都在提倡植树造林、退耕还林,加强民众对植树造林的认识。经过十多年的努力,我们的民众了解植被对二氧化碳强大的吸收能力,以及在光合作用下可以制造出人类所必须的氧气,植被对地下水资源的保护等等。很多人深刻认识植被对调节气候的重要作用。如今我国很多地方本来贫瘠荒凉的地方,早已是郁郁葱葱的山林。
3.2减少化工燃料的排放
(1)有毒小颗粒的过滤。
二次工业革命对大自然的破坏我们有目共睹。工业革命期间,各国建立了大量的炼油厂、金属厂、硫酸厂、磷化物等有害的化学物质基地。例如,1930年比利时马斯河谷工业区,该工业区常年大量的污染物排放,造成河谷内严重的逆温层,致使60多人在一周内丧生,同时这些有毒气体中的微小颗粒落入水中,杀死了水中大量有微生物,使得河水出现发臭、变色的现象。还有一部分被污染的水资源,在蒸发后进入水循环中,最后在降雨时与雨水一同进入地表,造成地下水的严重污染。为了稳定气候保护水源,对于化学物质排放出的有害颗粒,相关工作人员一定会要做好排查工作,在发展的同时要寻找污染较小的替代品,对于严重影响气候的企业要强制关闭,升级废物排放设备中的过滤器,从源头中处理有害颗粒。
(2)绿色出行。
汽车尾气的排放,对大气也有很大的污染。很多人习惯开车出行,但现在车辆原动力普遍的还是以汽油为主,而汽油中含有的硫在水中的易溶性,使它在进入大气候迅速进入水循环系统,形成二氧化硫,俗称酸雨。酸雨进入植被的根部、渗入地下水资源中,污染一旦扩大,那么整片森林包括森林下的地下水,都有可能遭到损伤。气候的稳定并不是一蹴而就的,它需要长久的坚持,从点滴做起。所以我们应该控制机动车辆数量、私家车数量的不断上升,提倡大家绿色出行,尽量乘坐公共交通,为稳定气候保护水资源做出一份努力。
4.结语
国际气候大会对全球气候变化的原因一直处在激烈的探讨中。为了阻止全球气候不稳定的进一步恶化,保障全球水循环系统的稳定和水资源的质量,世界各地纷纷成立了气候研究大会。目前,最有影响力的是哥本哈根气候大会和巴黎气候大会。我国当前人口众多,水资源极度紧缺。因此对气候的保护工作,我们责无旁贷。为此我国积极应对气候的变化,不断加大环境的保护。植树造林,绿化环境,为世界制造更多氧气,严格审查化工基地,减少二氧化碳的排放量。不断提高人们对气候稳定重要性的认识。同时完善与气候相关的法律法规,对严重破坏气候稳定的行为予以严厉惩治。气候变化对水循环与水资源的影响,不仅仅关乎大自然的和谐与稳定,更与我们人类的生存息息相关。
参考文献:
[1]麦日也木・吾买.气候变化对水资源系统的影响[J].黑龙江水利科技,2013(10).
[2]孟丽,李莎莎.浅析气候变化对水文资源的影响[J].河南水利与南水北调,2015(21).
为未来培养具备“地理素养”的人,这就是地理教育的核心价值之一,也是基于信息化社会发展对中学地理课程,尤其是高中地理课程的基本要求。如此,也就决定了今天的高中地理课程的教育必须强化谋求“人”的内在素养与个体“创新”意识的统一。
所以,要达成谋求“人”的内在素养与个体“创新”意识相统一,寻找一种既能符合学生认知规律,又能较好地实现地理教育的核心价值的教学方式就显得格外重要。笔者经过近几年的教学实践,发现在高中地理课程教学中采用“探究性”问题作为教学情景的课堂教学方式(以下简称“探究性”教学方式),是一种比较合适的教学形式。
一、什么是“探究性”教学方式
“探究性”教学方式是课程教学设计的重要组成,是基于学生学习心理活动基础上,教师从学生的生活和社会关注点中选择和确定某一研究,或探究问题作为教学情景,并将该情景应用于课堂教学,在与学生共同解决问题过程中传授和学习新知识、应用新知识的课堂教学活动。该教学旨在通过发现或提出问题,使学生在真实的生活情境中模拟科学家探索未知,解决问题,并在此过程中获得新知识,体会到探究过程和得到成功的愉悦。
这里需要注意的是:“探究性”教学方式与“探究性”学习形式是不同的。后者是指学生在教师的指导下,学生从自身的生活经验出发选择和确定研究专题,在研究问题过程中主动获得知识、应用知识、解决问题的学习活动;整个学习过程学生一直是“策动者”和“执行者”。因此,“探究性”学习形式具有很强的自主性和自由性。而“探究性”教学方式是一种课堂教学活动,它的“策动者”是教师,“执行者”是师生双方。也就是说,教师依据地理课程的安排,设计研究,或探究问题的情景,并以此情景在课堂上指导学生学习,在与学生共同解决问题的过程中,使学生掌握新知识、应用新知识的教学活动。从学习主体角度上看,可以说“探究性”教学的体验过程与结果是日后学生主动,并能够进行“探究性”学习的基础。
目前,一些地理课堂教学中使用所谓的“探究性”教学存在着诸如:一些教师向学生提问的多,引导学生主动发问的少,教师“提问”的整体质量不高(思维性、启发性、创造性提问少),以及课堂虽热闹但整体性差等问题。因此,这种课堂上量多质差的“问题”只是具有表象意义的假性“探究性”教学方式,是一种变相的“满堂灌”教学。由此学生内在天然的自主探究与发现意识就得不到应有尊重与挖掘,情感、意志与精神得不到本来的塑造与发展,那么隐藏在学生内心的“创造性种子”的发芽就根本无从谈起。也许学生能应付试卷上的各式“难题”,但当他面对真实生活中的地理问题时却茫然无知,手足无措。所以,如果不尽快改变我们的课堂教学方式,真正地让学生体验探究过程,感受探究过程所带来的喜悦,那么地理教育将很难还原其本来的面目。
二、什么样的课程内容适合用“探究性”教学方式
与以往不同,今天的高中地理教学是在高中地理课程标准下进行的。依据课程标准的精神,其突出的特点是强化了案例教学,但如何使用教材中的这些案例,包括是否使用课程标准没有的要求,这就为一线教师提供了广阔的教学自主平台。“探究性”教学方式能在一个充满差异性、多样性和多元化的社会里,教师可以根据课程内容,考虑学生的文化背景、个体需求以及个人的先天素质、后天“主观”等多方面的“最大公约数”,选择具有研究和探究的课题搭起探究性的情景舞台。在这一舞台上教师与学生共同来演绎“人与自然”的大剧,在师生情感交流中完成对新知识的传授和吸纳。
那么是否所有的地理课程内容都需要用“探究性”教学方式呢?答案是肯定的。根据“加涅的学习模式”理论,以及课程标准的精神,笔者认为高中地理的“必修1”与“必修2”中大多数课程内容使用这一教学方式将会使学生获得更好的学习效果。高中地理“必修1”与“必修2”是高中地理课程中的地理原理课程,属于理论地理的范畴。尤其是“必修1”的自然地理学,它具有内容抽象(部分)、信息量大、综合性强、逻辑性高、难度大等特点;但它又是整个高中地理课程学习的基础,是地理学“最底层”的东西。因此,“必修1”的自然地理学历来就是高中地理教学与学习的“硬”内容。所以,为了达到课程标准和实现教学目标,有必要如将“必修1”等地理课程的部分内容放置在“探究”的层面上,对其进行“形象”化,进行“解剖”和分析。如此在与学生一起还原地理原理的过程中,找到师生共同的交流舞台则至关重要,那么“探究性”教学方式不啻是一个较好的平台。
三、如何进行“探究性”教学设计
虽然“探究性”教学设计是围绕着课程内容这一核心进行的,但教学设计的关键是要创建“探究问题”的情景,搭起一个能凝聚学生注意力,支撑起课堂活动的“舞台”。加涅认为,从学习的条件这一基点出发,必须建立一个有关单一的学习动作得以发生完整过程的框架或模型。依据“加涅的学习模式”理论,“探究性”教学设计的“探究问题”情景内容应符合学生身心特点和接受能力,而且探究过程作为“单一的学习动作”要贯穿于整个课程内容。笔者以人教版“必修1”第三章“地球上的水”中的第一节“自然界的水循环”为例来扼要说明“探究性”教学方式的设计过程。
1.解读课程标准与课程内容寻找教学设计切入点
解读课程标准中关于水循环的学习要求(运用示意图,说出水循环的过程和主要环节,说明水循环的地理意义),我们发现:“自然界的水循环”一节内容在整个高中自然地理的知识构架上处于承上启下的作用。它上承大气环流,下接地表形态塑造。是海、陆、空相互联系的“纠结点”。因此,这部分的学习能为学生未来接受更复杂的新知识打下良好的基础。所以本节的学习内容包括两大方面:一、相互联系的水体;二、水循环的过程和意义。
相互联系的水体这部分的教学目的是将静态水的空间分布逐渐引导到动态水循环这一重点教学内容上。所以相互联系的水体的教学着重点在于确定水圈和存在于地球表面各个空间水体的概念,以及水体三态(气态、液态、固态)之间相互关系,这是进一步学习水循环的前提。这里必须指出其中各种陆地水体的相互转化由于课程标准没有具体的要求,因此,这一部分教学内容完全可以设计成作为进一步阐明水循环这一教学内容的环节。如第58页图3.2针对图示可以将其设计成为解释第59页活动“黄河下游断流”问题的教学环节。
另外,水循环的过程和意义教学内容,依据课程标准要求,学生必须能运用示意图,即课本第59页水循环示意图,说出水循环的过程和主要环节,说明水循环的地理意义。这里具有三层含义:1.水循环的内涵以及水循环所在的空间位置;2.水循环具体环节以及各个环节的空间表达形式;3.水循环、水平衡对地理环境的影响。因此,根据课程标准,在教学中“水平衡”概念可以简单提及与说明,而围绕水循环的过程与环节是此节课的重点。
从地理学方面看,水循环主要体现在围绕地表附近各个圈层之间的水分运动与交换,这是一个连续的动态过程。即我们对水循环过程的教学,要密切配合自然地理学的地表物质能量交换规律来进行。由于热力状况不同,水圈中的水可以为气态、液态与固态。在热力、地心吸引力等多种外力的作用下,地球上的水不断的运动着并进行着三态的交替变化。由于受质量守恒定律的支配,水的循环运动保持着连续性。因此,它是没有开始和结尾的巨大动态系统,包含着多种路径的循环过程或环节。也正是水循环存在多种路径或环节,而每一个路径与环节对于人类社会的存在和发展都是不可或缺的。因此,如何利用好这些“不可或缺”就成为这一节课的如何“探究”的关键了,也就是说这些“不可或缺”是我们要寻找和创设的“探究问题”的落实处,是布置课堂情景的着眼点,是进行“探究”教学设计的切入点。
2.搭建“探究性”问题的课堂情境与教学环节
当确定“探究”教学的切入点后,我们就需要对设计“水循环”的地理原理及其各环节的“不可或缺”进行分析。从水循环各环节对人类社会存在以及发展影响上寻找“探究”问题,并搭建探究该“问题”的课堂教学情景舞台,设计围绕分析和解决“问题”的教学环节。与学生一起一边“探究”,一边学习新知识。
根据“水循环”实际就是水因热力状况不同,在水圈中以气态、液态与固态三态形式存在并相互转化。对人类而言,水的这种三态之间的转化不仅仅体现在相互间能量流动上,它更大的影响是造成水的时空方面的变化。而水的时空方面改变正是千百年来制衡人类生存与发展的重要因素。
所以,笔者以西部大开发为背景,利用“海水西调”工程为话题,以探究“海水西调”的可能性为课堂情景来展开这节课的教学。
下表是本节课堂教学环节轮廓。
3.各个教学环节之间的“转折链”设计
在设计各个教学环节过程中,需注意:由于每一环节是相对独立的教学片断,因此,各个环节之间要注重“转折链”的设计,这样才能使课堂教学过程流畅,课堂整体性强。一般而言,“转折链”有四种形式:“丢包袱”形式、“设问”形式、“逻辑链”形式、“质疑问题”形式。
“丢包袱”形式一般用于下环节教学内容是上环节的基础,如:从“2”到“3”环节的“转折链”可以用“丢包袱”形式――“要知道这一设想是否可行,请我们一起学习下列关于水循环的知识”;
“设问”形式用于下一环节为上一环节“解释”、“解决”或“阐明”某一问题,如:从“3”到“4”环节利用“设问”形式――“水运动是水环境中最为重要的,那么水的运动包含哪些内容呢?”
“逻辑链”形式常用在逻辑性强,关联性密切的上下教学环节,如:“6”到“7”环节依据“逻辑链”方式――“明确‘海水西调’工程利用和改造水循环的哪一环节?判断这一工程对我们会产生什么影响?那么,我们必须从人类介入水循环产生的问题说起”。
“质疑问题”形式的“质疑问题”主要来自学生。它可能出现在教师提供素材与学生日常生活经历存在着巨大的反差,导致学生发自内心的“质疑”,“质疑”的学生在课堂上向教师提出他的“质疑问题”。可以说“质疑问题”是课堂教学的宝贵资源,教师如能把握得恰当,往往会收到意想不到的教学效果。将“质疑问题”用来做教学环节的“转折链”,课堂教学同样会起到良好的效果,如“1”到“2”环节,对解决水资源空间分配不均,学生通常想法是向资源短缺地区调淡水资源。但在上述教学环节设计中,用“海水西调”工程向我国西部干旱地区调海水――咸水,学生感觉诧异,并无意流入出“怀疑”,有的学生甚至会当场说:“这怎么可能?”,此时,对于“质疑问题”,教师的回答是:“不忙下结论,先看看这一设想的依据是什么”。
注重教学环节与环节之间“转折链”的设计是“探究性”教学方式的重要步骤。需要教师预先估计好学生的学习心理与各方面的状态,以及对某些问题的反应。当然,“转折链”的设计不只限于一种形式,也可以两种形式的组合呈现。
四、进行“探究性”教学设计应注意些什么
就教师本身而言,“探究性”教学方式是创设“探究问题”课堂情景从事教学活动的。所以在选择“探究问题”需要注意以下几方面问题:
1.“探究问题”情景的选择可以是围绕着新知识的所关注的,也可以是围绕着本节课程的中心问题。前者如“自然界的水循环”用的“海水西调可行吗?”的探究问题,后者如必修1第一章第一节“宇宙中的地球”可以以“地球上为什么有生命?”为探究问题作为课堂情景;此外,“探究问题”情景内容选择不能与新知识的传授相矛盾,应是服务于和有助于新知识的传授和学生的吸纳。
2.某一“探究问题”应尽可能从学生生活经历和社会关注点上选择,这样容易激起学生自主学习和探究问题的兴趣,容易带动师生互动和交流;此外,“探究问题”选择不一定是一些已经有了明确结论的“问题”;没有定论,或是存在多项结论的“探究问题”作为情景背景,课堂氛围可能更好,如“海水西调”,这样可以发挥师生的想象空间和增进彼此的交流。
3.某一“探究问题”作为课堂情境需要始终贯穿,并服务于一章或一节的课程(不必拘泥于一节课,如课程需多节课完成,则注意两课之间的“转折链”设计),它是某一课程教学单元的载体,这样的课堂教学主题凸显、整体突出、体系清晰、结构完整。
4.“探究性”教学方式的课堂主题要明确,环节内容安排要合理。环节的权重(时间)依据环节在教学内容中的地位分配,但要适当,一般主题环节与辅助环节比例是约3∶1至2∶1;如“自然界的水循环”的教学环节“4、6、7”主题环节与“1、2、3、5、8”辅助环节比例。每节课的教学环节不易太多,大小环节共在十个以内。注重“转折链”设计,使环节之间的转折过渡要顺畅。
总之,“探究性”教学方式能一改以往所谓探究教学的“问题”之间联系不紧,授课、学习等教学环节松散等问题;它具有:教师容易与学生产生共同的话语;容易吸引学生的注意,拉近师生之间的距离;容易激发学生探究学习的兴趣;容易进行课堂设计,设计出环环相扣的教学环节,并形成良好的课堂氛围,课堂整体性强;容易达到教学目的,便于课堂组织等优点。“探究性”教学方式不仅注意教学过程知识的传授与学习,如讲授新知识教学环节;而且该教学方式还很注重学习过程的体验和探究方法的掌握,如探究问题的课堂探讨环节,更甚者该方式容易在课堂上表达出一种对人文情怀价值观的认可和对科学探索精神的执着,体现地理教育对具有“地理素养”人才培养的追求。
1.1水资源利用现状
近年来我国生态环境的恶化不断加剧,人类一味的追求水资源的最大经济可利用水量,忽视生态环境自身对水资源的需求。特别是北方地区水资源供需矛盾尖锐,在水资源严重短缺的情况下,生态环境用水被经济用水所挤占,北方多数地区河流开发过度。水资源、水问题可以概括为“水多、水少、水脏、水生态恶化”,这些问题严重影响了我国的可持续发展[1]。进入21世纪,面对严峻的水资源短缺、经济快速发展与生态协调等问题,我国学者提出了“面向生态”的新概念,面向生态的水资源利用重视自然生态的需求,综合考虑自然———社会———经济复合生态系统的需求,我国进入了面向生态的水资源利用模式———生态保护型阶段。
1.2河流生态环境问题
人类对水资源开采程度好破坏程度的不断增强使水文循环受到严重的扰动,水资源自然循环的途径和通量发生改变,其可再生能力也有不同程度的改变,出现一系列的问题,如河道断流、地下水位下降、水资源短缺、水污染等等。水作为生物本身的组成部分,在自然生态系统中起着无可替代的重要的决定作用。要使生态环境朝着良性循环的方向发展,必须首先满足生态系统所必须的水量要求。
2.生态需水基本理论
2.1河流生态需水及其特点
基于自然水循环角度[2],河流生态需水可以定义为:在特定时段内,在一定的生态保护目标下,维持河流基本结构与功能所需要的一定水质目标下的水量。其内涵可以理解为:(1)维持河流生态系统现状;(2)避免河流退化;(3)提供水来支撑自然过程,以保留关键的生态服务和社会服务功能。具体可以归结为一下几个方面:(1)维持河床沉积物的大小和移动性;(2)维持常年性河流不断流;(3)维持河道的纵向连续性;(4)维持河流特征和环境;(5)维持洪泛平原;(6)维持河滨植被;(7)维持河口的生态平衡;(8)维持娱乐和舒适性。
河流生态需水特点:质与量的统一性[3];时间与空间性;尺度多样性;最优性与阙值性。这些特点涉及到方方面面的因素,必须统筹兼顾,全局把握,针对特点有目的的改造河流,造福人类。
2.2河流生态需水重要水文要素与指标
河流生态需水研究的一个重要问题就是如何选取水文指标。这些指标包括:(1)与流量状况总体趋势密切相关的指数如平均日流量、平均的最小的和最高的月流量、低流量、最小的和最大的流量的持续时间等。(2)描述流体多样性成分的指数:日流量、月流量、年流量以及低流量高流量在频率上的变化,低流量和高流量在持续时间上的变化,流量变化的速度等。(3)其他比较重要的指数包括每年流量的变化,高峰期的峰值,洪水频率以及洪峰天数等。
在水资源规划与配置中,常常需要涉及到一些表征生态需水的性能性指标,这些指标具有典型性和代表性,对分析河流生态系统的健康具有重要作用。这些指标一般与流量过程有关,具有相同特点的河流,其性能指标应具有同一性,不同的河流其指标存在不同程度的差异。往往应该考虑到枯水年、平水年、丰水年以及不同月份的差异。不同情况性能指标不同,实现河流的生态功能也不同,针对我国北方河流季节性的特点,提出以下指标来衡量生态需水的性能:非汛期低流量天数、汛期流量、某频率的洪水、入海流量。
3.生态需水的评价
生态需水评估的原则有:科学性原则,协调性原则,动态性原则,区域差异性原则。河流生态需水估算与实施的理论框架可概括为三个部分,即河流生态系统现状分析、保护目标以及生态需水的确定、实施效果的评估。伴随着人类对水资源系统干扰程度的不断增加,越来越多的学者开始对经济社会系统中水循环的运动过程进行研究,与自然水循环相对应的人工水循环被提了出来。生态需水的评价一定要权衡多方利益,评价变得更加复杂。
关键词:生态水;林园无灌溉栽培;研究
中图分类号: S273 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160132058
前言
在水资源这一大系统中,其中生态水是最为活跃以及最为积极以及重要的因素,生态水是指与地球表层植物紧密相联系的水体,是地球水圈中的重要组成部分。地球水圈又分为大汽水圈、地表水圈、生态水圈以及地下水圈。原生态水就是水拥有养育生命的物质,能够在外在条件合适的情况下孕育出生命体。生态水是地球表面植被层,其中包含了叶面、根系、腐殖层、表层耕植土壤层以及植物自身所滞留或者是涵养的水量,并且这部分的水主要跟地球表面的制备有很大的关系,能够围绕相关的植被层形成水循环的特殊转换带以及过渡带。所以,做好对生态水的研究,具有十分重要的意义。
1 生态水
生态水的运动形式与存在形式与地表水与地下水有较大的区别,其水量能够蒸发以及调剂补给地表以及地下水。在水资源的循环过程中,其中生态水的多寡将会直接影响到各个水资源量的分配以及储存[1]。对于生态水来说主要是可以将其分为3个大部分:以植物为主体的植被层在不同形式降水下截留的水;以植被宿体,松散孔隙裂隙地球表不土壤包气带层所能滞留的土壤水;以植物自身所拥有的各种形式的生物水,其中后者的水分不会直接参与到地表以及地下径流中,而是利用生物水的运动形式来改变地下水与地表水的运动形式。在自然条件下,生态水层的分布具有连续性,同时能够与流域吻合成片成层的分布。
2 生态水的特点
生态水主要是在土壤临界点以下,其毛管曾水没有到达地面,因此可以供植物的根系进行吸收[2]。对于生态水的特点主要有:季节性变化的叠加性,水资源的各种量都存在季节性的变化,同时对于生态水的季节性变化特征来说,其中不仅仅是具有大环境的季节变化性,同时其本身也会受到植被生长周期的季节性变化影响。对于不同季节中植被的本身形态也存在很大的不同。这也充分说明不同种类的植被群落对降水量的分配也不一样,这样就导致了生态水的运动储存具有与植被随季节性变化的叠加性特点;生态水转化循环的特殊性,生态水在进行水循环的过程中,不仅仅要适应水体的大循环,同时生态水在植被层中内部还具有内循环。在生态水中,植物体内的生物水循环较为特殊,主要是由其根部吸收,进入到植物的体内循环,之后能够利用叶面蒸发的方式来进入到大气循环中,以此来充分的保持空气的湿度。植物体内部的水循环具有生物化学的作用,同时也会具有光学化学的作用。对于生物水本身的循环来说,主要是对系统水文循环的补充以及调节。转化以及运动的速度也是取决于生命周期的变化。植物在生长期,那么其中生态水循环速度也会加快。而而知在休眠期,那么其中循环的也会随之减弱;生态水具有小环境调节性,并且在丰水期,其降水主要是经过森林草地等植被截留,地面拦蓄以及植被吸收、土壤入渗等,最终形成生态水层,这样会使生态水具有流域水源涵养、径流调节以及降低洪水期的流量,最终做好对水土的保持,避免出现水土流失的现象。在枯水期,生态水会缓慢的释放,这样将会增加河道枯水期的流量,对水质进行改善,同时能够控制好土壤的侵蚀作用,以此来充分保证生物的多样性,最终对流域中的小气候进行调节。
3 生态水与林园无灌溉栽培
对于生态水区的林园生产来说,全部都可以免去灌溉,这样将会很大程度上节省了渠系以及灌溉设施的投资,从而来实现节约成本的目标。同时在林内没有渠埂以及田畦的障碍,这样可以实施免耕法,不需要松土以及除草,能将生产设备降到最低。对于生态水潜伏去以及毛管水自动浸润的毛管层,供水将会更加的持久以及稳定[3]。水气兼容,不需要人工灌溉,这样引上的水多是缺氧,将会导致好氧微生物以及树根窒息,妨碍了菌根的正常发育。对于生态水来说,主要是埋藏于偏浅的盐渍土区,积盐则是地表的覆盖物,其中具有防旱的功能。
4 生态水的监测
要想保证生态水哺育的林园基地长久发展,那么必须要做好对生态水的监测工作,以此来保证水源的持久补给。对于标准的生态水来说,必须要将其埋入到深土层的2.5m左右,这样必须要保证其不超过土壤的临界点,这样可以在其范围中,按照正三角形的方式来挖观测井,将边距控制在10m以上,井底要低于潜水面的50cm。同时井窖边要立出相关的标尺,以此来做好对水位的监测,主要是由3口井盛放红蓝魔等3种墨汁,以便于更好的测出潜水的流向、流速,并且最终能够判断出补给水的来源。同时也能够装置自动测定仪,能够将其动态传递到监测室,以此来实现封闭性的自动监测[4]。
5 生态水的人工调控
由于生态水潜伏较浅,这样将会造成盐碱化,因此必须要挖竖井抽提,将其输往其他的地方进行灌溉。也可以在地表铺设一些砂石、垫土等,这样将会提升土层的监界点,以此来避免地表出现直接蒸发的状况。生态水埋藏的过于深,那么在30~50cm的耕作层将会出现十分干燥的状况,这样将会不会适合树木的生长。针对这种现象便可以挖1.2~2m的深沟,以此来在沟底种植一些苗木,在其成活后,能够定期进行填土、埋干。并且树干在潮湿透气的条件下,其薄壁组织逐渐出现分裂的性能,将会生出不同的根,以此来提升其生长力。另外,在树沟内部也可以回填由城市生活来发酵成的菌杂肥,并且能够将其有机质作为是土壤微生物的饵料,以此来促进土壤微生物的繁衍以及发育,最终促进土壤酶生长素,促进树木菌根的繁育。在生态水区无灌溉营林、建园以及种植一些果树等,在其生长旺季中也要注施液肥以及叶面喷肥,以此来满足开花以及挂果的需要[5]。同时也可以种植一些经济作物,进行行间沟播,沟播一些深根性柠条、沙打旺、甘草等经济物种,以此来取得较为丰厚的短期经济效益。
在我国的新疆地区,其干旱多风,并且其水库每年的蒸发量非常大,将会造成十分严重的损失。为了能够有效避免绝的损失,那么其水库必须要建立在每条内陆河的浅山谷口,这样将会利用其高势所形成的承压水,利用管道将其引入到市区禁行相关的喷灌,以及渗灌。这样其在新疆一些地区得到广泛运用,节水效果很高,具有推广的价值。在新疆地区,在年径流量在4亿m3以上,并且其流程为200km以上的内陆河,在其下游都会具有生态林,主要是利用生态水来哺育,在夏季冰川消融,会与山区的暴雨形成山洪,这样在进行山脚水理枢纽兴建时,要能够在中下游连杆以及机车开沟的地方,让其能够漫溢地表水沉入到沟内,以此来转化为生态水,最终利用夏季的沟底植树,营造生态林。
6 结语
本文主要是对生态水的特征以及形成进行了简要的概述,并且对生态水下的林园无灌溉栽培进行了相关的探讨,充分说明了生态水下的林园无灌溉栽培具有的优点,值得推广。
参考文献
[1]徐佩,彭培好,王玉宽,刘延国.九寨沟自然保护区生态水的计量与评价研究[J].地球与环境,2011(01):140-141.
[2]孙友.诸城市和谐生态水保建设的实践[J].中国水土保持,2015(07):50-51.
[3]万新南,杨武年,吴炳方,孙卫东,黄签.“生态水层与生态水”概念及研究意义[J].地球科学进展,2014(01):30-31.
关键词:水资源; 规划; 给水排水; 循环利用 一 水资源循环概念水是循环性资源,亦是可以再生的资源。根据其客观规律和循环的方式,我们可以把它分为自然循环与社会循环。 1自然水循环 水在自然界中以固态、液态、气态三种方式存在,在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈范围内处于往复不停的循环运动状态中。在太阳辐射和地心引力的作用下,水从海洋蒸发变成云(水汽),又以雨、雪等方式降落到地面,部分蒸发,部分渗入地下或汇成地下径流和地表径流,最终又回归大海。水的这种周而复始的循环运动称为水的自然循环。 自然水循环的特点:①自然水循环是一个相对稳定的、而又错综复杂的动态系统,不论是大循环还是小循环,都和气候、土壤、地质地貌和植被条件等自然因素有关。还受到山塘、水库等人为因素影响。水资源的质与量及其分布状况是自然历史发展的产物;②在水的自然循环中,不但存在水量的平衡关系,而且还存在着水质的动态平衡关系,即水质的可再生性。 2社会水循环 水的社会循环是指在水的自然循环中,人类不断地利用其中的地下径流或地表径流满足生活与生产活动之需。循环系统主要由给水系统、用水系统、排水系统3个子系统组成。给水系统与排水系统好比是一个城市或区域的动脉和静脉,两者不可偏废任何一方。给水系统中若过度取水,河流生态需水量就不能满足,或者用后的污、废水不经处理或处理不到位都会影响自然水循环。3社会水循环与自然水循环的关系社会水循环是自然水循环的一个附加组成部分,对自然水循环产生强烈的相互交流作用,不同程度地改变世界上水的循环运动。开发利用水资源是人类对水资源时空分布进行干预的直接方式,在人类大兴水利带来巨大生产效益和能源效益的同时,社会水循环对自然水循环带来的负面影响也日益显现出来。
二、山东水资源总量的发展变化情况
水资源总量是指一定区域内降水形成的地表和地下产水量,包括地表径流量和降水入渗补给量。从山东水资源发展变化情况分析,山东水资源具有总量不足,人均占有量少,地区分布不均,年际年内变化剧烈,地表水和地下水联系密切等特点。
首先,从水资源总量看,山东水资源严重短缺,人均占有量偏低。2003年是山东难得一遇的丰水年,全省水资源总量489.69亿立方米,但仅占全国水资源总量的1%左右,全省人均水资源占有量537.9立方米/人,不到全国人均占有量的1/6,低于世界人均占有量的1/20。
其次,从时间分布看,全省年际间降水量、水资源量存在明显丰、枯交替,易出现连续枯水时段,年内水资源分配具有明显的季节性。比如1981-1983年、1986-1989年都是连年干旱,1998年至2003年春,全省持续干旱少雨。
第三,从区域分布看,山东多年平均降水量从鲁东南沿海的850毫米递减到鲁西北内陆的550毫米,年径流的地区变化更为突出。多年平均径流深东南沿海高值区为260-300毫米,鲁西北平原和湖西平原低值区只有30-60毫米。
第四,用水总量下降,用水结构趋向合理,用水效率有所提高。用水总量,是指分配给用户的包括输水损失在内的毛用水量(与供水总量是同一个指标的不同概念表述),按用户特性分为生产、生活和生态用水三大类。0.62%。
四、搭建永续平衡的水资源保障体系
山东建设生态省工程已全面启动,这就要求摒弃以牺牲资源环境为代价的不可持续的发展模式,摒弃竭泽而渔的经济增长方式,改变先污染后治理、先破坏后恢复的被动局面,主动探索适合省情的经济、社会与环境协调发展之路。面对我省水资源紧缺、水环境恶化的严峻形势,立足于实现生态省建设目标任务,我们必须牢固树立科学发展观,调整思路,创新机制,坚持开源节流并重、开发保护并举的方针,有效增加投入,携手共建一个永续平衡的水资源保障体系。
首先,要大力推行节约用水,建立节水型社会。落实《山东省节约用水办法》,制定实施行业用水定额和节水标准,实行总量控制和定额管理相结合,实行超定额用水加价。政府加强领导,水行政主管部门依法监管,相关部门各司其职,尽快形成统一协调、健全完备的节水监督管理体系。特别要加快节水型社会法律法规体系建设,进一步建立和完善水资源规划、建设项目水资源论证、用水统计、节水产品认证、取水许可和水价、水权流转等项制度。在水资源短缺地区,发展节水型工业,采用节水型工艺,减少单耗。加大农业节水力度,逐步实现农业用水零增长或负增长。
其次,要调整优化产业结构,走节水减污的新型工业化道路。多年来山东工业产业结构层次比较低,高消耗、高污染的造纸、化工、酿造、建材、火力发电等行业比重大,污水产生量大。要彻底改变高投入、高消耗、高污染的粗放型模式,遵循循环经济的理念,走“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。
第三,实现水资源优质优用、科学合理调配,保持水资源的动态平衡。要遵循加强集储空中水、充分引用客水、积极利用地表水、严格开采地下水、强制使用中水、扩大生态用水的原则,保持全省水资源总体动态平衡和总量需求供应。重点城市要建立常规供水、应急供水和战略储备供水三套系统。形成污水处理、中水回用及相关节水产业配套的产业链,提高城市污水处理率,实现废水减量化、资源化和无害化。
第四,要加强重点流域水污染治理,确保水体清洁。突出抓好省辖淮河、海河流域水污染防治“十五”计划和《南水北调东线工程山东段水污染防治规划》的落实。实施污染治理、污水资源化、流域生态恢复与保护并重的策略,全面推进流域内经济结构调整、城市环境基础设施建设、清洁生产等各项工作。同时通过绿化涵养水源,提高自然净化能力。
第五,加快水行政管理体制改革,创新水资源管理模式。近年来,各地逐步探索建立了集城乡水源、供水、用水、排水、污水处理与回用、防洪等管理职能为一体的水务局。到2003年全省89个县(市、区)成立了水务局或实行水务一体化管理,占县(市、区)总数的64%。在充分发挥市场配置资源基础作用的同时,强化政府在水资源建设方面的综合协调能力,做到责任、措施和投入“三到位”,切实解决地方保护、部门职能交叉造成的政出多门、责任不落实、执法不统一等问题,实现由“多龙管水”、以人治为主,向“一龙管水”、法制化管理转变,为社会提供优质服务。
第六,发展水生态文化,全面提升公众的水环境意识。发挥新闻传媒的影响力和科教机构的承载发展力,建立传播循环经济、生态环保、可持续发展战略思想的渠道与机制。在构建水生态文化进程中,确立互利型思维方式,寻求一种适于人类与自然共同持续发展的价值观念体系。
第七,建立经济与资源环境一体化核算体系,研究探索如何科学准确地将水资源纳入绿色GDP核算。为反映经济发展过程中资源与环境成本,研究建立绿色国民经济核算体系,使国民经济的发展能不断地对生态环境与资源进行必要补偿,引导人们从单纯追求经济增长逐步转到注重经济、社会、环境和资源协调发展上来。当前要充分发挥政府综合统计与部门统计的互补优势,建立水资源和水环境统计的协调机制和信息共享平台。
总之,在当今人类面临越来越严重的水危机情况下,采取更多的城市流域水资源循环利用的措施,为构建“资源节约型,环境友好型”城市打下良好基础,让人类和社会得以更好地可持续发展。
参考文献: [1] 王西琴.河流生态需水理论、方法与应用.
[2] 任伯帜等.水资源利用与保护.
到目前为止,我已经听了18节课。这些教师都很卖力,教学设计写得很认真,但大多数为抄袭志鸿优化设计上面的,由于是抄袭同一本书,难免有雷同。我想到了没有自己思想的课堂会是多么糟糕。
一个没有自己思想的教师还是一名好教师吗?怎样才能上好一节课,怎样才能做一个有思想的老师。
通过这几天我对课堂教学的观察和思考,我认为至少应在以下几个方面来提升自己:
第一, 准确理解、领悟高中地理课程的五条基本理念。
第二, 深入理解、领悟高考说明的四大点和十三小点。
第三, 对课程标准和教材把握准确、到位。
第四, 深刻把握地理学科的知识结构、恰当渗透地理学科思想。
第五, 注重师生的互动、遵循探究的思路。
第六, 关注学生个体的差异性,给予即时的评价和反馈。
下面我举例说明,怎样才能做到以上几点呢?比如,这次课程改革的重要理论就是建构主义理论和多元智能理论。这是由于学生的认知特点和教师的认知特点不同及个体的差异性所决定的。
比如,在学习水循环的内容时,我听了几个教师的课。他们均是直接按照教材中的水循环模式图来直接讲解,这里面就没有很好地体现建构主义理论。我想如果能给出一条具体的河流,如长江的源头、河流、入海口、夏季风、降水等景观图片,让学生自己拿出一张纸来画一个水循环的模式图,效果是否更好呢?这样从现象到本质,或许更符合学生的认知规律,也更建构主义的理念。
再比如,讲热力环流时,有些教师直接让学生在教材中找出其概念,然后深入分析概念。我认为这样也没有体现建构主义理论,也不符合学生的认知规律和特点。如果能让学生运用物理学的知识,自己动手画出白天的海陆风,从而引导学生得出热力环流的概念,是否要比直接给出热力环流的概念好呢?我想这是不言而喻的,所以我就想,我们一线的地理教师不要光上课,还要不停地思考怎么去上好课,提升课堂教学的效率,做一个有思想的人。
水是生命之源,但是水资源短缺已经成为当今世界面临的重大挑战。为了缓解世界范围内的水资源供需矛盾,联合国于1993年通过决议,确定每年的3月22日为世界水日。2015年世界水日的宣传主题是“水与可持续发展”(Water and Sustainable Development)。3月22日至28日是中国水周,我国纪念2015年世界水日和中国水周活动的宣传主题为“节约水资源,保障水安全”。
从基本的自然禀赋条件看,中国的水资源总量在世界上排名第六,但由于人口基数大,人均水资源量特别少。在世界上192个有水统计的国家里,中国的人均水资源占有量排第127位,是联合国认定的13个水问题最为突出的国家之一。其次是空间分布不合理。长江、珠江等四个流域,人口、GDP占全国一半左右,水资源占81%,北方6个一级流域,人口、GDP、国土面积占全国一半,耕地占全国65%,水只有19%。第三是时间分配不均匀。我国是大陆季风气候,雨季很明显。英国伦敦、法国巴黎和北京、哈尔滨的降雨量一样,但是伦敦、巴黎每个月的降水差不多,而北京在20天里降掉了全年一半的雨量,所以我们不得不修水库,把汛期的洪水存起来转化为枯水季的水资源。这三个特点造成中国的水资源十分紧张,开发利用的难度很大,要极大地加以重视。
我国面临的水资源问题主要有四个:水资源供需矛盾突出,水环境污染严重,水生态系统退化,极端和突发事件频繁。我国水问题的科学背景,统一的客观基础就是流域水循环发生了演变。流域水循环分自然水循环和社会水循环两部分,自然水循环和社会水循环相互依存,相互制约,相互作用,加速了流域水循环的演变,在这个演变过程中发生了一系列资源效应、生态效应、环境效应。要解决这些水问题,有一个统一的科学基础,就是“自然―社会”二元水循环及其伴生过程演变的机理揭示、规律认知与过程模拟,需要进行多维均衡综合调控。
水资源危机作为全世界所面临的共同问题,已经成为继石油危机之后的另一个严重社会危机。面对这样的形势,我们应该致力于五方面的研究,采取措施,积极应对水资源危机:一是研究和建立水资源危机预警系统,实时监测水资源现状,评估未来发展动态,有效降低突发水危机事件对社会经济的冲击效应。二是各级政府和有关职能部门共同努力,加快水资源危机应急体系的建设。三是加强水资源论证,严格控制取水总量,科学制定流域水量分配方案,防止区域水资源的过度开发。四是广泛宣传环境保护知识,增强公众水资源保护意识,强化各项节水措施,建设节水型社会。五是努力保护水环境,严格控制入河污染物总量,改善生态环境。
目前我们国家已经科学制定了水资源安全保障战略,具体地确定了172个重大的水安全项目,国家和各级政府正在加大投入并积极采取落实措施,着力保障经济社会发展的水资源安全。今年的中国水周主题也确定为“节约水资源,保障水安全”。总之,“保障水安全”不仅是解决我国水资源问题的当务之急和重中之重,而且还是实现我国社会经济可持续发展的重要保障。