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水循环的本质

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水循环的本质

水循环的本质范文第1篇

关键词:自然-人工复合水循环;WACM模型;水资源配置;水循环模型;黄河流域

中图分类号:TV211文献标识码:A文章编号:1672-1683(2013)01-0044-06

1研究背景

变化环境是指由人类活动和自然过程相互交织的系统驱动所引起的一系列陆地、大气与水循环的变化[1]。随着人类活动和气候变化,人工因素对自然水循环系统的干扰愈来愈烈,特别是高强度的水资源开发利用,如人类的取水、用水、耗水、排水、调水等行为,对整个水循环过程产生了巨大的影响[2]。

经过几十年的发展和研究,学者们对于流域水文循环的研究越来越深入和细致,特别是从20世纪90年代开始涌现的分布式流域水文模型,如MIKE-SHE模型[3]、VIC模型等[4],使得研究者可使其与气候模型(GCM“全球气候模式”)结合,开展气候条件变化下的流域水循环研究[5-6]。但是,这类研究重心放在气候变化对于水循环的影响研究方面,而在重点考虑人类活动影响条件下,特别是高强度水资源开发利用条件下的流域水循环研究方面,仍存在着诸多不足和问题。

(1)取用水总量与耗水总量关系不清楚。取用水总量易于观测和计量,方便管理,但无法反应水的资源消耗本质;而耗水总量能体现水资源的真正资源消耗量,但难以核算和管理。取用水总量与耗水总量关系密切,但缺乏成熟明确的量化表达式,仅凭经验来估算耗排水量,不够科学合理。同时,耗水总量管理方法在管理中缺失,致使取用水管理与耗水管理不相协调,取水许可方法受到限制。

(2)地表、地下用水总量与耗水总量关系不清楚。水循环过程中,地表水和地下水转化频繁,地表水与地下水之间的转化关系还未能清晰定量化。如水管理实践中往往将从河道或湖泊附近的取水井抽取的水量归为地下水统计,而实际中水是从河道渗透来的河水,其水源的归类还存在争议。因而地表地下用水总量与耗水总量的关系难以确定。同时,地下水资源的调控中,仅仅从人工地下水取用量的角度研究,人工取用地下水与地下水位的联系尚无考虑,且潜水和承压水也未能区分,由此更加难以确定其耗水关系。

(3)当地水、外调水用水总量与耗水总量关系不清楚。外调水与当地水往往通过共同的取用水设施向用水户供水,在没有明晰当地用水与耗水之间的关系之前,难以确定当地水、外调水用水总量与耗水总量之间的定量关系和转化规律,给总量控制的管理带来不便。

(4)地表水与地下水、当地水与外调水之间循环转化关系不清楚。外调水在输送及使用的过程中都可能与当地地表、地下水产生水量转化,同时当地地表水和地下水之间也在不断的转化。对于上述转化过程,其转化的具体路径、时空分布、变化特征都很难进行定量的描述,各种水源之间的循环转化关系不清楚。

(5)水循环过程中的供-用-耗-排-补-转化关系不清楚。以往常用“供-用-耗-排”来描述供用水的循环转化过程,这种提法主要是从地表水系统出发总结出来的;如果从整个水资源系统来看该提法则不够全面,应该修改为“供-用-耗-排-补-转化”,考虑水的回补与转化过程才更能够反映供用水之后整个水资源系统的变化过程,或者说水循环的变化过程。目前还很难给出水循环过程中供-用-耗-排-补-转化之间的定量关系。

(6)水资源高效利用条件下水的供-用-耗-排-补-转化关系变化。在水资源高效利用条件下,采用节水措施或者节水工艺,取水量减小,输水过程、用水过程也随之发生变化,则必然引起水资源的耗、排、补及转化过程发生改变,但目前还很难对这一过程展开有效的定量化研究。

本文将以“自然-人工”复合作用下的流域水循环机理和模型为基础,对水资源开发利用条件下的流域水循环过程展开研究,提出一种基于水资源配置的流域水循环研究方法,并以黄河流域为例进行实践应用。

2流域水循环研究的科学方法

流域自然-人工复合水循环理论[7]是解决高强度水资源开发利用条件下水循环问题的基础核心。对于上述存在问题,按照科学认知、现场实验、理论探究、解决方法四个步骤,形成一个从水循环机理认知到水循环观测实验,再到流域区域自然-人工复合水循环理论研究,最后利用水资源分配与循环转化模拟模型[8](Water Allocation and Cycle Model ,即WACM)进行模拟计算。

水循环的本质范文第2篇

【关键词】理科思维 初中生物

概括 抽象 推理

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2017)04A-0112-01

所谓理科思维,是指学习者在学习过程中运用由现象到本质、由具体到抽象、由定量到定性的思维方式。生物课堂教学中,教师引导学生运用理科学习思维,能够让学生感受到从现象到本质的知识发展过程。可以借助分析归纳推理等方法,培养学生的逻辑思维能力,通过整合正向、逆向思维,促使学生逐步构建认知体系,并在探究中养成良好的学习习惯。

一、利用抽象概括思维,引导学生认识事物

生物课堂教学中,教师常常利用多种媒体手段,向学生展示生物学现象,启发学生的学习思维。由于生物学现象大多呈现抽象性,教师要从不同角度展开教学引导,让学生通过观察、归纳、概括、整合等学习行为,将抽象的知识以较为直观的形式展示出来,形成自己的学习认知。例如,在教学人教版生物七年级《绿色植物参与生物圈的水循环》一课时,笔者利用多媒体展示了一组图片,并提出以下思考问题:植物为什么需要那么多水?植物吸收的水分都到哪里去了?植物中的水分是如何散失的?随后利用示意图展示了相关内容。学生快速阅读教材,同时展开讨论,并画出示意图,大多都能理清植物生长需要大量的水分支持。有的学生用表格形式呈现,其结构形式与示意图大同小异,都能够将植物参与水循环的过程展现出来。植物参与生物圈的水循环虽然比较简单,但对于学生来说,有些认知还是比较抽象的,如植物需要水分到底是如何展开循环的,学生并没有亲眼目睹,笔者提出的几个问题,有效引导了学生观察、推理,学生根据观察和推理的结果进行概括归纳,形成了完整的循环构图。

二、借助分析归纳推理,培养学生的逻辑思维

分析、归纳、推理是典型的理科学习思维,教师在引导学生学习时,不妨给出推理思路,让学生展开自主阅读、分析、归纳、推理,科学整合学习信息,从而培养逻辑思维。例如,《陆地上生活的动物》一课教学中,教师让学生列举生活中常见的动物,说说它们的运动情况,分析形成原因。学生对生活中的动物有一定的认知积累,于是根据自己的经验进行了归纳推理:“小狗、小猫、小兔子都是四条腿,身体大小差不多,但它们的运动特点却不一样。小猫有较好的爆发力,其速度并不快,耐力也不够;小兔子奔跑速度极快,且耐力最强。从这几种动物的运动特点可以得知,食物构成和生存需要(是否需要抵御天敌)决定了不同动物的运动方式。”接着,教师拿出一片玻璃,并取出一条蚯蚓放在上面,先让学生猜测蚯蚓行进路线,然后观察蚯蚓的外表和运动情况,师生一起分析蚯蚓运动的特点。学生说:“蚯蚓体型是圆柱形,而且体表湿润,便于爬行,蚯蚓行进路线是曲线,能够增强摩擦力。”随后,教师让学生列举实例,说说动物行走的特点,并设计实验,与学生一起展开观察活动,让学生在实验之前先猜想,然后再进行验证。经历这样一个分析、归纳、推理的学习过程后,学生的逻辑思维能力显著提高。特别是三原光实验,可以让学生由此及彼展开推理,获得对七种色光的认知。

三、整合正向逆向思维,构建学生认知体系

正向思维和逆向思维是两种不同的思维方式,在课堂教学中,教师可以通过某个点展开多种思维训练,让学生从不同角度进行思考,逐步建立学习认知。如《空中飞行的动物》教学中,教师让学生凭借生活认知列举自己熟悉的鸟,并说说其生活习性。有的学生认为,鸟的体型适合飞行,不仅轻盈,而且呈现梭子型,这样能够减少空气阻力;也有学生说,鸟有硕大的翅膀,可以借助气流飞行,也可以自行调节翅膀的宽度、长度,掌握飞行角度和方向。这时,教师提出一个假设性问题:如果鸟的体型、体重、翅膀等因素中有一处出现了问题,结果会怎么样?学生议论纷纷。有学生说,如果鸟没有了翅膀,连鸡都不如,肯定飞不起来;如果鸟的体重过大,肯定飞不远。此时,教师便可以提示这就是逆向思维,凡事可以从反方向进行思考,这样才能得出科学的结论。

水循环的本质范文第3篇

[关键词]变频技术;中央空调系统;应用

中图分类号:TB494 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)36-0368-01

随着现代化科学技术的快速发展,变频技术被广泛的应用在中央空调系统中,成为中央空调系统节能降损的重要措施。变频技术在中央空调系统中的应用,不仅可以有效降低中央空调系统噪声,还可以提高房间温度和湿度的舒适程度,同时对于延长中央空调系统的使用寿命、降低系统对电网负荷的直接冲击、降低系统能耗以及提高中央空调系统的自动化水平都有着非常重要的现实意义。

一、变频技术和中央空调系统概述

1、变频技术

变频器是将系统工频进行转换,整个过程由控制电路完成,促使不同系统电机的变速运转,在整流电路中,交流电转变为直流电,直流电经过滤波电路之后,输出的直流电更加稳定平滑,最后直流电再经过逆变电路转变为不同频率的交流电。变频技术通过逐渐提高系统电机的输入频率,从而逐渐提高电机的工作电流,降低系统的设备损耗,减少系统电机的立即启动直接冲击电网,系统利用变频器可以对系统设备实现无级调速,从而减少系统的能源损耗。

2、中央空调系统

中央空调系统是由冷却风机、外部热交换系统、冷却水塔以及冷冻机组等部分组成[1]。冷却风机包括冷却塔风机和室内风机,冷却塔风机用来降低系统的水温,加快室内的热交换,室内风机主要用来将中央空调系统冷冻机组中的冷风吹入室内空气中;外部热交换系统由冷却水循环系统和冷冻水循环系统组成,冷却水循环系统又由冷却塔、冷却水管道以及冷却泵组成;冷却水塔主要用来为中央空调系统的冷冻机组输送冷却水;冷冻机组是整个中央空调系统的制冷源,循环水在空调系统的冷冻机组中进行热交换,经过降温之后成为冷冻水。

中央空调系统中的压缩机将制冷剂进行压缩,冷冻机组将压缩后的液态制冷剂输送到蒸发机中,使冷冻水和制冷剂进行热交换,中央空调系统中的冷冻水泵将制冷的冷冻水输送到各个风机的冷却盘管中,冷冻水由风机吹送到室内环境中,从而达到改善空气质量,降温的目的。在中央空调系统的冷凝器中,制冷剂在蒸发过程中释放大量的热量,冷却循环水和制冷剂之间发生热交换,冷却水泵将冷却水输送到散热水塔上,最终由冷却塔风机将冷却水进行冷却喷淋,和外界空气进行热交换,将冷却水的热量散发到空气中。中央空调系统本质上是一个循环的能量转换和热交换过程,冷却水和冷冻水循环系统是中央空调系统能量传递的重要部位。

二、变频技术在中央空调系统中的应用

在中央空调系统中应用变频技术,可以利用两个水循环系统来进行热交换,中央空调循环水系统进水和回水的温度差就是热交换需要传递的热量,变频器可以根据系统进水和回水之间的温度差合理控制循环水的流向和流速,从而间接控制中央空调系统热交换速度。

1、冷冻水循环系统控制

中央空调系统中冷冻机组中出来的冷冻水温度相对来说是比较稳定的,因此变频技术在中央空调系统中应用,通过冷冻机组的回水温度就可以代表室内的环境温度,因此中央空调变频调速系统中的冷冻泵可以根据回水温度进行调节和控制。回水温度越高,代表室内环境温度越高,这时可以适当提高中央空调变频调速系统冷冻泵的转速,提高循环冷冻水的流转速度;相反,回水温度越低,代表室内环境温度越低[2],这时要适当降低冷冻泵的转速,减缓循环冷冻水的流速,可以有效地节约能源。总而言之,中央空调变频调速系统可以根据回水的温度,调节冷冻水循环系统的运行状态,通过调速变频的方式,实现中央空调系统回水的温度控制。

2、冷却水循环系统的控制

中央空调系统中冷却塔中水的温度会随着外界环境温度的变化而变化,因此冷却水塔单侧的水温难以准确反映冷却水循环系统产生多少的热量。对于系统的冷凝器,主要根据回水和进水之间的温度差来调节和控制,中央空调系统回水和进水之间保持恒定的温度差控制[3],有助于中央空调系统的节能降损。如果回水和进水之间的温差比较大,这说明中央空调系统冷冻机组释放的热量比较多,这时应该适当提高冷凝器和蒸发器的转动速度,加快冷却水的循环速度;反之,要减缓冷却水循环速度,降低中央空调的电能损耗。

3、中央空调主机变频控制

中央空调系统的制冷源和制热源都是空调的主机,同时主机也是中央空调系统最关键的部分,由于在不同季节中,建筑物对于室内环境的冷热温度不同,因此中央空调系统的主机要根据空调系统负荷的变化而随时进行调整和变化,变频技术在中央空调系统中的应用,通过变频调速来控制中央空调主机,从而使建筑物室内所需要的冷热量和主机的制冷制热量相一致。中央空调主机变频有两种类型:直流变频和交流变频,其中直流变频应用的比较广泛。中央空调直流变频器是将工频的交流电转化为直流电,输送到无逆变环境和公功率模块,经过微控制器,根据设定温度和检测的室内温度之间的差值,产生运转频率信号,将信号传递给直流电动机,从而控制制热量或者制冷量。

4、中央空调末端送风变频控制

清洁空气在中央空调系统热交换器和末端进行充分接触之后,最后经过风机被输送到室内,从而调节室内温度和湿度。在中央空调系统多采用自来水作为输送介质,保持水温不便,通过改变输送风量的大小来调节室内的制冷量或者制热量,而通过调整中央空调系统的风机来哦控制送风量,采用变频器实现对风机的无级变速控制,在改变频率时,中央空调系统输入端电压也会发生变化,不仅可以有效减少中央空调系统的噪音,还可以节约大量的电能,降低运行成本,为人们提供一个健康、舒适的环境。

结束语

变频技术在中央空调系统中的应用,实现了系统根据设定温度自动调节电机、水泵转速,控制循环水系统的水温,从而调节室内温度,最大程度的使中央空调系统节水、节点,保障中央空调系统处于恒温控制状态,延长系统的使用寿命。

参考文献

[1] 赵辛.变频控制技术在中央空调水系统中的应用[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),2013,02:260-262.

水循环的本质范文第4篇

一、 用词不恰当

1.P8,“2006年8月24日,第26届国际天文学联合会通过的决议中规定,围绕太阳运行的天体包括行星、矮行星和其他太阳系小天体。”这段内容中的“包括”一词用法不当,建议修改为“分为”。这是因为,第26届国际天文学联合会通过的决议中,规定的不是“围绕太阳运行的天体”增加了谁、减少了谁,谁是、谁不是,而是把“围绕太阳运行的天体”重新进行了分类,由原先的分类方法变成了现在的三分法。

同时,这段表述在“小天体”前加定语“其他太阳系”,作为对“小天体”范围的一种界定,显得罗嗦,语言表达不简洁。建议把“其他太阳系”删除。

2.P14,“黑子数目多的年份称为太阳活动高峰年,黑子数目少的年份称为太阳活动低峰年。”这一表述中的“高峰年”、“低峰年”用词过于口语化,不严谨。建议修改为:“黑子数目多的年份称为太阳活动极大年,黑子数目少的年份称为太阳活动极小年。”

3.P26,“除了氧之外,地壳上层硅和铝的比重大些,密度相对小些,称为硅铝层;其下的地壳铝的成分相对减少,镁和铁的比重则相对增加,密度也比硅铝层大,称为硅镁层。”这段内容中的“比重”一词易让人产生歧义。因为“比重”可解释为:一种事物在整体中所占的分量;也可解释为:物质的重量同它的体积的比值。如果以后一种解释来理解,则会造成表达语意上的矛盾和混乱。这是因为,人们日常对“比重”和“密度”的理解是相近的,甚至是相同的。再者,从上下文语意看,“除了氧之外”的表述可有可无。因此,建议将这段内容修改为:“地壳上层硅和铝的含量多些,密度相对小些,称为硅铝层;其下的地壳铝的成分相对减少,镁和铁的含量则相对增加,密度也比硅铝层大,称为硅镁层。”

4.P32,“于地表的岩石受到多种因素(温度、水、大气、生物等)的破坏作用,其理化性质发生变化,如颗粒变细、矿物成分改变等,这个过程称为风化作用。”这段内容中“破坏”一词使用不当。这是因为,一般来讲,“破坏”是贬义词,是指对组织、事物的损害、损坏。而温度、水、大气、生物等的作用促使岩石颗粒变细、矿物成分改变和理化性质发生变化,不能单纯说成是破坏。事实上是,温度、水、大气、生物等的作用促使岩石颗粒变细,促进了土壤的发育,为植物生长提供养分,为生成有机质、新岩石提供了可能。这是一个生成的过程,孕育的过程,建设的过程,创造的过程。因此,建议将“破坏”删除。

5.P36,“外力作用的能量主要来自地球外部的太阳能,它能造成地壳表层物质的破坏、搬运和堆积。”如上一条所述,这里用“破坏”一词并不恰如其分。根据上下文内容,建议把“破坏”改为“风化”。

6.P45,“大气辐射的一部分朝上射向高层大气和宇宙空间,一部分向下射到地面。”其中的“射到”一词不太恰当。这是因为,大气辐射的一部分朝上射向高层大气和宇宙空间,一部分向下射向地面。射向地面的大气辐射,称为大气逆辐射。但是,大气逆辐射并不能全部到达地面。因此,建议把“射到”改为“射向”。

二、 语法不规范

1.P16,“以太阳为参照物,地球自转一周叫一个太阳日;以恒星为参照物称为恒星日。”这段表述中的主语和宾语搭配不当,尤其后一句,因过分的省略,造成语言跳跃性大,缺少应有的过度,让人理解起来有难度。建议修改为:“以太阳为参照物,地球自转一周所需的时间叫一个太阳日;以恒星为参照物,地球自转一周所需的时间称为恒星日。”

2.P44,“地面吸收透过大气的太阳辐射后升温,同时又持续向外(主要是向大气层)释放辐射能量,形成地面辐射。”这段内容中的“释放”和“辐射”同为动词,皆为谓语,造成谓语重叠。因此,建议将“释放”删除。

3.P60,“太阳能推动水循环的同时,伴随着能量在地理环境中的大规模转化和交换。”这段表述由于主语模糊,谓语缺失,造成语句不通顺,语意不清晰。根据下文语意,建议修改为:“太阳能推动水循环的同时,伴随着水循环,能量在地理环境中作大规模的转化和交换。”

4.P61,“去河流实地勘查应注意安全,避免掉进河里。”这一表述动宾搭配不尽合理,读起来拗口。如修改为:“去实地勘查河流时应注意安全,避免掉进河里。”会更清晰、容易理解。

三、 定义不确切

1.P12,“太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。”这一定义犯了“定义过窄”的逻辑错误。这是因为太阳辐射不仅是指能量,还指能量传递的方式和过程。建议将原表述中“能量”前的“的”删除。

2.P31,“岩石是岩石圈(地壳)中体积较大的固态矿物集合体,由一种或多种矿物组成。”这一定义易让人产生多处歧义。(1)“岩石圈”后加“(地壳)”易让人认为“岩石圈”就是“地壳”,两者为同一概念。而事实上“岩石圈”和“地壳”是两个完全不同的概念。“岩石圈”是从物质组成上讲的,“地壳”是从地球内部分层上讲的,虽然两者都是由岩石组成,但是“岩石圈”厚于“地壳”,“地壳”包含在“岩石圈”之内。(2)“体积较大的”是“固态矿物”的定语还是“固态矿物集合体”的定语不明确,但不管是作为“固态矿物”的定语还是作为“固态矿物集合体”的定语都不恰当。难道只有“体积较大的”“固态矿物”才能组成岩石吗?难道只有“体积较大的”“固态矿物集合体”才是岩石吗?难道体积较小的“固态矿物”不能组成岩石吗?难道体积较小的“固态矿物集合体”不是岩石吗?答案当然都是否定的。因此,建议将这段表述修改为:“岩石是固态矿物的集合体,由一种或多种矿物组成。”

3.P40,“在断层中两侧陷落、中间突起的部分叫地垒。”这一定义表述不清楚。“断层中”怎么会“两侧陷落、中间突起”?让人不知所云。建议修改为:“两条断层之间的岩块相对上升,两边岩块相对下降,相对上升的岩块叫地垒。”

同页,“中间部分相对下沉的断层,形成地堑构造。”这一定义表述存在着与上述内容同样的问题。建议修改为:“两条断层之间的岩块相对下降,两边岩块相对上升,相对下降的岩块叫地堑。”

4.P59,“地球上的水循环是指水在地理环境中空间位置的移动,以及与之相伴的运动形态和物理状态的变化。”这一“水循环”的定义宽泛,没有揭示出水循环的本质,犯了“外延过宽”的逻辑错误。建议修改为:“地球上的水循环是指水在地理环境中空间位置的往返移动,以及与之相伴的运动形态和物理状态周而复始的变化。”或者修改为:“地球上的水循环是指水在地理环境中周而复始连续运动的过程。”

四、 概念不明确

1.P10~11,“阅读”内容的标题是“探索宇宙中的生命”,“阅读”的内容中出现了“智慧生命”、“高级生命”、“生命”三个内涵和外延都有些交叉的概念。概念的混乱,造成了语意表达的模糊、不清晰。建议将“智慧”、“高级”删除。

2.P47,“每年早春季节,……由于受寒潮、倒春寒等造成的低温和冻害影响,常常使播种不久的谷种大量烂掉,……”一般来讲,“倒春寒”是由寒潮和连续性降水造成。因此,表达时,“倒春寒”与“寒潮”并列不妥。再者,“倒春寒”也是一种低温天气,是春天气温回暖过程中出现的低温现象。因此,把“倒春寒”说成是“低温”的原因不妥。建议修改为:“每年早春季节,……由于受寒潮、连续性降水等造成的低温和冻害影响,常常使播种不久的谷种大量烂掉,……”或者修改为:“每年早春季节,……由于倒春寒的影响,常常使播种不久的谷种大量烂掉,……”

3.P59,“在太阳系九大行星中,地球被称为‘水的行星’”。这一表述有误。2006年8月24日,第26届国际天文学联合会已经通过决议,规定围绕太阳运行的天体分为行星、矮行星和小天体三类;以后不再有“大行星”的称谓;太阳系的行星有八颗;冥王星不属行星系列,而是划入了矮行星的类别。因此,建议原表述修改为:“在太阳系的八颗行星中,地球被称为“水的行星”。

4.P70,“自然地理环境是岩石圈、大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、人类圈等自然地理圈层组成的有机整体。其中,每一要素都作为整体的一部分,与其他要素相互联系和相互作用。某一要素的变化,会导致其他要素甚至整体的改变。”“人类”是“自然地理环境”的主体,“自然地理环境”是“人类”的客体,把“人类”纳入“自然地理环境”的组成要素,明显主、客体不分。建议删除“人类圈”。

此外,该处正文下面还配有“大尺度范围各自然地理要素的相互作用示意”图和“小尺度范围各自然地理要素的相互作用示意”图。在大尺度范围示意图中标有“大气圈”、“生物圈”、“水圈”、“岩石圈”、“土壤”、“地下水”和“风化壳”等7种“自然地理要素”;在小尺度范围的示意图中标有“大气要素”、“地形要素”、“生物要素”、“土壤要素”、“水文要素”、“地质要素”等6个“自然地理要素”。

同一页三处表述的“自然地理要素”各不相同,就是同一要素的名称也各有差异。各处表述的不同,造成概念外延的模糊,内涵的不统一,让学生眼花缭乱,难以理解。建议应有所调整,统一起来。

5.P83~86,课文中多次出现“森林自然带”、“草原自然带”和“荒漠自然带”等概念。“森林”、“草原”和“荒漠” 本是自然之物,其后缀“自然”一词,语意重复。因此,建议将“自然”二字删除。

6.P83~84,“森林自然带”分为“热带雨林带”、“亚热带常绿阔叶带”等,“草原自然带”分为“热带草原自然带”、“温带草原自然带”,“荒漠自然带”分为“热带荒漠自然带”、“温带荒漠自然带”。同为自然带名称,有的加“自然”一词,有的不加,造成同类概念前后表达形式不统一。建议将这些概念中的“自然”一词删除。

7.P99,“全球气候变化对主要生产领域,如农业、林业、牧业、渔业等部门的影响更为显著。”“农业”是一个有广义和狭义之分的概念,广义农业是指种植业、林业、牧业、渔业等,狭义农业仅指种植业。这段内容中的“农业”应指狭义“农业”,即“种植业”,但是,人们也可能会以广义“农业”来理解。如果以广义“农业”来理解,则会造成“农业”概念与“林业”、“牧业”、“渔业”等概念外延的交叉,内涵的重叠,引起语意表达的混乱。因此,这段内容中的“农业”一词调整为“种植业”更好。

五、 论证不充分

1.P44,“对流层大气能够直接吸收部分地面辐射,其中以水汽和二氧化碳吸收的地面辐射为多。所以说,长波辐射是对流层大气增温的直接能量来源。”这段内容为一个论证,第一个“。”前为论据,后为论题。第一个“。”前的论据不足以证明其后的论题。这一论证存在明显的论据不充分的问题。建议修改为:“对流层大气能够直接吸收地面辐射,吸收率高达75~95,其中,以水汽和二氧化碳吸收的地面辐射为多。所以说,地面长波辐射是对流层大气增温的直接能量来源。”

2.P60,“水循环在总体上受到自然规律的支配,所以说,水是洁净的可再生资源。”这段表述中“所以说”前为因,“所以说”后为果,因与果没有必然联系,犯了“理由虚假”的逻辑错误。这是因为:“受到自然规律的支配”的物质,并不都是“洁净的可再生资源”。建议原表述修改为:“水循环使地球上的各种水体处在连续不断的运动、转化状态,所以说,水是可再生资源。”

六、 插图有问题

1.P8,图1-3“太阳系示意”中没有画出八颗行星的公转方向和自转方向,没有画出彗星等其他太阳系内的天体。图中内容显得不够丰富多样,不利于学生在观察、探究、发现中学习。

2.P10,图1-5“总星系的一部分―银河系―太阳系―地月系”中,各级天体系统之间的关系表现得并不清晰,尤其是太阳系与银河系之间、银河系与总星系之间。

3.P12,图1-7坐标系中,水平数轴表示的是太阳的辐射波长,垂直数轴表示的是太阳的辐射能力。根据水平数轴和垂直数轴所表示的内容判断,这幅图所要表达的内容应是太阳辐射能随波长的分布。但是,这幅图的标题却是“太阳辐射中各种波长的光所占的比例()”,标题与图中表达内容不相符。再者,标题“太阳辐射中各种波长的光所占的比例()”是指所占的谁的比例并不清楚;在图中也确实看不出“太阳辐射中各种波长的光所占的比例()”。因此,建议将图的标题修改为:“太阳辐射能随波长的分布”。

4.P13,图1-9“太阳外部结构示意”不清晰,从图上看不出光球、色球和日冕的空间层次关系。建议把现在的太阳俯视图修改为太阳外部结构的剖面图。

5.P45,图2-24“到达地面的太阳辐射示意”中,画出了“太阳”。这是视觉感觉上的太阳。这种画法在强调图上内容形象性的同时,却失去了科学性。这是因为:太阳直径是地球直径的109倍,太阳距离地球约1.5亿公里。而在这幅图上,显然没有表达出这种地球与太阳的大小关系和距离关系;当然,日常使用的一般图纸也难以表达出地球与太阳的这种大小关系和距离关系。这种以视觉感觉来表示事物大小关系和距离关系的做法,对学生是一种误导。所以,建议把图中“太阳”删除,把太阳光线画成平行关系,在太阳光线的上方标注上“太阳辐射”一词,然后再绘上相应的其他内容。

参考文献

[1] 徐锦中.逻辑学.天津:天津大学出版社,2008.

[2] 倪鼎夫,张家龙,刘培育.学点逻辑.北京:人民出版社,1979.

水循环的本质范文第5篇

一、低冲击开发模式的主要内涵

(一)低冲击开发模式的核心理念

低冲击开发是上世纪90年代美国马里兰州首先提出的概念,最初是作为雨水管理方法。其目标是恢复和维持土地开发前的自然水文状态。通过分散式的小规模控制技术对雨水源头进行控制,综合利用各种技术进行雨水的储存、渗透、蒸发和滞留等来模仿自然水循环过程,以期解决传统雨水管理方式所导致的各种城市环境问题。其核心理念主要有:

1.恢复自然水文状态

传统的雨水管理方式是将雨水更快更有效的排出,而低冲击开发依靠多种技术手段恢复和保护自然水循环。通过应用分散的微管理技术维持一定的渗水量、蓄水量以及延长集水时间,模仿自然水循环的整个过程,减少对自然水文状态的影响。

2.从雨水源头进行控制

恢复自然水文循环的关键是减少雨水源头附近的土地使用活动对水循环的影响。自然水循环过程如滞留、渗透、储存在城市未出现前存在于土地的各个角落,城市的大规模开发严重影响了自然水环境,试图用“管道-终端”的雨水管理方式去控制和恢复这个过程几乎是不可能的,因此应该采用微管理技术和源头控制策略。

3.利用非结构性的微管理技术

传统的雨水管理方式主张使用管道和大型水处理设施这种机械化的方法,而忽视了简单的生态方法。事实上,一些看似简单的技术手段能够有效保护自然水文状态。低冲击开发能减少钢铁和混凝土的使用。同时,低冲击开发技术所采用的自然材料例如树木,土壤和碎石使城市环境更加生态,也更美观。

(二)低冲击开发模式的主要技术

1.滞留

传统的排水系统将雨水快速的排出导致雨水汇流时间减少,峰值流量升高。低冲击开发模式所采用的技术例如滞留塘、植被缓冲带、绿色屋顶等,利用绿色植被良好的拦截和蓄水能力暂时滞留雨水,使径流总量减少,峰值流量降低。

2.渗透

高强度的城市开发导致城市不透水地面比例大幅增加,径流系数增大,汇流时间减少,这是造成许多大城市频遭内涝困扰的重要原因(图1)。低冲击开发技术采用植被和可透水地砖或路面材料,增强地面的透水性。

3.过滤净化和收集

通过植物和土壤的过滤、吸附、微生物降解等作用,清除雨水中的污染物。通过蓄水池、水塘等收集雨水,不仅能够削减雨水径流,而且还能用作旱时植被灌溉或者经处理后作为生活用水。

二、低冲击开发模式对城市水环境管理的启示

低冲击开发概念和实践起源于城市雨水管理,但是其尊重自然、结合自然的核心理念对于城市整体水环境的管理都有重要的借鉴意义。我国目前城市水环境问题的一个主要根源就是对原有的自然环境冲击过大,由此带来城市水环境污染、水资源紧缺等一系列危机;同时我们在解决城市水环境问题方面,长期坚持单一的工程性的思维,缺乏综合性的视角。

(一)注重城市水环境、水生态的整体修复

传统水治理方式的重点之一是关注控制污染,但影响城市水生态环境的不仅仅是污染问题。从低冲击开发的视角来看,水生态的整体修复,包括恢复水系的水生生物生存环境、气候调节、地下水补给等。因此,在控制污染和改善水质的同时也要对水体生态功能进行专项整治和恢复。例如,在城市规划中,不但要保证城市水系不被侵占,还应该根据实际情况恢复湿地等自然水体;对城市河流的硬化堤岸进行适当的生态改造,不仅起到恢复河流生态功能的作用,还能创造更具亲和力的滨水景观。

(二)从源头进行水环境的综合整治

我国传统的水处理方式是“末端处理”,即将污水汇集入大型污水厂处理后排放,雨水汇入主干管后或排入污水厂,或排入城市自然水系。这种治理模式在城市开发初期效果显著,能迅速提高城市环境容量。但随着城市规模的扩大,“末端处理”的弊端越来越明显。首先,“末端治理”需要建造大型终端处理设施和管道,这对城市来说是一笔巨大的投入。然后,“末端治理”依靠设计标准建造,对环境的变化缺乏快速的应变能力。最后,“末端处理”并不能完全消除污染,只是污染的转移。

低冲击开发的一项核心理念就是“源头控制”。“源头控制”一是能够减少污染源或雨水径流的产生,二是能在污染和降雨径流较少的时候迅速处理,以防止雨污水集中所导致的隐患。从这一理念出发,需要采取的策略有:提倡企业的清洁生产,从源头减少污染的产生;建造分散、小型的水处理设施,深度处理污水,就地回用;利用低冲击开发技术,减少、滞留、过滤降雨径流,通过自然界的自我净化能力清除污染。

(三)转变雨洪水管理策略

低冲击开发的本质就是结合自然的开发策略,城市与自然界不是必然对立的,如何正确转化自然界与城市的矛盾,对城市的可持续发展有着重要的指导作用。

近些年来,城市内涝灾害频现,虽然城市越来越重视排水系统设计,但是单纯的工程性措施就是建设以防洪为目的管渠工程,将雨水直接排入河流。我国北方城市大多同时面临着洪涝灾害和水资源紧缺问题,因此需要通过整体的、综合的、多目标的解决途径,而非单一目标或工程的方式来解决,如何正确利用雨洪资源解决城市缺水问题应该引起重视。因此相比单纯以“排出雨水”来解决雨洪内涝问题,“留住雨水”和“利用雨水”应该是更适合城市的雨水管理的策略。

城市雨洪水管理除了工程性设施之外,非工程性设施更应该得到关注。湿地是最主要和最常用的非工程性措施,湿地同时可以为野生动植物提供生存环境,也为人的休闲提供令人愉快的场所。另外,越来越多的研究将供水、雨水和污水作为一个整体来考虑,雨水和生活污水都是水资源的一部分,大量的研究表明:雨水中含有的污染物种类及含量与生活污水相近,因此雨水在某种程度上来说也是一种污水,将雨水和生活污水处理再生之后基本可以满足场地尺度的非饮用水需求量。毫无疑问,季节间供水量和需水量的平衡是雨水和生活污水再生过程中应该考虑的一个重要因素。

三、维度扩展——从城市水环境到整体开发的低冲击模式

低冲击开发模式与我们所倡导的很多先进发展理念都有共通之处。如果我们拓宽思维,从城市整体发展来看,在低冲击开发模式的视角下,可以从更多的方面得到有益的启示。

(一)城市空间管控的低冲击

1.划定明确的城市增长边界

基于我国耕地资源相对紧张的前提,从低冲击开发的视角来看,要降低城市发展给环境带来的负面影响,必须要建立城市空间的以合理集约利用为前提的管理策略,首先是要划定明确的城市增长边界。

城市空间增长边界是城市建设用地与非建设用地的分界线,也是城市在某一时期进行空间拓展的边界线,基本功能是控制城市规模的无节制扩张,是城市空间管理最有效的手段和方法之一。边界之内是满足城市当前与未来增长需求而预留的土地,边界之外是需要严格保护的农田、水域、森林等非建设用地。城市增长边界的划定:可以限制城市空间无序蔓延;保护区域生态空间,在城市建设用地和非建设用地之间保持一定的区域平衡关系;实现城市高密度、更加紧凑的发展模式,高效地利用现有城区以内和边缘区的土地,使城市对土地的使用与附近的农业活动相和谐。

2.城市土地的高效、集约利用

要实现城市土地的高效、集约利用,首先是通过正确的规划理念、合理的规划体系、详细紧密的规划控制手段,强化城市土地规划的控制和管理,引导城市空间整体优化,城市土地高效利用;其次是可以通过公共交通和公共服务设施的建设,引导城市空间集聚,形成紧凑发展的城市空间单元,在这方面国内外已经有比较成熟的开发管理策略,包括TOD(交通引导开发)、SOD(公共服务设施引导开发)等。

城市集约化发展是不断挖掘自身发展潜力的过程,进行城市空间立体开发,则是充分发掘城市内部空间潜力的另一个重要措施,构建城市立体交通网络,建设城市综合体和综合体群是实现立体开发的主要手段。

(二)城市产业发展的低冲击

在低冲击模式的视角下,城市产业的发展应当尽可能地减少对外部环境的负面影响,在宏观层面,制定相应的产业政策;在微观层面,引导企业或园区良性发展。

1.制定相应产业政策

随着工业化进程的推进,环境污染、生态破坏的矛盾日渐突出,协调经济发展与自然环境保护成为人们愈来愈重视的问题。宏观产业政策的制定就是要强化实现经济发展路径的环境低冲击性:一是通过宏观调控手段,强调依托技术创新和制度安排,通过国家调控政策特别是财政和金融政策对生产过程中环保产业、清洁技术的倾斜、优惠,降低产业发展的能源和资源消耗,降低污染,达到低污染直至零污染;二是促进产业升级和结构优化,提升产业价值链,提高产业发展的整体效益;三是在区域层面进行统筹协调,通过良好的区域分工和协作,避免产业过度竞争和重复建设,整体提高产业发展效率。

2.企业或园区发展引导

对于单个企业和企业园区,引导形成企业小循环、园区大循环的循环经济,以资源的高效利用和循环利用为核心,将物质流动方式由传统的“资源-产品-废弃物”单向线型模式,转变为“资源-产品-废弃物-再生资源”闭合循环模式。

对于单个企业,积极推广应用清洁生产技术,通过企业内部各个工艺之间的材料循环,减少材料的使用,达到减少废弃物、污染物的排放甚至“零排放”。对于有一定规模的产业园区,通过建立企业间或者产业之间的关联度,规划工业生态园区,配置核心企业废弃物为原料的共生企业,形成闭合的一个资源能源循环体系,实现资源能源的节约化。从城乡统筹视角来看,城乡结合地区的产业发展,可以在循环性工业园区建设的基础上,利用工业生产所产生的废弃能源和废料,发展与之相关的种植业、养殖业,实现资源能源的高效利用,减轻环境压力,实现低冲击发展。

(三)人居环境建设的低冲击

1.推广绿色建筑

建设绿色、生态的人居环境是城市让生活更美好的重要体现。绿色建筑与低冲击开发模式有着几乎完全相同的基本内涵:融入自然、节约能源及资源、与环境和谐共生。作为城市的核心载体,绿色建筑是生态城市最基本的构成。根据我国评价标准,绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的设计理念包括:舒适和健康的生活环境、不使用对人体有害的建筑材料和装修材料、尽量采用天然材料、以及充分利用环境提供的天然可再生能源等。

2.发展绿色交通

绿色交通是一个理念,是以减少交通拥挤、降低能源消耗、促进环境友好、节省建设维护费用为目标的城市综合交通系统。绿色交通概念的核心是选择低能耗、健康、环保的交通出行方式,包括发展慢行交通系统、实施公交优先等。

(1)慢行交通系统建设

发展绿色交通的策略之一是打造高品质的慢行交通系统,其中包括步行交通系统和非机动车交通系统。以城市公园、街头绿地、广场等公共空间为节点,以步行路径为连接,形成空间完整、连续、丰富、多样化的步行交通网络,让市民贴近和享受自然,是低冲击城市生活模式的重要体现。自行车交通方便、快捷、零污染、零能耗,是非机动车出行的最主要方式,因此城市慢行系统建设的另一重点是完善自行车交通网络体系,同时借鉴先进国家和地区的经验,建设便捷高效、布局合理的自行车租赁系统,自行车出行公交化,可以有效提高自行车出行的比例。

(2)推广公交优先

在低冲击模式视角下,绿色交通的重要内容是建设以公交为主导的城市综合交通系统,实施公交优先的系统策略。公交优先的成败在于细节,精细设计上要真正落实公交优先。在公交优先的目标要求和指引下,采取的城市管理策略有:提高公交线网的覆盖范围和服务水平、为公共交通优先提供路权、加强公交站场建设、用现代信息技术为公共交通提供辅助服务等。

四、尺度扩展——从城市到区域开发的低冲击模式

(一)保护区域性生态资源

城市环境问题也是整个区域所面临的问题,在城市郊区,森林被大规模砍伐将导致水土保持能力减弱,农村地区由于缺乏水处理设施,生活、生产污水不经过处理而直接排放到水体,导致水污染。因此从低冲击开发模式的视角来看,单纯以城市为主体的管理方式难以很好地解决区域性问题,需要在区域范围内保护生态敏感区和重要资源区,并以此为前提引导城镇布局和建设。

根据保护目标划定保护区是区域生态资源的主要手段,以水源保护为例,水源地保护首先应强调全流域保护,结合地表污染物的扩散及地下水中污染物的迁移规律,划定水源保护区的陆域保护范围;水源地的保护还要与城镇的建设管理相结合,加强城镇规划建设部门和土地管理部门对水源地的用地管理,在低冲击发展模式的指引下,提出基于水源地安全的适宜建设强度和土地使用方式,从单纯的排污管理到与城镇建设空间管理相结合。

(二)建立区域生态共保机制

低冲击开发的理念从城市走向区域,重要的是要形成区域生态共保机制,以区域统筹的观点来进行生态环境保育,着眼区域生态系统的源头保护和综合治理。例如,对生态保护与建设进行分区分类管理,实现城市与所在区域生态建设的良性互动;加大对生态敏感地区的空间管制力度,划定基本生态控制线。

形成区域生态共保的一个重要制度保障是建立区域生态补偿机制。根据经济学的观点,生态保护是具有外部正效应的公共产品,而生态补偿就是通过公共部门制定政策手段,使生态保护外部正效应的内部化,让生态保护的受益方支付相应的费用。显然,生态补偿本质上是一种利益交换关系,体现的是“谁受益谁付费”的原则。作为一种新型环境管理制度,生态环境补偿机制在现阶段中国的推行,还面临许多困难和制约因素。一是生态补偿标准需要科学量化,才能确定生态补偿价格,才具有可操作性;二是利益主体模糊,在各级的行政区划方面缺乏有力的协调体制,难以解决跨行政区划的生态环境补偿问题。

五、结语

目前,低冲击开发理念及其应用研究在北美和欧洲地区已经相对成熟。随着理论和应用的不断深化,其外延不断拓展,我国的城市正处于快速发展时期,低冲击开发提倡尊重自然、结合自然的核心理念愈来愈受到重视。我国人口压力大、土地资源紧张、水资源缺乏、水污染严重、生态环境保育形式严峻,在这样的国情下,更需要借鉴和引入低冲击开发模式理念,不断改进城市管理策略。

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