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【关键词】城市湿地;功能;问题;保护措施
前言
城市湿地是宝贵的城市资源之一,是城市绿地系统中重要的构建者,也是城市生态环境重要的调节者。但随着城市化进程的不断加快,城市人口不断膨胀,加大了城市环境的生态承载压力,人类活动对生态环境产生的频繁的负面影响不断增大,城市湿地遭到破坏。有的地块垦为农田、牧地;有的成为垃圾堆放地;同时城市湿地也存在商业性过分开发的现象。在城市湿地周边大量建筑人工景观的同时,干扰了动植物习性,导致种群的数量和类型下降,影响生态环境的发育与稳定。城市湿地出现了污染严重,湿地面积逐渐退化等一系列的生态问题。保护城市湿地已成为城市发展过程中的一个重要课题,对城市湿地的开发利用、保护、恢复及重建问题的探讨与研究显得非常重要和紧迫。
1 湿地的定义
不同的学科对湿地有不同的定义,《湿地公约》中给湿地的定义是:不论其为自然或人工、长久或暂时性的沼泽地,泥炭地,或水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体,包括低潮时水深不超过6m的水域;同时,还包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及位于湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过6m的海水水体。按此定义,城市内绝大多数的河流和湖泊、池塘等均属于湿地范畴。
2 城市湿地的功能
城市湿地之所以宝贵,最重要是它具备了城市自然生态系统不可替代的众多生态服务功能,在保障城市生态安全方面发挥了巨大的作用,决定着城市的可持续发展。
2.1 蓄水防洪,净化水质。湿地在控制防洪、净化水质中发挥着重要作用,是蓄水防洪的天然海绵,在降水季节分配和年度分配不均匀的情况下,通过天然和人工湿地的调节,储存过多的雨水,避免城市发生洪水灾害,保证城市工业生产和居民生活的稳定水源。
2.2 保持生物和遗传多样性。生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础,保护生物和遗传多样性在城市建设中具有特殊作用。湿地在维护生物多样性方面占有非常重要的地位,依赖湿地生存、繁衍的野生动植物极为丰富,生物多样性越丰富,其城市生态系统的稳定性越好。湿地是重要的遗传基因库,对维护野生生物种群的生存、筛选和改良均具有重要意义。
2.3 调节区域气候,提高城市环境质量。湿地可影响小气候,湿地的蒸发作用可保持城市的湿度和降雨量,使区域条件稳定,城市环境质量得到改善,在有城市森林的湿地中,大量的降雨通过树木的蒸腾和蒸发,返回到大气中,然后又以降雨的形式降到城市森林周围地区,如果湿地被破坏,区域的降雨量就会减少,城市的空气就会感到干燥。湿地可以降解污染物,达到净化城市环境的作用,如湿地植物香蒲、芦苇都被成功地用来处理污水。
2.4 涵养城市水源,提供城市用水。水是人类不可缺少的生态要素,湿地是人类发展工农业生产用水和生活用水的主要来源,城市的湿地在输水、储水和供水方面发挥着巨大的效益。
2.5 为城市居民提供休息、娱乐和教育场所。湿地具有自然观光和旅游等方面的功能,不少湿地是重要的旅游资源,如杭州西湖是著名的风景区,除可创造直接的经济价值效益外,还具有重要的文化价值;合肥的逍遥津和包河、芜湖的镜湖、安庆的菱湖,在美化环境和调节小气候、为城市居民提供休憩空间方面有着重要的作用。
3 城市湿地目前存在的主要问题
城市湿地在城市生态建设中发挥了巨大的作用,但目前城市湿地还面临着一系列的生态环境问题。主要表现在以下几个方面:
3.1 污染加剧、面积减少
随着城市化进程的不断扩大,大量生活污水,工业废水、生活垃圾及建筑垃圾,农药和化肥等排入城市湿地,使湿地遭受污染,面积逐渐萎缩,景观呈现破碎化。中国湿地种类最丰富,但遭破坏严重。现国家已经制订了天然湿地的“零损失”制度,旨在保护湿地资源,防止天然湿地面积的进一步缩小。
3.2 生物入侵、原种消失
城市湿地的生物多样性,景观多样性和可视性是城市湿地休闲旅游功能的基础。近年来,由于人们对城市湿地景观多样性的要求,大量的外来物种被盲目引进,致使一些乡土植物在竞争不过的情况下大量死亡甚至灭绝。大量外来物种的入侵,也使湿地原有的食物链遭到破坏,使湿地生态系统抗逆境干扰能力下降,不仅使湿地的生态环境不断恶化,也使湿地的天然物种库永远失去了这些宝贵的基因。如:北京汉石桥湿地,葎草和野大豆的大量入侵其盖度一度达到95%,使得本地植物芦苇的生长受到限制,甚至死亡。严重地破坏了原有湿地生态系统的结构。
3.3 过度挖掘、湖泊淤积
由于城市湿地承担着一个城市生态兼人文旅游景点的特殊性,就要求在湿地内修建许多人文及民俗景点和公共服务设施。这些地点的修建必然要占据一定的土地。在没有足够土地的情况下,人们只好围湖造地,过度的挖掘就可能导致湿地沼泽化程度加剧,水面萎缩,水量减少,湖泊淤积,致使种群竞争加剧,生物多样性锐减。还有一些是因为人们盲目地追求经济利益导致湿地面积的萎缩。
3.4 人为破坏、功能降低
城市湿地是城市的生态屏障,并具有很高的休闲旅游价值。但遗憾的是,在开发利用以及观光旅游的过程中,人为破坏现象很严重,如许多城市边缘的河岸与海岸被堆砌成高高的水泥墙,人为地束缚了江水、河水与海水,影响了河滩、海滩的发育,景观可视性下降,同时不利于防洪、防风暴;另一方面,许多工程(如沿海景观大道)直逼沙滩、海岸,在破坏景观的同时,还干扰了滩涂发育及水鸟的栖息和觅食。此外,在一些城市边缘湿地自然保护区,至今仍有不少违法活动,如炸山采石、围捕鸟禽,导致鸟类种群数量下降,严重影响了城市湿地休闲旅游功能的实现。
4 城市湿地的保护措施
4.1 加强立法。制定出与湿地资源保护管理相关的专项法律、法规,从法律的角度出发,在湿地的开发利用、居民的日常生活行为等方面,保护城市湿地生态系统,使城市湿地资源的开发、利用和日常使用有法可依,有利于城市湿地的管理和规划的可持续性发展。
4.2 合理规划。城市的建设规划中,应对现有的城市湿地生态系统进行系统的研究,进行合理的规划和设计,以确保城市湿地生态系统的稳定,防止人为的干扰和破坏。
4.3 建立监管机制。建立起城市湿地质量监控和评价体系,对城市湿地的生态波动和环境变化进行动态的监测和控制,维护城市湿地的生态稳定,使城市湿地的保护从被动的恢复重建状态转变到积极调控、积极协调的状态。
4.4 生态文明的宣教。广泛开展生态文明的宣传、教育活动,提高广大城市居民对湿地的认识,增强群众保护湿地的意识和自觉性,积极引导广大市民参与保护城市湿地生态的活动。
4.5 加强城市水资源管理。城市水资源是城市湿地系统的重要组成部分,要将城市湿地的合理开发利用纳入城市水系的系统规划和管理体系中,统筹生产、生活和生态用水,加强对城市湿地水资源的污染控制和防治,合理配置水资源,调整城市用水结构,提高水资源有效利用率,确保城市湿地的水面积。
5.结语
城市湿地是最宝贵的城市资源之一,它是城市绿地最重要的构建者,同时也是城市生态环境最重要的调节者。但当前,城市湿地还存在一系列的生态环境问题,最突出的就是污染严重,湿地在逐渐退化。保护湿地已成为一个世界性的问题。中国城市湿地公园的建设还处于起步阶段,因此我们还需要在湿地的开发利用和保护上多下功夫,建立严格的法律法规并加大宣传。众多湿地公园成功建立的实践已向我们表明:充分认识湿地保护的重要性和紧迫性并采取实际行动,将会使城市湿地建设成为非常优美的生态场所,使之成为众多水乡城镇最靓丽的风景区和旅游区。
参考文献
[1]国家林业局.中国湿地保护行为计划[M].北京:中国林业出版社,2000
关键字:市政工程;地下管线;保护;措施
城市的地下管线一般是由通讯管线、电力管线、燃气管线、热力管线、供水管线等组成,分布结构比较复杂。在地下管线施工、道路施工及其他建设工程施工中,由于建设单位和施工单位缺乏地下管线的保护意识和无相应的技术措施,导致地下管线损坏的现象时常发生。地下管线的损坏,不仅影响到人们的正常生活,而且还会带来不必要的经济损失。因此,必须采取针对性的措施,加强施工过程中地下管线的保护。
一、市政工程施工中地下管线损坏的原因
1、管线图纸档案缺乏系统管理
由于没有统一的规划管理,各个基础性设施,供水、燃气等地下管线的规划、设计、施工、维护和管理都属于各个管线的产权部门。地下管线没有系统的基础性城建档案资料,如供水、燃气、电力等基础性的设施, 地下管线分布不清的状况普遍存在,大多数城市地下管线没有一个全面的管线综合图或数据库,导致地下管线定位不清。由于缺乏准确的地下管线现状资料和地下空间信息资料,易造成规划、设计工作的盲目性,在施工图中没有完全或部分地标出地下管线的准确位置,进而导致建设过程对原地下管线的破坏。
2、规划设计不合理
城市原来的规划没有超前意识,没有按照城市的发展作出长远的规划或者在是按照当时的领导意志来进行规划,这样就造成了一任领导一个规划的不规范现象,导致了后来规划设计时对地下管线的位置无法准确掌握。原来规划设计的地下管线是按照当时的技术要求进行规划设计的,技术标准低,安全可靠度较差。
3、管线勘测不到位
探测地下管线并掌握其准确位置需要花费较多成本与时间,目前市政工程建设的工期比较紧张,造成相关单位工作做的不够细致,为以后施工留下了安全隐患。再有施工单位主要采用的勘测方式是挖探坑,依据探点的管线深度、位置来推测整个管线埋设的深度和走向,这种方式难以反映管线全部情况。一些单位也借助地下管线探测设备,其功能差、精度较低。
4、施工引起的直接损坏
施工过程中,打桩、爆破会对周围的土体有一定的挤压,会使施工区域内年代比较久远、管材强度较弱的土体被挤压损坏。基坑开挖、边坡失稳或流沙现象引起较大的土体变形,当变形量超过管线的变形极限时,就会发生管线损坏。施工机械、车辆、材料和土体等荷载过大会将下面的强度不高的管线压坏。水流冲刷也导致水管漏水,水土流失,埋在地下的管线会失去原有的土体支撑,而使得原有的自来水管、下水管及煤气管道出现漏水漏气现象。
二、市政工程施工中地下管线保护措施
1、加强地下管线档案管理
地下管线信息系统档案建设,就是将城市的全部地下管线信息以数字的形式获取、存储、管理、分析、查询、输出、更新,通过建立综合地下管线信息系统、各专业管线管理信息系统,以及分级、分布式的地下管线数据库和公共数据交换服务平台,建立一个切实可行的信息更新机制,实现地下管线信息的动态管理和数据共享,为社会提供多元化的服务。建立市政工程管理信息系统。按照每个城市实际的状况,运用计算机信息技术去开发一套适用的市政工程安全管理信息系统。规范城市地下管线档案管理工作,新建地下管线覆土前,应通过实测获得准确的管线竣工测量图,各专业管线单位应对已有地下管线进行普查和补充测绘,并及时更新地下管线地理信息系统,如因各专业管线管理单位未提供准确的地下管线档案,而造成道路施工单位损坏地下管线的,专业管线管理单位要承担相应的责任。
2、加强市政工程的综合规划与设计
城市市政工程总的规划和设计需要充分的掌握原始的资料。经过多方面去收集原有的地下管线的资料信息,尽量不要让新的规划设计跟原有的管线出现冲突。如果出现无法避免的情况,需要在施工图上做出准确的标示,防止施工的单位不能明确管线位置而盲目的施工,这样就可减少管线的损坏。因此,市政工程地下管线在开工前,首先应向有关部门了解管线的具体情况,包括管道内径、管道材质、管道铺设时间、管道结构形式、管道性质(如低压、中压、高压等)、管道掩埋深度、管道具体走向等,确保掌握管线的最详细的资料,然后对这些资料进行整合,制定出每条管线的保护方案。
3、应用管线探测技术
由于地下管线的损坏一般都是管线的不明而造成的,所以应该加强对施工区域内的地下管线的探测,应用管线探测技术,探明旧地下管线所在的位置、埋深并且及时地在现场和图纸上做好标识。管线的探测技术已经逐步成熟,下面主要介绍以下两种常用的管线探测方法:
(1)电磁法,简单地说就是交变电磁场(一次场)可以在地下金属管线上感应产生次级交变电磁场(二次场),由于一次场在空气中的传播距离有限,而二次场则可以沿金属管线传播很远,所以可以在离开一次场的地方,通过测量二次场来确定地下管线的位置。电磁法应用的是电磁感应原理,主要适用于地下各种金属管道及金属电缆的探测,电磁法是目前最为主要的、应用最为广泛的、也是最为精确高效的地下金属管线探测方法。
(2)探地雷达法,探地雷达是一种光谱电磁技术,一般用来确定地下介质的分布,它通过一个天线向地下发射高频电磁脉冲,而另一个天线用来接收地下目标体反射或绕射波。探地雷达探测地下管线应用的是电磁波的反射和折射原理,适用于地下金属和非金属管道及电缆的探测。探地雷达法能够比较准确地探测到地下非金属管线的位置与埋深,甚至可以探测地下管线的规格,能够帮助设计与施工部门在施工前对地下管线情况清楚的了解,减少地下管线的损坏。
4、选择合理施工工艺
基坑开挖、地下连续墙施工可采用分段开挖、分段施工的方法,使管线每次只暴露局部长度,施工完一段后再进行另一段,或分段间隔施工。对于桩基工程,可以合理安排打桩顺序,以减少对管线的挤压,还可考虑调整打桩速率的方法,以减小土中的空隙水压力,或者在打桩区四周设排水砂井、塑料排水板,使孔隙水压力很快消失,减少挤土效应。顶管工程施工,对临近管线区域,可以放慢顶进速率,以及减少一次顶进距离的办法,做到勤顶勤挖,减少对土体的挤压力,顶头穿过管线区后,勤压膨润土,以充填顶头切削造成的管壁外间隙,减少地面沉降。
5、施工过程中的保护方法
为了避免施工过程中出现的管线损坏问题,在管线施工过程中,可以采用隔离法、悬吊法、支撑法等方法。在施工过程中,可以用钢板桩或是深层搅拌桩进行相应隔离,以限制地下管线土移或是挤压、振动管线。但是这种方法适用于管线埋藏深度较深,基桩及坑基状况良好的地方。对于管线埋藏不深的地方可以挖槽进行隔离,隔离槽可以在管线周围和施工地方进行挖掘。对于那些暴露在坑内的管线或是可能发生土移的管线,可以采用悬吊法进行挖掘。对于土体可能产生较大沉降而造成管线悬空的,可沿线设置若干支撑点支撑管线。
三、结语
市政工程中地下管线的保护是一项重要的基础工作,其涉及到多方面,需要各单位部门的共同努力才能有效进行。从市政规划设计、信息管理、施工方法和应用管线探测技术等多方面进行完善,地下管线才能得到有效的保护。
参考文献:
[1]张成仕.市政施工过程中的地下管线保护措施[J].科技与企业.2011,7(62)
一、果园害虫天敌的种类
1.草蛉(又叫草蜻蛉) 分布很广,食量大,能捕食蚜虫、叶螨、叶蝉、蓟马、介壳虫等害虫。
2.瓢虫 大多为肉食性,是果园中害虫的天敌,其成虫和幼虫捕食各种蚜虫、叶螨、介壳虫等。
3.食虫蝇 以捕食果树蚜虫为主,亦能捕食叶蝉、介壳虫、蓟马等,是果树害虫的主要天敌。它的成虫颇似蜜蜂,但腹部背面大多有黄色横带,喜取食花粉和花蜜。
4.捕食螨(又叫肉食螨) 是以捕食害螨为主的有益螨类。已发现的捕食螨种类有东方纯绥螨、拟长毛纯绥螨等。
5.蜘蛛 我国现有蜘蛛3000余种,80%生活在果园、森林和农田中,是害虫的主要天敌。果园中穴居型蜘蛛,在地面土壤间隙做穴结网,可捕食地面害虫。
6.螳螂是多种害虫的天敌,分布广,捕食期长,食虫范围广,繁殖力强。在植物多样化的果园中数量较多。它的食性很杂,可捕食蚜虫类、蛾蝶类、甲虫类、椿象类等。
7.大山雀可捕食果园内多种害虫,如蚜虫、刺蛾幼虫、金龟甲、梨实象甲、桃蛀果蛾、天牛幼虫、天幕毛虫、舟蛾、巢蛾、叶蝉、尺蠖及小型甲虫等。
二、保护和利用天敌的措施
1.改善生态环境在果园周围种植防护林,园内栽植蜜源植物,果树行间种植牧草或矮秆作物等,这样的生态环境,害虫天敌的种类、数量一定多。而果园中种植紫花苜蓿等覆盖植物,又为天敌提供猎物和活动繁殖场所,增强对果树蚜虫、螨类等害虫的自然控制能力。实践证明,果园内种草不仅可增加天敌数量,而且能够改善土壤结构,增加有机物质含量,涵养水分,抗寒抗旱。
2.选择使用药剂施用农药是防治果园害虫必须采取的措施,但其对天敌杀伤力轻重不一,因此,要选择高效、低毒、对天敌杀伤力较小的农药品种,并改进施药技术。一般来讲,昆虫生长调节剂、微生物农药对天敌比较安全,生物源农药对天敌的杀伤力轻,化学源农药杀伤力重。
3.人工繁殖天敌对一些常发性害虫,单靠天敌本身自然增殖很难控制住。若在害虫发生之初,提前释放一定数量的天敌,就能有效控制害虫。将人工繁殖的松毛虫赤眼蜂释放在果园内,其防效明显好于施药园。
关键字:海缆 威胁 海底地质 海洋工程活动 电缆埋设 PLOUGH ROV
0 海底光缆系统简介
海底光缆系统由岸上终端,登陆段,浅滩埋设段和深水敷设段组成,对于较复杂系统,还包括中继器和分支单元。按系统的不同和电缆所处位置的差异,海底光缆分为双铠装、单铠装和无铠装通讯光缆,他们是实现越洋长途、INTERNET接入、视频通讯等的基础工程,特别是在当前社会通讯已进入3G时代,对于海底光缆的通讯容量提出了更高的要求,因而出现了大容量的新光缆系统。而海洋环境复杂,对海底光缆可能造成破坏的因素有很多种:由急流冲走泥沙引起的悬空,地壳运动造成的海底断层,海底的浊流运动,海床碎石造成的磨损,光缆敷埋设时的施工质量问题以及海洋捕渔业等都会对海底光缆造成极大危害。由于海洋工程维修成本较高,如何在施工初期就很好地保障光缆损坏几率最小化,是海底光缆施工前期研究时的重要工作。需要针对不同的海洋环境,对海底光缆提出不同的安装要求。
在浅海区域特别是中国大陆沿海,埋设要求已提高到3米。由于海床的构成不同,需要利用不同的埋设器械来达到理想的埋设效果。在香港水域通过航道的海缆系统的埋设已经达到海床以下7米!
对于深海光缆,由于安装时敷设速度较快,甚至达到10节/小时,除了充分研究路由调查报告的内容,并将各项数据输入的电缆安装软件外,还需要特别注意在进行安装作业时附近的渔业作业情况。截至2014年底,全球已有263个海光缆系统投入运营(不包含2015年将建成的22个系统)余个光缆系统,总共长度近90万公里(886 470公里),具体分布如图0.1,其中,最长的系统是由法国电信,中国电信和新加坡电信联合运营的连接东南亚,中东和欧洲的SEA-ME-WE3, 全长44 448公里,含39个登陆点横跨亚非欧。最短的系统是葡萄牙附近的北大西洋中的Flores-Corbo 系统,只有685公里长度。图1为截至2014年海底光缆在全球的分布情况。
发达经济体的网络需求已经非常高,而新兴经济体,尤其是亚洲新兴国家的高速发展带来巨大的网路容量增量需求,目前的网路流量示意图如图2。尽管海缆系统在过去的10年中快速增长,但网路流量的增量远大于光缆系统的增量(2006年网路流量占光缆容量不到1%, 到2014年年底网路流量已经达到光缆网络容量的95%左右。其中的任何一个系统出故障都将导致网络拥堵进而影响通信速度。图2 为截至2012年年底时的全球网络流量示意图。
1海缆系统故障的分类
1.1渔业活动引起的海缆故障
1.2锚泊作业引起的海缆故障
1.3系统设备、元器件故障
1.4地震和地壳运动引起海缆故障
1.5其他未经过证实或缺少信息的海缆故障
看一张自2008年1月1日至2012年12月31日期间全球海缆故障的原因分析统计,从中可以看出人为因素是导致海缆损坏的主要原因,其中尤以渔业和锚泊占了人为因素中的85%以上。
图3 2008~2012全球海缆故障的原因分析统计
2 可以控制的引起海缆故障的威胁
2.1 渔业活动和锚泊作业
在谈论渔业和锚泊作业的破坏前先向大家提供一些照片以便大家直观地了解破坏的形式。图4是 2009年在实施某海缆安装时长钓捕鱼对海缆安装的直接破坏。
图4 实施海缆安装时海洋长钓对海缆过程安装的直接破坏
随着海洋渔业资源的日益减少,渔业活动除了不断向深海大洋扩展,还有捕捞作业设施的不断大型化和现代化,这些大型化的渔具,对海底电缆,尤其是浅水区域的海缆的威胁,对于新埋设还来不及底土回淤的海缆系统更具有威胁。如张网渔具的锚能达到2米抓深。部分渔具的桩基,因其选择位置没有限制,对浅水区域的海缆也是一个威胁。图5系列照片显示渔业作业对电缆的破坏。
当然,除了人为因素如渔业和意外锚泊,自然灾害也会对海缆系统造成严重破坏。如2006年12月的台湾花莲附近海域地震造成的周边大面积海缆损坏,加上后面的余震,各个系统直到2007年1月29日才全部修复。 2008年1月末、2月初的短短一个星期内,四条彼此互不相连的海底电缆极其巧合地遭受了断裂之灾,其中包括欧亚通信电缆(FEA)与SeaMeWe-4电缆 。据TeleGeography Researc报告,FEA和SeMeWe-4所受损失最为严重,因为这两条输送量为620Gbp的电缆是欧洲、中东与南亚之间最主要的网络干线。这两个电缆系统的中断致使欧洲和中东之间的输送量减少了76%。
另据Submarine Cable Improvement Group称,除了所有电缆故障中大部分是渔业活动和船只抛锚造成的,包括水流磨耗和地震在内的自然灾害约占故障的12%。而绝大多数发生在水深200米不到的地方故障是由人类活动造成的,而在水深大于1000米的地方发生的故障主要是由自然原因引起的。
锚泊通常发生在锚地,但在船舶发生紧急情况时,或船舶走锚,锚也可能损害海底电缆系统,而且一旦发生锚钩到海缆,往往直接导致海缆断裂。图6 为锚泊对海缆的直接破坏。
图6 锚泊对海缆的损坏
表1 一些常见渔具及海锚对不同地质的穿透能力
坚硬地质 介于软-硬之间的底质 松软地质
威胁源 (剪切力>72千帕的粘土以,或岩石) 剪切力在18-72千帕之间的砂及砂砾粘土 剪切力在2-18千帕之间淤泥,泥砂及软的粘土.
拖网渔具等 <0.4米 0.5米 >0.5米
水动力捕捞网抓钩 <0.4米 0.6米 在1米和
3米之间
涨网渔具的锚 <0.5 2.0米 >2.0米
DW<10000吨的锚(占世界商船船队总吨位的50%) 1.5米 2.1米 7.3米
10000<DW<100000
吨的锚(占世界商
船总吨位的95%) <2.2米 2.9米 9.2米
2.2 电缆安装/修理作业没有符合电缆施工要求
未能选择合适的埋设机具
未进行有效的扫海作业
电缆埋设时船速控制不妥,
母船速度过分慢导致埋设机具的跃动前进引起电缆损伤
因各种原因要求施工停顿时没有按时改变电缆的着地点
对DP系统操作不熟练而使埋设速度呈跃动式进行
大风浪施工时没有对涌浪高度进行科学判断
施工设施有缺陷如因缺乏保养形成局部区域曲率半径缺陷
装载时牵引机速度与电缆仓内盘缆速度问题
电缆余量设计或控制没按照要求进行
埋设机具埋深数据出现错误
对埋设机具的操作控制出现错误
对电缆张力控制出现错误判断
2.3 其他海洋活动,如军事倾废,海洋资源开采
3. 保护海底通信光缆的技术措施
3.1 科学的路由设计
海缆系统包括光缆,中继器和分支单元等设备都按照至少25年的使用寿命来设计。以此选择光缆路由、长度、余量、铠装类型以及其他任何保护海缆的方法。科学合理地选择光缆路,可以避免以下潜在的因素威胁海缆安全:
不利的海底地形、地质条件
和其他海底电缆管线不必要地过于接近
和其他海底电缆管线交越的角度小于60度或过于接近中继器/分支单元
军事倾废区、核废料或其他危险材料倾废区
从事石油和其他矿产资源开采的区域
历史上发生过海底地质运动或存在潜在可能的区域
海底捕鱼活动的区域
繁忙航道区域和规定的锚地
临近地震活动区域
军事演练频繁的区域
其他危害,包括被废弃的电缆,沉船或其他海底障碍物
集中捕鱼区标识的位置
3.2 精确的路由调查
通过使用专业的勘查实验设备与手段进行实地实样考察,验证或修改桌面研究所推荐的初步路由方案,最终确定一条最佳路由,并为随后的海缆系统设计生产、安装施工、运行以及随后的维护提供依据。海缆铠装、埋设的范围,以及一些安装施工程序可以在调查的同时确定。 确定的最佳路由上应该没有过大的斜坡和过强的海流,没有一些障碍物诸如沉船、的基岩或海底山脉等,并且海床允许进行海缆的埋设。通过路由电子调查,又为下一步的海缆埋设评估调查确定了范围。路由调查报告大致包括以下内容:
水深概况
海底地形与地貌
海床特征(如:沙波、珊瑚礁)
海底温度和季节变化
表层、水下和海底流的影响
地震活动和海缆路由附近的混浊流
沿光缆路由的领海分界和经济保护区分界
在用、废弃或计划中的倾倒区
捕鱼、疏浚、海洋资源(包括深海矿产)开发、航运(锚地和禁锚区)活动
海缆故障历史
有关限制航行信息
海底管线电缆(动力缆和通信缆)清单
沿整个路由所有现存在役的和计划中的管线电缆
跨越计划埋设区段的所有现存废弃的和在役的管线电缆
海缆交越信息的清单,说明交越角度、交越缆型、水深和交越点确切位置
已知沉船和其他障碍物的位置
路由附近关于鱼咬风险的信息
埋设要求
调查作业工作程序
推荐路由列表和系统结构图
建议海上安装作业程序
光缆保护要求
最终的海洋路由调查报告,应包括搜集的历史资料、实测的数据整理及分析、调查得出的结论和建议,包括比较详细的路由列表和完整的调查图,图纸又包括平面图、地质、地貌和剖面图。下图7为典型的海底光缆安装路由调查图。
图7 典型的海缆路由调查图
3.3 海缆埋设评估调查
该调查的主要目的,是对经过电子调查并且认为基本适宜进行海缆埋设的路由进一步评估。一方面看光缆埋设设备(通常为埋设犁或水下机器人ROV)是否能达到设计的埋深要求,另一方面确认计划的埋设深度是否合理。该调查对于计划埋设的部分是必需的。
评估调查的主要内容是提供以下信息:
尽可能准确的确定所选用的埋设设备在路由任一位置能达到的埋设深度
确定全路由适当的光缆保护方法,如:使用埋设犁进行埋设、水力冲埋或开挖,以及埋设犁投放和回收的位置
计划埋设犁中断埋设作业进行维护的位置
估计沉积物密度和剪切强度,用于确定水力冲埋设备能达到的埋设深度,及日后光缆维修时的回收要求
预估埋设作业过程牵引张力和其他主要指标要求
识别可能影响光缆埋设设备和埋设作业的风险因素,并对这些风险进行量化分析
由评估调查具海缆埋设评估报告并包括以下内容:
更新的路由列表与系统结构图
关于埋设设备的建议
计划的目标埋设深度
沿路由海底管线电缆交越点,埋设犁投放和回收的位置
海底电缆故障点历史记录
埋设设备风险分析
埋设评估分级,并在路由电子调查图上标示
表2为典型的埋设效果评估表,因项目敏感,表中删除了海缆位置。
3.4 基于海缆埋设评估报告的埋设作业优化
梳理我们对电缆埋设的成功经验与失败的教训得出以下改进意见:
3.4.1确保船舶作为支持海上作业平台的可靠性
海缆施工船作为电缆安装的载体和工作平台,它们的可靠性与精确操作会直接影响的电缆安装的质量。因此,电缆施工船不仅需要船舶设备的高可靠性和充分的设备资源冗余,还要求对各种影响船舶位置与速度精度的外界因数的进行精确分析计算以达到正确的船位船速控制。国际上通用的电缆施工船具有动力定位能力(DP CAPABILITY)。DP船按照可靠性要求分为4等。DP CAPABLE为最基本,要求具有一套满足动力定位操作的动力系统和定位控制系统。DP1要求是,必须有两套以上独立的定位控制系统;同时要有两套动力控制系统。DP2要求具有完全独立的两套动力控制和定位控制设备,即保证百分之百的冗余。DP3要求具有完全独立且处在完全分隔的处所的两套或以上的动力系统和定位设备系统,在一处定位控制系统或动力设备系统发生火灾、船舶进水等重大事故时仍然有百分之百冗余。DP3船主要用于潜水及海洋油气行业。
DP系统对导航定位系统要求很高。目前DP船使用的定位设备有:
罗经(GYRO)
全球定位系统GPS和差分全球定位系统(DGPS)
重力定位系统(Tout Wire)
超声波定位系统(Becon)
浅水声纳(SHALLOW WATER ECHO SOUNDER)和深水声纳(DEEP WATER ECHO SOUNDER)
扇型激光定位仪(Fanbeam Laser)或(Cyscan Laser)
微波定位仪(Artemis)
风速传感器(WIND SENSOR)及水流计(CURRENT METER)
船舶运动参照单元(MOTION REFERENCE UNIT)
测速仪(SPEEDLOG)等等。
加上动力定位总的控制系统,对比普通商船的导航系统,DP船的控制与参照系统是一个复杂精密,又相对薄弱的环节。所以,对于DP船的管理,不仅需要与普通商船那样做好对常规船用设备的维护保养与备件准备,还需要非常仔细地管理导航与参照定位系统以及控制系统。 由于这些设备设施都由电子元器件构成,而电子元器件容易被新产品所取代,为避免得不到备件供应的局面,保持定位及参照系统以及总控制系统的备件库存水平非常重要。下图8为一些典型的通信光缆施工船舶。
3.4.2针对不同的地质选择合适的安装设备
埋设犁刀需要根据它们各自的特性,准对不同的地质情况选择合适的犁刀才能获得高效的埋设效果。
剪切刀式埋设犁 - 机械切割模式,剪切力主要取决于埋设犁自重与电缆船对埋设犁的牵引之合力。
水冲式埋设犁 - 高压水力喷射模式。挖沟能力主要取决于埋设犁喷嘴出口高压水流的压力与流量。
表3 不同犁刀对于不同地质的切割效果:
切割模式
Cutting 喷射模式
Jetting
粘土 较好 较差
砂土 较差 较好
如果把机械与高压水力结合,则埋设效果更好,牵引力与水压都是需要关注的重要参数。如HI-PLOUGH。它的优点是,如果是以机械切割为主水力切割为辅的模式,则将牵引力作为主要参数,反之,则重点关注水压。但同时存在缺点:切换较复杂, 更换犁刀需要4~5天时间; 对粘土/沙土的复合地质冲埋效果因不能得到连续的海底地质性质而受到影响。
改进现有设备以提高对海底电缆的埋设能力以更好地保护海缆
为了消除现有HI-PLOUGH工作模式中的缺点,提高设备工作效率,提高它的埋深能力有不同的方式可以实现,如更换新的埋设犁,对现有HI-PLOUGH进行改进等,改进浅滩埋设犁,购买新一代水下机器人(ROV)。
另外,电缆施工还会因其对应的海洋环境和海缆安装要求改变,而对埋设机具提出不断改进的要求,我们都可以购买新埋设机具来满足不同要求,但购买新的水下设备不仅费用昂贵,而且建造周期漫长,一般从提出建造要求,到合同谈判,再进行建造、安装、海试,通常需要12个月左右时间,而且人员对新设备的经验缺乏,需要有一个熟悉的过程,而该过程又是工程事故的多发期。并却可能的母船船舶改造也会导致施工船舶进行停工改造,运营天数的损失是船舶公司必须要考虑到的。所以对于海缆安装的新的要求,需要综合判断后再决定是建造新设备还是对原有设备进行改进。
3.4.3 对HI-PLOUGH 的改进
国内某著名海缆建设公司就不选择新的大型PLOUGH, 是因为他们研究后得出结论:过分笨重的设备的操作,稍有不慎,就可能损坏海缆,(如对由某公司约30吨重的埋设犁所安装的电缆的故障分析发现, 多处损坏的铠装被犁刀压入电缆内芯), 而且大型犁具需要有大功率船舶进行拖带。而选择对现有HI-PLOUGH进行改进有如下优点:
充分利用我们现有埋设犁的轻巧与灵活的优点
能充分利用我们对现有埋设犁的施工经验
能利用现成的船舶
埋设犁刀在海底地质变化时不再需要更换, 提高设备的利用率
合适的底质条件下,埋设犁刀挖沟深度3米
埋设犁刀下部的刀片处带有冲埋喷嘴,此关键部位同时具有切割和冲埋的功能,埋设犁刀的整个切割面高近3米,同时具有冲埋功能可以有效地降低对埋设犁的拖曳力的要求。
3.4.4 购买下一代水下机器人
在上节中描述的一些对现有的水下设备进行改进,可以适应海缆建设的绝大部分区域的施工需要,如登陆段与主要埋设段的安装工程,但对于海缆施工中的埋设要求,海缆要求被连续平稳地埋设到一定深度,对于中国沿海的海缆安装,因为大陆架的平缓与渔业作业的特殊性,许多海缆要求埋设到海床以下3米,现有的水下机器人(ROV)无法同时满足抗流和3米埋设、后冲埋或修理作业,这就要求用新一代能进行全方位3米作业的ROV来替代现有的1。5米ROV。当然,做为一家靠市场生存和发展的企业,它还需要考虑其它潜在的市场,如动力电缆冲埋和修理,石油/天然气管道的后冲埋作业等等。因此,拥有新一代具有3米综合能力的ROV变成了必须的行动。
3.4.5 合理安排对海缆埋设路由的清障
海缆路由上的障碍物是否彻底准时清除,将极大地影响电缆的安装质量,这样的障碍物包括但不限于:沉船,废弃管线、海缆等海底建筑物,废弃渔具、锚链等等。
沉船等大型设施会直接对埋设设备造成损坏并导致海缆的损坏,作为不就措施必须在新的系统中插入接头(宛如新衣服添补丁),管线、渔具等虽不会对埋设设备造成致命伤害,但这些障碍物将阻止海缆的埋设,使得海缆在海床, 面对各种外来威胁将非常脆弱,容易损坏。
一、大力加强宣传教育,强化全员环保意识
1、严格执行国家《环保法》和铁道部及地方政府对环保的有关规定,开工前对全体职工进行培训教育,认真学习法律法规,增强全体施工人员的环保意识,提高认识,形成全员过程环保局面,同时对地方环保部门签订环保协议,并认真执行。严禁全体参建人员乱砍、乱伐、乱捕、乱猎,保护好动植物。
2、通过宣传,使广大职工认识到搞好环保的重要性,充分认识到环保是关系到企业信誉和子孙后代的大事,努力做到我公司标书中的环保承诺,使每个职工做到人人明白,个个心中有数。
3、在职工生活区域,做好板报宣传;在工程生产区域,做好大型标语、横幅宣传工作,时时提醒和督促职工爱护环境,保护环境。
二、强化施工TRANBBS规划中环境保护意识
1、在施工前期做好施工现场的调查工作,充分了解桥址的水文及地址情况,在工业场地布置中依据调查资料结合TRANBBS设计图纸、文件对施工场地进行合理布置。
2、对于临地便道人修设,尽可能利用原有道路,对其进行加宽整平,使其路面宽敞、顺通,并结合具体情况修设路边排水设施,做到雨天路面不积水,同时道路排水通畅,不致冲入农田。
3、对于钢筋加工场地、混凝土拌合站、水泥库房等生产场地的布置,要求远离居民区和职工生活营区,避免或减少视觉和噪音及粉尘对人们的污染,同时对工业场地进行合理的规划,使得工业废物、工业污水的堆放、处理不致影响农田的耕作及污染河道。
4、在职工生活区域,设立垃圾集中堆放点,并定期对垃圾进行清理。厕所的选址力求远离生活区,减少其对空气的污染。
5、在编制实施性施工组织设计时,施工方案与环保问题同时考虑,对易污染环境的施工项目如取土场、弃土场、施工垃圾、钻孔桩泥浆、扬尘、施工噪音等制定具体可行的措施。
6、在编制实施性施工组织设计时,施工方案与环保问题同时考虑,对易污染环境的施工项目如:弃地场、施工垃圾、钻孔桩泥浆、扬尘、施工噪音等制定具体可行的措施,从施工安排上全力做到不多占用土地,少破坏植被,不污染河流,不随意堆放垃圾,减少施工扬尘。临时用地尽量少用或不占用耕地,用完后一定要求复耕或绿化处理,永久用地范围内的地表用植被防护并保证其成活率。
三、加强施工中环境保护措施的落实
1、搞好环保调查,了解当地环保内容与要求,严格执行建设单位与当地环保部门签订的有关协议,建立环保检查制度,把环保措施层层落实,做到责任到人,奖罚分明。
2、在布置施工现场时,对钢筋加工、混凝土拌合、构件预制等设施尽量远离居民区,以减少视觉和噪音污染。机械车辆途经居住场所、学校时应减速慢行,不鸣喇叭。
3、生活污水经收集并采用二级生化或化粪池等措施进行净化处理,经检查符合标准后按当地环保部门规定要求排放。生产及生活垃圾定点存放,经集中收集后运至环保部门指定的地点掩埋。及时清理并保持生产、生活区环境卫生,严格禁止随意倾倒垃圾,同时认真搞好周围环境的绿化工作。
4、钻孔桩泥浆、清洗骨料的水,采用集中收集,经过滤、沉淀或结合实际采用其它方法处理,经检验达到排放标准后,方可排放,严禁向河道及附近沟渠、农田直接排放。
5、配备专用洒水车,对施工现场和运输便道经常洒水、湿润,防止扬尘,并对施工便道进行植被绿化。超级秘书网
6、在设施选型时选择低污染设备,并安装空气污染控制系统。生产、生活锅炉及沥青加热均配备除尘设施,使烟尘及二氧化硫等有害气体达标排放。对使用的工程机械和运输车辆加强维修保养,防止跑冒滴漏,提高尾气排放标准,降低运行噪音。
7、桥涵基础弃土按设计要求及时实施工程防护,设计无防护的对边坡及时平整,组织职工利用工余时间进行义务植草、植树,严禁向设计范围外弃土。
8、经求当地环保部门及群众对施工范围内环保工作意见及时整改,避免和减少由于施工方法不当引起的对环境的污染和破坏。
9、在爆炸作业中,采用水幕降尘;在有粉尘的作业环境中作业,除洒水外,作业人员还必须配备劳保防护用品。