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基础工程的认识

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基础工程的认识

基础工程的认识范文第1篇

随着计算机学科与各学科之间的关系越来越紧密,信息技术对人类社会全方位的渗透,计算机公共课程的基础性地位不言而喻,但由于缺乏类似数学和物理课程那样在教育体系中连贯的课程设置,很多高校计算机公共课程的设置长期以来一直处于20世纪90年代初的科普培训模式框架中。部分任课教师由于缺乏对科研环节的投入,很难将不断发展变化的信息技术很好地在一门基础课中进行诠释,在某种程度上浪费了基础课量大面广的教学资源。

近几年来,许多高校都在积极地进行计算机公共基础课程的改革,特别是对大学计算机基础这门课程的改革最为活跃,形成百花齐放、百家争鸣的态势。笔者也想通过《计算机教育》杂志“清华基础教育谈”专栏,基于这门课程谈谈清华大学计算机公共基础课程建设情况,与计算机基础课程一线教师交流工作。

1 计算机公共课程的基础定位

几年前,我们曾在清华大学选择了11个院系并对相关师生进行了一次大规模的教学调研,调研形式包括3个阶段:前期个别访谈、问卷调查分析和教学座谈。我们希望通过大规模的调研活动,了解学生在参与科研活动时遇到的计算机能力障碍,进一步明确清华大学计算机能力培养的目标。

调研结果显示,学生的计算机能力障碍主要体现在两个方面:(1)学生对信息技术没有全局观念,普遍缺乏对信息技术的鉴别能力,遇到问题不知道如何利用新技术解决或开拓思维,科研效率相对低下,很难谈及科研创新,因此我们需要开设前沿技术导论、与专业训练交叉的应用实践课程等。(2)在应用能力上,文科专业学生的能力障碍主要体现在基本信息处理能力不足,如用Word和Ctex编排特殊格式的科研文章以及Excel、Origin中各种功能的使用等;理工类学生则集中表现为计算机编程能力不足,如用c++或Vc++编写软硬件接口的程序以及用Fortran编写大型的计算应用程序等。

基于调研的数据分析以及与各院系教学主管和相关师生的座谈研讨,清华大学计算机公共基础教学部进一步明确了清华大学面向非计算机专业的计算机能力培养目标,并启动了新一轮的公共基础课程体系建设。新课程体系的定位就是让学习者领悟到信息技术在各学科领域中所扮演的基础角色,并通过相关课程学习和系统训练,得到以下3方面计算机能力的培养和锻炼。

(1)技术鉴别的能力,能够结合自己的学科专业理解某种信息技术的优点及不足;

(2)技术应用的能力,能够了解问题的哪些方面适合用信息技术来解决,并具备对所采用工具和技术的解决力的评判能力:

(3)创新应用的能力,能够将信息技术应用到新的地方,或者通过一种新的方式应用技术。

这3方面能力也就是清华大学面向非计算机专业的计算机能力培养目标,能够让学生像计算机科学家一样思考,理解计算科学在解决技术问题时能够和不能胜任的角色,哪些能做,哪些不能做,以及用什么方式解决复杂的问题,并且最终还能在自己的专业领域中创新应用。

2 让学习者了解计算机公共课程的基础定位

教师需要在改革后的第一次大课上向学生清楚地传递课程的定位,让学生明确学习任务,这一点很重要。很多一线任课教师反映,面向全校各学科专业的计算机公共基础课得不到来自各学科学生的“专业”认同感,因此针对授课对象缺乏足够的耐心和投入,不能正视基础课程的定位,导致课程定位趋向极端化:一端过低,沦为工具课,倾向技能培训;一端过高,变为理论课,不接“地气”。这样的定位完全无视拥有量大面广教学资源的计算机公共基础课程所应承担的教学责任。

首先,我们需要向授课对象明确什么是“专业人士”。百度百科的解释是“具备专业技能并依赖此类技能为生的职业人士”。这正是基础课任课教师闲惑的“专业”认同感,也是学习者对基础课程学习态度浮躁和抱有成见的根源。我们建议在基础课程的第一次课堂上,教师向授课对象修正这个概念。“专业人士”并不是我们过去习惯说的那些只会某样技能、刻意地进行自我标签化的人,而是指那些具有突破表面现象和洞悉本质能力的人,这样的人才能在自己的专业领域中被称为“专业人士”。

笔者认为计算机基础课程的角色就是帮助学生认知数字世界中的各种现象,并从课程中得到具体训练,以便打通这些看似并不关联的现象和应用之问的联系,得到更底层的共通认知,获得更强的学习迁移能力,从而在专业领域或不同的领域中更好地展现自己的专业能力,成为专业的媒体人或专业的建筑设计师等。

3 计算机基础课程内容的设置要兼顾“道”和“术”

计算机课程的教学通常都设置有实践环节,学生通常也都能在这个环节“看到”自己的能力变化。教师在进行课程教学设计时,容易放大这个环节的地位,迎合了部分学生短视浮躁的情绪,将计算机基础课沦为工具应用实践课,弱化了课程的基础性。笔者将以第一门大学计算机基础课程为例,谈谈课程内容的设置。

目前,很多高校的第一门计算机公共基础课程更名为大学计算机基础知识,旨在突出其在知识结构中的基础定位,同时有别于以往计算机应用教学的定位。那么,什么是计算机基础知识?是指计算机学科本身的基础知识,还是指计算机给人类社会带来深刻影响后,人们应该了解掌握的知识?清华大学对于这门课程的定位比较倾向于后一种。

清华大学的第一门计算机公共基础课程采用多管齐下的教学设计,体现“道”的课堂教学环节和“术”的实践教学环节,通过互动的网络教学支撑平台将二者有机地结合起来。在教学过程中,教师通过作业环节的设置打通了课堂教学环节和实践教学环节,发挥了网络教学支撑平台的互动作用,使计算机公共基础课成为一门顺应技术潮流、面向实践能力、洞察发展热点、启发应用创新的基础课。

体现“道”的课堂教学环节,选择从“计算思维和计算文化”角度探讨不断涌现的新技术和应用及其引发的社会现象,让学生在了解互联网、IT产业及相关技术的基础上,培养学生的技术鉴别能力,启发学生对技术创新应用的思考。体现“术”的实践教学环节以“案例驱动”组织形式“边讲边练”,辅以“小步紧随、大步提升”的课业设置,让基础有差异的学生都能够为课堂学习环节积累相关的感性经验。课程教学内容即使定位在计算机工具,也能让学生拥有超越一般从业者的思维能力。第一门计算机基础课程教学进度安排见表1。

作为大学第一门计算机课程,任课教师面对的是一群基础差异较大的学生,因此我们并未遵循传统的认知规律来组织课程内容的教学进度,从基础知识概念讲起,而是选择学习者在感性认知上差异度最小的网络应用作为课程具体内容的切入点,以便很好地将学生引入课堂。

网络模块内容的设置一方面鼓励学生相互之间分享最新及流行的应用,另一方面在信息检索和安全方面突出教师的引导作用,让学生在拥有丰富的感性认识的基础上,通过课堂教学及实践作业,进一步了解该课程的教学特点,明确课程学习任务,适应课程的教学节奏。

多媒体技术模块通过一份多媒体演示作品大作业的设置,采用任务驱动方式让学生了解相关概念及各种流行应用并得到集成应用的训练。大作业设置将众人熟知的演示文稿制作工具PowerPoint定位为一个集成平台,围绕选定主题训练学生利用网络检索各种媒体素材的能力,以及使用各种相关软件加工处理素材的能力,最后通过PowerPoint工具完成一个完整的多媒体作品;同时还可让学生利用课程网络教学支撑平台,相互分享和点评各自作品,得票数最高的前3名将获得额外奖励。

将基础知识模块放置在课程后半段,有利于基础相对较弱的学生更好地跟上这部分知识内容的学习,而从实际的教学效果看,我们也确实达到了这个目的。经过大半个学期的学习,绝大部分学生不仅适应了课程的节奏,也积累了相应所需的感性认知,为系统讲解计算机基础知识作好了铺垫,同时对这个模块的系统梳理也使得学生的认知再上一个台阶。更特别的是这个模块设置的大作业是一次采访,要求学生以团队合作形式完成,采访各自专业的教师和高年级学长,了解信息技术在本专业科研中的角色和地位以及目前的热点和瓶颈,然后将采访结果形成论文并作课堂报告。该作业的设置使学生能够从自己专业领域的角度审视信息技术,通过访谈及相关资料整理引发思考和讨论,最终将该课程的教学目标具体化,更好地规划后续选修课程。

基础工程的认识范文第2篇

【关键词】人体工程学;室内设计

一、概述人体工程学

人体工程学是一门关于技术和人的协调关系的科学,也是一门多学科的交叉学科。它首先是一种理念,把使用产品的人作为产品设计的出发点,要求产品的外形、色彩、性能等,都要围绕人的生理、心理特点来设计;然后是整理形成的设计技术,包括设计准则、标准、计算机辅助设计软件等;这些设计技术再和特定领域的其他设计技术及制造技术相结合,就形成符合人体工学的产品,这些产品让使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人体工程学研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调,研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域,研究的目的则是通过各学科知识的应用,来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造,使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

二、概述室内设计

室内设计是指为满足一定的建造目的(包括人们对它的使用功能的要求、对它的视觉感受的要求)而进行的准备工作,对现有的建筑物内部空间进行深加工的增值准备工作。目的是为了让具体的物质材料在技术、经济等方面,在可行性的有限条件下形成能够成为合格产品的准备工作。需要工程技术上的知识,也需要艺术上的理论和技能。室内设计是从建筑设计中的装饰部分演变出来的。他是对建筑物内部环境的再创造。室内设计可以分为公共建筑空间和居家两大类别。当我们提到室内设计时,会提到的还有动线、空间、色彩、照明、功能等等相关的重要术语。室内设计泛指能够实际在室内建立的任何相关物件:包括:墙、窗户、窗帘、门、表面处理、材质、灯光、空调、水电、环境控制系统、视听设备、家具与装饰品的规划。

三、人体工程学为室内设计奠定了基础

人体工程学联系到室内设计,其含义为:以人为主体,运用人体计测、生理、心理计测等手段和方法,研究人体结构功能、心理、力学等方面与室内环境之间的合理协调关系,以适合人的身心活动要求,取得最佳的使用效能,其目标应是安全、健康、高效能和舒适。人体工程学与有关学科以及人体工程学中人、室内环境和设施的相互关系。由于人体工程学是一门新兴的学科,人体工程学在室内环境设计中应用的深度和广度,有待于进一步认真开发,目前已有开展的应用方面如下:(1)为人际交往空间的确立奠定了基础。根据人体工程学中的有关计测数据,从人的尺度、动作域、心理空间以及人际交往的空间等,以确定空间范围。(2)为家具、设施的形体、尺度及其使用范围奠定了基础。家具设施为人所使用,因此它们的形体、尺度必须以人体尺度为主要依据;同时,人们为了使用这些家具和设施,其周围必须留有活动和使用的最小余地,这些要求都由人体工程科学地予以解决。室内空间越小,停留时间越长,对这方面内容测试的要求也越高,例如车厢、船舱、机舱等交通工具内部空间的设计。(3)为室内设计的视觉环境奠定了基础。人眼的视力、视野、光觉、色觉是视觉的要素,人体工程学通过计测得到的数据,对室内光照设计、室内色彩设计、视觉最佳区域等提供了科学的依据。

四、人体工程学为室内设计要素提供了依据

(1)合理的空间布局。根据人体工程学提供的数据一句,空间的合理分布给人们以美的感受是设计基本的任务。(2)合理的运用色彩。室内色彩除对视觉环境产生影响外,还直接影响人们的情绪、心理。科学的用色有利于工作,有助于健康。(3)合理的采光。人类喜爱大自然的美景,常常把阳光直接引入室内,以消除室内的黑暗感和封闭感,特别是顶光和柔和的散射光,使室内空间更为亲切自然。光影的变换,使室内更加丰富多彩,给人以多种感受。(4)合理的装饰。室内设计根据结构和人的心理需求,结合功能需要加以装饰,可共同构成完美的室内环境。充分利用不同装饰材料的质地特征,可以获得千变完化和不同风格的室内艺术效果,同时还能体现地区的历史文化特征。(5)合理的陈设。室内家具、地毯、窗帘等,均为生活必需品,在符合审美的条件下,结合人体工程学的要求,更能体现其特点和个性。(6)合理的绿化。室内设计中绿化以成为改善室内环境的重要手段。室内移花栽木,利用绿化和小品以沟通室内外环境、扩大室内空间感及美化空间均起着积极作用。

参 考 文 献

[1]刘峰,朱宁嘉.人体工程学设计与应用[M].辽宁美术出版社,2007

[2]刘昱初,程证渭.人体工程学与室内设计[M].中国电力出版社

[3]张月.人体工程学[M].中国建筑工业出版社

[4]刘盛璜.人体工程学与室内设计[M].中国建筑工业出版社

基础工程的认识范文第3篇

关键词:人防工程;质量管理

中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:

随着中国经济的快速发展,城市规模的日益扩大,人防工程的建设量也越来越多,但是从总体方面来看,我国的人防工程的施工质量的水平并不乐观。因此,在人防工程建设中要非常重视其施工质量管理,将施工质量管理工作看做工程建设的重要环节,努力提高人防工程的质量管理,为国家的快速发展和人民的安居乐业提供强有力的安全保障。

人防工程是人民防空工程的简称,是指为保障战时人民防空指挥、通信、掩蔽等而建造的防护建筑以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。

人防工程按战时功能分为指挥通信工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和其他配套工程四大类。人民防空工程是国防工程的重要组成部分,是战时保障城市居民和物资就地就近掩蔽,减少人员伤亡和物资损失的重要途径;同时也是平时为经济建设服务,提高城市整体防护能力,实施城市可持续发展战略的重要途径。

人防工程在建设前都经过了可行性论证,既考虑到战时防空的需要,又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要,具有平战双重功能。同时人防工程严格按建设程序办事,从土建到装修都注重质量。建成投入使用后,能取得显著的战备效益、社会效益和经济效益。

1人防工程质量管理中存在的问题和现状

1.1人防工程建设体制中由于人防工程的特殊性和专业性,加上传统型的管理模式,由此形成的局部封闭管理,致使许多工程的业主、勘察、设计、施工、监理和质量监督单位缺乏人防工程的专业知识和质量管理水平。这种管理格局,基本上是一种内部的监督体系,很难实行严格、公正的工程监理和质量监督,不利于形成有效的机制。

1.2人防工程设计专业性强,市场准入中人防专业设计单位缺乏,非专业设计单位的设计人员掌握的人防工程设计知识参差不齐,造成人防工程设计问题较多,设计质量审查把关难度增加,使工程质量受到影响。

1.3人防工程的防护设备质量得不到有效保障。人防工程防护设备市场由于相关法律法规不健全,无法做到有法可依、有章可循,相关主管部门也无法严格做到有法必依,执法必严,无法有效遏制人防工程建设领域的地方保护主义,导致防护设备市场管理的不规范和竞争的无序化,致使当前人防工程的防护设备质量缺乏有效的监督,造成人防工程防护设备质量的持续低下,无法得到快速提升,这也就给人防工程的质量管理工作带来严重的阻碍,无法保障人防工程的建设质量,在未来的战争中也无法实现对国家和人民安全的有效保障。

1.4人防工程的质量监督和管理机构相对落后。人防工程建设具有分布散、专业性强的特点,并且随着我国社会主义市场经济的飞速发展,国民经济水平也得到了巨大的飞跃,近年来,我国对人防工程的建设也加大了投入,人防工程的建设规模越来越大,建设的标准也越来越高。我国人防建设主管部门设立的工程质量监督机构,其相对固定的编制、专业人员配备和其对人防工程建设项目质量监督检查的形式、内容、方法、手段都较落后,难以适应我国这些年来人防工程建设规模大、标准高、分布散、专业性强、工程项目多的现状,无法实现对人防工程质量的有效管理,也就不能保证人防工程高质量、高水准的建设。由独家人防质监部门对工程质量等级认定的状况,不利于工程质量责任制的落实。

2加强人防工程施工质量管理的对策

2.1加强对人防工程参建单位及参建人员资质审查管理

参加人防工程建设单位的资质条件,直接关系到人防工程建设质量的优劣。因此,加强对参加人防工程建设单位资质审查管理,是人防工程建设质量提高的基本保障措施。受资质审查的参建单位有:人防工程勘察单位、设计单位、监理单位,施工单位、建筑材料及构配件供应单位。人防工程质量监督管理部门,应对人防工程参建单位的资质进行严格审查,资质审查不合格的,不能参加人防工程建设。督促施工单位落实质量管理制度,核查项目部成员资格证书,加强对施工现场关键岗位人员的管理。查询建筑施工企业项目经理、注册监理工程师,并且监理单位要用经过人防监理培训的监理员担当人防总监。

2.2 开工前抓好图纸会审工作

由于人防工程具有防护功能、密闭性能等不同于一般土建工程的特殊要求,人防主管部门应积极参与人防工程图纸会审并进行技术交底工作;查阅施工组织设计(或施工方案)、监理规划和监理细则,重点审查关键部位和主要分部分项的质量保证措施,完善质保体系。

2.2.1 建筑:设计任务书,建筑专业有关人防工程的内容;平战功能、战时防护级别、标准,防化级别、防护单元、抗爆单元、防火分区、防烟分区,每个防护单元出入口防护设施的位置、规格等;进排风、给排水系统有关设备房间的布置、建筑装修设计标准、防火标准的要求、战时转化设计位置及主要措施等是否符合有关规范、标准。

2.2.2 结构:结构计算书,主要设计参数选用,等效荷载的计算及主要荷载的取值,地下水位较高时的结构抗浮计算,主体结构和主要构件的计算简图,主要结构、构件(底板、外墙、门框墙、临空墙、顶板)及孔口防护计算结果,电算结果,伸缩缝、抗震缝和沉降缝的设计位置,主要结构材料的选用,防护设计及防护功能平战转换设计的主要技术措施。

经审查的人防工程施工图必须符合人防工程设计规范的要求,合格的由审查技术人员签发人防工程施工图审查意见通知书(一式四份),并在施工图上羞人防工程施工图审查专用章。经审查不合格的施工图,返回设计单位进行修改,修改后再报审。

2.3 加强防护设备产品质量与安装的管理

防护设备是人防工程的重要设施,防护设备产品质量的好坏直接影响人防工程整体防护功能,事关工程质量的达标与否,加上防护设备产品加工图纸为载体。因此,国家对人防工程防护设备的生产和安装实行定点企业资格认定许可制度。

首先要把好防护设备进场验收关。防护设备严格要求使用国家人防办定点生产厂家的正规产品,在进场时首先核查许可证,检查出厂合格证、试验报告、型号、外形尺寸、材质与外观。对有密闭性能要求的阀门可采用强光照射的方法,检查阀门关紧后是否出现漏光、透光现象,合格的才准予安装。建设、施工、监理等单位要加强对产品采购和进场环节的管理,以确保购买和使用合格的防护设备产品。其次检查防护设备的安装质量。人防主管部门在检查防护设备时,应熟悉人防工程防护设备的技术规范和质量标准,懂一些防护产品的设计原理以及上级有关管理规定,同时利用互联网搜索来获知相关信息,确保防护产品的质量。

2.4规范人防专项验收程序,把好工程建设质量关

人防工程竣工验收,是人防工程项目建设过程的最后一个程序,是全面考核人防工程建设成果,检查设计和施工质量的重要步骤,是投资转入生产使用的标志。所以,人防工程竣工验收是人防工程建设程序中十分重要的环节,强调和加强人防工程竣工验收工作,具有十分重要意义。因此,加强人防工程竣工验收工作管理,是促进人防工程建设质量提高的保障措施。附建式防空地下室作为一个单位工程,因其附建于地面建筑之下,是地面建筑的一个功能区(同时相当于建筑工程中的基础工程),应在地面建筑竣工验收之前进行人防专项验收。这样能促使施工单位重视人防工程施工质量,人防工程专项验收不过关,则不能进行地面建筑的竣工验收。

3结语

只有人防工程的质量管理部门加强人防工程的施工质量监督和管理力度,充分发挥其行政指挥能力和干预作用,做好人防工程竣工阶段的验收工作和维护工作,增强国民的人防意识,才能有效提高人防工程的质量管理,才能建设高质量高水准的人防工程,才能保证在未来的灾难和战争中最大限度地保证国家安全和人民的生命财产安全。

参考文献

基础工程的认识范文第4篇

驻村工作队的主要目标和任务是:村出列、户脱贫。要如期完成这一光荣而重大的使命,必须与村干部和贫困户打交道。所以我们驻村工作的首要任务是如何尽快把工作对象变成熟人、变成“自己人”,尽快融入所在村这个集体之中,成为其中一员。

中国是一个讲人情的国度,只有把生人变成熟人、变成“自己人”,工作才能更好的开展。

要真正融入这个群体,就要牢固树立群众观念,俯下身子,放下架子,尽可能多的入村入户,与他们同吃、同住、同劳动,真正与他们打成一片,时间久了,群众才能真正消除戒心,把我们当成自己人,从而真正信任我们。也只有这样,才能做到知民情、懂民意、达民心,才能做到真扶贫、扶真贫。

基础工程的认识范文第5篇

关键词:人工湿地处理技术 城镇生活污水 处理 应用

中图分类号:U664.9+2文献标识码:A

1.人工湿地污水处理技术地位和优势

人工湿地污水处理系统其实就是生态学中的人工湿地系统,在这个系统中,生态系统能流、物流可以得到正常循环,生物多样性、人类的环境和动植物的生境均得到了很好的保护。人工湿地建成后可以节约水资源和能源消耗,增加城市绿化面积,推动城市建设走可持续发展道路,因此人工湿地污水处理技术在生态文明建设中具有举足轻重的地位。

人工湿地污水处理技术在生态文明建设中优势明显,主要体现在以下几方面:

1.1人工湿地能耗少、维持技术低

在人工湿地系统中,由于污水沿着基质的坡度自然流动,基本上不需要机电设备,因而对能源的消耗非常少,可是传统工艺中的提升泵房和鼓风机房则需要消耗大量的电能。对于运行期间的维护,人工湿地也简单得多,主要是清理渠道及管理作物,普通人员完全可以承担,只需个别专业人员进行定期检查即可。

1.2显著的环境效益

人工湿地的建成和运行将起到涵蓄水源、调节水量、补充地下水资源的作用,而且处理后的出水还可作为灌溉用水、工业或城市生活用水的水源,有利于缓解用水紧缺的状况,促进区域环境的良性发展。

1.3生态与景观效益

人工湿地系统不仅可以为水禽类提供丰富的食物来源、繁茂的植物群落,也可以为多种水生生物提供栖息繁殖场所,在增加生物多样性、生态系统的复杂和稳定性、维持自然平衡、调节局部气候中起着非常重要的作用。

2.人工湿地植物类型

人工湿地的植物类型主要有

2.1漂浮植物

漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。漂浮植物的特点:①生命力强,对环境适应性好,根系发达;②生物量大,生长迅速;③具有季节性休眠现象;④生育周期短,主要以营养生长为主,对N的需求量最高。

2.2根茎、球茎及种子植物

这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。它们或具有发达的地下根茎或块根,或能产生大量的种子果实,多为季节性休眠植物类型,一般是冬季枯萎春季萌发,生长季节主要集中在4-9月。这类植物具有以下特点:①耐淤能力较好,适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方,生长离不开土壤;②适宜生长环境的水深一般为40-100 CM左右;③具有发达的地下块根或块茎,其根茎的形成对磷元素的需求较多,因此,对磷的吸收量较大;④种子果实类植物,其种子和果实的形成需要大量的磷和钾元素。

2.3 挺水草本植物类型

这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等,为人工湿地系统主要的植物选配品种。这些植物的共同特性在于:①适应能力强,或为本土优势品种;②根系发达,生长量大,营养生长与生殖生长并存,对氮和磷、钾的吸收都比较丰富;③能于无土环境生长。根据植物的根系分布深浅及分布范围,可以将这类植物分成四种生长类型,即深根丛生型、深根散生型、浅根丛生型和浅根散生型。

3.人工湿地植物的选用配置原则

人工湿地植物的选用配置应遵循以下原则:

3.1植物应具有良好的生态适应能力和生态营建功能

构建人工湿地选择物种的适地适种原则包括适应当地的气候条件、地形条件和人文景观条件。筛选适宜于人工湿地生境的植物种类。大多数植物对于污染这种特殊的逆境有个适应性,产生一定的抗性,并且这种抗性在一定程度上具有遗传性,从而可以进行代间传递。利用植物这种对污染的适应性进化,可以筛选出符合要求的人工湿地植物,包括净化特定污水的特异性植物。应用植物的相生相克原理,有可能筛选出对杂草具有克生作用的、能自身快速生长的湿地植物种类。

3.2植物应具有很强的生命力和旺盛的生长势,即具有抗逆性

(1)抗冻、抗热能力

由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。例如北方地区四季分明,冬季气温较低,植物生长受到一定影响。因此,应该在广泛调查的基础上,优先利用当地原有水生生物种类,对于引进的物种可以在开展实验研究后再作出选择。

(2)抗病害、虫害能力

污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。

(3)耐盐能力

根据实际情况的需要, 如在盐沼地区若需要选用人工湿地技术, 那么必须考虑选择耐盐能力强的植物物种。

3.3植物的根系发达且年生长期长,最好是冬季半枯萎或常绿植物

选用根系发达、茎叶茂密的植物。污水中的BOD5 、COD、TN、TP主要是靠附着生长在水生植物根区表面及附近的微生物去除的, 因此应选择根系比较发达的物种。

人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,因此,应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。

3.4易管理

管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。

3.5美化景观

由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须考虑的。

4.人工湿地污水处理技术的社会经济性

目前处理大量生活污水的措施主要是采用二级生化处理工艺,但是这需要庞大的充氧曝气设施,大规模的收集管网来辅助,而且运行起来往往需要较高的费用和管理水平加以维持,其中,较大的缺点就是去除磷、氮等污染物的能力较差,容易造成水体富营养化,另外,由于产生的污泥并未找到真正“减量化、资源化”的出路,目前国内大城市,均面临一个“污泥围城”的难题。而人工湿地污水处理技术的应用则不需要大规模的收集管网,运距的成本也比较低,其建设成本可由政府或采取BOT模式承担,减轻了政府治理水污染资金短缺的问题。

人工湿地的土建施工比较简单并且基本不需耗能,因而其处理系统的投资和运行费用仅为二级污水处理厂的1/10-1/2,一般每吨污水的处理费用仅为0.1-0.2元,基建费用分摊到每吨污水上也仅为150-800元,是传统二级污水处理厂的1/5-1/2。现今,城市居民缴纳的污水处理费足以承担其必要的维护和运行费用。

人工湿地污水处理技术的重要优势是其能够将受污染的水体处理净化后作为中水回收,对于城市生态建设来讲,这样不仅补充了区域的中水回用,还兼顾了绿化和美化区域环境的作用。另外湿地的水生植物还能创造经济价值,例如席草可以用来编织草席,芦苇可用作造纸或编制人造纤维布;同样的,水生动物如鱼、虾等也可以创造经济价值。人工湿地污水处理技术投资小、可充分利用闲置的荒地、绿地,具有良好的环境效益和经济效益。

5.人工湿地污水处理技术处理城市生活废水的可行性

城市生活废水主要含有大量固体悬浮物、可化学或生物降解的溶解性或胶态分散有机物,并且含有大量的氮化合物、磷酸盐、钾钠及重金属离子等,如果污水不经过处理直接排除,则将导致生态环境恶化。人工湿地污水处理技术可以去除污水中的氮、磷等离子,具体如下:

(1)人工湿地污水处理技术对氮的去除主要包括植物吸收、氨的挥发、介质的吸附以及微生物的硝化和反硝化脱氨,湿地中氮的循环主要是通过一系列复杂生物化学作用方式发生的,包括直接转化成氮化物和其他矿物质结合起来。

(2)人工湿地污水处理技术对磷的去除主要是通过基质吸附,植物摄取和微生物同化三方面一起进行,其中基质吸附是最主要的一个因素,而磷最终从系统中去除依赖于湿地植物的收割和饱和基质的更换。

(3)人工湿地污水处理技术对重金属的去除主要集中在植物对重金属的去除作用上,包括植物稳定、生物富集和摄取吸收,还可通过植物挥发、甲基化等作用达到目的。

(4)人工湿地对一些有机质、悬浮物、病原体和非金属元素也有一定的去除效果。例如,在人工湿地水体的厌氧区域部分硫离子发生氧化还原反应后被还原成硫酸根离子,硫酸根离子随着水流的波动在水体表层经过曝气作用又被氧化成硫单质,从系统中去除。

人工湿地系统能全面利用自然中的湿地植物和基质的自然净化能力,并在污水净化工程中促进植物的生长,增加绿化面积,并为野生动物提供栖息地,有利于生态环境的建设。在当前国内许多城市努力争创生态文明城市的前提下,选择生态化的污水处理技术用于城市生活污水的处理、饮用水源的保护、绿地公共景观的建设便成为一项重要的指标。在利用人工湿地处理城市生活废水的同时可以美化环境,为市民和外来游客创造良好的生态人居环境,取得显著的社会效益和经济效益。

6.如何推动人工湿地污水处理技术的运用

首先,根据城市的功能区划,结合地理条件和区域实际,规划设计相对集中的人工湿地污水处理系统,对规模、收集区域、投资、运行维护、回报等方面进行科学筹划。之后采用政府投资或BOT项目投资等方式解决项目投入问题。人工湿地对生活污水进行处理,能营造出一个绿化美景,经人工湿地净化过的水,也可以用于灌溉植被、冲洗小区等,给居民产生许多方便,这样的结果是居民所乐于接受的。

对于较大的人工湿地,还应该做好人工湿地的运行期管理工作,确保有足够的专业人员、充足的管理费用来维护人工湿地的正常运作。其建成后结合城市发展实际,加大对人工湿地污水处理技术的科研投入,与科研单位联合建立研究基地,将人工湿地打造成污水处理的示范基地,注重污水处理、生态旅游和环保教育为一体,推动城市环保事业的发展。

与此同时我们还可以利用湿地污水处理技术与湿地园林造景技术建成人工湿地生态公园,从根本上解决城市市区景观单调的问题,另外还能改善水体质量,为城市居民提供休憩、娱乐的场所。利用湿地植被进行人工培植,打造一道独特的城市风景线,开发利用湿地自身的生物学价值,为城市生态文明建设尽一份力。

7.结束语

综上所述,人工湿地污水处理技术通过模拟天然湿地的结构达到污水治理的良好效果,不仅具有较好的经济效益和生态效益,在处理城市生活废水方面也具有独到的可行性,能很大程度地改善当前的城市水体污染问题,对城市生态建设具有非常重要的推动作用。它非常适合中国建设节约型城市的国情,是创新思维与城市可持续发展相结合的一个新举措,具有广阔的应用前景。

参考文献:

[1] 郑蕾,丁爱中,左丽丽,孔德川,钟林.人工湿地设计分析[J]. 北京师范大学学报(自然科学版). 2009(Z1)

[2] 潘科,杨顺生,陈钰.人工湿地污水处理技术在我国的发展研究[J]. 四川环境. 2005(02)