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對自動加藥設備控制整個循環水處理的運行過程作出相關分析,以供參考!
關鍵詞:水泥生產線 循環水 自動加藥設備 在線監控
中圖分類號:TQ172 文獻標識碼:A 文章編號:
現代工業系統中, 循環水系統具有舉足輕重的作用, 循環水水質的好壞直接關系到換熱設備的壽命、生產的能耗, 甚至產品的品質。目前, 投加水質穩定劑是一種最常用、效果最直觀的循環水處理方法, 也被設計人員廣泛接受。但是, 在實際的設計工作中, 通常的循環水加藥設備往往只是幾個藥劑桶和計量泵。實踐證明, 這樣簡單的配置和控制, 遠不能滿足現代工業/ 高品質、低能耗0的要求。本文通過介紹某水泥生產線循環水處理項目的設計實例, 簡要闡述循環水自動加藥設備的應用及控制原理。
1 系統概況
某水泥生產線共有2 個獨立的循環冷卻水系統, 各采用1 套自動加藥設備對循環水進行處理。現僅以1# 系統為例, 介紹系統情況及其自動加藥設備。
該系統設計循環水量為1 080 m3 / h, 換熱溫差55 e , 采用敞開式循環冷卻系統, 二級換熱。若按通常的設計, 循環水系統的加藥和排污均由人工控制, 具有很大的隨意性, 所以循環水的濃縮倍數往往偏低。在很多工業系統已有的循環水系統中, 濃縮倍數一般都在2. 5 左右, 若以此計算, 該系統補水量約172. 6 m3 / h, 排水量約69. 1 m3 / h。該系統的加藥操作采用了SC ZY05CBS 自動
加藥設備, 可實現補水流量、系統電導率、pH 等主要水質參數的在線監控, 并可預設擬控制的濃縮倍數, 從而實現自動加藥、自動排污, 并能精確控制系統的濃縮倍數。實際運行中, 系統的濃縮倍數基本穩定在設計值( K = 4) 左右, 以此計算, 系統補水量約138. 1 m3 / h, 排水量約34. 5 m3 / h。
2 濃縮倍數
濃縮倍數是敞開式循環冷卻水系統設計中的重要參數, 其大小直接關系到循環水的補水量和排水量, 而循環水的加藥量是根據排水量確定, 因此濃縮倍數的控制對于生產單位節省能耗、減少運行費用至關重要。
以上述系統為例, 比較濃縮倍數K = 2. 5 和K= 4 時, 補水量、排水量、年加藥量和年運行費用之間的差別, 比較結果見表1。
表1 濃縮倍數差異比較
注: 加藥濃度按100 mg/ L 計; 當地水費按1 元/ m3 計; 表中的藥
劑僅指阻垢緩蝕劑( 按1. 5 萬元/ t 計) , 殺生劑采用沖擊投加, 耗量與
濃縮倍數無關。
當對循環水系統的濃縮倍數和藥劑投加量進行自動控制后, 該系統每年的補水費用節省約30 萬元, 藥劑費用節省約45 萬元。由此可見, 通過一系列高精度在線監控儀表和自動加藥設備, 精確控制整個循環水處理的運行過程, 每年節省的運行費用相當可觀。
3 自動加藥設備控制原理
循環水系統自動加藥設備工作原理見圖1。
圖1 循環水自動加藥設備工作示意
3. 1 自動排污單元
循環水處理中, 排污量直接關系到濃縮倍數的控制。在循環流量和換熱溫差一定的條件下, 排污量越大, 系統的濃縮倍數越小; 反之, 系統的濃縮倍數越大。一般的循環水系統濃縮倍數是采用補充水中某種離子濃度與循環水中該離子濃度的比值來確定的。
如果系統中不投加含氯殺生劑, 那么一般以Cl-作為參照離子, 因為Cl- 在循環水中較穩定, 且易于檢測。如果系統投加含氯殺生劑, 則一般采用K+ 、Na+ 等離子作為參照離子。但是, 在濃縮倍數的在線監測和控制的應用中, 一般通過在線監測電導率, 由補充水和循環水的電導率比值來估算。這是因為: ①直接監測Cl-、K+ 、Na+的傳感器非常昂貴, 不適合普通工業系統的應用; ②電導率比值與濃縮倍數具有較好的相關性, 且該類傳感器的工業應用較成熟。
一般來說, 自動排污單元中只需配置1 套電導率監測裝置, 當其達到預設值時, 可自動開啟排污閥門。但是, 當補充水水質變化較大時, 建議在補充水和循環水管路上分別安裝電導率監測裝置, 并通過兩者測得電導率的比值來控制排污閥門的啟閉。
3. 2 阻垢緩蝕劑投加單元
阻垢緩蝕劑正常發揮作用的關鍵是保持循環水系統內藥劑濃度達到設計要求, 因此當系統排污, 藥劑隨排污水一起流失時, 需按排污流失的藥劑量進行補充。但是, 對于一般循環水系統( 尤其是老系統) , 其流失的水不僅是排污, 還有少量的風吹、濺射損失, 以及跑、冒、滴、漏等難以計量的損失。因此,
對于這些系統, 可根據補水量和系統控制的濃縮倍數來確定實時加藥量。
3. 3 殺生劑投加單元
循環水系統的殺生劑一般以氧化性殺生劑為主, 非氧化性殺生劑為輔, 在控制循環水系統中菌藻滋生的同時降低費用。投加方式一般采用沖擊投加, 即短時間內, 使系統內殺生劑達到較高濃度, 殺滅系統內的菌藻等微生物。投加頻率需根據藥劑特性和系統情況采用時間控制器進行控制。
另外, 當阻垢緩蝕劑和殺生劑聯合使用時, 應充分考慮藥劑之間的配伍性能, 例如: 阻垢緩蝕劑是否具有抗氧化性或抗氯性, 當投加氧化性殺生劑或氯
系殺生劑時, 對阻垢緩蝕劑的功效是否有影響等。
3. 4 加酸單元
對于一些補充水屬于高硬高堿水的系統, 建議采用加酸的方法來控制系統的pH, 從而控制循環水的結垢趨勢。1946 年Ry znar[ 1] 就提出了用RSI指數來判斷水體的結垢和腐蝕趨勢的理論。對于高硬高堿水, RSI< 6, 系統具有結垢趨勢, 加入適量的酸, 可降低水體的pH, 從而增大RSI。當RSI= 6時,可認為系統屬于穩定狀態, 既不結垢也不腐蝕。但是, 如果加酸過量, 使RSI> 6, 系統又會出現腐蝕趨勢。因此, 通過在線儀表的監控, 精確投加酸液, 能將系統控制在穩定狀態。一般情況下, 控制系統的RSI= 5( 輕微結垢) 左右, 再輔以少量阻垢緩蝕劑,對于控制高硬高堿補充水的循環水系統水質穩定還是比較有效的。如圖1 所示, 流量傳感器安裝在補水管上, 測得的流量值傳送至控制器, 由控制器發出指令, 調節穩定劑投加計量泵的沖程或頻率。在系統的旁路管道上, 分別安裝流量開關、pH 傳感器、電導率傳感器。流量開關用于偵測系統的運行狀態, 如果系統停止運行( 無水流) , 自動加藥設備也自動停止運行。pH傳感器將測得的數字傳送至控制器, 由控制器發出指令, 調節酸液計量泵的沖程或頻率。當pH 傳感器測得數值達到補充水的若干倍時, 控制器將控制排污電動閥開啟, 自動進行排污, 直至電導率再次回到正常范圍。
4 結語
總之, 在進行循環水處理的設計時, 設計人員的工作不應僅僅是提出設計方案, 更應對所采用的水處理設備的性能有所了解, 確保水處理設備的工作性能滿足設計要求。否則, 即使提出的設計方案很合理, 如果最終使用的設備難以滿足設計要求, 設計人員的方案還是難以實現。
1.“水圈的構成”――科學而直觀的統計圖
地理統計圖表常見的有柱形圖(世界各大洲的水資源圖)、折線圖(太陽黑子數的變化圖)、餅圖(產業比重)、雷達圖(風向)、曲面圖(城市拓展)、條形圖、XY散點圖等,這些科學而內容豐富的統計圖表也是地理教學的重點。透過統計圖表可直觀看出各要素之間的比例和數量關系。
對于“水圈的構成”,人教版采用的是方形圖(圖1)來表示,也有教材和圖冊采用一滴水的餅圖來表示,用方形圖可讓學生聯想到水庫,而用一滴水的餅圖可以形象展現水資源的稀缺,不管用哪一種表示方法,其解讀步驟和其它統計圖都是一樣的。即讓學生對陸地水體的賦存空間、比例關系有直觀的認識,從而體會到陸地淡水資源的稀缺。“相互聯系的水體”這部分內容是為后面“水循環的過程和意義”作知識的鋪墊,因此教師在教學中重點是對各種基本水體進行介紹,不用涉及得過深,讓學生體會到水資源的稀缺性即可。
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2.“陸地上的水體及其相互關系”――簡約而不簡單的靜態示意圖
地理示意圖一般采用簡約的手法將宏觀復雜的地理事物的主要特征、發展演化規律用模型表示出來。靜態示意圖具有圖幅簡單、指示性強、形象生動等特點,對這類示意圖教學要做到細致而深入,通過圖像表面分析知識的根源。
在圖2“陸地上的水體及其相互關系”圖中,教材用讀圖思考的方式讓學生去觀察和理解水體是相互聯系的,這幅示意圖將冰雪融水、降水、湖泊水、河流水、地下水等幾個水體的關系高度濃縮,需引導學生細致入微地去觀察圖中每一細節。讓學生分析河流的補給可能涉及到哪些水體,并觀察圖中河流水和湖泊水之間的關系,在講解這個關系時可適當拓展到長江與長江上幾個湖泊的關系,理解水的流向都遵循由高往低流的一般規律。而該內容如果只是單純看教材圖像可能難以體現,需要適當擴展延伸。
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3.“水循環示意圖”――化靜為動的動態示意圖
動態示意圖常通過圖像來表達地理現象的運動過程。在教學中除了要對核心知識進行深度挖掘外,還應化靜為動,因為這類示意圖本身就是一個動態的過程,教學中應還原它的動態屬性,讓過程動起來。如本章中的水循環示意圖就是其中一個典型代表,通過教師動態的講演讓這節課的重難點得以順利突破。
要突破水循環重難點內容,就要對教材中“水循環示意圖”(圖3)表達的深層含義進行剖析。水循環的整個過程大致可以分解成(水汽)蒸發、水汽輸送、降水、水分下滲以及地表和地下徑流五個環節。這五個環節相互聯系、相互影響、交叉并存。教材不僅用圖像展示了水循環的類型,還用箭頭的粗細顯示了水量的多少。教師在教學過程中,可以采用先分后合的方式,逐個分析講解水循環的過程:在炙熱的太陽輻射作用下,江河湖海的水分通過蒸發方式進入大氣層,而綠色植物的水分則通過植物蒸騰的方式進入大氣層;當空氣中的水汽積累到一定程度,達到飽和狀態時,通過降水的方式進入地表,包括陸地表面和海洋表面;部分進入陸地表面的水體通過地表徑流流入海洋,還有部分水體通過下滲方式進入地下,通過地下徑流方式回到海洋。學生在對各個環節有充分的認識后,可以針對發生領域的不同,在學習過程中將一幅圖分解為三幅圖,分別對海洋與海洋上空之間的“海上內循環”、陸地與陸地上空之間的“陸地內循環”、海洋與陸地上空之間的“海陸間循環”進行學習。從而實現教材圖像的深度挖掘,提升教師教的深度和學生學的深度。在分析水循環時,注意分析其發生的空間領域既有海陸空三地,又有不同圈層之間,而且其中還伴隨著能量的轉換和物質的遷移。
關鍵詞:水循環 水資源 氣候
水資源是一個特別龐大的“家族”,它包含江河湖海、潮汐、井泉。它不僅給予人們生理需求,同時為人類提供田地灌溉、動力發電、發展航運 、養殖業等等。沒有水資源,生命的誕生無從談起。豐富的水資源離不開穩定的水循環,而水循環的穩定是建立在氣候穩定的前提之下。萬物生機勃勃表現,離不開的水循環系統的正常運作。但自工業化時代以來,人們大量的使用化工產品打造化工基地,為了追求更多的物質享受,隨意開墾森林等等,嚴重制約著生態的正常循環。目前氣候變化的主要原因有兩方面,一方面是自然因素,另一方面是人為因素。而調查發現,人為因素是氣候變化的主要原因。其中二氧化碳、二氧化硫等化學物質的大肆排放,是造成氣候變化的主要因素。
1.造成氣候變化的主要原因
1 . 1自然因素
首先,自然因素造成的氣候變化,是指太陽活動高峰期黑子的余波會影響地球的氣候,導致地球出現像厄爾尼諾這樣的氣候。有時太陽光強度有所變化,導致輻射增強,加速地面水分的蒸發。但太陽黑子的活動周期是11年,到達地球后也所剩無幾。當然,太陽輻射和大氣的壓迫,也會使陸面發生熱力、動量交換過程和水循環的改變,但僅此一點,就會對氣候造成影響的說法有些牽強。所以,自然因素并非導致氣候變化的直接原因。
1 . 2人為因素
其次是目前最有爭議的人為因素。氣候對人類的影響,在當前全球氣候的不斷變化中更加顯而易見。自工業革命以來,各國為加快自身國力的快速發展,完全沒有顧慮大自然的承受能力。大量的砍伐植被,導致森林覆蓋面不斷減少,無法制造出足夠的氧氣,更無法吸收大量的二氧化碳,最終導致溫室效應的出現,繼而大量的冰川融化,海平面上升,地下水遭到海水破壞等氣候問題。當前,地區水循環一般是分解為陸地支流和大氣支流兩大部分,水循環中的陸地分支是由降水量、出入本地區徑流量、蒸發量和土壤的含水量組成的。所以,本地區水土的流失,植被儲水量的下降,以及氣候的變化,都嚴重影響著水循環的吸收環節。水在循環過程中缺乏足夠的原動力,繼而造成水資源的流動性降低,給水質帶來了一定的破壞。而大氣支流在一定程度上可以改變水資源的合理配置,將沿海地區的通過水循環系統帶入內陸,緩解地區干旱。
2.氣候對水循環與水資源的主要影響
2 . 1降水量的缺乏或超標
一直以來,水資源被人們作為延續人類生命的重要基礎。我國幅員遼闊,所以氣候的類型也具有多樣化的特點。而不同特點的天氣類型,自然會出現水資源分布的不均勻。我國南部地區屬于亞熱帶季風氣候,所以降水量比較少,有時甚至會出現超量降雨。但我國北方地區,屬于溫帶季風性氣候,所以降水量相比于南方就較多。因此我國一直以來就有南澇北旱的說法。近年來,隨著氣候的變化,尤其是溫室相應帶來的冰川消融。不僅南方出現了嚴重的洪澇災害,同樣北方因降水量過多,而導致大量的房屋坍塌。甚至出現因植被無法及時吸收大量的降水,而出現泥石流等自然災害。
2 . 2水質的嚴重破壞
化工產品中含有大量的熱能,在融入空氣后與水循環相融合。經過水循環的作用,在降水過程中進入地表,對地下水資源有著很大的破壞力。另外,氣溫的不斷增加,必然也會導致水溫的上升,從而造成大氣中的水分蒸發總量的不斷的增多,導致地面的水資源嚴重不足,徑流量不斷減少甚至出現斷流的現象。造成水資源無法進行流動,內部的雜質無法分解沉淀,最后成為一潭死水,這也是對水質的嚴重破壞。
2.3冰川的快速融化
冰川作為水資源的另一種儲備方式,它一般都在極寒地區中,很少會受到外界的破壞。近年來溫室效應的不斷惡化,北極地區冰雪不斷融化。很多生活在極地地區的動物,都因為無法適應溫度的升高而死亡。動物的尸體長期漂浮在水中,造成了水資源質量的惡化。
3.穩定氣候,保護水循環與水資源的措施
3. 1加強植樹造林
綠色植物經過光合作用,可以制造出人類賴以生存的氧氣。同時也可以吸收人類排出的二氧化碳。植物特有的循環能力,證明了人類只有和大自然和平共處,才能更好的生存發展下去的真理。我國很早就提倡天人合一,這里的天就是大自然。由此可見,中國人對大自然的強大早已有所領悟。我國政府在意識到氣候對水循環與水資源的重要影響時,就已經深刻認識到大自然中,植被對氣候的影響。所以一直都在提倡植樹造林、退耕還林,加強民眾對植樹造林的認識。經過十多年的努力,我們的民眾了解植被對二氧化碳強大的吸收能力,以及在光合作用下可以制造出人類所必須的氧氣,植被對地下水資源的保護等等。很多人深刻認識植被對調節氣候的重要作用。如今我國很多地方本來貧瘠荒涼的地方,早已是郁郁蔥蔥的山林。
3.2減少化工燃料的排放
(1)有毒小顆粒的過濾。
二次工業革命對大自然的破壞我們有目共睹。工業革命期間,各國建立了大量的煉油廠、金屬廠、硫酸廠、磷化物等有害的化學物質基地。例如,1930年比利時馬斯河谷工業區,該工業區常年大量的污染物排放,造成河谷內嚴重的逆溫層,致使60多人在一周內喪生,同時這些有毒氣體中的微小顆粒落入水中,殺死了水中大量有微生物,使得河水出現發臭、變色的現象。還有一部分被污染的水資源,在蒸發后進入水循環中,最后在降雨時與雨水一同進入地表,造成地下水的嚴重污染。為了穩定氣候保護水源,對于化學物質排放出的有害顆粒,相關工作人員一定會要做好排查工作,在發展的同時要尋找污染較小的替代品,對于嚴重影響氣候的企業要強制關閉,升級廢物排放設備中的過濾器,從源頭中處理有害顆粒。
(2)綠色出行。
汽車尾氣的排放,對大氣也有很大的污染。很多人習慣開車出行,但現在車輛原動力普遍的還是以汽油為主,而汽油中含有的硫在水中的易溶性,使它在進入大氣候迅速進入水循環系統,形成二氧化硫,俗稱酸雨。酸雨進入植被的根部、滲入地下水資源中,污染一旦擴大,那么整片森林包括森林下的地下水,都有可能遭到損傷。氣候的穩定并不是一蹴而就的,它需要長久的堅持,從點滴做起。所以我們應該控制機動車輛數量、私家車數量的不斷上升,提倡大家綠色出行,盡量乘坐公共交通,為穩定氣候保護水資源做出一份努力。
4.結語
國際氣候大會對全球氣候變化的原因一直處在激烈的探討中。為了阻止全球氣候不穩定的進一步惡化,保障全球水循環系統的穩定和水資源的質量,世界各地紛紛成立了氣候研究大會。目前,最有影響力的是哥本哈根氣候大會和巴黎氣候大會。我國當前人口眾多,水資源極度緊缺。因此對氣候的保護工作,我們責無旁貸。為此我國積極應對氣候的變化,不斷加大環境的保護。植樹造林,綠化環境,為世界制造更多氧氣,嚴格審查化工基地,減少二氧化碳的排放量。不斷提高人們對氣候穩定重要性的認識。同時完善與氣候相關的法律法規,對嚴重破壞氣候穩定的行為予以嚴厲懲治。氣候變化對水循環與水資源的影響,不僅僅關乎大自然的和諧與穩定,更與我們人類的生存息息相關。
參考文獻:
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為未來培養具備“地理素養”的人,這就是地理教育的核心價值之一,也是基于信息化社會發展對中學地理課程,尤其是高中地理課程的基本要求。如此,也就決定了今天的高中地理課程的教育必須強化謀求“人”的內在素養與個體“創新”意識的統一。
所以,要達成謀求“人”的內在素養與個體“創新”意識相統一,尋找一種既能符合學生認知規律,又能較好地實現地理教育的核心價值的教學方式就顯得格外重要。筆者經過近幾年的教學實踐,發現在高中地理課程教學中采用“探究性”問題作為教學情景的課堂教學方式(以下簡稱“探究性”教學方式),是一種比較合適的教學形式。
一、什么是“探究性”教學方式
“探究性”教學方式是課程教學設計的重要組成,是基于學生學習心理活動基礎上,教師從學生的生活和社會關注點中選擇和確定某一研究,或探究問題作為教學情景,并將該情景應用于課堂教學,在與學生共同解決問題過程中傳授和學習新知識、應用新知識的課堂教學活動。該教學旨在通過發現或提出問題,使學生在真實的生活情境中模擬科學家探索未知,解決問題,并在此過程中獲得新知識,體會到探究過程和得到成功的愉悅。
這里需要注意的是:“探究性”教學方式與“探究性”學習形式是不同的。后者是指學生在教師的指導下,學生從自身的生活經驗出發選擇和確定研究專題,在研究問題過程中主動獲得知識、應用知識、解決問題的學習活動;整個學習過程學生一直是“策動者”和“執行者”。因此,“探究性”學習形式具有很強的自主性和自由性。而“探究性”教學方式是一種課堂教學活動,它的“策動者”是教師,“執行者”是師生雙方。也就是說,教師依據地理課程的安排,設計研究,或探究問題的情景,并以此情景在課堂上指導學生學習,在與學生共同解決問題的過程中,使學生掌握新知識、應用新知識的教學活動。從學習主體角度上看,可以說“探究性”教學的體驗過程與結果是日后學生主動,并能夠進行“探究性”學習的基礎。
目前,一些地理課堂教學中使用所謂的“探究性”教學存在著諸如:一些教師向學生提問的多,引導學生主動發問的少,教師“提問”的整體質量不高(思維性、啟發性、創造性提問少),以及課堂雖熱鬧但整體性差等問題。因此,這種課堂上量多質差的“問題”只是具有表象意義的假性“探究性”教學方式,是一種變相的“滿堂灌”教學。由此學生內在天然的自主探究與發現意識就得不到應有尊重與挖掘,情感、意志與精神得不到本來的塑造與發展,那么隱藏在學生內心的“創造性種子”的發芽就根本無從談起。也許學生能應付試卷上的各式“難題”,但當他面對真實生活中的地理問題時卻茫然無知,手足無措。所以,如果不盡快改變我們的課堂教學方式,真正地讓學生體驗探究過程,感受探究過程所帶來的喜悅,那么地理教育將很難還原其本來的面目。
二、什么樣的課程內容適合用“探究性”教學方式
與以往不同,今天的高中地理教學是在高中地理課程標準下進行的。依據課程標準的精神,其突出的特點是強化了案例教學,但如何使用教材中的這些案例,包括是否使用課程標準沒有的要求,這就為一線教師提供了廣闊的教學自主平臺。“探究性”教學方式能在一個充滿差異性、多樣性和多元化的社會里,教師可以根據課程內容,考慮學生的文化背景、個體需求以及個人的先天素質、后天“主觀”等多方面的“最大公約數”,選擇具有研究和探究的課題搭起探究性的情景舞臺。在這一舞臺上教師與學生共同來演繹“人與自然”的大劇,在師生情感交流中完成對新知識的傳授和吸納。
那么是否所有的地理課程內容都需要用“探究性”教學方式呢?答案是肯定的。根據“加涅的學習模式”理論,以及課程標準的精神,筆者認為高中地理的“必修1”與“必修2”中大多數課程內容使用這一教學方式將會使學生獲得更好的學習效果。高中地理“必修1”與“必修2”是高中地理課程中的地理原理課程,屬于理論地理的范疇。尤其是“必修1”的自然地理學,它具有內容抽象(部分)、信息量大、綜合性強、邏輯性高、難度大等特點;但它又是整個高中地理課程學習的基礎,是地理學“最底層”的東西。因此,“必修1”的自然地理學歷來就是高中地理教學與學習的“硬”內容。所以,為了達到課程標準和實現教學目標,有必要如將“必修1”等地理課程的部分內容放置在“探究”的層面上,對其進行“形象”化,進行“解剖”和分析。如此在與學生一起還原地理原理的過程中,找到師生共同的交流舞臺則至關重要,那么“探究性”教學方式不啻是一個較好的平臺。
三、如何進行“探究性”教學設計
雖然“探究性”教學設計是圍繞著課程內容這一核心進行的,但教學設計的關鍵是要創建“探究問題”的情景,搭起一個能凝聚學生注意力,支撐起課堂活動的“舞臺”。加涅認為,從學習的條件這一基點出發,必須建立一個有關單一的學習動作得以發生完整過程的框架或模型。依據“加涅的學習模式”理論,“探究性”教學設計的“探究問題”情景內容應符合學生身心特點和接受能力,而且探究過程作為“單一的學習動作”要貫穿于整個課程內容。筆者以人教版“必修1”第三章“地球上的水”中的第一節“自然界的水循環”為例來扼要說明“探究性”教學方式的設計過程。
1.解讀課程標準與課程內容尋找教學設計切入點
解讀課程標準中關于水循環的學習要求(運用示意圖,說出水循環的過程和主要環節,說明水循環的地理意義),我們發現:“自然界的水循環”一節內容在整個高中自然地理的知識構架上處于承上啟下的作用。它上承大氣環流,下接地表形態塑造。是海、陸、空相互聯系的“糾結點”。因此,這部分的學習能為學生未來接受更復雜的新知識打下良好的基礎。所以本節的學習內容包括兩大方面:一、相互聯系的水體;二、水循環的過程和意義。
相互聯系的水體這部分的教學目的是將靜態水的空間分布逐漸引導到動態水循環這一重點教學內容上。所以相互聯系的水體的教學著重點在于確定水圈和存在于地球表面各個空間水體的概念,以及水體三態(氣態、液態、固態)之間相互關系,這是進一步學習水循環的前提。這里必須指出其中各種陸地水體的相互轉化由于課程標準沒有具體的要求,因此,這一部分教學內容完全可以設計成作為進一步闡明水循環這一教學內容的環節。如第58頁圖3.2針對圖示可以將其設計成為解釋第59頁活動“黃河下游斷流”問題的教學環節。
另外,水循環的過程和意義教學內容,依據課程標準要求,學生必須能運用示意圖,即課本第59頁水循環示意圖,說出水循環的過程和主要環節,說明水循環的地理意義。這里具有三層含義:1.水循環的內涵以及水循環所在的空間位置;2.水循環具體環節以及各個環節的空間表達形式;3.水循環、水平衡對地理環境的影響。因此,根據課程標準,在教學中“水平衡”概念可以簡單提及與說明,而圍繞水循環的過程與環節是此節課的重點。
從地理學方面看,水循環主要體現在圍繞地表附近各個圈層之間的水分運動與交換,這是一個連續的動態過程。即我們對水循環過程的教學,要密切配合自然地理學的地表物質能量交換規律來進行。由于熱力狀況不同,水圈中的水可以為氣態、液態與固態。在熱力、地心吸引力等多種外力的作用下,地球上的水不斷的運動著并進行著三態的交替變化。由于受質量守恒定律的支配,水的循環運動保持著連續性。因此,它是沒有開始和結尾的巨大動態系統,包含著多種路徑的循環過程或環節。也正是水循環存在多種路徑或環節,而每一個路徑與環節對于人類社會的存在和發展都是不可或缺的。因此,如何利用好這些“不可或缺”就成為這一節課的如何“探究”的關鍵了,也就是說這些“不可或缺”是我們要尋找和創設的“探究問題”的落實處,是布置課堂情景的著眼點,是進行“探究”教學設計的切入點。
2.搭建“探究性”問題的課堂情境與教學環節
當確定“探究”教學的切入點后,我們就需要對設計“水循環”的地理原理及其各環節的“不可或缺”進行分析。從水循環各環節對人類社會存在以及發展影響上尋找“探究”問題,并搭建探究該“問題”的課堂教學情景舞臺,設計圍繞分析和解決“問題”的教學環節。與學生一起一邊“探究”,一邊學習新知識。
根據“水循環”實際就是水因熱力狀況不同,在水圈中以氣態、液態與固態三態形式存在并相互轉化。對人類而言,水的這種三態之間的轉化不僅僅體現在相互間能量流動上,它更大的影響是造成水的時空方面的變化。而水的時空方面改變正是千百年來制衡人類生存與發展的重要因素。
所以,筆者以西部大開發為背景,利用“海水西調”工程為話題,以探究“海水西調”的可能性為課堂情景來展開這節課的教學。
下表是本節課堂教學環節輪廓。
3.各個教學環節之間的“轉折鏈”設計
在設計各個教學環節過程中,需注意:由于每一環節是相對獨立的教學片斷,因此,各個環節之間要注重“轉折鏈”的設計,這樣才能使課堂教學過程流暢,課堂整體性強。一般而言,“轉折鏈”有四種形式:“丟包袱”形式、“設問”形式、“邏輯鏈”形式、“質疑問題”形式。
“丟包袱”形式一般用于下環節教學內容是上環節的基礎,如:從“2”到“3”環節的“轉折鏈”可以用“丟包袱”形式――“要知道這一設想是否可行,請我們一起學習下列關于水循環的知識”;
“設問”形式用于下一環節為上一環節“解釋”、“解決”或“闡明”某一問題,如:從“3”到“4”環節利用“設問”形式――“水運動是水環境中最為重要的,那么水的運動包含哪些內容呢?”
“邏輯鏈”形式常用在邏輯性強,關聯性密切的上下教學環節,如:“6”到“7”環節依據“邏輯鏈”方式――“明確‘海水西調’工程利用和改造水循環的哪一環節?判斷這一工程對我們會產生什么影響?那么,我們必須從人類介入水循環產生的問題說起”。
“質疑問題”形式的“質疑問題”主要來自學生。它可能出現在教師提供素材與學生日常生活經歷存在著巨大的反差,導致學生發自內心的“質疑”,“質疑”的學生在課堂上向教師提出他的“質疑問題”。可以說“質疑問題”是課堂教學的寶貴資源,教師如能把握得恰當,往往會收到意想不到的教學效果。將“質疑問題”用來做教學環節的“轉折鏈”,課堂教學同樣會起到良好的效果,如“1”到“2”環節,對解決水資源空間分配不均,學生通常想法是向資源短缺地區調淡水資源。但在上述教學環節設計中,用“海水西調”工程向我國西部干旱地區調海水――咸水,學生感覺詫異,并無意流入出“懷疑”,有的學生甚至會當場說:“這怎么可能?”,此時,對于“質疑問題”,教師的回答是:“不忙下結論,先看看這一設想的依據是什么”。
注重教學環節與環節之間“轉折鏈”的設計是“探究性”教學方式的重要步驟。需要教師預先估計好學生的學習心理與各方面的狀態,以及對某些問題的反應。當然,“轉折鏈”的設計不只限于一種形式,也可以兩種形式的組合呈現。
四、進行“探究性”教學設計應注意些什么
就教師本身而言,“探究性”教學方式是創設“探究問題”課堂情景從事教學活動的。所以在選擇“探究問題”需要注意以下幾方面問題:
1.“探究問題”情景的選擇可以是圍繞著新知識的所關注的,也可以是圍繞著本節課程的中心問題。前者如“自然界的水循環”用的“海水西調可行嗎?”的探究問題,后者如必修1第一章第一節“宇宙中的地球”可以以“地球上為什么有生命?”為探究問題作為課堂情景;此外,“探究問題”情景內容選擇不能與新知識的傳授相矛盾,應是服務于和有助于新知識的傳授和學生的吸納。
2.某一“探究問題”應盡可能從學生生活經歷和社會關注點上選擇,這樣容易激起學生自主學習和探究問題的興趣,容易帶動師生互動和交流;此外,“探究問題”選擇不一定是一些已經有了明確結論的“問題”;沒有定論,或是存在多項結論的“探究問題”作為情景背景,課堂氛圍可能更好,如“海水西調”,這樣可以發揮師生的想象空間和增進彼此的交流。
3.某一“探究問題”作為課堂情境需要始終貫穿,并服務于一章或一節的課程(不必拘泥于一節課,如課程需多節課完成,則注意兩課之間的“轉折鏈”設計),它是某一課程教學單元的載體,這樣的課堂教學主題凸顯、整體突出、體系清晰、結構完整。
4.“探究性”教學方式的課堂主題要明確,環節內容安排要合理。環節的權重(時間)依據環節在教學內容中的地位分配,但要適當,一般主題環節與輔助環節比例是約3∶1至2∶1;如“自然界的水循環”的教學環節“4、6、7”主題環節與“1、2、3、5、8”輔助環節比例。每節課的教學環節不易太多,大小環節共在十個以內。注重“轉折鏈”設計,使環節之間的轉折過渡要順暢。
總之,“探究性”教學方式能一改以往所謂探究教學的“問題”之間聯系不緊,授課、學習等教學環節松散等問題;它具有:教師容易與學生產生共同的話語;容易吸引學生的注意,拉近師生之間的距離;容易激發學生探究學習的興趣;容易進行課堂設計,設計出環環相扣的教學環節,并形成良好的課堂氛圍,課堂整體性強;容易達到教學目的,便于課堂組織等優點。“探究性”教學方式不僅注意教學過程知識的傳授與學習,如講授新知識教學環節;而且該教學方式還很注重學習過程的體驗和探究方法的掌握,如探究問題的課堂探討環節,更甚者該方式容易在課堂上表達出一種對人文情懷價值觀的認可和對科學探索精神的執著,體現地理教育對具有“地理素養”人才培養的追求。
1.1水資源利用現狀
近年來我國生態環境的惡化不斷加劇,人類一味的追求水資源的最大經濟可利用水量,忽視生態環境自身對水資源的需求。特別是北方地區水資源供需矛盾尖銳,在水資源嚴重短缺的情況下,生態環境用水被經濟用水所擠占,北方多數地區河流開發過度。水資源、水問題可以概括為“水多、水少、水臟、水生態惡化”,這些問題嚴重影響了我國的可持續發展[1]。進入21世紀,面對嚴峻的水資源短缺、經濟快速發展與生態協調等問題,我國學者提出了“面向生態”的新概念,面向生態的水資源利用重視自然生態的需求,綜合考慮自然———社會———經濟復合生態系統的需求,我國進入了面向生態的水資源利用模式———生態保護型階段。
1.2河流生態環境問題
人類對水資源開采程度好破壞程度的不斷增強使水文循環受到嚴重的擾動,水資源自然循環的途徑和通量發生改變,其可再生能力也有不同程度的改變,出現一系列的問題,如河道斷流、地下水位下降、水資源短缺、水污染等等。水作為生物本身的組成部分,在自然生態系統中起著無可替代的重要的決定作用。要使生態環境朝著良性循環的方向發展,必須首先滿足生態系統所必須的水量要求。
2.生態需水基本理論
2.1河流生態需水及其特點
基于自然水循環角度[2],河流生態需水可以定義為:在特定時段內,在一定的生態保護目標下,維持河流基本結構與功能所需要的一定水質目標下的水量。其內涵可以理解為:(1)維持河流生態系統現狀;(2)避免河流退化;(3)提供水來支撐自然過程,以保留關鍵的生態服務和社會服務功能。具體可以歸結為一下幾個方面:(1)維持河床沉積物的大小和移動性;(2)維持常年性河流不斷流;(3)維持河道的縱向連續性;(4)維持河流特征和環境;(5)維持洪泛平原;(6)維持河濱植被;(7)維持河口的生態平衡;(8)維持娛樂和舒適性。
河流生態需水特點:質與量的統一性[3];時間與空間性;尺度多樣性;最優性與闕值性。這些特點涉及到方方面面的因素,必須統籌兼顧,全局把握,針對特點有目的的改造河流,造福人類。
2.2河流生態需水重要水文要素與指標
河流生態需水研究的一個重要問題就是如何選取水文指標。這些指標包括:(1)與流量狀況總體趨勢密切相關的指數如平均日流量、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續時間等。(2)描述流體多樣性成分的指數:日流量、月流量、年流量以及低流量高流量在頻率上的變化,低流量和高流量在持續時間上的變化,流量變化的速度等。(3)其他比較重要的指數包括每年流量的變化,高峰期的峰值,洪水頻率以及洪峰天數等。
在水資源規劃與配置中,常常需要涉及到一些表征生態需水的性能性指標,這些指標具有典型性和代表性,對分析河流生態系統的健康具有重要作用。這些指標一般與流量過程有關,具有相同特點的河流,其性能指標應具有同一性,不同的河流其指標存在不同程度的差異。往往應該考慮到枯水年、平水年、豐水年以及不同月份的差異。不同情況性能指標不同,實現河流的生態功能也不同,針對我國北方河流季節性的特點,提出以下指標來衡量生態需水的性能:非汛期低流量天數、汛期流量、某頻率的洪水、入海流量。
3.生態需水的評價
生態需水評估的原則有:科學性原則,協調性原則,動態性原則,區域差異性原則。河流生態需水估算與實施的理論框架可概括為三個部分,即河流生態系統現狀分析、保護目標以及生態需水的確定、實施效果的評估。伴隨著人類對水資源系統干擾程度的不斷增加,越來越多的學者開始對經濟社會系統中水循環的運動過程進行研究,與自然水循環相對應的人工水循環被提了出來。生態需水的評價一定要權衡多方利益,評價變得更加復雜。
關鍵詞:生態水;林園無灌溉栽培;研究
中圖分類號: S273 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20160132058
前言
在水資源這一大系統中,其中生態水是最為活躍以及最為積極以及重要的因素,生態水是指與地球表層植物緊密相聯系的水體,是地球水圈中的重要組成部分。地球水圈又分為大汽水圈、地表水圈、生態水圈以及地下水圈。原生態水就是水擁有養育生命的物質,能夠在外在條件合適的情況下孕育出生命體。生態水是地球表面植被層,其中包含了葉面、根系、腐殖層、表層耕植土壤層以及植物自身所滯留或者是涵養的水量,并且這部分的水主要跟地球表面的制備有很大的關系,能夠圍繞相關的植被層形成水循環的特殊轉換帶以及過渡帶。所以,做好對生態水的研究,具有十分重要的意義。
1 生態水
生態水的運動形式與存在形式與地表水與地下水有較大的區別,其水量能夠蒸發以及調劑補給地表以及地下水。在水資源的循環過程中,其中生態水的多寡將會直接影響到各個水資源量的分配以及儲存[1]。對于生態水來說主要是可以將其分為3個大部分:以植物為主體的植被層在不同形式降水下截留的水;以植被宿體,松散孔隙裂隙地球表不土壤包氣帶層所能滯留的土壤水;以植物自身所擁有的各種形式的生物水,其中后者的水分不會直接參與到地表以及地下徑流中,而是利用生物水的運動形式來改變地下水與地表水的運動形式。在自然條件下,生態水層的分布具有連續性,同時能夠與流域吻合成片成層的分布。
2 生態水的特點
生態水主要是在土壤臨界點以下,其毛管曾水沒有到達地面,因此可以供植物的根系進行吸收[2]。對于生態水的特點主要有:季節性變化的疊加性,水資源的各種量都存在季節性的變化,同時對于生態水的季節性變化特征來說,其中不僅僅是具有大環境的季節變化性,同時其本身也會受到植被生長周期的季節性變化影響。對于不同季節中植被的本身形態也存在很大的不同。這也充分說明不同種類的植被群落對降水量的分配也不一樣,這樣就導致了生態水的運動儲存具有與植被隨季節性變化的疊加性特點;生態水轉化循環的特殊性,生態水在進行水循環的過程中,不僅僅要適應水體的大循環,同時生態水在植被層中內部還具有內循環。在生態水中,植物體內的生物水循環較為特殊,主要是由其根部吸收,進入到植物的體內循環,之后能夠利用葉面蒸發的方式來進入到大氣循環中,以此來充分的保持空氣的濕度。植物體內部的水循環具有生物化學的作用,同時也會具有光學化學的作用。對于生物水本身的循環來說,主要是對系統水文循環的補充以及調節。轉化以及運動的速度也是取決于生命周期的變化。植物在生長期,那么其中生態水循環速度也會加快。而而知在休眠期,那么其中循環的也會隨之減弱;生態水具有小環境調節性,并且在豐水期,其降水主要是經過森林草地等植被截留,地面攔蓄以及植被吸收、土壤入滲等,最終形成生態水層,這樣會使生態水具有流域水源涵養、徑流調節以及降低洪水期的流量,最終做好對水土的保持,避免出現水土流失的現象。在枯水期,生態水會緩慢的釋放,這樣將會增加河道枯水期的流量,對水質進行改善,同時能夠控制好土壤的侵蝕作用,以此來充分保證生物的多樣性,最終對流域中的小氣候進行調節。
3 生態水與林園無灌溉栽培
對于生態水區的林園生產來說,全部都可以免去灌溉,這樣將會很大程度上節省了渠系以及灌溉設施的投資,從而來實現節約成本的目標。同時在林內沒有渠埂以及田畦的障礙,這樣可以實施免耕法,不需要松土以及除草,能將生產設備降到最低。對于生態水潛伏去以及毛管水自動浸潤的毛管層,供水將會更加的持久以及穩定[3]。水氣兼容,不需要人工灌溉,這樣引上的水多是缺氧,將會導致好氧微生物以及樹根窒息,妨礙了菌根的正常發育。對于生態水來說,主要是埋藏于偏淺的鹽漬土區,積鹽則是地表的覆蓋物,其中具有防旱的功能。
4 生態水的監測
要想保證生態水哺育的林園基地長久發展,那么必須要做好對生態水的監測工作,以此來保證水源的持久補給。對于標準的生態水來說,必須要將其埋入到深土層的2.5m左右,這樣必須要保證其不超過土壤的臨界點,這樣可以在其范圍中,按照正三角形的方式來挖觀測井,將邊距控制在10m以上,井底要低于潛水面的50cm。同時井窖邊要立出相關的標尺,以此來做好對水位的監測,主要是由3口井盛放紅藍魔等3種墨汁,以便于更好的測出潛水的流向、流速,并且最終能夠判斷出補給水的來源。同時也能夠裝置自動測定儀,能夠將其動態傳遞到監測室,以此來實現封閉性的自動監測[4]。
5 生態水的人工調控
由于生態水潛伏較淺,這樣將會造成鹽堿化,因此必須要挖豎井抽提,將其輸往其他的地方進行灌溉。也可以在地表鋪設一些砂石、墊土等,這樣將會提升土層的監界點,以此來避免地表出現直接蒸發的狀況。生態水埋藏的過于深,那么在30~50cm的耕作層將會出現十分干燥的狀況,這樣將會不會適合樹木的生長。針對這種現象便可以挖1.2~2m的深溝,以此來在溝底種植一些苗木,在其成活后,能夠定期進行填土、埋干。并且樹干在潮濕透氣的條件下,其薄壁組織逐漸出現分裂的性能,將會生出不同的根,以此來提升其生長力。另外,在樹溝內部也可以回填由城市生活來發酵成的菌雜肥,并且能夠將其有機質作為是土壤微生物的餌料,以此來促進土壤微生物的繁衍以及發育,最終促進土壤酶生長素,促進樹木菌根的繁育。在生態水區無灌溉營林、建園以及種植一些果樹等,在其生長旺季中也要注施液肥以及葉面噴肥,以此來滿足開花以及掛果的需要[5]。同時也可以種植一些經濟作物,進行行間溝播,溝播一些深根性檸條、沙打旺、甘草等經濟物種,以此來取得較為豐厚的短期經濟效益。
在我國的新疆地區,其干旱多風,并且其水庫每年的蒸發量非常大,將會造成十分嚴重的損失。為了能夠有效避免絕的損失,那么其水庫必須要建立在每條內陸河的淺山谷口,這樣將會利用其高勢所形成的承壓水,利用管道將其引入到市區禁行相關的噴灌,以及滲灌。這樣其在新疆一些地區得到廣泛運用,節水效果很高,具有推廣的價值。在新疆地區,在年徑流量在4億m3以上,并且其流程為200km以上的內陸河,在其下游都會具有生態林,主要是利用生態水來哺育,在夏季冰川消融,會與山區的暴雨形成山洪,這樣在進行山腳水理樞紐興建時,要能夠在中下游連桿以及機車開溝的地方,讓其能夠漫溢地表水沉入到溝內,以此來轉化為生態水,最終利用夏季的溝底植樹,營造生態林。
6 結語
本文主要是對生態水的特征以及形成進行了簡要的概述,并且對生態水下的林園無灌溉栽培進行了相關的探討,充分說明了生態水下的林園無灌溉栽培具有的優點,值得推廣。
參考文獻
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關鍵詞:水資源; 規劃; 給水排水; 循環利用 一 水資源循環概念水是循環性資源,亦是可以再生的資源。根據其客觀規律和循環的方式,我們可以把它分為自然循環與社會循環。 1自然水循環 水在自然界中以固態、液態、氣態三種方式存在,在水圈、大氣圈、巖石圈、生物圈范圍內處于往復不停的循環運動狀態中。在太陽輻射和地心引力的作用下,水從海洋蒸發變成云(水汽),又以雨、雪等方式降落到地面,部分蒸發,部分滲入地下或匯成地下徑流和地表徑流,最終又回歸大海。水的這種周而復始的循環運動稱為水的自然循環。 自然水循環的特點:①自然水循環是一個相對穩定的、而又錯綜復雜的動態系統,不論是大循環還是小循環,都和氣候、土壤、地質地貌和植被條件等自然因素有關。還受到山塘、水庫等人為因素影響。水資源的質與量及其分布狀況是自然歷史發展的產物;②在水的自然循環中,不但存在水量的平衡關系,而且還存在著水質的動態平衡關系,即水質的可再生性。 2社會水循環 水的社會循環是指在水的自然循環中,人類不斷地利用其中的地下徑流或地表徑流滿足生活與生產活動之需。循環系統主要由給水系統、用水系統、排水系統3個子系統組成。給水系統與排水系統好比是一個城市或區域的動脈和靜脈,兩者不可偏廢任何一方。給水系統中若過度取水,河流生態需水量就不能滿足,或者用后的污、廢水不經處理或處理不到位都會影響自然水循環。3社會水循環與自然水循環的關系社會水循環是自然水循環的一個附加組成部分,對自然水循環產生強烈的相互交流作用,不同程度地改變世界上水的循環運動。開發利用水資源是人類對水資源時空分布進行干預的直接方式,在人類大興水利帶來巨大生產效益和能源效益的同時,社會水循環對自然水循環帶來的負面影響也日益顯現出來。
二、山東水資源總量的發展變化情況
水資源總量是指一定區域內降水形成的地表和地下產水量,包括地表徑流量和降水入滲補給量。從山東水資源發展變化情況分析,山東水資源具有總量不足,人均占有量少,地區分布不均,年際年內變化劇烈,地表水和地下水聯系密切等特點。
首先,從水資源總量看,山東水資源嚴重短缺,人均占有量偏低。2003年是山東難得一遇的豐水年,全省水資源總量489.69億立方米,但僅占全國水資源總量的1%左右,全省人均水資源占有量537.9立方米/人,不到全國人均占有量的1/6,低于世界人均占有量的1/20。
其次,從時間分布看,全省年際間降水量、水資源量存在明顯豐、枯交替,易出現連續枯水時段,年內水資源分配具有明顯的季節性。比如1981-1983年、1986-1989年都是連年干旱,1998年至2003年春,全省持續干旱少雨。
第三,從區域分布看,山東多年平均降水量從魯東南沿海的850毫米遞減到魯西北內陸的550毫米,年徑流的地區變化更為突出。多年平均徑流深東南沿海高值區為260-300毫米,魯西北平原和湖西平原低值區只有30-60毫米。
第四,用水總量下降,用水結構趨向合理,用水效率有所提高。用水總量,是指分配給用戶的包括輸水損失在內的毛用水量(與供水總量是同一個指標的不同概念表述),按用戶特性分為生產、生活和生態用水三大類。0.62%。
四、搭建永續平衡的水資源保障體系
山東建設生態省工程已全面啟動,這就要求摒棄以犧牲資源環境為代價的不可持續的發展模式,摒棄竭澤而漁的經濟增長方式,改變先污染后治理、先破壞后恢復的被動局面,主動探索適合省情的經濟、社會與環境協調發展之路。面對我省水資源緊缺、水環境惡化的嚴峻形勢,立足于實現生態省建設目標任務,我們必須牢固樹立科學發展觀,調整思路,創新機制,堅持開源節流并重、開發保護并舉的方針,有效增加投入,攜手共建一個永續平衡的水資源保障體系。
首先,要大力推行節約用水,建立節水型社會。落實《山東省節約用水辦法》,制定實施行業用水定額和節水標準,實行總量控制和定額管理相結合,實行超定額用水加價。政府加強領導,水行政主管部門依法監管,相關部門各司其職,盡快形成統一協調、健全完備的節水監督管理體系。特別要加快節水型社會法律法規體系建設,進一步建立和完善水資源規劃、建設項目水資源論證、用水統計、節水產品認證、取水許可和水價、水權流轉等項制度。在水資源短缺地區,發展節水型工業,采用節水型工藝,減少單耗。加大農業節水力度,逐步實現農業用水零增長或負增長。
其次,要調整優化產業結構,走節水減污的新型工業化道路。多年來山東工業產業結構層次比較低,高消耗、高污染的造紙、化工、釀造、建材、火力發電等行業比重大,污水產生量大。要徹底改變高投入、高消耗、高污染的粗放型模式,遵循循環經濟的理念,走“科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染小、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化路子”。
第三,實現水資源優質優用、科學合理調配,保持水資源的動態平衡。要遵循加強集儲空中水、充分引用客水、積極利用地表水、嚴格開采地下水、強制使用中水、擴大生態用水的原則,保持全省水資源總體動態平衡和總量需求供應。重點城市要建立常規供水、應急供水和戰略儲備供水三套系統。形成污水處理、中水回用及相關節水產業配套的產業鏈,提高城市污水處理率,實現廢水減量化、資源化和無害化。
第四,要加強重點流域水污染治理,確保水體清潔。突出抓好省轄淮河、海河流域水污染防治“十五”計劃和《南水北調東線工程山東段水污染防治規劃》的落實。實施污染治理、污水資源化、流域生態恢復與保護并重的策略,全面推進流域內經濟結構調整、城市環境基礎設施建設、清潔生產等各項工作。同時通過綠化涵養水源,提高自然凈化能力。
第五,加快水行政管理體制改革,創新水資源管理模式。近年來,各地逐步探索建立了集城鄉水源、供水、用水、排水、污水處理與回用、防洪等管理職能為一體的水務局。到2003年全省89個縣(市、區)成立了水務局或實行水務一體化管理,占縣(市、區)總數的64%。在充分發揮市場配置資源基礎作用的同時,強化政府在水資源建設方面的綜合協調能力,做到責任、措施和投入“三到位”,切實解決地方保護、部門職能交叉造成的政出多門、責任不落實、執法不統一等問題,實現由“多龍管水”、以人治為主,向“一龍管水”、法制化管理轉變,為社會提供優質服務。
第六,發展水生態文化,全面提升公眾的水環境意識。發揮新聞傳媒的影響力和科教機構的承載發展力,建立傳播循環經濟、生態環保、可持續發展戰略思想的渠道與機制。在構建水生態文化進程中,確立互利型思維方式,尋求一種適于人類與自然共同持續發展的價值觀念體系。
第七,建立經濟與資源環境一體化核算體系,研究探索如何科學準確地將水資源納入綠色GDP核算。為反映經濟發展過程中資源與環境成本,研究建立綠色國民經濟核算體系,使國民經濟的發展能不斷地對生態環境與資源進行必要補償,引導人們從單純追求經濟增長逐步轉到注重經濟、社會、環境和資源協調發展上來。當前要充分發揮政府綜合統計與部門統計的互補優勢,建立水資源和水環境統計的協調機制和信息共享平臺。
總之,在當今人類面臨越來越嚴重的水危機情況下,采取更多的城市流域水資源循環利用的措施,為構建“資源節約型,環境友好型”城市打下良好基礎,讓人類和社會得以更好地可持續發展。
參考文獻: [1] 王西琴.河流生態需水理論、方法與應用.
[2] 任伯幟等.水資源利用與保護.
到目前為止,我已經聽了18節課。這些教師都很賣力,教學設計寫得很認真,但大多數為抄襲志鴻優化設計上面的,由于是抄襲同一本書,難免有雷同。我想到了沒有自己思想的課堂會是多么糟糕。
一個沒有自己思想的教師還是一名好教師嗎?怎樣才能上好一節課,怎樣才能做一個有思想的老師。
通過這幾天我對課堂教學的觀察和思考,我認為至少應在以下幾個方面來提升自己:
第一, 準確理解、領悟高中地理課程的五條基本理念。
第二, 深入理解、領悟高考說明的四大點和十三小點。
第三, 對課程標準和教材把握準確、到位。
第四, 深刻把握地理學科的知識結構、恰當滲透地理學科思想。
第五, 注重師生的互動、遵循探究的思路。
第六, 關注學生個體的差異性,給予即時的評價和反饋。
下面我舉例說明,怎樣才能做到以上幾點呢?比如,這次課程改革的重要理論就是建構主義理論和多元智能理論。這是由于學生的認知特點和教師的認知特點不同及個體的差異性所決定的。
比如,在學習水循環的內容時,我聽了幾個教師的課。他們均是直接按照教材中的水循環模式圖來直接講解,這里面就沒有很好地體現建構主義理論。我想如果能給出一條具體的河流,如長江的源頭、河流、入海口、夏季風、降水等景觀圖片,讓學生自己拿出一張紙來畫一個水循環的模式圖,效果是否更好呢?這樣從現象到本質,或許更符合學生的認知規律,也更建構主義的理念。
再比如,講熱力環流時,有些教師直接讓學生在教材中找出其概念,然后深入分析概念。我認為這樣也沒有體現建構主義理論,也不符合學生的認知規律和特點。如果能讓學生運用物理學的知識,自己動手畫出白天的海陸風,從而引導學生得出熱力環流的概念,是否要比直接給出熱力環流的概念好呢?我想這是不言而喻的,所以我就想,我們一線的地理教師不要光上課,還要不停地思考怎么去上好課,提升課堂教學的效率,做一個有思想的人。
水是生命之源,但是水資源短缺已經成為當今世界面臨的重大挑戰。為了緩解世界范圍內的水資源供需矛盾,聯合國于1993年通過決議,確定每年的3月22日為世界水日。2015年世界水日的宣傳主題是“水與可持續發展”(Water and Sustainable Development)。3月22日至28日是中國水周,我國紀念2015年世界水日和中國水周活動的宣傳主題為“節約水資源,保障水安全”。
從基本的自然稟賦條件看,中國的水資源總量在世界上排名第六,但由于人口基數大,人均水資源量特別少。在世界上192個有水統計的國家里,中國的人均水資源占有量排第127位,是聯合國認定的13個水問題最為突出的國家之一。其次是空間分布不合理。長江、珠江等四個流域,人口、GDP占全國一半左右,水資源占81%,北方6個一級流域,人口、GDP、國土面積占全國一半,耕地占全國65%,水只有19%。第三是時間分配不均勻。我國是大陸季風氣候,雨季很明顯。英國倫敦、法國巴黎和北京、哈爾濱的降雨量一樣,但是倫敦、巴黎每個月的降水差不多,而北京在20天里降掉了全年一半的雨量,所以我們不得不修水庫,把汛期的洪水存起來轉化為枯水季的水資源。這三個特點造成中國的水資源十分緊張,開發利用的難度很大,要極大地加以重視。
我國面臨的水資源問題主要有四個:水資源供需矛盾突出,水環境污染嚴重,水生態系統退化,極端和突發事件頻繁。我國水問題的科學背景,統一的客觀基礎就是流域水循環發生了演變。流域水循環分自然水循環和社會水循環兩部分,自然水循環和社會水循環相互依存,相互制約,相互作用,加速了流域水循環的演變,在這個演變過程中發生了一系列資源效應、生態效應、環境效應。要解決這些水問題,有一個統一的科學基礎,就是“自然―社會”二元水循環及其伴生過程演變的機理揭示、規律認知與過程模擬,需要進行多維均衡綜合調控。
水資源危機作為全世界所面臨的共同問題,已經成為繼石油危機之后的另一個嚴重社會危機。面對這樣的形勢,我們應該致力于五方面的研究,采取措施,積極應對水資源危機:一是研究和建立水資源危機預警系統,實時監測水資源現狀,評估未來發展動態,有效降低突發水危機事件對社會經濟的沖擊效應。二是各級政府和有關職能部門共同努力,加快水資源危機應急體系的建設。三是加強水資源論證,嚴格控制取水總量,科學制定流域水量分配方案,防止區域水資源的過度開發。四是廣泛宣傳環境保護知識,增強公眾水資源保護意識,強化各項節水措施,建設節水型社會。五是努力保護水環境,嚴格控制入河污染物總量,改善生態環境。
目前我們國家已經科學制定了水資源安全保障戰略,具體地確定了172個重大的水安全項目,國家和各級政府正在加大投入并積極采取落實措施,著力保障經濟社會發展的水資源安全。今年的中國水周主題也確定為“節約水資源,保障水安全”。總之,“保障水安全”不僅是解決我國水資源問題的當務之急和重中之重,而且還是實現我國社會經濟可持續發展的重要保障。