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藻类对供水的影响研究论文

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藻类对供水的影响研究论文

Cherish the water Good afternoon!my dear ladies and gentalman!today,I am glad to stand here to give you a speech and thank you giving me such a chance,I will not disappoint you. we all know that we can not live without water,although there is much water on the earth, but the water which we can drink ,it is very litte .It just occunt for thirty percent ,the other seventy percent is seawater.and the seventeen percent of the thirty percent is on the north pole and south pole's glancier.so we can't drink it maybe someone will ask me why we don't drink the seawater ? there is much seawater on the earth ,isn't there?Yes,I have to admit that is truth,but do you know why we can't drink the seawater? Because the seawater include much poisonous thing and saltcontant it's bad for our health. Now, because humankind built a lot of fictory on the earth, it made the water became yellow from green and the sky became grey from blue, the north pole and south pole's glancier has began to thaw,and the sealelvel and temperature has razen up. when I was a child , there is a river in my hometown, at that time ,there are many frogs and fishs in the river ,when spring come ,many frogs sang songs onthe bank ,many children swam in the river, it made the river full of vim .but now it has chenged , it became dirty and smelly,fishs and frogs disappear from this river ,it just leave much rabbish and weast-products in the river.accroding to this rivers experence ,I think if we don't control it .we will distroy ourselves. maybe someone will laugh at me and think I say frighting thing just to cause alarm,but we all know that the weather is more and more hot and arid,many river has began to dried-up, and many place became desert. so, ladies and gentalman, we must cherish the waterand protect our environment or it will do harm to us. thanks for listening !

影响水质 多了堵塞管道

3 藻类对制水的影响含藻原水进入净水厂后,对制水生产工艺、药耗以及构筑物池壁都会产生极大的不利影响,主要表现在以下几个方面:1.在光合作用下,水中pH值升高,且由于藻类作用,溶解氧增加,矾花密度降低,沉淀去除率下降,导致需要投加的混凝剂增多,高藻水的处理需要消耗大量的混凝剂。2.藻类物质在滤池中可大量繁殖,会使滤料层堵塞,使过滤周期缩短,减少产水量,增加冲洗水量并影响出水水质。3.对混凝土池壁构成很大的威胁,如长沙三水厂构筑物池壁由于藻类等物质的长期腐蚀,致使池壁粗糙老化,反过来又给藻类物质的寄生繁殖,水垢、青苔的附着生长,提供了有利的栖息场所。4.藻类细胞成层成为粘质物,附在混凝土池壁表面,形成一层润滑层,既影响制水过程中的感官质量,又增加了洗池的频率和费用,以及工人的劳动强度。5.藻类的存在使水质变化,从而干扰水处理操作,造成处理上的麻烦,生长着和死亡的藻类都会使水中有机物增加,增加氯耗,高藻水的处理更需要消耗大量的消毒剂。6.对水质影响更为严重的是有些藻类的降解产物中含有四氯乙烷、二甲基二硫化物等毒性物质,能引起人、动物中毒。

藻类及藻毒素对供水工程和饮用水安全的影响主要是富营养化。动物饮用含有有毒藻类的水而死亡的事故也经常发生。包括生物肽(肝毒素)、生物碱(神经毒素)和脂多糖(皮炎毒素)等。这种急性毒素可使饮用此水的陆生动物中毒死亡,其慢性毒素则以微囊藻毒素为代表,可经口、皮肤或随水气挥发等途径进入人体造成危害。藻毒素可以通过食物链传递,而且藻毒素易溶与水,耐热性强,自然降解过程十分缓慢,常规的方法很难完全消除水体中的藻毒素。家畜及野生动物饮用含藻毒素的水后,会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状,甚至死亡。

藻类及毒素对供水的影响研究论文

1 微囊藻包括铜绿微囊藻和水花微囊藻,喜生长在温度较高(28——32℃)和碱性较重(pH值8——9.5)的水中,因此多在夏、秋季旺发。当在1升水中有50万个群体以上时,水中溶氧往往不敷其需要,而会自身大量死亡。藻体死亡后,向水中释放大量毒素,对鱼类生长非常不利,甚至毒死鱼类。2 甲藻在池塘中对鱼类产生危害的甲藻有多甲藻和裸甲藻,它们喜生长在含有机质多、硬度大、呈微碱性的水体中,以温暖季节较多。甲藻对环境的改变非常敏感,如果水温、pH值的突变,都会大量死亡。这两类甲藻在繁殖过程中和死亡后,可产生多种毒素,引起鱼类的神经麻木、代谢失调及呼吸障碍、最后导致鱼类死亡。3 丝状绿藻丝状绿藻俗称“青泥苔”。春季随水温上升,在池塘浅水处开始萌发,长成一缕缕绿色的细丝,矗立在水中,衰老时丝体断离池底,形成一团团的乱丝,浮进水面,幼鱼游入其中,往往被乱丝缠住游不出来而造成死亡。同时,池塘中有大量丝状绿藻,也消耗水中的养料,使池水变瘦,影响鱼类正常生长。4 水网藻一般生长在浅水池塘里,尤其是在含有机质丰富的肥水中,繁殖很快。池塘中水网藻多量,像张在水中的许多罗网、幼鱼误入“罗网”后往往游不出来而死亡。同时,水网藻大量繁殖时也消耗池塘水中的大量养料,影响鱼类生长。5 三毛藻为广盐性藻类,在含盐600——700毫克/升的水中仍能生长、生长适温10——30℃,适宜pH值6.5——9。三毛藻怕阳光,多生存于水的中下层,水中有大量三毛藻时水呈棕褐色。一年四季均有发生,但主要发生在低温季节。三毛藻在池塘中大量繁殖时,可引起鱼类中毒而发生死鱼现象。鱼中毒后,首先向池塘背风浅水处集中,但驱之即散,随着中毒的加重,几乎所有的鱼都集中排列在池塘岸边、头向岸静止不动,有时还窜到岸上,当人走过驱之可暂时散开,人走后又立即集中。停留在岸边的鱼开始失去平衡,侧卧,呼吸困难,最后呈昏迷状态而死。

实验室围绕上述国内外相关学科领域的发展趋势和面临的国家重大需求,共承担科研究课题134项,其中主持的973国家重大基础研究项目2项,它们分别是湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究(2002年启动,2800万元,首席科学家刘永定研究员)和重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究 (2004年启动,2500万元,首席科学家桂建芳研究员),主持的863重大水专项2项,它们分别是受污染城市水体修复技术与工程示范( 2003年启动,2583万元,首席科学家吴振斌研究员)和受纳湖湾污染负荷有效削减和生态系统重建技术与工程示范(2005年底启动,2000万元,首席科学家宋立荣研究员),还主持973课题3个,863课题6个,杰出青年基金3项,重点基金6项和欧盟项目1项等。这些项目的承担体现了实验室在国内外相同学科领域的地位和在国家科技发展和经济建设中的作用,同时也为实验室的学科发展和自主创新提供了必要条件。实验室共发表SCI收录论文247篇,并有相当多的论文被本学科领域国际顶尖级杂志接受发表,如SCIENCE,PNAS,DEV. BIOL.,MOL. BIOL. EVOL.,J. VIROL.等都发表有水生所完成的论文;发表的论文被国际同行广为引用,据不完全查证,其中105篇SCI论文被SCI刊源论文引用353次。同时,还主持编写出版著作8本,获授权专利23项。通过研究实践和自主创新,一批在理论上有重大突破或在应用上有广阔前景的研究成果已经形成。如2005年已获得的国家科技进步奖二等奖的重大成果长江中、下游湖泊群渔业资源调控及高效优质模式,采用生物操纵和生态对策原理,系统探讨了湖泊无公害渔业的可行途径及主要工艺,提出了湖泊小型鱼类、食鱼鱼类生产力动态估算方法,建立了湖泊鳜鱼规模化养殖、河蟹生态养殖和团头鲂增殖等技术,2000-2004年在长江中下游600多万亩湖泊推广,增加产值超过20.5亿元;2002年获湖北省科技进步奖二等奖的热带、亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建生物工艺学对策研究,依据生态学原理,将垂直流构建的人工湿地用于中小城市污水的综合治理,在水环境污染治理方面有广阔的应用前景;2003年获湖北省自然科学奖一等奖的银鲫两种生殖方式的遗传基础及其育种意义,首次以确凿的分子遗传证据证明银鲫存在雌核生殖和两性生殖两种不同的生殖方式,并阐明了其遗传基础,取得了一系列的新发现和新认识,发表的论文广为引用,并收入国际知名专著;2003年获湖北省科技进步奖一等奖的异育银鲫营养、饲料与投喂技术,根据鱼类能量学研究结果,研制出高效、无公害、无污染营养饲料,建立了异育银鲫的合理投喂模式,具有明显的环境和经济效益;2004年获湖北省自然科学奖二等奖的重要水产动物病毒病原的鉴定及致病机理研究,在建立和筛选到一批用于病毒增殖的水产动物细胞的基础上,从患病的鳖、蛙、鳜鱼和牙鲆的组织中分别分离到相应的病毒病原,并对这些病毒的病原性质、理化特性、分子结构、致病机理及其免疫应答等多方面进行了系统研究;2004年获总装备部全军武器装备科技进步二等奖的空间飞行环境的生物学效应研究,发现重复再搭载仍然会导致性状分离等新的空间生物学效应,发现质膜、钙离子、细胞储存产物(甘油)共同作用于重力感受、传导和响应的实验证据,设计并生产出进行空间生物学研究的通用生物培养箱;2005年获湖北省自然科学奖二等奖的中国土壤藻的研究,实现了荒漠藻人工大量培养,发明了干旱区微藻固沙技术,首次完成了利用荒漠藻固定野外流沙的试验研究,首创性地开辟了藻-草-灌-乔的荒漠化综合治理新途径;2005年获湖北省科技进步奖二等奖名特优淡水鱼养殖技术丛书,将名特优鱼类养殖品种和技术介绍给广大养殖户,促进了名特优淡水鱼类的健康养殖及其规模化养殖,带动了水产行业科普作品的创作和发展,是科研服务于农村和农民的桥梁和纽带。这些成果有的解决了我国面临的淡水养殖与水环境保护的矛盾问题,有的推动了鱼类发育遗传学和水生病毒学以及渔业生物技术的进步和发展,有的解决了我国城市受损生态系统恢复和重建的技术难题。此外,本实验室在世界上率先开展转基因鱼研究,并一直处于该研究领域的前列。培育出具有完全自主知识产权的快速生长转基因鱼家系;首次系统完成了转基因鱼大规模养殖试验,建立了高效、安全的养殖模式。在科技部组织的现场鉴定会上,由包括三名院士组成的专家组一致认定:本项目的完成,使我国在转基因鱼的理论研究和应用前景方面居国际领先水平,为转基因鱼的商品化提供了科学依据。国家科技部等主编出版的《中国生物技术发展报告》认为我国转基因鱼育种处于国际领先水平。针对转基因鱼的生态安全,本实验室创造性的提出了通过构建人工模拟湖泊,在受控隔离的生态系统中进行转基因鱼生态安全评价的策略,自行设计并构建了目前世界上规模最大的转基因鱼生态安全研究人工模拟试验湖泊,全面评价转基因鱼的生态安全。在转基因鱼的遗传生态安全控制策略方面,本实验室取得具有战略指导意义的研究成果。采用反义转基因技术,研制获得性腺完全不发育的转基因鱼。迄今只有本实验室可以通过转基因技术,成功控制鱼类性腺发育。相关研究结果被遴选为第5届国际鱼类内分泌学学术研讨会大会报告,并分别申请了中国和美国专利。与此同时,本实验室还首次提出组织特异性的两性互补外源基因剔除概念,并首次建立了鱼类转植基因定点整合技术,实现了鱼类性腺中的转植基因剔除。在鱼类抗病毒基因细胞模型研究方面,应用差减技术克隆灭活病毒感染鱼类培养细胞诱导的差异表达基因,已鉴定出一批参与鱼类抗病毒和免疫反应的基因,尤其是干扰素系统基因。自2003年底以来,已相继发表论文10余篇,受到国际同行高度关注,如鲫鱼的类-PKR基因于2004年10月在《鱼类和贝类免疫学》发表后,很快被评为该刊的热点论文之一,并已被他引4次,如德、美三家实验室联合发表在《PNAS》上的论文在评价其研究目的时说:这里,我们对一个与哺乳类PKR最相近的来自于斑马鱼的基因进行鉴定和特征分析,该基因的预期产物在N-端含有Z-DNA结合结构域,而不含dsRNA结合结构域。一个类似的基因最近在鲫鱼中已被报道。这些发现支持Z-DNA结合结构域在鱼类抗病毒应答中起了重要作用。在水生态毒理学和生物监测方面,已形成了一系列环境监测和评价技术的规范;建立了我国第一个符合国际标准的二恶英研究专用实验室,按照国际标准对二恶英进行灵敏、准确的检测;承担了国家和地方委托的数十个环境影响评价项目;多次举办环境生物学监测及水污染治理的国内国际培训班,培养了大批环境生物学监测与环境影响评价技术人员。在水污染控制技术与治理工程示范方面,开展了氧化塘与污水净化资源化生态工程及相关技术研究;在内污染防治生态工程技术和湖区生态优化对策等方面取得了重要的成果;研发的复合垂直流构建湿地系统为主的可持续利用水质管理工艺及对策,研究成果已在德国、奥地利和中国武汉、上海、深圳等地推广应用;围绕城市受污染水体的生境改善、生态系统结构优化与系统稳定等问题,研发和集成了水生植物定植、湖滨人工湿地、原位水质净化、藻类控制、基底修复、水力调度等一批水质改善技术,形成以水力调度和水生植物恢复与重建相结合的城市受污染水体修复技术方案,研究成果不仅在示范工程得到应用,而且在武汉新区的规划和建设、六湖连通工程的实施中得到广泛应用,同时为全国其他类似地区水体修复提供借鉴。围绕直接威胁到人类健康和生存的蓝藻毒素,我们从基础和应用两方面开展了研究。在基础研究方面,系统地研究了微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的毒性效应,此项研究加深了对微囊藻毒素环境风险的认识,为制定饮用水和水产品中的毒素阈值提供了科学依据;开展了微囊藻毒素对于水生动植物和其他藻类的生态效应的研究,发现了一种能够吞噬微囊藻并降解其毒素的金藻,且这种金藻具有鉴别产毒和非产毒藻类的能力,此项研究工作具有重大的理论和应用价值。在应用研究方面,建立并完善了蓝藻毒素及其分析技术体系,研制出的具有我国自主知识产权的微囊藻毒素标准品及微囊藻毒素ELISA检测试剂盒在国内占据了一席之地,打破了我国藻毒素纯品紧缺及检测方法不完善的尴尬局面。微囊藻毒素ELISA试剂盒已广泛应用于我国环境监测部门、自来水公司、科研院所,在创造了一定经济效益的同时,为我国尚缺的微囊藻毒素国家标准检测方法的制订奠定了基础,为建设部颁布的《城市供水水质标准》中对微囊藻毒素将于2006年6月起进行检验的要求提供方法学依据。与世界上从事藻类学和藻类生物技术研究的机构相比较,本实验室具有全面、系统而且相互衔接的特征。我们的研究覆盖了系统分类、生理生化、分子遗传和环境生物学4个层次。在基础研究方面,有关微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的生态效应的研究与国外同类研究相比是较为突出的;有关蓝藻适应力的遗传学研究在选题和研究方法上能够与国外生物学主流相接轨,发现了一些蓝藻生存适应或细胞分化必需的新基因;鞘藻目的系统学依然是我所藻类学研究的特色之一。在应用研究方面,对于荒漠藻类在生物结皮中作用的研究和人工结皮技术的开发达到国外同类研究水平;发展了葛仙米优良藻种筛选和培养技术,在我国率先实现规模化养殖。底栖动物生态研究旨在定量阐明底栖群落的结构和功能,从而为底层系统调控提供操作依据。在经济底栖动物方面,首次建立了以实现河蟹最大持续产量为目的的放养量模型,2005年底,鉴定专家认为该项成果在河蟹增殖领域居国际领先水平;区域湖沼学的研究致力于运用比较湖沼学的方法和预测生态学的理论探讨泛滥平原生态系统的宏观规律。开展长江中下游富营养湖泊的比较湖沼学研究,旨在定量揭示大尺度上富营养化机理。同时,开展长江江湖复合系统的生境破碎过程与对策研究,以期提出整体保护长江水系生物多样性的战略对策。随着人口的增加,对水产品的需求量在增加,水产养殖也迅速发展。同时,随着社会的进步,人们对环境意识的加强,水产发展越来越面临食物安全、食品安全和环境安全的挑战。但是由于对水产养殖尤其是集约化养殖中水产动物的营养学、饲料技术和养殖技术等的研究在我国起步较晚,导致水产养殖出现效益低、饲料浪费、环境污染、产品质量差等问题,而这些问题产生的根本就是对其营养需求、营养素利用、饲料配方等有关水产动物对环境因子的反应不清楚造成的。针对这些问题,从基础入手,研究水产养殖动物的营养需求、蛋白源利用、投喂技术、能量学利用模式等,为无公害水产养殖提供理论基础。有关鱼类的营养学研究基本上达到国际同类水平,在鱼类能量学模型、补偿生长等方面居国际前沿。本实验室对国家对水产健康发展的根本需求,研究结果不仅可以具有一定的理论意义,而且对指导饲料配方、水产养殖均有重要的意义。部分研究结果表明,通过合理的饲料配方和投喂技术改进,可以明显地节约饲料,降低对环境的氮磷排放,降低养殖成本,减少渔业污染。水环境工程示范在全国产生了重大影响,如滇池蓝藻水华污染控制技术研究课题受到国家领导人的高度关注,课题通过验收后,路甬祥院长发来贺信;武汉新区水专项示范工程已得到科技部和地方政府的肯定,科技部李学勇副部长在视察时说,搞水污染治理只有在蓝藻水华最严重的地方做才最有意义,你们有一支队伍在这里,做出了效果,国家要继续支持,你们要继续做下去。针对水环境和水生生物安全提出的重大建议也引起了国家领导人的高度重视,如为《2001高技术发展报告》第五章生物技术对社会的影响撰写的开篇文章《转基因安全与对策研究》,提出了转基因安全问题的三条对策建议;2004年,为中共中央党校撰写了理论学习材料转基因及其安全性,阐述了转基因研究的起源及发展,分析了转基因安全争论的实质,提出了如何正确认识转基因及其安全性的思路。培育的鱼类品种支持地方政府组建了国家良种场,形成了明显的社会经济效益。实验室的国际合作渠道不断拓宽,已成功主办了水环境保护与水污染治理国际培训班 等8次国际和多边学术会议,有10多人次在国际学术组织中任职,与德国、日本、英国、法国、欧盟等研究机构保持着长期友好的合作关系,组织承担并完成了1项欧盟项目。国际合作形式也发生了深刻变化,由我室研究人员出国接受培训、攻读学位或作博士后研究到外国人来我室接受培训、攻读学位或作博士后研究。总之,实验室全体研究人员坚持解放思想,开拓创新,扎实工作,积极面向国家需求和国际科学前沿,辛勤探索淡水生态与生物技术前沿领域的难点和热点问题,努力寻求保护健康水环境和发展可持续渔业的理论和技术,研究工作取得了重大进展;与此同时,实验室也全面完成了更新改造,依托单位中国科学院水生生物研究所投资1400多万元,已基本建成了生态学技术研究平台和分子生物学技术研究平台;并通过研究人员的不断引进和更新,实验室已有50岁以下研究员15人,国家杰出青年基金资助者5人;中科院百人计划入选者6人,入选国家百千万人才工程3人,通过课题开放等措施,有40多位高级访问学者来室合作研究,进室博士后20多人,一支年龄结构合理、知识结构优化、业务水平较强的高素质人才队伍已经形成。实验室在国内外相同学科领域的地位和在国家科技发展和经济建设中的作用得到了明显增强。

负压对供水的影响研究论文

对于长输管道,出现负压,主要是出现了拉空现象。首站停电,如果没有采取其他措施,将向下游产生负压波,导致后续压力降低,由于油流惯性,下游爬坡处油品产生倒流,这样就会在高点形成负压。

如果不及时进行处理,严重的话,当压力低于油品饱和蒸汽压的时候,将会产生大量油气混合物,形成气液两相流,对于泵的运行产生危害。另外,有可能抽空管道,把管道抽瘪。

处理措施一般是首站停电后,下游应该立刻采取相应措施,比如下游停泵等措施,使之产生向上游的正压波,以抵消上游来的负压波。处理措施很多,跟管道发生负压的地方还有关系。

水未留出前水管里的流体总压相等,而且等于静压,因为这是水是静止的,动压为零。当水流出来时,产生了动压相应的静压就会减少,也就是说静压力转换为动压。产生负压是在水管里的静压力减少,负压导致外界气体进入管道,滚到流速降低,还有可能导致与介质反应。可以采用增压或负压罐消除负压。你的排气阀门是对管道压力有影响的。

扩展资料:

长距离管道由于运输的距离较长,面临恶劣环境的几率较大,因此长距离运输燃气非常泄漏的几率较大,针对长距离燃气输送过程中,对产生泄漏的主要因素进行了详细分析,及介绍了相应的防范措施。

如果埋地管道被腐蚀,那么管道极易发生泄漏现象。对于腐蚀现象,诱因很多,比如,接地土壤的酸碱性对管线产生腐蚀,导致管壁出现孔隙;腐蚀介质与静拉伸力的作用,导致应力断裂;不同的天然气类型,使得管道内出现多种物质相互作用,出现不同类型的腐蚀。同时,管线自身的老化也会造成泄漏。

参考资料来源:中国知网—影响油气长输管道管输能力的主要因素及相关对策

参考资料来源:百度百科—长输管道

这是流体力学里面的问题。流体的总压力为静压力与动压力的和。水未留出前水管里的流体总压相等,而且等于静压,因为这是水是静止的,动压为零。当水流出来时,产生了动压相应的静压就会减少,也就是说静压力转换为动压。产生负压是在水管里的静压力减少 ,负压导致外界气体进入管道,滚到流速降低,还有可能导致与介质反应。你可以采用增压或负压罐消除负压。你的排气阀门是对管道压力有影响的。

不知道要哪些方面的影响?谈起来影响,那就要从多方面说,不然无法完整概括。首先:技术方面影响(只谈影响,深入的不做探讨),无负压是否真的能保证供水设备对自来水管网绝对的不抽吸,从而不影响整体管网的压力?因此在无负压这个问题上是自来水最担心的问题,一旦造成负压将会存在片区供水不足,影响民生。优点:避免了自来水的二次污染,提高了自来水清洁度。经济效益方面:无负压可能对管网造成影响,那么自来水公司就会抓住机会对无负压设备的技术性能、参数等进行监管,所谓监管,如:设备选型、厂家、配置、施工、工艺、维护、……等等进行“监督”对自来水公司本身来说,提高了经济效益。

这是流体力学里面的问题。流体的总压力为静压力与动压力的和。水未留出前水管里的流体总压相等,而且等于静压,因为这是水是静止的,动压为零。当水流出来时,产生了动压相应的静压就会减少,也就是说静压力转换为动压。产生负压是在水管里的静压力减少 ,负压导致外界气体进入管道,滚到流速降低,还有可能导致与介质反应。你可以采用增压或负压罐消除负压。

潮水对缆绳的影响研究论文

一、什么是潮汐

严格意义的潮汐,是指由于日、月引力的作用,地球的岩石圈、水圈和大气圈产生的周期性运动和变化。完整的潮汐研究对象包括地潮、海潮和气潮。

由于海潮现象十分明显,且与人们的日常生活、经济活动、交通运输等关系密切,所以习惯上将潮汐狭义理解为海洋潮汐。海洋潮汐一般每日发生两次,发生在白天的称为“潮”,发生在晚上的称为“汐”,部分地区只发生一次。当外海潮波沿江河上溯,又会引起江河下游发生潮汐。

根据周期,潮汐又可分为三种类型:

不论那种潮汐类型,在农历每月初一、十五以后两三天内,各要发生一次潮差最大的大潮。在农历每月初八、二十三以后两三天内,各有一次潮差最小的小潮。

由太阳引起的潮汐称 太阳潮 ,由月球引起的称月球潮汐,也称 太阴潮 。

二、潮汐产生的原因

古人早已发现潮汐与月相变化之间存在密切的关系,但对此无法作出合理解释。直到牛顿发现万有引力定理,才为解释这个现象提供了理论基础。但即使如此,对于潮汐的形成原因还是存在普遍的误解。

误解一:月球对海水的引力导致地球对着月亮的海面向上隆起,形成潮汐。

误解二:月球和地球实际是在围绕共同的质心旋转,旋转的离心作用对地球背面海水和正面海水都会产生向外拉拽的效果,导致地球呈现椭球形,从而形成潮汐。

这是网上流传最多的观点,我解释一下:

地球向月点B、北极点F、背月点D距离轴线距离不同,因此它们的运动轨迹为图中半径不同的虚线圆圈。因为“角速度相同的情况下,离心力与旋转半径成正比”,所以这三个点的离心作用由弱到强,黄色箭头长度显示了各点离心力的大小,箭头方向显示了离心力的方向。由于转轴在地表以下,所以B点离心力是指向月亮的,F和B点则远离月亮。

站在F点的观察者,由于自身处在一个旋转的参考系中,所以他观察到的D点离心力等于D点箭头长度减去F点箭头长度,B点离心力则等于其箭头长度加上F点箭头长度(见下面俯视图中橙色箭头),计算可知两者长度相等,因此观察者看到B、D两点受到大小相等方向相反的离心力作用,两处的海水向外拉伸,因此发生了涨潮。

可能不太好理解,举个例子:假设你和两个小球共处于一个电梯中,初始时都是静止状态。这时电梯缆绳突然断了,你和小球随着电梯轿厢开始自由落体,正常情况下你会看到两个小球漂在空中,与你的距离既不变远也不变近,你会认为它们和你都没有受到力的作用,虽然实际上你们都受到了重力的作用。假如由于某种奇异的机制(比如外星人作祟),其中一个小球落得比你快,另一个落得比你慢,虽然两者实际都还在加速下落,但在你看来,你会认为其中一个球受到了向上的拉力,另一个受到了向下的拉力。

位于F点的观察者观察B、D点,与轿厢中的人观察两个小球是类似的,他观察到的B、D点离心力的大小是等于两点实际值减去F点的实际值的。这个分析是不是很有道理?它的确能说明向月点和背月点都受到了向外的拉力。但是, 它只分析了向月点、北极点和背月点的受力,没有分析其它区域的受力 ,我们还不能据此就认为它对潮汐成因的解释是对的。

我们在地球表面上放置一个可移动的点A,按照上面的分析计算A点受到的离心力(用箭头AA1表示其大小和方向),再将其减去F点受到的离心力FF1,得到图中A3点的位置,AA3表示的就是F点观察者所看到的A点受力。移动A点位置,观察A3点轨迹,就能得出地球不同位置的受力图,然后直观看出前面的解释是否正确。

先让A点在地球经线上移动,见下面的侧视图:

A3点轨迹连成了一个椭圆,说明B、D两点的离心力的确大于经线上其它部位,符合前面的分析结果。

我们再让A点在地球赤道上移动,见下面的俯视图:

怎么回事,A3的轨迹竟然是个圆形!?为了确认没有看错,我在图中画上一个以地球球心为圆心的绿色圆形辅助线,然后再揉揉眼睛仔细看,没有看错,A3轨迹确实是圆形的!

这说明了什么?这说明在离心力作用下,地球赤道上各个位置受到的向外拉拽的力量是相同的,这种力会使地球向“两极更扁、赤道更鼓”的铁饼形变化,而不是“向月点和背月点更鼓”的椭球形,因此不会出现同期性的潮汐。 对地球上的观察者来说,地月互绕只不过是给地球自转叠加了一个分量而已。 可以断定: 前面的第2个解释是错误的!

网上基于第2种解释的观点很多,部分解释会加上一句“离心力和月球引力的共同作用导致了地球的椭球形”,语焉不详,其实并没有解释清楚潮汐的成因。

那么正确的解释是什么呢?

这次我们对地球各点受到的与月球有关的力做一下客观分析。每个点受到的与月球相关的力只有两个:地月互绕产生的离心力和月球引力。我们对图4做一些修改,将箭头A1A3改为A1A2,A1A2是A受到的实际月球引力,它与A1A3的不同之处在于:因为月球距离影响引力,所以A1A2的大小会随A的位置变化而变化,而不是像A1A3那样保持不变。据此做出的动图如下:

仔细观察可以看出与图4的不同:A2轨迹是个椭圆,虽然在地月直线方向上与辅助圆是重合的(图5右上角),但在垂直方向A2却在辅助圆以内(图5左侧和右侧),尽管差别很微小。这说明在赤道上向月点和背月点海水受到的向外拉拽力比侧面的要大。

上面这个图有些复杂,下面的描述加简单,更能说清楚它的本质。

图4、图5表明,地月互绕带来的离心作用只能给赤道上各点带来相同大小的离心力,月球引力的不同才会带来真正的变化,那我们干脆抛开离心力,只考虑月球引力。再画图分析一下。

上面两个图表示的是赤道上各点和F点受力情况,箭头方向表示受力方向,长度表示受力大小。图6表示的是实际月球引力,图7表示的是站在F点的观察者观察到的受力。为突出效果,图中将引力变化幅度做了放大,图7呈现了明显的椭球形。

我们知道,做匀速圆周运动的物体实际是向着圆心做加速运动,地球也是如此:地球由于月球引力而向月球做加速运动,由于背月点海水受到的引力较小,引力带来的加速比地球小,因此被地球拉着飞向月球;而向月点海水受到的引力比较大,相比地球有更快飞向月球的趋势,因此它拽拉地球往前跑。所以,对于地球来说,背月点和向月点的海水都有飞离的趋势,这就是潮汐的动力来源。

根据表1数据计算(考虑地月互绕,但不考虑地球自转):

虽然引潮力很小,但地球表面70%以上区域被海洋覆盖,月球引力作用于所有区域,累积起来对水体的运动产生很大影响。同时,地球的自转使得海岸挤压隆起的水体,进一步加大了潮汐效果。

大家也许听说过:海底地震在深海区域引起的海啸一般不并太高,可能也就几十厘米,海啸经过时船只甚至没有感觉,但当海啸传播到近海时,会被海床陡然抬高,甚至高达十几米,产生巨大的破坏力。潮汐也类似,在某些近岸环境会展现巨大的威力。

太阳同样会对潮汐产生很大影响,但由于距离太远,虽然质量远大于月亮,太阳产生的引潮力大小只是月球的46%左右。

朔点时刻太阳和月球在地球的一侧,有最大的引力,所以会引起大潮,在农历每月的十五或十六附近,太阳和月亮在地球的两侧,太阳和月球的引力你推我拉也会引起大潮;在月相为上弦和下弦时,即农历的初八和二十三时,太阳抵消了月球的一部分潮汐效应,所以就发生了小潮。

由于月球每天在地球上东移13度多(360/27.32),地球自转这个距离需50分钟左右,所以每天月亮上(下)中天时刻比前一天推迟约50分钟(即:1太阴日 ≈ 24时50分),故每天涨潮时刻也推迟50分钟左右。

地潮、海潮和气潮的发生都是由上述原因引起的,三者之间又互有影响。大洋底部地壳的弹性和塑性也会导致海潮形变,即地潮对海潮有一定影响;而海潮引起的海水迁移,改变地壳承受的负载,又会使地壳发生变曲;气潮作用于海面上引起附加的振动,使海潮的变化更趋复杂。

三、潮汐的应用

(一)能源开发 1. 潮汐能 潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。由于地球的自转,这种水位变化以周期12小时25分的深海波浪形式由东向西传播(太阳潮周期为12小时)。根据平衡潮理论,如果地球完全由等深海水覆盖,月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0.563m,太阳引潮力的作用为0.246m。和水力发电相比,潮汐能的能量密度很低,但一般平均潮差达到3m以上就有实际应用价值。世界大的潮差能达13~15m。

2. 开发潜力 尽管潮汐很复杂,但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量,并通过浅海区和海岸区的摩擦以1.7TW的速率消散。吸收能量过程会使地球旋转减慢,但减慢非常微小,也不会由于潮汐能的开发利用而加快。只有在地理条件适宜的地方,才有可能从潮汐中提取能量。据估算,有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。

3. 潮能储量 全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3×10^9 kW。我国海岸线曲折,全长约1.8×10^4 km,沿海还有6000多个大小岛屿,组成1.4×10^4 km的海岸线,漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达1.1×10^8 kW,其中浙江、福建两省蕴藏量最大,约占全国的80.9%,但这都是理论估算值,实际可利用的远远比这少。

4. 发电站 1912年,世界上最早的潮汐发电站在德国的布斯姆建成。1966年,世界上最大容量的潮汐发电站在法国的朗斯建成。我国在1958年以来陆续在广东省的顺德和东湾、山东省的乳山、上海市的崇明等地,建立了潮汐能发电站。加拿大安纳波利斯潮汐电站、法国朗斯潮汐电站、基斯拉雅潮汐电站是世界三大著名潮汐电站。

(二)军事应用 1661年4月21日,郑成功率领两万五千将士从金门岛出发,到达澎湖列岛,进入台湾攻打赤嵌城。郑成功的大军舍弃港阔水深、进出方便但有重兵把守的大港水道,选择了鹿耳门水道。鹿耳门水道水浅礁多,航道不仅狭窄而且有荷军凿沉的破船堵塞,所以荷军此处设防薄弱。郑成功乘着涨潮航道变宽且深时,攻其不备,顺流迅速通过鹿耳门,在禾寮港登陆,直奔赤嵌城,一举成功。

1939年,德国布置水雷,拦袭夜间进出英吉利海峡的英国舰船。德军精确计算潮流变化的大小及方向,确定锚雷的深度、方位,用漂雷战术取得较大战果。

1950年朝鲜战争初期,朝鲜人民军长驱直入打到釜山一带。美国纠集联合国多国部队杀到朝鲜,但在选定登陆地点时犯了难——适合登陆的港口都有朝鲜人民军重兵把守,强行登陆代价巨大。最终美军司令麦克阿瑟指挥美军于仁川成功登陆。原来,仁川港位于朝鲜的西海岸,平时易守难攻,朝鲜人民军认为美军不可能从仁川登陆,加之战线拉得太长,所以对仁川港疏于防守,兵力薄弱。可是仁川每年有3次最高的大潮,潮差可达9.2米,为亚洲之最。美军利用9月15日的大潮,穿过了平时原本狭窄、淤泥堆积的飞鱼峡水道和礁滩,出人意料地在仁川港登陆。朝鲜人民军因此被拦腰截断,前线后勤完全失去保障,腹背受敌,损失惨重,几乎陷入绝境。美军和联合国军仅用1个月,几乎席卷朝鲜半岛,兵临鸭绿江边,取得空前胜利。

四、潮汐对天体的影响

(一)潮汐与地球自转变慢 由于各层海水做相对运动时的粘滞力以及海水与陆地和海床的摩擦作用,潮汐对地球自转有制动作用,使地球自转逐渐变慢。研究表明,地球自转周期每个世纪变长1-2毫秒。按这个减慢效应推算,距今3.7亿年前的泥盆纪一年约有400天,这与泥盆纪珊瑚化石的生长环数目相符(珊瑚环一天长一环)。

(二)月球总是以同一面对着地球 人们发现月球总是以同一面对着我们,它的另一面在地球上是看不到的。这是因为月球自转周期恰好和月球绕地球转动的周期相等,而这两个周期相同则是潮汐长期作用的结果。地球对月球的引潮力为月球对地球引潮力的22.17倍,加上月球的转动惯量比地球小得多,因此潮汐造成的自转速度减慢对于月球尤为显著。早期的月球有较大的自转速度,在潮汐的作用下,月球自转逐渐减慢,最后和月球绕地球转动的周期相等,此时,月球潮汐消失,月球的自转周期不再发生变化,所以今天的月球总是以相同的一面对着地球。

(三)潮汐与月地距离的增大 潮汐使得地球自转变慢,导致地球自转角动量减少。由于地月系统的总角动量保持不变,且月球绕地球旋转的方向与地球自转方向相同,故地球自转角动量减少,势必使得月球对地月系统质心的角动量增大,以保持地月系统的总角动量守恒。这一效应使得月球与地球的距离缓慢增加。据观测,月球正以每年3.81厘米的速度远离地球。

月球缓慢地远离地球,也可以用地球潮汐凸起部分导致的月球加速来解释。潮汐的凸起部分被地球的自转带向东面,因为凸起部分离月球更近,凸起部分对月球的引力更大,使得地球引力中心偏向地球和月球质量中心连线的东面,于是对月球在它的轨道运动方向产生了一个很小的加速,使月球的速度加快,缓慢地向外盘旋。

1. 文章中 GeoGebra 动图源文件链接: 2. 为降低理解难度,文中把加速度描述为“力”,实际上,加速度乘以质量才等于力。

桥的概念桥是一种架空的人造通道。由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构包括桥身和桥面;下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧,形态万千,有的雄距山岙野岭,古朴雅致;有的跨越岩壑溪间,山川增辉;有的坐落闹市通衢,造型奇巧;有的一桥多用,巧夺天工。不管风吹雨淋,无论酷暑严冬,它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河,飞津济渡。桥的意义与特点建桥最主要的目的,就是为了解决跨水或者越谷的交通,以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。若从其最早或者最主要的功用来说,桥应该是专指跨水行空的道路。故说文解字段玉裁的注释为:“梁之字,用木跨水,今之桥也。”说明桥的最初含意是指架木于水面上的通道,以后方有引伸为架于悬崖峭壁上的“栈道”和架于楼阁宫殿间的“飞阁”等天桥形式。中国山川众多、江河纵横,是个桥梁大国,在古代无论是建桥技术,还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来,桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。但由于我国幅员辽阔,从南到北,从东到西,在地理气候、文化习俗以及社会生产力发展水平上,都存在较大的差异。因此,各自立足于自己的实际条件和根据自己的需要,经过长期的时间,遂创造出多种多样的桥梁形式,并逐步形成了自己的特色,具体说来大致有如下特点:(一) 地域性。我国土地辽阔,南北之间和东西之间的桥梁,受所在自然地理和人文社会的影响,因地制宜,都形成了各自相对独立的风格和特色。如北方中原地区,黄河流域,地势较为平坦,河流水域较少,人们运输物资多赖骡马大车或手推板车。因此,这里的桥梁多为宽坦雄伟的石拱桥和石梁桥,以便于船只从桥下通过;西北和西南地区,山高水激、谷深崖陡,难以砌筑桥墩,因此,多采用藤条、竹索、圆木等山区材料,建造绳索吊桥或伸臂式木梁桥;岭南闽粤沿海地区,盛产质地坚硬的花岗岩石,所以石桥比比皆是;而云南少数民族地区,因竹材丰富,便到处可见别具一格的各式竹材桥梁。从桥梁的风格上看,北方的桥如同北方的人,显得粗犷朴实;南方的桥也同南方的人,显得灵巧轻盈。当然,这跟自然地理也有极大关系,如北方的河流因水流量欺负变化很大,又有山洪冰块冲击,故桥梁必须厚实稳重;而南方河流水势则较平缓,又要便于通航,故桥梁相对较纤细秀丽。(二) 多种多样性。我国是个文明古国,地大物博,山河奇秀,南北地质地貌差异较大,因此对建桥的技术要求也高。大约在汉代时,桥梁的四种基本桥型:梁桥、浮桥、索桥、拱桥便已全部产生了。这四种桥根据其建筑材料和构造形式的不同,又分别演化出:木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥,以及栈道、飞阁等等,几乎应有尽有,什么形式的古桥,在我国都能找到。(三) 多功能性。我国古代的匠师建桥,很注意发挥桥梁的最大效益,既能考虑到因地制宜、一切从实用出发,又能考虑使桥梁尽量起到多功能的作用。如江南的拱桥多为两头平坦,中间高拱隆起,使之既产生造型上的弧线美,又利于行舟。而南方地区广见的廊式桥,则更充分反映了一桥多用的特点。南方雨多日照强,桥匠便在桥上修建廊屋,这不仅为过往行人提供了躲避风雨日照、便于歇息的场所,而且还增加了桥梁的自重,以免洪水把桥冲掉,并起到保护木梁、铁索不受风雨腐蚀的作用。特别是很多此类廊桥,因是人员过往要冲,故还利用它兼作集市、住宿和进行商业活动。如广东潮安县的湘子桥,这座桥全长五百余米,?quot;一里长桥一里市"之称,桥中设一段可以开合的浮桥,以利通航;桥上建廊屋、楼后做集市,其间店面栉比,自晨至暮,熙熙攘攘,热闹非凡,以至不闻不见咆哮的潮水和宽阔的江面,故民间流传有“到了湘桥问湘桥”的笑话。(四) 群众公益性。桥梁自产生始,便以属于民众共有的社会性出现。我国的传统建筑,一般为私有性,唯有桥梁(除私有的园林中桥梁外),不管是官修私建的,都为社会所公有。故数千年来,爱桥护路成为一种良好风尚,而“修桥铺路”则是造福大众的慈善行为,被民众所推崇。因此,修桥或建桥具有广泛的群众性。查看史志,我国历来修桥建桥的方式,大概有四种:一是民建,即由一家一姓独立建桥;二是募捐集资,报经官府支持,协力兴建。此种最为多见,如著名的赵州桥、泉州洛阳桥等,都是用此方式建成的;三是官倡民修,由地方官倡导,士绅附和认捐,并指派官吏或商绅主持完成。此多属较大的桥梁;四是全由官府拨款施工兴建的。所以,我国古桥遍布各地,连穷乡僻壤也多建桥。其数量之多,分布之广,居世界首位。桥的产生与发展在人为桥梁之前,自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ,形成了不少天然的桥梁形式。如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥,江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥(仙人桥)以及小河边因自然倒下的树干而形成的 “独木桥”,或两岸藤萝纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等等。人类从这些天然桥中得到启示,便在生存过程中,不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上,或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥(桥之所以始称“梁”,也许便是因这种横梁而过的原故),或在窄而浅的溪流中,用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬,构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥(后园林中多仿此原始桥式,称“汀步桥”、“踏步桥”)。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁,以后随着社会生产力的发展,不断由低级演进为高级,才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。我国的桥梁,大致经历了四个发展阶段。第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀璨夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现,也促进了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建,在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科学水平。因此,秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现,实际上是桥梁建筑史上的一次重大革命。故从一些文献和考古资料来看,约莫在东汉时,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。第三阶段是以唐宋为主的,包括两晋、南北朝和隋、五代时期,这是古代桥梁发展的鼎盛时期。隋唐国力较之秦汉更为强盛,唐宋两代又取得了较长时间的安定统一,工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达,是当时世界上最先进的国家。东晋以后,由于大量汉人贵族官宦南迁,经济中心自黄河流域移往长江流域,使东南水网地区的经济得到大发展,经济和技术的大发展,又反过来刺激桥梁的大发展。因此,这时创造出许多举世瞩目的桥梁,如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是此时创建的。第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。 到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。桥的类型与形式按主要材料分木、石、砖、竹、藤、铁、盐、冰桥木桥是最早的桥梁形式,我国秦汉以前的桥几乎都是木桥。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。约商周时便出现浮桥,战国前后又出现排柱式木梁桥和伸臂式木梁桥。但因木材本身的特性,如质松易腐以及受材料强度和长度支配等,不仅不易在河面较宽的河流上架设桥梁,而且也难以造出牢固耐久的桥梁来,因此,南北朝始遂为木石混合或石构桥梁所取代。石桥和砖桥。一般是指桥面结构也是用石或砖料来做的桥,但纯砖构造的桥极少见,一般是砖木或砖石混合构建,而石桥则较多见。到春秋战国之际便出现了石墩木梁跨空式桥,西汉进一步发展为石柱式石梁桥,东汉则又出现了单跨石拱桥,隋代创造出世界上第一座敞肩式单孔弧形石拱桥,唐代李昭得造出了船形墩多孔石梁桥。宋代是大型石桥蓬勃发展的时期,创造出像泉州洛阳桥和平安桥那样的长达数里横跨江海交汇处的石梁桥,以及像北京芦沟桥和苏州宝带桥那样的大型石拱桥。竹桥和藤桥。主要见于南方,尤其是西南地区。一般只用于河面较狭的河流上,或作为临时性架渡之用。早期的主要是一种索桥,南北朝时称竹质的溜索桥为“笮桥”。后来出现了竹索桥、竹浮桥和竹板桥等。铁桥,在古代包括铁索桥和铁柱桥两种。前者属于索桥类,较多见,约在唐代便出现;后者属于梁桥类,实为木铁混合桥,极少见,在江西见一例。盐桥和冰桥。主要见于特殊的自然环境中。前者主要见于青海盐湖地区,后者主要见于北方寒冷地区。按结构及外观分梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四种基本类型。梁桥。又称平桥、跨空梁桥,是以桥墩做水平距离承托,然后架梁并平铺桥面的桥。这是应用最为普遍的一种桥,在历史上也较其它桥形出现为早。它有木、石或木石混合等形式。先秦时梁桥都是用木柱做桥墩,但这种木柱木梁结构,很早就显出其弱点,不能适应形势的发展。因此,起而代之的是石柱木梁桥,如秦汉时建成的多跨长桥:渭桥、灞桥等。约在汉代时桩基技术发明,于是出现了石桥墩,标志着木石组合的桥梁能够越跨较宽大的河道能经受住汹涌洪浪的冲击。但由于石墩上的木梁不耐风雨侵蚀,于是便在桥上建起了桥屋,保护桥身,此桥型(廊桥)后多见于南方,但最早都见于黄河流域。中小型的石梁或石板桥,构造方便,材料耐久,维修省力,是民间最为喜用的一种桥形,尤其是南宋后,在福建泉州地区十分盛行,创造了许多长大的石梁桥。梁桥若中间无桥墩者,称单跨梁桥;若水中有一桥墩,使桥身形成两孔者,便称双跨梁桥;若两墩以上者,便称多跨梁桥。浮桥。又称舟桥、浮航、浮桁,因其架设便易,常用于军事目的,故也称“战桥”--一种用于数十百艘木船(也有用木筏或竹筏连横于水上的)连锁起来并列于水面,船上铺木板供人马往来通行的桥。若按严格意义上的桥:是以跨空和有柱墩为标志的话,那它还不是十足意义上的桥。浮桥主要建于河面过宽及河水过深或涨落起伏大,非一般木石柱梁桥所能济事的地方。浮桥两岸多设柱桩或铁牛、铁山、石囷、石狮等以系缆。隋大业元年在洛阳洛水上建成的天津桥,是第一次用铁链连接船只的浮桥。浮桥目前在我国南方如江西、浙江、广西等地方仍常见用。浮桥的优点:一是施工快速,清咸丰二年(公元1852年),太平军围攻武昌,只用一夜时间就建成两座横跨长江的浮桥。二是造价低廉,明代邹守益在《修凤林浮桥记》中,曾对石桥与浮桥做过比较:“若用石梁桥,要费千金,而用浮桥,则费五百金便可,可根据需要而定。”三是开合随意,拆除和架设都很方便。缺点是载重量小,随波上下动荡不定,且抵御洪水能力弱,常需及时拆撤,并要人照看,管理繁琐,舟船、桥板与系船的缆绳要经常修葺和更换,维护费用昂贵。因此,很多浮桥的最后归宿,都向木梁桥、石梁桥或石拱桥发展。索桥。也称吊桥、绳桥、悬索桥等,是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷,主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋,屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱,然后以粗绳索若干根平铺系紧,再在绳索上横铺木板,有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。始见于秦汉,如秦李冰曾在四川益州(今成都)城西南建成的一座笮桥,又名"夷里桥",便是座竹索桥。现存著名的有建于明清时的泸定铁索桥、灌县竹索桥等。过索桥感觉非常惊险,正如古人形容过索桥的那样:“人悬半空,度彼决壑,顷刻不戒,陨无底谷。”唐代和尚智猛称:“窥不见底,影战影栗。”其实真正渡之还是安全的,正如《徐霞客游纪》对贵州盘江桥评价的那样:“望之飘然,践之则屹然不动。”拱桥。在我国桥梁史上出现较晚,但拱桥结构一经采用,便迅猛发展,成为古桥中最富有生命力的一种桥型,即使在今天,它也仍有继续发展的广阔前景。拱桥有石拱、砖拱和木拱之分,其中砖拱桥极少见,只在庙宇或园林里偶见使用。一般常见的是石拱桥,它又有单拱、双拱、多拱之分,拱的多少视河的宽度来定。一般正中的拱要特别高大,两边的拱要略小。依拱的形状,又有五边、半圆、尖拱、坦拱等之分。桥面一般铺石板,桥边做石栏杆。拱桥的形象最早见于东汉画像砖上,是由伸臂木石梁桥在发展过程中又受墓拱、水管等形状影响而产生的。文献记载见于南北朝时的《水经注》中,现存最早的实物和最具代表性的是隋代李春设计建造的赵州桥。石拱桥的发券,明以后,尤其在清代,则盛行用整券,即“桶状发券”。其他造型飞阁和栈道、渠道桥和纤道桥,以及曲桥、鱼沼飞梁和风水桥。“飞阁”,又称阁道、复道,即天桥。古代宫殿楼阁间的跨通道。《三辅黄图》:“乃于宫(指汉未央宫)西跨城池作飞阁通建章宫,构辇道以上下。”秦汉皇宫楼殿间联以阁道通行,因上下有道,故称复道。秦始皇筑阁道由阿房宫通骊山,人行桥上,车行桥下,堪称中国最早的立交桥。“栈道”,又称栈阁、桥阁,单臂式木梁桥。在山区陡峭的地方,架木铺成的道路。“渠道桥”,既是引水渠道又作行人用的桥梁。也即在桥上砌水渠以引水。如建于金代的山西洪洞县惠远桥。故今山西民间尚有“水上桥、桥上水”的俚语。“纤道桥”,一种为便于拉纤而建造的、与河流平行的带状长桥。多见于浙江境内的运河地区。有的长达一二公里乃至五六公里,如绍兴阮社有一座“百孔官塘”纤道桥,建于清同治年间,桥长380余米,115个跨,桥面用三块条石拼成,底平接水面。“曲桥”,园林中特有的桥式,故也称园林桥。桥与径、廊均为园林中游人赏景的通道。“景莫妙于曲”,故园林中桥多做成折角者,如九曲桥,以形成一条来回摆动,左顾右盼的折线,达到延长风景线,扩大景观画面的效果。曲桥一般由石板、栏板构成,石板略高出水面,栏杆低矮,造成与水面似分非分、空间似隔非隔,尤有含蓄无尽之意。桥的材料与构造

这个要看什么绳了。

调缆绳关键是整体性,不要让其中一根缆绳受力过度,这样容易断.只要不是大风浪,液压的你随便调都没事的,就拉紧点.大风浪你要注意了.要至少两个人了,要协调.到中国船员联盟网站查看回答详情>>

地质对供电线路的影响研究论文

浅谈输电线路基础施工的技术措施的论文

摘 要:输电线路杆塔的地下部分的总体统称为基础。结合输电线路基础施工的实际情况,针对输电线路基础施工的技术措施进行了论述。

关键词:输电线路;基础;施工;措施

输电线路杆塔的地下部分的总体统称为基础。它承受输电线路杆塔的各种荷重,将杆塔的各种荷重传递给周围的地基,以达到稳固输电线路的杆塔的目的。目前,输电线路中常见的基础形式有:阶梯基础、板式基础、斜插基础、掏挖基础、岩石基础及桩基础,其中阶梯基础、板式基础、斜插基础三类基础因其基坑成型特点习惯地称为“大开挖”基础。在施工过程中,不同的基础形式具有不同的特点及技术要求,为了有效地控制基础施工的质量,需要制定相应的施工技术措施。

在输电线路进行基础施工前必须做好复测和分坑工作。输电线路复测施工是指线路施工前,施工单位核对设计单位提供的杆塔明细表、平断面图与现场是否相符,设计桩是否丢失或移动,复核杆塔位中心桩及转角塔位桩位置、档距和断面高程是否符合设计及规范要求而进行的测量施工。复测时若发现偏差超过规范允许范围时,必须查明原因并予以纠正。路径复测确认无误后,根据基础及杆塔型式、基础根开(正面、侧面)、基础对角线(包括基坑远点、近点、中心点)及坑口尺寸等项目进行坑口放样,称此为分坑测量。通常把这两步工作统称为复测分坑。

1 输电线路基础的施工技术措施

1.1掏挖基础

目前常见的掏挖基础有三种:全掏挖式基础、半掏式基础及斜插式掏挖基础,该类基础适用于黏土、硬塑、碎石及不同风化程度的岩石等,且地下水位低于混凝土基础底面高程。这类基础它能发挥原状土的特性,具有良好的抗拔和抗倾覆稳定性。同时也显示了较高的经济效益和环境效益,节约了材料、减少了环境的破坏,但施工难度大,受土质条件限制。在输电线路施工过程中,掏挖基础给我们施工人员带来两个不利的因素:(1)混凝土浇灌后无法进行外观检查;(2)如果有缺陷无法进行修补。

针对以上不利因素,我们为了保证掏挖基础施工质量应采取以下施工技术措施:(1)在配料时宜用0.5~4cm的连续级配制,或用85%的2~4cm石子掺15%的0.5~1.0cm的石子混合使用;(2)为了保证地面处的基础的土壁被碰撞脱落,应采衬垫塑料布的措施,其衬垫高度约0.5cm,待浇至立柱后拆除;(3)为保证掏挖基础扩大头部位的'混凝土容易捣固密实,可将其混凝土坍落度选大一级,同时为满足混凝土和易性要求,在保持水灰比不变的前提下,可以适当调整砂率或增加水泥浆量,当扩大头浇灌混凝土饱满且振捣完毕后应注意观察判断周边是否残存气体,必要时可以补充砂浆,以填充空隙,立柱部位的混凝土坍落度可小一些;(4)加强混凝土的振捣是保证掏挖基础混凝土质量的关键环节,掏挖基础应使用插入式振捣器振捣,以提高其强度及密实性;(5)混凝土应采用机械搅拌,如因地形限制,必须采用人工搅拌混凝土时,应严格执行“三干四湿”的搅拌方法,确保混凝土配料拌和均匀。

1.2“大开挖”基础

“大开挖”基础包含阶梯基础、板式基础、斜插基础等,所谓“大开挖”系指基坑开挖的土方量比基础本身体积要大得多,这类基础的特点是需要采用模板浇制,成型后的基础埋置于基坑内并回填土后夯实。

阶梯型基础:基础底板刚性抗压,不配钢筋。由于阶梯型基础混凝土量较大,埋置较深,在易塌方及有流砂地区难以达到设计深度。

板式基础:基础底板柔性抗压,配制钢筋,板式基础底板度很大,混凝土量大,适用于软弱地质条件,有效防止基础下沉或者倾斜。

斜插基础:该基础的主要特点是基础主柱坡度与塔腿主材坡度一致,塔腿主材角钢直接插入基础混凝土中,使基础水平力对基础底板的影响降至最低。此类基础在平原、河网地区使用较多,其最大优点就是节省基础材料,施工较为方便。其缺点是施工精度要求高,基础成型后如发生沉降或者偏移,则很难对其进行处理。

此类基础基本上都有台阶,在混凝土浇制施工过程中最不容易控制的是台阶之间过渡结合处的质量,稍控制不好就会跑浆,从而出现蜂窝、狗洞甚至露筋的现象,因此在对该类基础施工时应采取的技术措施有:(1)在凝土浇制到阶梯过渡结合处时,在上层模板外侧底部四周与下层阶梯混凝土之间的空隙用混凝土堆垒起来,然后再往上层阶梯模内浇灌混凝土,待浇灌到一定高度后,进行捣固,待见到混凝土堆垒起来的模板四周开始冒出水泥浆后停止振动,继续浇注混凝土;(2)在进行阶梯基础、板式基础、斜插基础的砼浇筑及振捣过程中,必须密切注意模板及支撑有否变形、下沉、移动和漏浆等现象、钢筋是否与模板保持一定距离。如有问题应停止浇筑并立即处理;(3)斜插基础因立柱倾斜容易造成内角浆多,外角浆少,而出现空隙形成蜂窝,因此在浇灌立柱混凝土时不应直接往内角推料,而应用方锹往外角下料,以达到立柱内外角的混凝土浆石均匀。同时,对于斜插基础主柱的浇制捣固,因振动棒很难放到基础主柱斜面附近,使其斜面处的混凝土捣固不够。所以,立柱混凝土除用机械捣固外,还应用捣固钎捣固主柱的四个面处的混凝土,以免产生蜂窝及狗洞现象;(4)此类基础地形较好,施工单位一般都会采用挖掘机进行基坑开挖及回填。在基础坑开挖成型后,需要人工将基坑内的松土层清理出坑外,以防止基础成型后基础下成造成质量问题;在基础回填时,为防止基础移位或倾斜,应该在基础周围均匀回填。特别是斜插基础回填应该先回填斜柱内侧,然后回填外角侧及侧面,回填时土方倾倒高度应该尽量放低,避免土方冲击基础。在回填过程中还应让测量人员检查其根开尺寸及高差,如有变化应该及时调整;(5)斜插基础主角钢位置控制是关键,因此在基础施工之前需要计算主角的下端根开及对角线尺寸以及主角钢露出立柱顶面的高度;同时,为了斜插基础固定主角钢的底部,应制作厚度390mm×390mm×80mm的混凝土垫块,垫块中部有一个角钢凹槽。将垫块放入垫层上预留出地凹坑内,测量人员用经纬仪对垫块进行相关数据测量并操平找正,然后在垫块的四周用砂浆及碎石填塞,使其稳定,避免在浇灌混凝土时主角钢底部发生偏移;(6)在进行斜插基础浇制施工的过程中,测量人员经常检查基础顶面根开、插入角钢顶面的棱到棱半根开、高差、倾角等,如有误差及时调整。

1.3岩石基础

岩石基础分为嵌固式基础及掏挖式基础,该类基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基,上拔稳定,具有较强的抗拔承载能力。岩石基础施工技术措施与掏挖基础施工技术措施相同,但值得注意的是:岩石基础一般用于风化严重的岩石地带,基坑可以采用人工开挖或采用松动爆破的方法进行施工,这将给造成基坑成型尺寸偏大,从而出现混凝土量超灌,造成材料及人工的浪费。为此在进行岩石基础基坑开挖时应要求施工人员每往下挖1.0m,要进行基坑中心吊中,防止挖偏;在进得松动爆破施工时,必须严格控制药量,严禁因爆破施工破坏基坑周围岩石的完整性。 1.4桩基础

输电线中桩基础一般分为灌注桩基础和人工挖孔桩基础。该类基础主要靠桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力,施工方便,安全可靠。缺点是施工费用较高。桩基础容易出现的质量问题是断桩,而灌注桩基础除出现断桩外,常见的现像还有钻孔偏斜、糊钻、缩孔、孔壁坍落、护筒冒水等情况。人工挖孔桩施工技术措施与掏挖基础施工技术措施相同,不再进行叙述。

我们在对灌注桩基础施工时应采取的技术措施有:(1)发生钻孔跑偏,应先查明偏斜位置及程度,一般可以偏斜处吊钻头上下反复扫孔,使钻孔垂直,如偏斜严重时,应该在孔内回填砂砾或黏土混石到偏斜之上,待沉密实后重新钻孔;(2)在软塑黏土层中钻进时,如进尺太快,出浆口堵塞容易造成糊钻,一般在钻孔时应控制进尺速度;(3)塑性土层遇到水膨胀会造成缩孔卡钻,此时应该采用上下反复扫孔处理,如因钻头严重磨损使钻孔小于桩径时,采取焊补钻头再进行扫孔处风理;(4)孔壁坍落的原因有很多种,针对其原因灌注桩成孔速度应根据地质情况选取,同时注意地下水位变化,采取升高护筒,增大水头或用虹吸管等连接措施,另外绑扎吊装钢筋笼时,应该对准孔中心,避免碰撞孔壁,如孔口发生坍塌,应该先探明位置,将砂和黏土混合物填至坍孔位置以上1~2m,再行钻进;如坍孔严重,应全部回填后再钻;(5)护筒周围填土不密实容易造成冒水,因此应在护筒周围选用含水量适当的黏土填筑加固,分层夯实。(6)断桩的原因有:混凝土坍落度大小、骨料粒径太大、未及时提升导管及导管倾斜,使导管堵塞,形成桩身混凝土中断、提升导管碰撞钢筋笼,使孔壁土壤整块混入混凝土中,形成混凝土桩身隔层。

针对断桩的原因应采取如下技术措施:(1)混凝土的坍落度遮天蔽日应经检查符合设计要求,粗骨料必须按规范要求进行控制;(2)一边浇注混凝土一边拔导管,并随时掌握导管埋入混凝土内的深度,确保导管始终被混凝土埋住;(3)当导管堵塞,混凝土尚未初凝时,可以吊起一节钢轨或其它重物往导管内冲击,将堵塞的混凝土冲开,然后再继续浇注混凝土;(4)如果混凝土在地下水位以下中断,可用比原桩径稍小的钻头在原桩位孔钻孔,至断桩以下适当深度,重新清孔;在断桩的部位增加一节钢筋笼,其下埋入新钻孔中,然后再继续浇注混凝土。(5)断桩是水下浇注混凝土的重大质量问题,任何处理方法都应与监理工程师、现场设计代表研究确定后再实施。

2 输电线路软弱地基问题的技术处理措施

输电线路杆塔所受的各种荷重力作用于基础,并通过基础传递给周围的地基,地基的地质情况直接影响输电线路工程的基础形式、造价、质量、工期、安全运行等等。在各种地基中,软弱地基对输电线路的影响是最明显的,稍不注意往往造成基础下沉、杆塔倾斜、甚至倒杆塔等事故,因此在工程建设的各个环节都必须高度重视软弱地基的问题。软弱地基杆塔基础的施工,关键是要做好基坑开挖和混凝土浇制过程的排水措施,尽量避免基底原状土受到扰动。

对于软弱地基处的基础采用加石块充填加固的措施,即在最后一层土挖至设计深度时,抛入预先准备的石块,将石块夯入土中,至密实为止,并清理被挤出表面的软土,再铺上碎石;铺好混凝土垫层。

开挖底面低于地下水位的基坑时,地下水会不断渗入坑内。如果流入坑内的水不及时排出,土被水泡软后,会造成坑壁坍塌,地基承载力下降。因此,做好基础施工过程的排水工作,是软弱地基基础施工的基本要求。基坑排水的方法很多,施工时可根据基坑的排水量以及自身的排水设备等情况,确定采用的排水方法。对于泥、水流沙坑,为防止坑壁坍塌,减少流入坑底的水量,可以采用挡土板或沉箱等措施后再行开挖。

在基坑的开挖过程中,施工人员要注意现场实际地质与设计所提供的地质资料是否相符。如不相符,要及时向设计、监理部门反映,要求地质代表到现场鉴定处理,不要盲目进行基础施工。

虽然软弱地基基础是输电线路建设的难点,但只要勘测设计、施工、监理人员有高度的责任感,密切配合,科学管理,就一定能使软弱地基的线路投资得到控制,质量得到保证,并能安全可靠运行。

参考文献

[1]李庆林.架空送电线路施工手册[M].北京:中国电力出版社.

[2]黄建辉.高压输电线路建设中软弱地基问题的处理[Z].

[3]陈景忠.电力线路施工中流砂坑的处理方法[J].石油工程建设,1995.

[4]李立新.初述高压输电线路主角钢插入式基础施工方法[J]内蒙古石油化工,2005.

地质问题对公路工程的影响论文

在学习、工作中,大家肯定对论文都不陌生吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。为了让您在写论文时更加简单方便,以下是我为大家收集的地质问题对公路工程的影响论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

一、崩塌产生的原因及防治措施

崩塌在山区公路总会发生,特别常见,并且很凶猛,可以对路基和桥梁造成致命的摧毁,会把隧道洞口用大量的石头堵起来,给正常的行车秩序造成不良的影响,严重危害了正常的公路交通。岩石的形成和工程性质往往是不一样的,这就可能引发地质灾害的产生。人类的工程活动往往也是不合理的,比如说公路路堑开挖过深,同样会使边坡发生崩塌。相对来说,岩体比较松散或者是构造相对不算完整的地段,尽量不要进行大规模的爆破施工,这样可以避免因为工程技术方面的错误,导致崩塌现象的产生。目前阶段,我国在这方面积累了许多经验,可以利用许多的措施进行预防,科技还在日益向前发展,不断往前进步,肯定还会有更加科学合理、更加经济耐用的方法被广大工作者研究出来。

二、滑坡产生的原因及防治措施

公路工程存在着相当多的地质问题,滑坡就是其中频繁发生的地质灾害中的常见种类。滑坡可以在眨眼之间把村庄淹没、将厂矿无情地摧毁,还会严重破坏铁路和公路的交通,江河也容易被泥沙带来的污物堵塞,农田和森林都会在一定程度上遭到破坏,不仅给人民的生命财产带来损失,也给国家的经济建设带来沉重的打击。滑坡通常在多雨的季节或者是冰雪消融时期发生,主要发生的位置则是山谷坡地、水库、渠道及露天采矿场所等等。造成滑坡灾害的原因有很多方面。比如我们国家的西南丘陵山区,地形特点比较复杂,其中最明显的就是具有繁多的山体数量,山势通常极为陡峭,沟谷河流常常在山体之间到处分布,将山体进行切割。降雨同样会给滑坡带来一定的影响,这种影响往往是最大的,这种影响表现在,大量的雨水不断向下面渗透,斜坡上的土石层很容易就达到了饱和状态,滑体原本的重量大大增加,土石层原来的抗剪强度被无形中减低,滑坡也就随之产生。探究原因的时候,一定要找到根本原因,也就是地震的力量产生强烈的作用,将土石原本的内部结构进行强有力的破坏,这种破坏会导致地下水位的突然升高或者是迅速降低,这种情况对于保持斜坡稳定来说是极为不利的。想要有效地预防滑坡灾害出现,在滑坡的治理工作中就必须要做到科学防治,一定要遵循对症下药的原则,做到综合治理。

三、泥石流产生的原因及防治措施

在山区的常见地质灾害里面,就有着泥石流这一项。泥石流常常出现在断裂地带,并且总会爆发出来特别强烈的新构造运动,极其容易出现地震,会造成严重的水土流失现象。尤其是干旱多年以后突然出现暴雨或者积雪融化的时候特别容易发生泥石流。通常是洪水夹杂着泥土,突然爆发开来,对于山区来讲,泥石流是最为严重的地质灾害之一。现阶段,可以采取以下的方法来防治泥石流:

①大力种植森林,对可能出现泥石流的地方进行保护;

②对地表水流进行调节,修筑防洪堤坝;

③科学地将排洪道进行设置,让排水时刻保持畅通无阻的状态。

四、岩溶产生的原因及防治措施

在水利水电的建设环节里,岩溶问题常常会引发库水渗漏现象的出现,在水工建设过程中是一个不容忽视的地质问题。岩溶不仅仅会出现大量爆发的突水,同时还会带出大量喷射状态的泥沙,对于施工方面来说,这样的地质问题无疑带来了严重的影响,常常可以将坑道完全淹没,出现机毁人亡的惨剧或是其他的安全事故。如果在施工过程中不幸遇到巨大岩溶,会遭受到很大的施工困难,并且要付出昂贵的造价,很多时候要另选位置,给工期造成延误。所以,如果修建岩溶地区的公路,一定要首先了解当地地形的地质特点和分布状况,这样可能将有可能运用到的岩溶形态进行合理分配,避免岩溶地质给施工过程带来诸多的不良影响。建国之后,许多具体的工程都在这方面积累了丰富的经验。

五、结语

地质问题在公路工程的建设过程中时常会出现,它会给公路工程的建设带来很大影响。所以,把地质问题解决好可以对公路质量进行提升,避免公路时常出现病害问题,并且可以减少事故的发生。相反的话,如果没有进行妥当的处理,工程费用将是一个极其高昂的数字,施工工期也会比计划延长很多,甚至可能出现施工事故,造成人员伤亡。本文针对工程地质问题进行了分析,希望可以对同类从业者有所帮助。

摘要:

高速公路是我国的重要工程,通过使用高速公路的形式,能够较快的帮助我国的经济发展,同时也能够较好的对于我国地区经济的发达进行较好的完善。但目前在我国的高速公路的实际建设的'过程中,往往会出现较多的问题。

关键词:

公路论文发表,公路工程论文投稿

高速公路是我国的重要工程,通过使用高速公路的形式,能够较快的帮助我国的经济发展,同时也能够较好的对于我国地区经济的发达进行较好的完善。但目前在我国的高速公路的实际建设的过程中,往往会出现较多的问题。例如在我国的一些山区,往往由于其特点,无法较好的进行高速公路的建设,同时在此过程中也需要着重的进行地质的相关勘探工作。通过对于山区高速公路建设地区的相关地质勘察,能够较好的对于地区的实际地质状况进行相应的观察,同时也能够更好的保证在实际的高速公路进行建设的过程中能够严格的按照相关要求进行。但是在目前实际的进行山区高速公路的地质勘察过程中,往往会出现很多问题,这些问题均会导致无法正常的进行高速公路的建设,甚至极有可能出现相关事故等严重的后果。因此对于山区高速公路的地质勘察过程中出现的问题以及相关对策进行研究就显得极为重要。

1.山区高速公路地质勘察目前出现的相关问题

1.1方案不合理

通过对于我国山区高速公路在进行地质勘察过程中的各种环节进行分析后我们发现,在勘察的相关方案方面会存在着不合理的情况,但对于山区高速公路的地质勘察工作而言,勘察方式是一种极为重要的因素。目前我们发现,一些高速公路的工程为了能够在短的时间内完成,忽视了对于项目勘察方式的制定,同时在实际的对于高速公路的地质勘察过程中,出现了较多的不合理相关现象,这种现象对于高速公路的后期施工有着极为严重的危害。而一些勘察人员的勘察方法也会由于这种原因显得并不用合理,极有可能导致高速公路的安全性受到影响。

1.2方案考虑并不周全

对于我国的山区高速公路,在实际的勘察方案的设计过程中,必须要能够较好的UI与区域的实际地质条件以及地质特征进行符合,通过这样的一种形式才能够较好的帮助高速公路尽可能顺利的进行建设,并在完工后能够符合国家的相关标准。但是在实际的对于我国的山区高速公路进行地质勘察的过程中,我们发现勘察设计方案方面显得并不周全,因此高速公路在进行到了后期的建设工作成长的建设效率往往不佳。

1.3勘察人员对于山区地质条件认识不深

对于勘察人员而言,是在实际的山区高速公路地质勘察过程中的主题,也是山区高速公路地质勘察过程能够正常进行的重要因素。但是就目前我们对于在实际的进行山区高速公路地质勘察过程中的情况来看,目前有较多的勘察人员对于山区的地质条件认识情况往往无法达到相关的要求。而这种情况也会导致勘察报告显得并不细腻,无法从深层次上挖掘出勘察项目的实际内容,这种情况对于高速公路在日后的建设有着较为严重的危害。

1.4勘察工作的执行情况力度不够

在勘察工作的实际执行情况方面我们发现,目前有较多的勘察人员,在实际的进行勘察的过程中,对于勘察的数据以及相关的资料进行分析以及研究的过程中,显得力度并不够,同时在勘察过程中所使用的相关技术也并不好,因此在此过程中,极易遇到较多的突发状况,例如勘察人员在实际的工作过程中,一些并不需要进行加固的位置仍然进行加固,这种情况的出现显然缺乏相关的科学性。

2.解决山区高速公路地质勘察目前出现问题的相关方案

2.1将勘察方案进行完善

为了较好的解决在目前山区高速公路地质勘察过程中出现的问题,一种重要的方法就是将勘察的相关方案进行完善。在实际的对于山区高速公路进行地质勘察的过程中,首先需要注意到对于勘察方法进行设计并进行相应的绘制。在此过程中,需要着重的注意到项目在施工过程中的可行性以及安全性,同时也需要对于地区周边的环境进行进一步的考察,通过这种形式,帮助所有的数据进行完善后才能够较好的发现勘察方案中出现的问题,并能够对于这些问题加以解决。同时对于实际的勘察方案而言,也需要进行多次的探讨以及研究才能够应用在实际的勘察过程中。

2.2找出勘察工作的要点

就目前在实际的山区高速公路地质勘察过程中,我们发现勘察方案的设计内容往往显得较为繁多,同时在此过程中需要考虑的问题也显得极为繁杂。勘察的实际方案中,主要是包括了对于勘察方案的选择、勘察的过程中对于勘察点的实际设计数量、工程地质的调绘相关的范围以及比例等内容。若在此过程中,各项工作能够严格的按照相关的要求进行,同时设计内容是在一种较为繁重的前提之下,在实际的勘察过程中会严重的影响到勘察工作的效率。而正是由于这样的特点,我们发现在实际的进行勘察工作的过程中,可以对于相关的勘察工作的重点进行找出,同时在实际的勘察工作进行的过程中严格按照这些要点来进行勘察工作,保证实际的山区高速公路的地质勘察工作能够按照相关的要求进行,也能够保证到勘察工作的质量。

2.3加强勘察人员对于山区地质条件的认知

目前我们在实际的研究过程中可以发现,有较多的勘察工作人员对于勘察工作的认知实际上并没有达到相关的要求,因此在实际的勘察工作进行的过程中也是无法按照相关的要求进行。例如我们发现,在实际的进行地质勘察工作的过程中,一些工作人员往往会考虑到工程造价等问题,但忽视路基以及路线等施工环节的稳定性,这会严重的对于高速公路施工的安全性造成影响。正是由于这种情况,需要着重的加强勘察工作人员对于地质条件的认知。

摘要:

在工程地质的勘察过程中,最主要的目的就是能提供必需的基础工程的地质设计和依据以及和地质设计有关的资料信息给对工程进行设计的人员。在科学技术水平不断发展的过程中,GIS的技术也在不断向上攀升,对未来勘察所得到的工程地质资料成果进行信息化处理已是大势所趋。本文主要讨论了公路工程的相关数据库,其中主要包含了地质信息,主要工具是与地理信息有关的相关电脑软件,以其为测量的基础平台,同时将其当做勘查信息系统,针对这两个不同的方面做出了详细的研究,另一方面也分析了这两方面的不同主要功能以及两种数据库的结构,可供参考。

关键词:

GIS技术;系统功能设计;3S技术;

这些年以来,在很多的领域当中都开始广泛地使用地理信息系统技术,也就是所谓的GIS技术,GIS技术这种新兴学科逐渐流行开来,并且被人们所接受和确认。伴随着时代和科技的不断发展,GIS技术迅速地从原来的理论研究发展向了产业化和实用化,同时在很多行业当中被广泛地利用,给很多部门提供了优秀的决策支持和良好的处理信息的能力。

1、地理信息系统的定义与类型

1.1、地理信息系统的定义

地理信息系统,也就是所谓的GIS,在不一样的应用领域以及专业当中,GIS有着不同的理解,当前,对于GIS还没有一个统一的并且便于接受的定义。有一部分人把GIS定义为能对空间数据进行管理和研究的一种技术系统,这种技术系统能在计算机的硬件支持下依照地理坐标或空间的位置对空间数据进行各种研究和处理,从而让数据完成输入、管理、分析等多种功能,能让数据管理加强,对各种空间的实体和其之间相互的关系进行研究,同时也能让研究结果以图形、文字或数据等方面的形式得到展现。而还有一部分人认为GIS是一种空间信息的系统,这种系统十分重要并且具有特定性,其能对地球的整个空间或者是某一部分的地理相关信息进行全方位分析的一种系统。寥寥数言不能让GIS的概念得到完全的解释,上面所描述的内容也是对GIS进行的简单的介绍,说的剪短一点,GIS指的是“以计算机的软件以及硬件条件作为支持,使用搜索、采集、存储、管理、分析和表达处于空间当中的某一物体的具体位置所在和与相关事务有关的详细属性和具体的数值,而且把能回答用户的问题作为主要的任务,这种计算机系统就能被当成是地理信息系统,也就是GIS。”

1.2、地理信息系统的分类

地理信息系统拥有比较大的技术潜力,同时也拥有较广的应用面,并且地理信息系统也拥有十分迅速的发展速度,所以想要使用一个固定的方法对GIS进行分类十分困难。但一般来说,可以使用下面几个角度对GIS来进行分类:

(1)通过区域的大小,或者是其行政单位的级别对GIS进行划分,GIS分成两种不同的种类,其分别是区域地理信息系统以及省级地理信息系统或者也能称之为全球地理信息系统(比如用来对全球气候变化进行检测的地理信息系统),这当中也包括国家地理信息系统(比如我国国家系统)等很多种。

(2)依照GIS的应用功能对其进行分类,能区分开两个不同的基本类型,第一个是应用性的地理信息系统,主要是负责某种工作或者是领域的GIS,这里面也拥有区域综合地理信息系统还有专题地理信息系统;另外一种是工具性的地理信息系统,也就是通常意义上讲的GIS工具软件包,这种系统能做到空间数据的输入、处理、存储、分析以及输出[1]。

(3)依照地理信息系统的数据结构对其进行分类。

2、对工程地质资料进行信息化管理的可能性和必要性

在过去十几年,3S技术等以GIS为核心的新兴技术在地学领域当中得到了快速的利用和发展,开辟出了地质资料的管理研究工作这一个新的道路,GIS身为当下各种高新科技所集合的产物,因为其对于空间数据的分析处理以及存储查找能力十分强大,所以和普通的信息管理系统有十分明显的区分,其适用于十分复杂的地球空间数据,GIS能对地球空间数据进行详细的分类、存储、采集等,这些都是以往所使用的传统技术和方法十分难做到的。因此,当前的科学技术水平已发展到了这个地步,GIS应用已成为了地质资料的管理信息化当中一个十分优秀的产品,详细的地质数据库和当前所使用的先进GIS技术相互融合,就能让使用GIS技术完成的地质资料管理信息系统得到实现,换句话说,以地理性信息系统为基础的地质数据库系统的研究和使用,是当前时代计算机技术使用在地学研究当中的大势所向[2].

3、数据库结构分析

3.1、原始资料的管理和存储数据库

开发信息数据库的主要用途就是对工程勘察所得出的资料进行二次开发以及利用。从这个要求上来看,数据库应能实现对勘察所得到的数据进行有效的存储,同时也能对自己所需要的数据进行快速并且准确的调用。因此要求开发出来的系统一定要拥有相对完善的原始资料存储功能以及管理数据库的功能。

3.2、数据处理和分析数据库

这项研究的目的是让地质资料的二次利用和开发得到实现。这就要求必须能让拥有针对勘察数据的数据决策以及分析的功能的数据库得到开发出来。只有其拥有优秀的数据处理功能和分析功能,才能为工程地质的地理信息系统赋予价值。

4、系统功能设计

系统的功能设计是以工程地质数据库作为基础,在这个基础上让相对应的程序模块得到开发,让这程序没款拥有地图的编辑以及存储功能,同时也需要具备工程地质信息的预测、管理、入库以及分析等不同的功能和不同模块之间完美的索引的功能。

(1)数据的录入功能。这种系统的数据录入的功能效率应该高,这样能方便各种数据入库,针对不同的信息来源,使用不同的处理手段和获得的方法。

(2)编辑和修改的功能。由于基础数据的更新以及维护工作需要以周期为单位进行,所以系统需要拥有高效率的图形信息的功能。

(3)有好的图形和界面的操作功能。一个系统的界面应该是友好美观并且相对简洁的。系统图形的操作功能指的是所使用的系统应提供给用户图形筛选、缩放以及其他功能。

(4)存储管理的功能。对于空间的数据部分,让科学并且合理的编码标准以及地理要素的分类得到建立,这是对于组织空间数据,并且对其进行采集以及输出转换的根据所在。

(5)专家系统。为了能让勘察资料实现进一步的开发和利用,应该对专家系统的模块进行分析和开发,能让工程地质数据的应用管理和分析得到实现。

(6)查询统计的功能。

(7)信息输出的功能。

(8)信息处理的功能。

(9)索引的机制。

5、结束语

综上所述,将GIS的技术使用在公路工程的工作当中去,使应用前景广泛的工程地质信息系统得到建立,是建设工程地质信息化的重要手段之一,通过一定的尝试研究遗迹探索,对其拥有了更加深刻的体会:

(1)对于GIS技术方面有了更加全面的了解。选择使用一个相对来说功能较为齐全并且技术比较先进的GIS软件当成开发的平台。对于系统功能的实现以及研发路线的制定都能起到至关重要的作用。

(2)迅猛发展的网络技术已和当今社会的很多方面息息相关,对拥有专家决策支持系统、网络版的工程地质信息系统进行研究和开发,将是未来研究的主要方向之一。

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