北京时间2月8日,在学术杂志《Nature Communications》上发表的一篇论文中,首次公布了在北冰洋的海底火山中发现了海绵生物。已经死亡或即将死亡的海绵被白色细菌覆盖,还有许多的海星聚集在那里,俨然是一个海绵公园,实在令人闻所未闻。
一、北极深海的海绵公园
在被冰覆盖的北冰洋中央海底,很难找到食物。科学家在水深超过4000米的海底采集样本,肉眼就能看到几乎没有生物存在的痕迹,甚至完全没有生物的淤泥。不过在2011年,科学家在采集到的样品发现了十分罕见的东西。
德国阿尔弗雷德•维格纳研究所的海洋生物学家安提埃•博埃蒂斯(音译)对此回忆说:“那看起来像白色毛皮的东西,其实是海绵的一部分,这让人非常震惊。这个区域里海绵的数量,大概是每平方公里1只左右。我们觉得这是个巧合。”
到了2016年,博埃蒂斯等人拿着灯和照相机再次访问了同一个地方。他们发现了已经休眠很久的海底火山山顶上覆盖着许多的海绵。其中竟然有直径达到1米的海绵。
博埃蒂斯等人表示不可思议,“在看起来没有食物的地方,这些海绵到底吃的什么呢?我完全不知道他们怎么会这么密集地聚在一起。”
后来经过不断的研究,他们于2022年2月8日在《Nature Communications》上发表了论文,揭示了令人震惊的事实。那就是那些海绵是以管虫化石为食。
海底火山还在活动的时候,因为涌出的甲烷的影响,管虫聚集在一起。将这种看起来不像食物的管虫化石转化为营养物质的,是海绵体内的共生细菌。
论文的第一作者,隶属于德国不莱梅的马克斯·普朗克海洋微生物学研究所的研究海绵的专家特蕾莎·摩根蒂(音译)说:“海绵之所以能在这里生存,就是因为这种共生关系。”
这是世界上首次发现吃化石的动物。荷兰阿姆斯特丹大学的海洋生态学家加斯帕·德·戈吉(音译)评论到:“海绵利用了其他生物无法利用的食物来源,这是最酷的发现。过去的研究结果也证实了与细菌的共生会给食物的获取带来很大的灵活性。”德·戈吉没有参与此次研究。
二、海绵以化石为食
据博埃蒂斯介绍,在有喷发活动的海底火山中,已经死亡的管虫留下筒壳以便下一代的管虫在里面生活,从而形成“毛茸茸的山丘”。如果火山喷发活动减弱,甲烷供应停止,管虫就会死亡。但是,由甲壳素和蛋白质构成的筒壳会保留下来,最终形成化石。
挪威北极大学的海洋生态学家埃梅里·奥斯特伦(音译)说:“过去的研究表明,即使火山停止活动,也会继续对这一带的生态系统造成影响。尽管如此,对在极北有如此密集的海绵我也感到惊讶。这证明我们并不了解深海的一切。”奥斯特伦没有参与此次研究。
海绵从哪里来,要到哪里去?本应几乎不走动的海绵,是如何到达在北冰洋深海火山并且以管虫化石为食的呢?研究团队的一员,阿尔弗雷德·维格纳研究所的海洋生物学家欧坦·帕瑟(音译)认为,可能是它们幼年的时候就到达了这里。
帕瑟说:“在更南面的挪威的海里,有一座很相似的海绵公园。也许幼生海绵就是从那里来到北极的。幸运的幼生海绵乘着海流漂到了海底火山的山顶,在那里找到了意料之外的丰富食物。”
在海绵持续食用管虫化石的过程中,帮助消化的共生细菌也很有可能增殖。海绵将遗传上相同的后代从体表出芽繁殖,在那个时候适应了这个高度的细菌也传达给下一代(有性生殖也是可能的,但是幼体会被潮水冲走。在严酷的环境中伴随着危险,同时也是在新的地方扎根的唯一方法)。
研究团队还找到了成年海绵能够活动的有力证据。用海绵壳的骨骼形成的骨针,还残留着像是移动过的痕迹。
摩根蒂说到:“海绵的成熟体一般都是向上移动的。也许这样更容易捕捉到携带化石化的管虫碎片的局部海流。另外,也有可能会为下一代幼生海绵腾出受海流影响较小的位置。”
研究还发现,这些海绵为虾等小动物提供了藏身之处。小动物们被寄放在海绵壳面的碎片里,不时吃着海绵。海星也吃着虚弱的海绵。
三、脆弱的生态系统
那么,这种依赖于已经灭绝的管虫残骸的罕见生态系统到底能持续多久呢?摩根蒂说到:“海绵是一种代谢率非常低的生物。因此,可能不会有一天把这里的食物吃完。”
相反,威胁海绵种群的可能是气候变化。北极的冰层逐年减少,可能会促进藻类的增殖。结果,食物链越活跃,流入海底的食物就越多。根据帕瑟先生的说法,虽然它本身不会对海绵造成危害,但是其他动物入侵并打败现在存在的海绵的可能性是存在的,比如成长速度更快的海绵会进入这个区域。
帕瑟表示。“以我的经验来说,在这样的极北地区,一旦发生变化,生态系统的平衡就会被打破,不知道什么样的动物会繁荣起来。”
新世纪是如何学习雷锋 雷锋是中国解放军全心全意为人民服务的典范,而且也是伟大的共产主义战士。他的无私的爱僧不同,对技术精益求精... 1962年8月15日,全部遇难。 他的精神,毛泽东的“向雷锋同志学习”题词。周恩来“向雷锋同志学习:恨爱鲜明的阶级立场,言行一致的革命精神,无私奉献式的共产主义,无私的无产阶级斗志”。朱德题词“学习雷锋,做毛主席的好战士。” 今年3月5日,毛泽东同志“向雷锋同志学习”的题词发表41周年纪念日。 41年来,雷锋这个伟大的名字,家庭,有光泽,群众性倾向雷锋活动蓬勃发展,城市和农村地区,数以百万计的人的自己的实践雷锋精神的数百。时代的巨大变化发生,但永远活在人民心中的雷锋,雷锋精神始终放射着夺目的光辉。新世纪的继任者,我们必须认真学习和贯彻雷锋精神。那么,我们如何学习和贯彻雷锋精神呢? “雷锋曾经说过:”人的生命是有限的,但为人民服务是无限的,有限的生命,到无限的为人民服务。“这是雷锋精神的实质。这种伟大的精神的过去,现在和将来都是教育和激励人们提出宝贵的精神财富。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,志存高远,胸怀宽广,崇高的理想,坚定地。我们要特别共青团员的责任感和使命感,切实增强忧患意识,为全面建设小康社会,实现了中国民族的伟大复兴,贡献自己的智慧和力量。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,跟上的步伐,永不满足,永不懈怠发奋读书。要认真学习马克思列宁主义,毛泽东思想,邓小平理论和“三个代表”重要思想,学习与自己的理想和祖国的知识,更好地适应改革的需要,以及开放和现代化建设的需求。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,保持谦虚谨慎,不骄不躁,艰苦奋斗的作风,做一个永不生锈的螺丝钉,努力学习,在日常生活中的简单和节俭和经济坚定地反对享乐主义,奢侈浪费的不良风气,用自己的诚实劳动创造一个更美好的生活在未来。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,大力弘扬文明新风,用实际行动促进团结,友爱,诚实守信,乐于助人,勇敢和良好的社会形成,自觉做传统的继承者中国国家的社会主义道德风尚,新的人际关系的倡导者,实践的美德。 我们的年轻人是祖国的未来和希望。在我们的年轻人,深入持久开展学雷锋活动,具有非常重要的意义。团队建设,我们要总结的经验,学习雷锋活动和青年志愿者行动深入实施,全面推进志愿服务组织建设,项目建设和机制建设,促进青年志愿者行动到一个新的水平,引导广大青少年学习雷锋,志愿服务的实践中锻炼成长。 时代的雷锋精神,的人调用雷锋精神。让我们唱雷锋,雷锋精神在中国广袤的土地花更雄伟的歌。
海绵城市在城市滨水景观设计中应用论文
在学习、工作生活中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是学术界进行成果交流的工具。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我帮大家整理的海绵城市在城市滨水景观设计中应用论文,欢迎阅读与收藏。
摘要:
随着我国城市化进程不断加快,城市人口持续增长,对生态环境的破坏也越来越严重,特别是生态系统本就相当脆弱的滨水区域。因此,在城市滨水景观设计中引入海绵城市的概念,可以有效缓解水生态环境污染,改善城市排水问题,减轻水资源供给压力。基于此,对海绵城市在城市滨水景观设计中的应用进行深入探究。
关键词:
海绵城市;城市滨水景观设计;应用现代
引言:
城市的功能体系虽然已经较为完善,但要保证其长期正常运转,就必须确保各项功能都顺利维持运行。实际上都存在一些较为严重的生态环境问题,如水资源短缺、干旱、水污染等问题。为保障城市可持续发展,就需要将海绵城市建设理念科学地应用到城市滨水景观设计当中,以改善城市的生态环境,实现城市与自然的和谐发展。
1、海绵城市相关概述
海绵城市就像海绵一样有强大的吸水性,能够吸收大量的水资源。近年来,随着我国城市化建设的快速发展,城市植被数量不断减少,城市的储水能力也越来越弱。为了解决这个问题,就需要在城市建设中应用海绵理念,通过配置相应的设施,实现对城市水资源的充分利用、净化,再储蓄剩余的水资源。与传统的城市开发模式不同,海绵城市建设是基于保护水生态环境的基础上进行的,在实际建设过程中,以最低的破坏来改善水资源的生态环境,最大程度保障城市建设与生态环境的发展相适应[1]。我国近10年来不断在尝试将海绵城市理论、自然、新技术等进行结合,如哈尔滨群力雨洪公园、厦门五缘湾环湾景观整治以及秦皇岛汤和公园等,但还没有形成系统的海绵型城市。如我国江苏连云港市在产业结构调整的同时,城市滨水景观设计也面临较大的挑战。流经连云港城区的很多水系都有着不同程度的污染,城市生活污水大多直接排放,河堤上被丢弃大量垃圾,水面污染严重,甚至有些河道散发出轻微异味,造成很不好的影响。因此,需要在连云港城市滨水景观设计中结合海绵城市理念,构建城市水系网格格局,促进水系统生态安全。同时,连云港城市滨水景观设计需要风景园林、环境保护、城市规划、市政部门等多个单位的协作,同时还需要整个社会的广泛参与。
2、海绵城市在城市滨水景观设计中的重要意义
生态效益
滨水区的生态价值较高,主要由于其在城市内陆与水域之间充当连接纽带的作用。海绵城市理念主要是通过增强已经受损生态系统的防御能力,进而杜绝污染源到达水源的终端。城市污水一般都是通过地表径流进入到滨水区,然后才能到达自然水域[2]。因此,对滨水区进行优化设计,处理受污染的地表径流,防止污染源进入水体,从而促进滨水区水生态系统的平衡。在城市滨水设计中应用海绵城市理念,首先,可以控制污染源,一般情况下,通过生物滞留技术、下沉式绿地等方式来处理受污染的地表径流,具有非常强的滤污净化能力,能够有效保护城市水体环境。其次,可以提高生态系统服务水平,通过对受损水生态环境的恢复来构建健康的滨水生态系统。最后,应用海绵城市理念,可以有效提升自然水利用率,通过蓄存地表径流,补充地下水源,可以大大减轻水资源供给压力。
社会效益
城市滨水区是居民开放空间需求的一部分,在其生态建设中融入海绵城市理念,可以加强城市的.绿化建设,丰富植物品种,不断扩大绿化面积。另外,滨水区的优化建设,能够改善城市文化形象,使其符合国家发展趋势,还能提升城市居民对海绵城市的认知,从而促使人们参与到其中,构建良好的社会氛围。
3、海绵城市在城市滨水景观设计中需遵循的原则
防洪原则
在进行城市滨水景观设计时,必须充分考虑到滨水区的特点,不能忽略其休闲娱乐的功能。同时,相关设计人员必须重视海滨的防洪功能。当强雨季来临的时候,一定的洪水防御能力才能起到保护河岸的作用,使其不会被雨水破坏。
因地制宜原则海绵城市建设具有非常大的工作量,内容复杂多样,而且海绵城市有许多特色水面景观,施工前,必须科学分析城市各个地区的土地利用情况,使得水域景观的设计和城市土地利用情况相对平衡。
生态性和完整性原则
在开展滨水区景观设计时,将生态理念切实应用到实际操作中,尽量减少人为因素对环境的破坏[3]。在设计滨水区景观时,要科学合理规划,如用点和线合理创建河滨区域,营造出科学整合的城市和水生环境,确保滨水景观设计具有一定的完整性。
4、海绵城市在城市滨水景观设计中的应用
道路海绵体设计
在进行滨水区生态景观设计过程中,要加强对道路景观海绵体的设计。首先是道路铺设设计,在道路路面和停车场路面应主要铺装具有透水性的混凝土和沥青,而道路旁边的人行道,应铺设透水砖。其次,植物绿化配置中,要注意植物规划不能遮挡驾驶员的视线,以免影响行车安全,应着重对道路一侧的植物进行设计,并且在车位之间选用具有净化功能的植物,如栾树、国槐、洋槐等,以改善停车区域的生态环境[4]。再次,雨水收集也是十分重要的一部分,可以在停车区域设置地下蓄水池、设计雨水花园,从而实现科学净化水源的目的。并且净化后的水资源还可以再次利用,可用来清洗车辆或者灌溉绿植等,进而提高水资源的利用率。
生态廊道设计
生态廊道可以有效隔离或者联系滨水区多个不同的生态板块。在城市滨水景观建设的过程中,要运用到很多配套设施,要将其与周边的生态环境充分结合,提升水资源利用效率,减少施工的总工程量,进而大大降低建设成本,大幅度提升项目的经济和社会效益。将海绵城市的理念融入到生态廊道设计,可以将雨水设施划分为蓄水坑塘、季节性湿地、小型沟渠雨水等多个部分,并设定对应的管理权限,从而有效判断不同区域的雨水拦蓄能力。另外,海绵城市理念的应用,还能够实现拦蓄径流的目的,大大提升雨水的综合利用率,从而有效减轻外围河道的排水压力。
5、湿地设计中海绵体理念的应用
湿地的主要功能是净化降水以及储存降水,既可以有效解决城市内涝的问题,还可以为滨水景观提供水源。湿地主要由水塘和河流组成,其进出水口很容易被水流侵蚀,所以要设置消能坎等设备,以及铺设一些碎石[5]。在降雨量较大的季节,通过建设湿地前置塘等防范措施,可以有效处理雨水径流。湿地和沼泽都可以净化雨水,沼泽有深浅不同的区域,浅泽区的水深不到,深泽区水深,可在沼泽区适当设置具有净化水质功能的水生植物。在湿地中设置出水池,水池深度要求在,以调节水温,防止水面存在漂浮物。湿地景观的科学设计能够与生态环境一起建立完整的生态系统,不仅可以促进水系统的循环利用,还能够为生物生存及迁徙创造良好的条件。
广场海绵体设计
在城市景观规划设计过程中,广场的规划设计是非常重要的组成部分。一般情况下,在铺设广场道路时选取较硬的材料,导致路面吸水性较差,难以渗透雨水。海绵体城市理念的应用,要求在规划广场时合理选取透水性较高的材料,以提高路面的吸水能力。
雨水收集系统中海绵体设计
海绵城市的理念在滨水城市景观设计中还体现在雨水花园的建设中,雨水花园一般设置在具有较大高度差异的场所,这样能够保障雨水从高处往低处流,以减少对灌溉用水的消耗,大幅度提高水资源利用率。同时,为了充分合理利用雨水,在雨水花园中应种植大量湿生植物,从而吸收足够的水分,并且科学储蓄剩余的雨水,提高雨水综合利用的效率。另外,海绵城市的理念在滨水城市景观设计中还体现在人工湿地建设中,人工湿地实际上就是将小池塘集合在一起,将小池塘的水提供给住户使用,也可以在夏季蒸发水分,以降低温度,使环境更加舒适。人工湿地还可以促进生物的可持续发展。要充分考虑到滨水景观设计的实际情况,融入海绵城市理念,科学规划人工湿地建设。
6、结语
总之,城市化进程的不断发展,导致城市污染状况越来越严重,海绵城市理念在城市滨水景观设计中的应用,可有效改善城市水资源污染的情况。现阶段,我国城市滨水景观设计中对海绵城市理念的应用还没有形成体系,缺乏规范标准。通过道路海绵体设计、生态廊道设计、湿地设计、广场海绵体设计、雨水收集系统中海绵体设计,可充分体现海绵城市理念在城市滨水景观设计中的应用。(收稿:2021-06-07)
参考文献:
[1]张梦娜.城市滨水景观设计中海绵城市概念的应用策略分析[J].产业科技创新,2020(34):17-19.
[2]晁晨,刘振山.海绵城市概念在城市滨水景观设计中的应用[J].中国住宅设施,2018(11):6-7.
[3]原振华,段汉明,谢培琦.海绵城市理念在城市道路绿化景观设计中的应用[J].美与时代(城市版),2018(06):47-51.
[4]张天眷,罗媛媛,张梁.海绵城市理念在城市公园景观设计中的应用[J].山西建筑,2017(16):208-209.生态绿化现代园艺2022年第1期
我的英文一点都不好
感染新冠病毒会损害男性的精子质量,重症患者生育能力可能会受到严重损害。
没有研究证实感染新冠肺炎会影响男性生育能力,但新冠病毒侵犯人体各器官,可能会对男性生育能力造成影响。研究发现新冠病毒通过刺突糖蛋白与宿主细胞血管紧张素转化酶Ⅱ结合入侵细胞,而血管紧张素转化酶Ⅱ主要在肺以及睾丸精原细胞、支持细胞等部位表达,这几类细胞与男性生殖功能密切相关。所以新冠病毒有可能损伤睾丸细胞,对精子质量以及男性生育能力造成影响。对于新冠病毒对人体造成的远期影响,需要大量的临床数据以及时间精力进行研究讨论。对于目前我们需要做到积极配合疫情防控,减少病毒传播及感染概率。如果怀疑感染了新冠肺炎,积极医院就诊,配合医生治疗。
根据目前的研究来看,在理论上感染新冠肺炎是有可能会影响到男性的生育能力的,但是这也仅是理论上的可能性。到底新型冠状病毒感染会不会影响男性的生育,需要日后的回顾性研究,也就是需要统计那些感染新冠病毒的男性,观察其日后的生育能力,如果其生育能力的确受到了病毒的影响,那么才可以肯定感染新型冠状病毒会影响男性的生育。
新研究表明,感染新冠病毒会损害男性的精子质量,新冠肺炎重症患者的生育能力可能会受到严重损害。
从医学角度来说,病毒感染的前提条件是进入宿主细胞,包括新冠病毒也一样,发生感染的必要条件,就是新冠病毒必须进入人体某个宿主细胞。
而研究发现,人体内的细胞受体“ACE2”便是新冠病毒的宿主细胞。“ACE2”广泛分布于心脏、肺、肾脏和肠胃中,所以通过该靶点进行感染的病毒不仅会在呼吸道中引发病变,同样也会引起消化道疾病,而新冠病毒会引起性功能问题,是因为“ACE2”也被发现广泛分布在男性生殖系统中,比如睾丸。
睾丸是男性最基本的性腺体,睾丸内富含SC细胞、LC细胞和精原细胞等。而“ACE2”主要集中在SC细胞、LC细胞和精原细胞内。因此当新冠病毒通过宿主细胞“ACE2”攻击睾丸细胞后,睾丸的功能就会受到损害。
而睾丸作为性腺,最主要的功能之一,就是参与维持人体内各项性激素的平衡。当性激素平衡被新冠病毒打破后,性功能便可受损。
从解剖学角度分析,男性维持正常勃起能力的关键介质之一,便是海绵体平滑肌内血管内皮细胞功能的稳定。男性在性欲的驱使下,血管内皮细胞分泌活性细胞信号分子“NO”,得益于“NO”的存在,海绵体才会扩张充血,从而完成勃起。
所以当海绵体血管内皮细胞功能受损后,勃起障碍便会发生。老年男性、以及心血管疾病患者发生勃起功能障碍的理论依据之一,便是血管内皮功能的损坏。
如果新冠病毒的确对海绵体内的内皮细胞产生了损害,那么是有可能导致男性发生勃起功能障碍的。但值得注意的是,这篇论文由于参与试验的样本量太少(只有2份),以及2组患者感染病毒前后的勃起功能缺乏客观量化,所以暂不能确定新冠病毒都会攻击男性海绵体血管内皮细胞,从而导致男性勃起功能障碍。
各种研究证据,虽然不是大范围,多中心,但是新冠病毒侵犯睾丸,导致睾丸炎而影响性功能或者生育能力是有可能,而不是空穴来风,但是需要更广泛的临床研究证据加以补充完善。
黄河治理方略 摘要:治黄方略为我国历代安民的决策课题。本文针对“水少沙多”这两点黄河难治的症结,指出减少入黄沙量的治本之策为采用现代工程措施,将黄土高原水土严重流失区整治成错落有致的相对平原,改变其侵蚀地理环境。同时提出了与外流域调水结合的综合治理方略,把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道,增加黄河过洪能力,小浪底水库也可乘机排沙入海。 关键词:黄河 治理方略 泥沙 1 引言 黄河对于中华民族的意义是包括长江在内的其它河流无法比拟的,她流经中国腹地,诞生了中华民族,炎黄子孙既得益于黄河与黄土的哺育而生息繁荣,又受害于黄河与黄土相伴造成的黄河下游河道“善淤、善决、善徙”而治水不止。在中华民族生存发展史中,有很大的篇幅都与黄河治理有关。在历朝历代,治黄方略如何制订均是我国安民的决策课题。倍受后人推崇的最早的治黄成功事例是传说中的大禹治水。他改进了共工和鲧“ 围堵障水”的作法,采用“疏川导滞”之策,平息了水患。这一传说,实际上是对先民治河的总结[1]。从周以后的文献记载中,可证实防御洪水的黄河大堤的雏形远在春秋战国时期以前即已存在。以后诸侯国家兴起,可以组织更多的人力、物力,从一时一地出发,在大河两侧出现各自为政、甚至以邻为壑的堤防。规模比较大的和比较长的就成为我国早期的长城了。文字记载十分确切的是在西汉汉哀帝即位之初贾让提出的治河三策,是继鲧、禹之后较早提出创见并且见于正史记载的重要治黄方略。贾让当时面对的黄河下游河道“河高出民屋”,已是“地上悬河”,堤防宽窄很不一致,布局更是混乱,所以他最不主张的下策是筑堤治河。三策中的上策主张放弃旧有河道,人工改道北流。他认为“此功一立,河定民安,千载无患,故谓之一策。”中策主张开渠引水,分洪入漳。“此诚富国安民,兴利除害,支数百岁,故谓之中策。”限于当时的社会经济条件,贾让三策均没能认真实现。东汉王景的宽河行洪之策得到了大规模实施。他选定行河路线较优的线路,自荥阳东至千乘海口千余里,修渠筑堤,并利用沿河大泽进行放淤,取得了无重大改道变迁的成就,一直倍受后人赞赏。但是这种安澜毕竟是相对的,大量的泥沙淤积,至少隋唐五代出现了泛滥决口,更不可能有“千年无恙”的史实。值得借鉴的是明朝潘季驯“束水攻沙”的治河理论与实践。他主张南北两岸“坚筑堤防”,努力完善堤防系统,如用缕堤束水攻沙,用遥堤约束洪水泛滥,用格堤阻止滩区行洪并促进滩地落淤;为防御大洪水,又修建滚水坝分泄水。并且在当时黄河南流的条件下,充分利用淮河之水,借助洪泽湖的调节能力“蓄清刷黄”。潘季驯治河实现了由分流到合流,由治水到治沙两个转折,抓住黄河泥沙淤积这个根本问题,显然这一点是很高明的。因此,在他之后的明、清治河举措,多遵循他的治河原则。他的治河思想和方法甚至影响至今。但黄河河床仍继续淤高,泥沙灾害日益积累,以致于1855年发生了铜瓦厢决口改道的剧变。 黄河治理开发真正取得巨大进展是最近50年的事,黄河已开始变成为人们兴利造福的河流。总结治黄成败经验和科学研究成果,认为采用“拦、排、放、调、挖,综合治理”等措施,标本兼治,近远结合,可以妥善解决泥沙问题;采取“上拦下排,两岸分滞”的方针,可以有效地控制洪水。将两者有机地结合起来,即形成一个防洪减淤的工程体系。显而易见,如此治黄已将黄河作为一个整体来考虑治理对策,人们对黄河的研究与治理实践进入了一个崭新的阶段。昔日千疮百孔的黄河大堤,而今变成了宏伟的“水上长城”,成为海河与淮河的分水岭,在人们的努力下,取得了连续52年伏秋大汛不决口的奇迹和综合治理开发的丰硕成果,治黄成就举世公认。然而黄河毕竟是世界上最难治理的河流,4000多年前的大禹治水以来,历经多少前辈的治河实践,一直未能改变黄河这条泥龙恣意游荡的脾气。史书上清晰出现着2600多年里黄河泛滥1500次、改道26次的记载。下游决口泛滥范围,北抵津沽,南达江淮,纵横25万km2。频繁的决口改道,给两岸群众带来了深重的灾害。而今,随着黄河流域人口急剧增长,经济建设迅速发展和人类活动强度大大增加,母亲河的忧患仍在。由于冲沙入海的水量大大削减,下游河床不断淤积抬高,行洪能力大大减弱,高滩滩面漫水机遇已与1855年铜瓦厢决口前的情况接近,河道已趋于预警高度,悬河形势极为严峻;严重威胁着下游两岸人民生命财产的安全。另一方面,却又生发出季节性断流的灾患,自1972年以来的27年中就有21年断流,尤其90年代,年年出现断流。影响到依靠黄河供水的城乡生活和工农业生产用水,不仅直接造成重大经济损失,还带来了诸多的生态环境问题[2,3],如加重了河口地区土地盐碱化,河口湿地生态系统退化,生物多样性减少,使黄河三角洲日渐贫瘠。黄河断流、洪涝灾害的环境恶化相互交加,黄河安澜中隐伏着危机,治黄事业无比艰巨又任重道远。特别是随着国民经济的发展和黄河的演变,对黄河治理和开发又提出了更高的要求,使治黄面临着许多问题。如何使治黄事业更为符合客观的自然规律和社会经济规律,亟待于我们继续探索和奋斗。本文在前人研究和实践基础上,就黄河的治理方略述一管见。2 减少入黄沙量的治本之策众所周知,黄河难治的症结在于沙多,而沙多的原因是黄土高原地区严重的水土流失。该地区西为祁连山余脉,西北为贺兰山,东至管涔山及太行山,北起阴山,南抵秦岭,共有64万km2,海拔1000~1500m,相对高差100~300m,这是世界上黄土覆盖最深厚、黄土地形最典型的地区。特殊的边界条件下,中游暴雨是黄土高原土壤强烈侵蚀以及水土严重流失的动力因素,“愈冲愈陡,愈陡愈冲”[4],使黄土高原被切割得支离破碎,沟壑纵横,每年来自黄土丘陵沟壑区的泥沙达10亿吨左右,土壤侵蚀模数可达20000t/(a·5km2),大量泥沙入黄,致使一些水库湮废失效,下游河道不断淤高,防洪压力日趋加重。不少人认为,黄土高原历史上曾经是植被良好的繁荣富庶之地,希望通过植树种草,改变黄土高原的生态环境,从而达到根治黄河的目的。但是也应认识到,黄河塑造出的华北大平原是中华民族繁衍生息的中心地带,黄河早在远古时期就是一条多沙河流。《左传》引用周诗:“俟河之清,人寿几何!”表明更早的年代黄河已是相当浑浊,因为黄河沙多的自然现象应该比这句周诗要早得多。她所流经的中游地区,特别是现代界定的严重水土流失区中的大部分地区,自古即是自然条件极为严酷、水蚀风蚀最为严重的地区。这可以《诗经·小雅·十月之交》为证:“烨烨震电,不宁不令。百川沸腾,山冢萃崩。高岸为谷,深谷为陵”。该诗生动地描绘了2000多年前大暴雨后山洪暴发时黄土高原土壤强烈侵蚀的自然景观。再如《禹贡》中所称:“禹别九洲, 随山浚川”,表明当时黄土高原地区土壤侵蚀已十分严重,大量泥沙入黄,使黄河下游河道淤积日益严重,人们才会产生“随山浚川”(亦即随着山去导滞,疏浚上游的河道)的设想。原始的或常规的生产方式很难保证植物生长有良好的立地条件,“皮之不存,毛将焉附”,因此,也就难以达到具有一定覆盖度的植被状况[5]。无论如何,对古代黄河中游地区植被状况的估计一定要考虑自然气候的制约影响。《诗经·大雅·云汉》描述了周宣王时大旱多年的情景:“旱既大甚,涤涤山川,旱魃为虐,如�NFDA4�如焚”。也就是说大地旱得好象起火燃烧,山川干枯。显然如此干旱的气候之下,很难存在良好的植被。我们认为,对于黄土高原地区的水土保持,必须跳出传统框框,采用现代工程措施,如修筑控制性拦沙工程、淤泥坝系及必要的挡土墙,变沟壑为平地;也包括人工定向爆破等措施,使一座座高耸的峁峁梁梁填充沟壑,变坡地为相对平原。同时,辅以必要的生物措施。这些措施把经多年治理如今仅占黄土高原地区总面积约20%、而入黄泥沙却占总入黄沙量80%左右的水土严重流失区,改造成一片片错落有致的相对平原[6]。在这种失去了侵蚀地理环境的“平原”之上,水土流失被遏制,该地貌类型区入黄泥沙可减少70~80%(实际上入黄泥沙不可能也不需要减少100%,否则将会使下游河道遭受较强的冲刷,特别是给河口三角洲地区带来很大麻烦)。 只有从最基本的流域单元入手,通过工程措施改变水土严重流失区的侵蚀地理环境,才是黄河治本之策,而且这决非很久之后才可能实现的事情,只要立即动手,分步实施,10多年足矣。在这些具备涵养水源条件的人造“黄土平原”上,再采取相应的生物措施,不远的将来就不难实现“再造山川秀美的西北地区”的宏伟目标。从现有的技术经济条件来说,这完全是可行的。面向21世纪我国经济发展向西部战略转移,从社会与生态环境协调的角度讲,这也是十分必要的。3 与外流域调水结合的综合治理方略 相传我国上古之时,“汤汤洪水方割,荡荡怀山襄陵,浩浩滔天”。然而,历经沧桑,黄河近代水资源日趋贫乏,其水量仅占全国河川径流量的2%,大量资料表明,水少是黄河下游河床不断淤积升高的主要动力因素,也是黄河难治的另一症结。模型试验发现,洪水机遇减少是黄河下游近些年河床萎缩、过洪能力很低的主要原因[7]。从水资源角度讲,黄河是惟一流经干旱缺水的西北、华北地区的一条源远流长的大河,流域内地域广阔,环境多样,土地与矿藏丰富,因水资源贫乏而制约着发展,因此黄河治理不仅要考虑防洪,而且还要考虑水资源问题。花园口以上多年平均径流深77mm,相对于全国平均径流深276mm的28%,黄河下游地区水资源严重短缺属长期性、区域性、资源性缺水,因此,缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是开源,即从外流域调水济黄,增补黄河有效水资源量,这是适应发展的长期战略措施。为此可利用黄河以南所处的优越地理位置,基本上沿南水北调中线方案线路,自汉江丹江口水库始,沿途把汉江、淮河上游可引之水经河南南阳、平顶山、许昌等地,在郑州以西桃花峪上游(如孤柏嘴附近)自流引入黄河,并利用东平湖和拟建的桃花峪水利工程加以调节。尔后,通过现有的下游引黄工程,包括引黄济津、引黄入冀(现有的共产主义引黄工程和位山引黄入冀工程供水能力已经很大)、引黄济青工程,向河南、山东、河北相关地区供水,兼顾南水北调中线、东线方案的调水作用。从而减轻黄河水供需压力,达到解决下游断流、保证输沙用水量、改善下游河道淤积状况之目的。如果调水规模有保证,不但能缓解河北有关地区用水紧张局面,还可再通过河北水系的局部调整接济京津,满足原中线南水北调方案对京津的供水要求。在此前提下,黄河流域来水可主要考虑本流域中上游用水,相应缓解了黄河中上游水资源短缺的不利局面。并且小浪底水库可按照“高水高用”的原则,相机调水北上。 从丹江口水库调水入黄,沿途干渠应与淮河流域的河流和集水区域平交,与该流域的防洪体系相结合,形成“串联水库”,除发挥相应的供水作用外,特别是在淮河、汉江流域的暴雨期,还将产生其他巨大的社会经济效益。其一,通过优化调度,将淮河、汉江流域无法承受的洪量调入黄河,把黄河下游河道作为淮河上游各大支流的洪水入海通道,淮河、汉江的防洪压力遂大为减轻。其二,调洪水入黄,可冲刷黄河下游河道,扩大主槽断面面积,提高过洪能力,减少下游河道淤积。赵业安等专家的研究结果[8]及我们开展的模型试验资料[7]表明,黄河下游有“大水带大沙”及“大水出好河”的规律,水少沙多是黄河下游河道淤积的根本原因,且水沙搭配不相适应是造成黄河下游河道淤积抬高的又一主要原因。因此[9],只有调洪水入黄,使流量与含沙量相适应,“大水带大沙”时,才能取得最好的输沙减淤效果。其三,小浪底水库的库容,是发挥综合利用效益的保证[10],小浪底水库可借分洪调水之机集中排沙,利用大水排沙入海,相应增加了水库极为宝贵的库容。加大了水库调节能力,极大地提高水库的综合利用效益。 总之,如此调水对黄河防洪减淤乃至整个黄河治理都能产生巨大效益,同时对改善黄河下游特别是三角洲地区的生态环境具有重要意义。大量泥沙填海造陆,不断扩大河口三角洲国土面积,并有利于当地海上石油变为陆地开采,其意义甚为深远。 为弥补汉江下游枯水期用水,可修建引江济汉工程,即从荆江沙市附近自高而下向汉江下游开渠调水,为节省渠道长度,并便于调蓄,引江济汉工程可经过长湖。初步选在沙洋镇以下作为入汉江江口,入江口位于规划梯级之一的兴隆枢纽上游,以便于调节。荆江年均径流量大且较稳定,汛期长达半年之久,故引水补汉是有保证的,同时洪水期还可减轻荆江防洪压力。4 结语 治理黄河方略必须针对“水少沙多”这一症结进行科学制订。为使黄土高原地区入黄沙量大大减少,应采用现代工程措施,将水土严重流失区整治成一片片错落有致的相对平原,改变其侵蚀地理环境。这一治本之策无疑是行之有效的。 为缓解黄河流域特别是下游地区水资源供需矛盾,应从汉江、淮河上游调水入黄,冲沙减淤,改善生态环境,兼顾南水北调中线、东线工程的供水作用,并通过黄河以南构成的“串联水库”的调度,把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道,扩大黄河下游河道过洪断面,同时将小浪底水库乘机所排泥沙输送入海,提高该水库的综合效益。 本文提出的治黄方略,不仅把黄河作为一个整体来研究治理对策,而且还把临近流域作为一个系统加以考虑,防洪与用水问题等统筹兼顾,最大限度实现黄淮海平原的水资源优化调配。参考文献[1]谢鉴衡,赵文林。黄河泥沙问题的历史和现状。黄河泥沙。赵文林主编。黄河水利出版社,1996.[2]张俊华,张红武,陈书奎等。黄河下游断流影响、原因及对策。见:中国水利水电工程技术进展。邵维文主编。北京: 海洋出版社,1999.[3]姚文艺,赵业安等。黄河下游河道断流初探。水科学进展,1999,(2).[4]谢家泽。关于黄河下游治理问题。谢家泽文集。北京:中国科学技术出版社,1995.[5]张红武。黄河问题的对策。科学时报,.[6]张红武,张俊华,姚文艺。根治黄河不是梦幻。科技日报, 1997.[7]张红武,江恩惠等。黄河高含沙洪水模型的相似律。郑州:河南科学技术出版社,1994.[8]赵业安,潘贤娣等。黄河下游河道冲淤情况及基本规律。见:黄河水利研究所科学研究论文集。(第一集,泥沙·水土保持). 河南科学技术出版社,1989.[9]赵业安,潘贤娣。泥沙研究在黄河治理开发中的战略地位。黄河泥沙。赵文林主编。 黄河水利出版社,1996.[10]张俊华,张红武。小浪底库区泥沙淤积及下游减淤作用研究。见:中国水利水电工程技术进展。邵维文主编。北京: 海洋出版社,1999.
4 结束语 由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源,特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题,长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注,积累了大量的文献资料,水资源管理学产生与发展具有深厚的基础。水资源管理学是水资源管理的知识体系,是建立在众多学科之上的交叉性综合性学科。积极推进和发展水资源管理学,对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。参考文献 姜文来,唐曲,雷波,水资源管理学导论,北京:化学工业出版社,2004 姜文来,初论水资源管理学,中国水利,2004(3); 赵宝璋,水资源管理,北京:水利电力出版社,1994; 吴季松, 现代水资源管理概论, 北京:中国水利水电出版社,2002; 林洪孝,水资源管理理论与实践,北京:中国水利水电出版社,2003; 左其亭 陈曦,面向可持续发展的水资源规划与管理,北京:中国水利水电出版社,2003; 冯尚友,水资源可持续利用与管理导论,北京:科学出版社,2000;
海绵城市在城市滨水景观设计中应用论文
在学习、工作生活中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是学术界进行成果交流的工具。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我帮大家整理的海绵城市在城市滨水景观设计中应用论文,欢迎阅读与收藏。
摘要:
随着我国城市化进程不断加快,城市人口持续增长,对生态环境的破坏也越来越严重,特别是生态系统本就相当脆弱的滨水区域。因此,在城市滨水景观设计中引入海绵城市的概念,可以有效缓解水生态环境污染,改善城市排水问题,减轻水资源供给压力。基于此,对海绵城市在城市滨水景观设计中的应用进行深入探究。
关键词:
海绵城市;城市滨水景观设计;应用现代
引言:
城市的功能体系虽然已经较为完善,但要保证其长期正常运转,就必须确保各项功能都顺利维持运行。实际上都存在一些较为严重的生态环境问题,如水资源短缺、干旱、水污染等问题。为保障城市可持续发展,就需要将海绵城市建设理念科学地应用到城市滨水景观设计当中,以改善城市的生态环境,实现城市与自然的和谐发展。
1、海绵城市相关概述
海绵城市就像海绵一样有强大的吸水性,能够吸收大量的水资源。近年来,随着我国城市化建设的快速发展,城市植被数量不断减少,城市的储水能力也越来越弱。为了解决这个问题,就需要在城市建设中应用海绵理念,通过配置相应的设施,实现对城市水资源的充分利用、净化,再储蓄剩余的水资源。与传统的城市开发模式不同,海绵城市建设是基于保护水生态环境的基础上进行的,在实际建设过程中,以最低的破坏来改善水资源的生态环境,最大程度保障城市建设与生态环境的发展相适应[1]。我国近10年来不断在尝试将海绵城市理论、自然、新技术等进行结合,如哈尔滨群力雨洪公园、厦门五缘湾环湾景观整治以及秦皇岛汤和公园等,但还没有形成系统的海绵型城市。如我国江苏连云港市在产业结构调整的同时,城市滨水景观设计也面临较大的挑战。流经连云港城区的很多水系都有着不同程度的污染,城市生活污水大多直接排放,河堤上被丢弃大量垃圾,水面污染严重,甚至有些河道散发出轻微异味,造成很不好的影响。因此,需要在连云港城市滨水景观设计中结合海绵城市理念,构建城市水系网格格局,促进水系统生态安全。同时,连云港城市滨水景观设计需要风景园林、环境保护、城市规划、市政部门等多个单位的协作,同时还需要整个社会的广泛参与。
2、海绵城市在城市滨水景观设计中的重要意义
生态效益
滨水区的生态价值较高,主要由于其在城市内陆与水域之间充当连接纽带的作用。海绵城市理念主要是通过增强已经受损生态系统的防御能力,进而杜绝污染源到达水源的终端。城市污水一般都是通过地表径流进入到滨水区,然后才能到达自然水域[2]。因此,对滨水区进行优化设计,处理受污染的地表径流,防止污染源进入水体,从而促进滨水区水生态系统的平衡。在城市滨水设计中应用海绵城市理念,首先,可以控制污染源,一般情况下,通过生物滞留技术、下沉式绿地等方式来处理受污染的地表径流,具有非常强的滤污净化能力,能够有效保护城市水体环境。其次,可以提高生态系统服务水平,通过对受损水生态环境的恢复来构建健康的滨水生态系统。最后,应用海绵城市理念,可以有效提升自然水利用率,通过蓄存地表径流,补充地下水源,可以大大减轻水资源供给压力。
社会效益
城市滨水区是居民开放空间需求的一部分,在其生态建设中融入海绵城市理念,可以加强城市的.绿化建设,丰富植物品种,不断扩大绿化面积。另外,滨水区的优化建设,能够改善城市文化形象,使其符合国家发展趋势,还能提升城市居民对海绵城市的认知,从而促使人们参与到其中,构建良好的社会氛围。
3、海绵城市在城市滨水景观设计中需遵循的原则
防洪原则
在进行城市滨水景观设计时,必须充分考虑到滨水区的特点,不能忽略其休闲娱乐的功能。同时,相关设计人员必须重视海滨的防洪功能。当强雨季来临的时候,一定的洪水防御能力才能起到保护河岸的作用,使其不会被雨水破坏。
因地制宜原则海绵城市建设具有非常大的工作量,内容复杂多样,而且海绵城市有许多特色水面景观,施工前,必须科学分析城市各个地区的土地利用情况,使得水域景观的设计和城市土地利用情况相对平衡。
生态性和完整性原则
在开展滨水区景观设计时,将生态理念切实应用到实际操作中,尽量减少人为因素对环境的破坏[3]。在设计滨水区景观时,要科学合理规划,如用点和线合理创建河滨区域,营造出科学整合的城市和水生环境,确保滨水景观设计具有一定的完整性。
4、海绵城市在城市滨水景观设计中的应用
道路海绵体设计
在进行滨水区生态景观设计过程中,要加强对道路景观海绵体的设计。首先是道路铺设设计,在道路路面和停车场路面应主要铺装具有透水性的混凝土和沥青,而道路旁边的人行道,应铺设透水砖。其次,植物绿化配置中,要注意植物规划不能遮挡驾驶员的视线,以免影响行车安全,应着重对道路一侧的植物进行设计,并且在车位之间选用具有净化功能的植物,如栾树、国槐、洋槐等,以改善停车区域的生态环境[4]。再次,雨水收集也是十分重要的一部分,可以在停车区域设置地下蓄水池、设计雨水花园,从而实现科学净化水源的目的。并且净化后的水资源还可以再次利用,可用来清洗车辆或者灌溉绿植等,进而提高水资源的利用率。
生态廊道设计
生态廊道可以有效隔离或者联系滨水区多个不同的生态板块。在城市滨水景观建设的过程中,要运用到很多配套设施,要将其与周边的生态环境充分结合,提升水资源利用效率,减少施工的总工程量,进而大大降低建设成本,大幅度提升项目的经济和社会效益。将海绵城市的理念融入到生态廊道设计,可以将雨水设施划分为蓄水坑塘、季节性湿地、小型沟渠雨水等多个部分,并设定对应的管理权限,从而有效判断不同区域的雨水拦蓄能力。另外,海绵城市理念的应用,还能够实现拦蓄径流的目的,大大提升雨水的综合利用率,从而有效减轻外围河道的排水压力。
5、湿地设计中海绵体理念的应用
湿地的主要功能是净化降水以及储存降水,既可以有效解决城市内涝的问题,还可以为滨水景观提供水源。湿地主要由水塘和河流组成,其进出水口很容易被水流侵蚀,所以要设置消能坎等设备,以及铺设一些碎石[5]。在降雨量较大的季节,通过建设湿地前置塘等防范措施,可以有效处理雨水径流。湿地和沼泽都可以净化雨水,沼泽有深浅不同的区域,浅泽区的水深不到,深泽区水深,可在沼泽区适当设置具有净化水质功能的水生植物。在湿地中设置出水池,水池深度要求在,以调节水温,防止水面存在漂浮物。湿地景观的科学设计能够与生态环境一起建立完整的生态系统,不仅可以促进水系统的循环利用,还能够为生物生存及迁徙创造良好的条件。
广场海绵体设计
在城市景观规划设计过程中,广场的规划设计是非常重要的组成部分。一般情况下,在铺设广场道路时选取较硬的材料,导致路面吸水性较差,难以渗透雨水。海绵体城市理念的应用,要求在规划广场时合理选取透水性较高的材料,以提高路面的吸水能力。
雨水收集系统中海绵体设计
海绵城市的理念在滨水城市景观设计中还体现在雨水花园的建设中,雨水花园一般设置在具有较大高度差异的场所,这样能够保障雨水从高处往低处流,以减少对灌溉用水的消耗,大幅度提高水资源利用率。同时,为了充分合理利用雨水,在雨水花园中应种植大量湿生植物,从而吸收足够的水分,并且科学储蓄剩余的雨水,提高雨水综合利用的效率。另外,海绵城市的理念在滨水城市景观设计中还体现在人工湿地建设中,人工湿地实际上就是将小池塘集合在一起,将小池塘的水提供给住户使用,也可以在夏季蒸发水分,以降低温度,使环境更加舒适。人工湿地还可以促进生物的可持续发展。要充分考虑到滨水景观设计的实际情况,融入海绵城市理念,科学规划人工湿地建设。
6、结语
总之,城市化进程的不断发展,导致城市污染状况越来越严重,海绵城市理念在城市滨水景观设计中的应用,可有效改善城市水资源污染的情况。现阶段,我国城市滨水景观设计中对海绵城市理念的应用还没有形成体系,缺乏规范标准。通过道路海绵体设计、生态廊道设计、湿地设计、广场海绵体设计、雨水收集系统中海绵体设计,可充分体现海绵城市理念在城市滨水景观设计中的应用。(收稿:2021-06-07)
参考文献:
[1]张梦娜.城市滨水景观设计中海绵城市概念的应用策略分析[J].产业科技创新,2020(34):17-19.
[2]晁晨,刘振山.海绵城市概念在城市滨水景观设计中的应用[J].中国住宅设施,2018(11):6-7.
[3]原振华,段汉明,谢培琦.海绵城市理念在城市道路绿化景观设计中的应用[J].美与时代(城市版),2018(06):47-51.
[4]张天眷,罗媛媛,张梁.海绵城市理念在城市公园景观设计中的应用[J].山西建筑,2017(16):208-209.生态绿化现代园艺2022年第1期
摘要:由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源,特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题,长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注,积累了大量的文献资料,水资源管理学产生与发展具有深厚的基础.积极推进和发展水资源管理学,对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。 关键词:水资源 管理 进展 我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。 1、 水资源管理学内涵 加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。 水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。 2、水资源管理学研究内容 水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着 “满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。 具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面: 水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、 水资源规划管理、 水资源配置管理、 水资源经济管理、 水资源投资管理、 水资源风险管理、 水资源利用技术管理、水资源工程管理、 水资源数字化管理、 国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。
海绵城市在城市滨水景观设计中应用论文
在学习、工作生活中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是学术界进行成果交流的工具。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我帮大家整理的海绵城市在城市滨水景观设计中应用论文,欢迎阅读与收藏。
摘要:
随着我国城市化进程不断加快,城市人口持续增长,对生态环境的破坏也越来越严重,特别是生态系统本就相当脆弱的滨水区域。因此,在城市滨水景观设计中引入海绵城市的概念,可以有效缓解水生态环境污染,改善城市排水问题,减轻水资源供给压力。基于此,对海绵城市在城市滨水景观设计中的应用进行深入探究。
关键词:
海绵城市;城市滨水景观设计;应用现代
引言:
城市的功能体系虽然已经较为完善,但要保证其长期正常运转,就必须确保各项功能都顺利维持运行。实际上都存在一些较为严重的生态环境问题,如水资源短缺、干旱、水污染等问题。为保障城市可持续发展,就需要将海绵城市建设理念科学地应用到城市滨水景观设计当中,以改善城市的生态环境,实现城市与自然的和谐发展。
1、海绵城市相关概述
海绵城市就像海绵一样有强大的吸水性,能够吸收大量的水资源。近年来,随着我国城市化建设的快速发展,城市植被数量不断减少,城市的储水能力也越来越弱。为了解决这个问题,就需要在城市建设中应用海绵理念,通过配置相应的设施,实现对城市水资源的充分利用、净化,再储蓄剩余的水资源。与传统的城市开发模式不同,海绵城市建设是基于保护水生态环境的基础上进行的,在实际建设过程中,以最低的破坏来改善水资源的生态环境,最大程度保障城市建设与生态环境的发展相适应[1]。我国近10年来不断在尝试将海绵城市理论、自然、新技术等进行结合,如哈尔滨群力雨洪公园、厦门五缘湾环湾景观整治以及秦皇岛汤和公园等,但还没有形成系统的海绵型城市。如我国江苏连云港市在产业结构调整的同时,城市滨水景观设计也面临较大的挑战。流经连云港城区的很多水系都有着不同程度的污染,城市生活污水大多直接排放,河堤上被丢弃大量垃圾,水面污染严重,甚至有些河道散发出轻微异味,造成很不好的影响。因此,需要在连云港城市滨水景观设计中结合海绵城市理念,构建城市水系网格格局,促进水系统生态安全。同时,连云港城市滨水景观设计需要风景园林、环境保护、城市规划、市政部门等多个单位的协作,同时还需要整个社会的广泛参与。
2、海绵城市在城市滨水景观设计中的重要意义
生态效益
滨水区的生态价值较高,主要由于其在城市内陆与水域之间充当连接纽带的作用。海绵城市理念主要是通过增强已经受损生态系统的防御能力,进而杜绝污染源到达水源的终端。城市污水一般都是通过地表径流进入到滨水区,然后才能到达自然水域[2]。因此,对滨水区进行优化设计,处理受污染的地表径流,防止污染源进入水体,从而促进滨水区水生态系统的平衡。在城市滨水设计中应用海绵城市理念,首先,可以控制污染源,一般情况下,通过生物滞留技术、下沉式绿地等方式来处理受污染的地表径流,具有非常强的滤污净化能力,能够有效保护城市水体环境。其次,可以提高生态系统服务水平,通过对受损水生态环境的恢复来构建健康的滨水生态系统。最后,应用海绵城市理念,可以有效提升自然水利用率,通过蓄存地表径流,补充地下水源,可以大大减轻水资源供给压力。
社会效益
城市滨水区是居民开放空间需求的一部分,在其生态建设中融入海绵城市理念,可以加强城市的.绿化建设,丰富植物品种,不断扩大绿化面积。另外,滨水区的优化建设,能够改善城市文化形象,使其符合国家发展趋势,还能提升城市居民对海绵城市的认知,从而促使人们参与到其中,构建良好的社会氛围。
3、海绵城市在城市滨水景观设计中需遵循的原则
防洪原则
在进行城市滨水景观设计时,必须充分考虑到滨水区的特点,不能忽略其休闲娱乐的功能。同时,相关设计人员必须重视海滨的防洪功能。当强雨季来临的时候,一定的洪水防御能力才能起到保护河岸的作用,使其不会被雨水破坏。
因地制宜原则海绵城市建设具有非常大的工作量,内容复杂多样,而且海绵城市有许多特色水面景观,施工前,必须科学分析城市各个地区的土地利用情况,使得水域景观的设计和城市土地利用情况相对平衡。
生态性和完整性原则
在开展滨水区景观设计时,将生态理念切实应用到实际操作中,尽量减少人为因素对环境的破坏[3]。在设计滨水区景观时,要科学合理规划,如用点和线合理创建河滨区域,营造出科学整合的城市和水生环境,确保滨水景观设计具有一定的完整性。
4、海绵城市在城市滨水景观设计中的应用
道路海绵体设计
在进行滨水区生态景观设计过程中,要加强对道路景观海绵体的设计。首先是道路铺设设计,在道路路面和停车场路面应主要铺装具有透水性的混凝土和沥青,而道路旁边的人行道,应铺设透水砖。其次,植物绿化配置中,要注意植物规划不能遮挡驾驶员的视线,以免影响行车安全,应着重对道路一侧的植物进行设计,并且在车位之间选用具有净化功能的植物,如栾树、国槐、洋槐等,以改善停车区域的生态环境[4]。再次,雨水收集也是十分重要的一部分,可以在停车区域设置地下蓄水池、设计雨水花园,从而实现科学净化水源的目的。并且净化后的水资源还可以再次利用,可用来清洗车辆或者灌溉绿植等,进而提高水资源的利用率。
生态廊道设计
生态廊道可以有效隔离或者联系滨水区多个不同的生态板块。在城市滨水景观建设的过程中,要运用到很多配套设施,要将其与周边的生态环境充分结合,提升水资源利用效率,减少施工的总工程量,进而大大降低建设成本,大幅度提升项目的经济和社会效益。将海绵城市的理念融入到生态廊道设计,可以将雨水设施划分为蓄水坑塘、季节性湿地、小型沟渠雨水等多个部分,并设定对应的管理权限,从而有效判断不同区域的雨水拦蓄能力。另外,海绵城市理念的应用,还能够实现拦蓄径流的目的,大大提升雨水的综合利用率,从而有效减轻外围河道的排水压力。
5、湿地设计中海绵体理念的应用
湿地的主要功能是净化降水以及储存降水,既可以有效解决城市内涝的问题,还可以为滨水景观提供水源。湿地主要由水塘和河流组成,其进出水口很容易被水流侵蚀,所以要设置消能坎等设备,以及铺设一些碎石[5]。在降雨量较大的季节,通过建设湿地前置塘等防范措施,可以有效处理雨水径流。湿地和沼泽都可以净化雨水,沼泽有深浅不同的区域,浅泽区的水深不到,深泽区水深,可在沼泽区适当设置具有净化水质功能的水生植物。在湿地中设置出水池,水池深度要求在,以调节水温,防止水面存在漂浮物。湿地景观的科学设计能够与生态环境一起建立完整的生态系统,不仅可以促进水系统的循环利用,还能够为生物生存及迁徙创造良好的条件。
广场海绵体设计
在城市景观规划设计过程中,广场的规划设计是非常重要的组成部分。一般情况下,在铺设广场道路时选取较硬的材料,导致路面吸水性较差,难以渗透雨水。海绵体城市理念的应用,要求在规划广场时合理选取透水性较高的材料,以提高路面的吸水能力。
雨水收集系统中海绵体设计
海绵城市的理念在滨水城市景观设计中还体现在雨水花园的建设中,雨水花园一般设置在具有较大高度差异的场所,这样能够保障雨水从高处往低处流,以减少对灌溉用水的消耗,大幅度提高水资源利用率。同时,为了充分合理利用雨水,在雨水花园中应种植大量湿生植物,从而吸收足够的水分,并且科学储蓄剩余的雨水,提高雨水综合利用的效率。另外,海绵城市的理念在滨水城市景观设计中还体现在人工湿地建设中,人工湿地实际上就是将小池塘集合在一起,将小池塘的水提供给住户使用,也可以在夏季蒸发水分,以降低温度,使环境更加舒适。人工湿地还可以促进生物的可持续发展。要充分考虑到滨水景观设计的实际情况,融入海绵城市理念,科学规划人工湿地建设。
6、结语
总之,城市化进程的不断发展,导致城市污染状况越来越严重,海绵城市理念在城市滨水景观设计中的应用,可有效改善城市水资源污染的情况。现阶段,我国城市滨水景观设计中对海绵城市理念的应用还没有形成体系,缺乏规范标准。通过道路海绵体设计、生态廊道设计、湿地设计、广场海绵体设计、雨水收集系统中海绵体设计,可充分体现海绵城市理念在城市滨水景观设计中的应用。(收稿:2021-06-07)
参考文献:
[1]张梦娜.城市滨水景观设计中海绵城市概念的应用策略分析[J].产业科技创新,2020(34):17-19.
[2]晁晨,刘振山.海绵城市概念在城市滨水景观设计中的应用[J].中国住宅设施,2018(11):6-7.
[3]原振华,段汉明,谢培琦.海绵城市理念在城市道路绿化景观设计中的应用[J].美与时代(城市版),2018(06):47-51.
[4]张天眷,罗媛媛,张梁.海绵城市理念在城市公园景观设计中的应用[J].山西建筑,2017(16):208-209.生态绿化现代园艺2022年第1期
1、论点(证明什么)论点应该是作者看法的完整表述,在形式上是个完整的简洁明确的句子。从全文看,它必能统摄全文。表述形式往往是个表示肯定或否定的判断句,是明确的表态性的句子。A.把握文章的论点。 中心论点只有一个(统率分论点)⑴明确:分论点可以有N个(补充和证明中心论点)⑵方法①从位置上找:如标题、开篇、中间、结尾。②分析文章的论据。(可用于检验预想的论点是否恰当)③摘录法(只有分论点,而无中心论点)B.分析论点是怎样提出的:①摆事实讲道理后归结论点;②开门见山,提出中心论点;③针对生活中存在的现象,提出论题,通过分析论述,归结出中心论点;④叙述作者的一段经历后,归结出中心论点;⑤作者从故事中提出问题,然后一步步分析推论,最后得出结论,提出中心论点。2、论据(用什么证明)⑴论据的类型:①事实论据(举例后要总结,概述论据要紧扣论点);②道理论据(引用名言要分析)。⑵论据要真实、可靠,典型(学科、国别、古今等)。⑶次序安排(照应论点);⑷判断论据能否证明论点;⑸补充论据(要能证明论点)。3、论证(怎样证明)⑴论证方法 (须为四个字)①举例论证(例证法)事实论据记叙②道理论证(引证法和说理)道理论据 议论③对比论证(其本身也可以是举例论证和道理论证)④比喻论证 比喻在说明文中为打比方,散文中为比喻。⑵分析论证过程:①论点是怎样提出的;②论点是怎样被证明的(用了哪些道理和事实,是否有正反两面的分析说理);③联系全文的结构,是否有总结。⑶论证的完整性(答:使论证更加全面完整,避免产生误解)⑷分析论证的作用:证明该段的论点。4、议论文的结构⑴一般形式:①引论(提出问题)―――②本论(分析问题)―――③结论(解决问题)。⑵类型:①并列式②总分总式③总分式④分总式⑤递进式。6、驳论文的阅读⑴作者要批驳的错误观点是什么?⑵作者是怎样进行批驳的,用了哪些道理和论据;⑶由此,作者树立的正确的观点是什么?
科技创新论文和智能计算论文 :计算智能原理对创新模式的探索 摘要:科技创新能力培养是本科生培养的一个重要方面,在国家大力提倡科技创新的背景下,加强大学生科技创新具有重要的意义。培养有创新能力的人才是高等学校建设的中心。本文基于计算智能原理与方法,结合指导的国家大学生创新项目的实践,就建设高效的创新团队的方法进行了初 探。 关键词:计算智能;科研训练;创新团队 0引言 目前,我们要提高自主创新能力,建设创新型国家。高等教育担负着培养创新型人才的重要责任。学生科技活动对于提高学生科技创新能力,培养拔尖创新型人才具有重要意义。而构建了一批锐意进取、大胆创新的大学生创新团队,对提高学生的创新能力和团队协作能力就显得特别的重要。目前就团队理论的研究还有待与深入,用计算智能的基本理论原理与方法来指导建设大学生创新项目团队,是一种跨学科研 究的新尝试。 1计算智能的基本理论与方法简介 计算智能由美国学者James 年首次给出其定义,广义的讲就是借鉴仿生学思想,基于生物体系的生物进化、细胞免疫、神经细胞网络等某些机制,用数学语言抽象描述的计算方法。是基于数值计算和结构演化的智能,是智能理论发展的高级阶段。计算智能的主要方法有:人工神经 网络、模糊系统、进化计算等。 模糊计算 模糊系统以模糊集合理论、模糊逻辑推理为基础,它试图从一个较高的层次模拟人脑表示和求解不精确知识的能力。在模糊系统中,知识是以规则的形式存储的,它采用一组模糊IF—THEN规则来描述对象的特性,并通过模糊逻辑推理来完成对不确定性问题的求解。模糊系统善于描述利用学科领 域的知识,具有较强的推理能力。 人工神经网络 人工神经网络系统是由大量简单的处理单元,即神经元广泛地连接而形成的复杂网络系统。在人工神经网络中,计算是通过数据在网络中的流动来完成的。在数据的流动过程中,每个神经元从与其连接的神经元处接收输入数据流,对其进行处理以后,再将结果以输出数据流的形式传送到与其连接的其它神经元中去。网络的拓扑结构和各神经元之间的连接权值(Wi)是由相应的学习算法来确定的。算法不断地调整网络的结构和神经元之间的连接权值,一直到神经网络产生所需要的输出为止。通过这个学习过程,人工神经网络可以不断地从环境中自动地获取知识,并将这些知识以网络结构和连接权值的形式存储于网络之中。人工神经网络具有良好的自学习、自适应和自组织能力,以及人规模并行、分布式信息存储和处理等特点,这使得它非常适合于处理那些需要同时考虑多个因素的、不完整的、不准确的信息处理问题。 进化计算 自然界在几十亿年的进化过程中,生物体己经形成了一种优化自身结构的内在机制,它们能够不断地从环境中学习,以适应不断变化的环境。对于大多数生物体,这个过程是通过自然选择和有性生殖来完成的。自然选择决定了群体中哪些个体能够存活并繁殖:有性生殖保证了后代基因的混合与重组。进化计算受这种自然界进化过程的启发,它从模拟自然界的生物进化过程入手,从基因的层次探寻人类某些智能行为发展和进化的规律,以解决智能系统如何从环境中进行学 习的问题。 2计算智能原理在创新团队实践中的启发 从系统论的视角看,创新团队的建设问题是一个复杂系统的优化和控制问题。复杂系统具有:1)自适应性/自组织性(self-adaptive/self-organization)。2)不确定性(uncertainty)。3)涌现性(emergence)。4)预决性(Finality)。5)演化(Evolution)。6)开放性(opening)。而计算智能的这些方法具有自学习、自组织、自适应的特征,创新团队的建设是具 有一定的研究价值的。 在专家指导下的自学习、自组织、自适应计算 智能特点提到,模糊系统善于描述和利用经验知识;神经网络善于直接从数据中进行学习,把人工神经网络与专家系统结合起来,建立一个混合的系统,要比各自单一地工作更为有利。创新团队在相关专家的指导下,突出学生自由组建、自主管理、自我服务的特色。在明确团队任务的前提下对团队人数、组成人员条件及内部控制制度做些原则性的规定,赋予团队负责人充分的权力如决定团队成员构成、支配内部经费、对团队成员进行分工和考核等,保证其对团队工作直接 有效的管理。 合作与竞争意识 计算智能特点提到,进化计算善于求解复杂的全局最优问题,具有极强的稳健性和整体优化性。种群的进化过程就是优胜劣汰的自然选择过程。团队建设的基石是合作与竞争理论。Deutsch早就指出,如果人们处于散乱的、互不相干的独立竞争关系,认为双方目标之间没有关系,那么,在资源有限的情况下,人们会表现得更为自私,彼此之间的利益存在冲突,这种关系会引起组织内耗和人际关系紧张,最终导致低生产率和低创造率。Dcutsch认为,应该使人们在组织中具有共同目标,在共同目标下合作共事。具有合作关系的人们会相互尊重、共享信息和资源,他们会将他人的进步看成对自己的促进,并交流意见和取长补短,现代科学的进步表明,今天每一项科技成果的取得,差不多都是多学科协同作战的结果。大学科研团队的建设就是要很好地贯彻这种理 念,在适度的竞争与合作之间构建这种理念。 融入计算智能思想的协同学习 团队人们在研究人类智能行为中发现,大部分人类活动都涉及多个人构成的社会团体,大型复杂问题的求解需要多人或组织协作完成,师生之间的关系也更强调合作和共同发展。随着计算机网络、计算机通信和并发程序设计的发展,分布式人工智能逐渐成为人工智能领域的一个新的研究热点,它是以智能Agent概念为研究核心。虽然每个智能Agent都是主动地、自治地工作,多个智能Agent在同一环境中协同工作,协同的手段是相互通信。计算智能与分布式人工智能结合则是研究在逻辑上或物理上分散的智能动作如何协调它们的知识、技能和规划,求解单目标或多目标问题,因此这也为设计和建立大型复杂的智能系统或计算机支持的协同学习 工作提供了有效途径。 选好综合能力强的团队带头人 计算智能特点提到,对复杂系统的控制,要用处理各种不确定的智能方法,这就要求团队带头人有处理复杂问题的综合能力。科技创新团队应是由不同类型的人为实现特定的目标组成的群体。激励和聚合大家的力量,负责内部的计划、组织、指挥、协调和控制等方面组织工作,必须要有一位核心人物,即学术带头人。优秀的学术带头人是高校科技创新团队必备的要素。团队的带头人处于沟通、协调团队内外的中心位置,是团队其他成员获得工作方向、具体任务、工作目标等信息的主要来源,是团队维持士气、活力、凝聚力的中心环节和纽带,在很大程度上决定了整个团队的学术水平、科研风格和文化氛围。同时对团队整体加强协调与组织,提 高团队的内部凝聚力。 加强交流,资源公享计算 智能特点提到自适应,进化机制,是建立在信息传输基础上的。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作,使团队成员不再是一个独立的个体,而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中,团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此,在科研团队的建设中,良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作,使组织中的每个成员都为组织的发展倾尽所有。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作,使团队成员不再是一个独立的个体,而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中,团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此,在科研团队的建设中,良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作,使组织中 的每个成员都为组织的发展倾尽所有。 配备优势互补的成员 在计算智能机制的调控,非线性复杂系统有涌现性特征。所谓涌现性,就是肩负不同角色的组件间通过多种交互模式、按局部或全局的行为规则进行交互,组件类型与状态、组件之间的交互以及系统行为随时间不断改变,系统中子系统或基本单元之间的局部交互,经过一定的时间之后在整体上演化出一些独特的、新的性质,形成某些模式,这便体现为涌现性。子系统之间的相互作用,可导致产生与单个子系统行为显著不同的宏观整体性质。涌现性也体现为一种质变,主体之间的相互作用开始后,系统能自组织、自协调、自加强, 并随之扩大,发展,最后发生质变,即发生了涌现。 3结束语 计算智能理论对处理复杂系统的优化和控制问题是有效,计算智能原理在创新团队实践中的启发是多方面的。目前就团队理论的研究还有待与深入,利用计算智能原理与方法来指 导建设大学生创新项目团队,是一种新的思路。 参考文献: [1]王海鹰.基于多智能体协同进化机制的学术团队建设.中国 校外教育.2010,7. [2]Wang agent-based evolutionary mechanism of the management team of Enterprise innovation[C2010 IEEE International Conference on AdvanceManagement Science(IEEE ICAMS 2010).2010-07. [3]李慧波.团队精神.新华出版社.2004.
胶原蛋白海绵是以牛跟腱为原材料,通过酶解、纯化制取高纯Ι型胶原,再根据互贯网络技术制成的海绵。
胶原作为医用生物材料,最重要的特点在于其低免疫原性,与其它具有免疫原性的蛋白质相比,胶原蛋白的免疫原性非常低。人们甚至曾认为胶原不具有抗原性,研究表明:胶原具有低免疫原性,不含端肽时免疫原性尤其低。胶原有三种类型的抗原分子,第一类是胶原肽链非螺旋的端肽,在天然和变性胶原中均存在。由于2个不同种类的哺乳动物中间的胶原蛋白,其整个氨基酸序列变化不是很大,而且胶原蛋白的三螺旋区域有高度的进化稳定性,但在非螺旋的末端区域中有很大的变化性,在这区域中几乎50%以上的氨基酸残基表现出种属性变化,大量的研究和生产都集中在如何完全去除端肽,只要去除端肽就认为是安全的。第二类是胶原的三股螺旋的构象,仅存在于天然胶原分子中,即位于天然胶原蛋白的三螺旋结构中的抗原决定簇,会在分离和纯化过程中暴露出来,尤其是含α1和α2单链暴露出的中央端情况下更为明显。第三类是α-链螺旋区的氨基酸顺序,只出现在变性胶原中。 免疫学分析和研究结果表明,使用胶原加完全弗氏佐剂,能对胶原产生多克隆和单克隆抗体。由T细胞启动的对胶原蛋白免疫反应的证据是,位于重要组织相容性(H-2)部位上ⅠA或ⅠB亚区的免疫反应基因已被鉴定。胶原蛋白免疫原性的临床评价通常是皮肤过敏性测试(细胞免疫指数,迟发性Ⅳ型反应)和由反应型抗体的存在(体液免疫指数)来确定的。实践证明,在患者身上进行这两种评价是合理的。在治疗前,用过敏剂量的植入性胶原对患者进行皮试,大约3%有潜在的反应,反复多次处理的患者,大约1%~2%会产生迟发性过敏性的临床病状,典型的症状包括局部水肿和红斑反应,有的还伴有硬化和瘙痒,持续时间4~6个月,个别甚至可达1年以上。 胶原蛋白是肌体自然蛋白,对皮肤表面的蛋白质分子具有较大的亲和力、较弱的抗原性、良好的生物相容性和生物降解安全性,可降解吸收,粘着力好。由胶原制成的手术缝合线既有与天然丝一样的高强度,又有可吸收性,在使用时既有优良的血小板凝聚性能,止血效果好,又有较好的平滑性和弹性,缝合结头不易松散,操作过程中不易损伤机体组织,对创面有很好的黏附性,一般情况下只需较短时间的压迫就可达到满意的止血效果。所以胶原蛋白可以制成粉状、扁状及海绵状的止血剂。同时用合成材料或胶原蛋白在血浆代用品、人造皮肤、人工血管、骨的修复和人工骨和固定化酶的载体等方面的研究和应用方面都十分的广泛。 胶原蛋白分子肽链上具有多种反应基团,如羟基、羧基和氨基等,易于吸收和结合多种酶和细胞,实现固定化,它具有与酶和细胞亲合性好、适应性强的特点。另外,胶原易加工成型,故纯化的胶原蛋白可制成许多不同形式的材料,如膜,带,薄片,海绵,珠体等,但以膜形式应用的报道最多。胶原制备膜用于生物医学,除具有生物可降解性、组织可吸收性、生物相容性、弱抗原性外,还主要有:亲水性强,抗张强度高,具有类似真皮的形态结构,透水透气性好;高抗张强度和低延展性决定的生物塑性;官能团多,可进行适度交联改性,从而可控制其生物降解速度;可调节溶解(溶胀)性;与其它生物活性组分一起使用,具有协同效应;可与药物相互作用;交联或酶处理去端肽可使抗原性降低,可隔离微生物,有生理活性,如有血凝作用等优点。同时也存在以下缺点:胶原的分离纯化及加工处理复杂,分离的胶原交联密度、纤维大小等具有多样性。酶解胶原速度多变,条件难于控制;且纯胶原干燥后质地脆,成膜能力并不强,其膜延展性低,易干裂,抗水性差,遇水易溶胀,在体内易降解,潮湿环境中易受细菌侵蚀而变质,此外还可能导致一些副反应,如组织钙化等。故实际应用中,常常通过一定方法将胶原蛋白改性,通过改性避免胶原蛋白制备材料的缺点,提高胶原的拉伸强度及抗降解能力,降低膨胀率,改善胶原的力学性能与抗水性。 临床应用形式有水溶液、凝胶、颗粒剂、海绵和薄膜等。同样这些形状都可用于药物缓释,已获准上市和正在研发的胶原蛋白药物缓释应用大都集中在眼科中抗感染和青光眼治疗,创伤中的局部治疗及伤口修复的控制感染,妇科的宫颈发育异常和外科的局部麻醉等。 由于胶原蛋白广布于人体各组织中,系各组织中的重要成分并构成组织细胞外基质(Extracelluarmatrix,ECM),其性质是一种天然的组织支架材料。从临床应用的角度,人们用胶原蛋白制成各种各样的组织工程支架,如皮肤、骨组织、气管和血管支架等。然而以胶原本身而言就有两大类,即纯胶原制备的支架和与其它成分复合而成的复合物支架。纯胶原蛋白组织工程支架具有生物相容性好、易加工、可塑性并能促进细胞黏附、增殖等优点,但也有胶原蛋白的力学性能差,在含水时难以塑形,无法支撑组织重建等不足。其次在修复处的新生组织会产生各种各样的酶,将胶原蛋白水解,导致支架崩解,而采用交联或复合的方式能改善与提高。现已成功地将胶原蛋白基生物材料用于人工皮肤、人工骨、软骨移植和神经导管等组织工程产品。有人用嵌入软骨细胞的胶原蛋白凝胶来修复软骨缺陷并尝试用上皮、内皮和角膜细胞附在胶原蛋白海绵以适应角膜组织。还有人混合自体同源的间叶细胞中的茎状细胞和胶原蛋白凝胶制作肌腱用于腱后修复。 以胶原蛋白为基质作真皮辅以上皮成分构成的组织工程人工皮肤药物缓释胶以胶原蛋白为主要成分的给药系统应用非常广泛,可以把胶原蛋白水溶液塑造成各种形式的给药系统,如眼科方面的胶原蛋白保护物、烧伤或创伤使用的胶原海绵、蛋白质传输的微粒、胶原蛋白的凝胶形式、透过皮肤给药的调控材料以及基因传输的纳米微粒等。此外,还可作为组织工程包括细胞培养系统的基质、人工血管和瓣膜的支架材料等。 胶原蛋白由动物皮提取,皮中除胶原蛋白外还含有透明质酸、硫酸软骨素等蛋白多糖,它们含有大量极性基团,是保湿因子,且有阻止皮肤中的酪氨酸转化为黑色素的作用,故胶原蛋白有纯天然保湿、美白、防皱、祛斑等作用,可广泛应用于美容用品中。胶原蛋白的化学组成、结构赋予了它是美容的基础。胶原蛋白与人体皮肤胶原的结构相似,为非水溶性纤维状含糖蛋白质,分子中富含大量氨基酸和亲水基,具有一定的表面活性和很好的相容性,同时由于其分子中含有大量的羟基,因此它有着相当好的保湿作用。在相对湿度70%时,仍可保持其自身重量45%的水分。试验证明:的胶原蛋白纯溶液就能形成很好的保水层,供给皮肤所需要的全部水分。 随着年龄的增长,成纤维细胞的合成能力下降,若皮肤中缺乏胶原蛋白,胶原纤维就会发生联固化,使细胞间粘多糖减少,皮肤便会失去柔软、弹性和光泽,发生老化,同时真皮的纤维断裂、脂肪萎缩、汗腺及皮脂腺分泌减少,使皮肤出现色斑、皱纹等一系列老化现象。将其作为活性物质用于化妆品中时,后者可以扩散到皮肤的深层,其含有的酪氨酸与皮肤中的酪氨酸竞争,而与酪氨酸酶的催化中心结合,从而抑制黑色素的产生,使皮肤中的胶原蛋白活性增强,保持角质层水分以及纤维结构的完整性,促进皮肤组织的新陈代谢,对皮肤产生良好的滋润保湿、消皱美容作用。早在20世纪70年代初,美国就率先推出注射用牛胶原,用于祛斑除皱纹及修复瘢痕。 不过在化妆品中,单纯用作营养性护肤类原料通常要求分子量在2KD以下,以让水解胶原能渗透入皮肤内。而护发类化妆品除要求水解胶原具有保湿性以外,还应具有一定的成膜性,因此,水解胶原的分子量要求会更高。 胶原蛋白亦可用于食品,早在十二世纪Bingen 的 就描述了利用小牛的软骨汤作为药物来治疗关节疼痛,在相当长的一段时间里,含胶原的一些产品被人们认为对关节是很有益处的。因为它具有适用于食品的一些属性:食用级通常外观为白色,口感柔和,味道清淡,易消化。可以降低血甘油三酯和胆固醇,并可以增高体内某些缺乏的必需微量元素使之维持在一个相对的正常范围之内,它是一种理想的降血脂食品。此外,有研究表明,胶原蛋白可以协助排除体内的铝,减少铝在体内的聚集,降低铝质对人体的危害,并一定程度上促进指甲和头发的生长。Ⅱ型胶原是关节软骨中的主要蛋白,因而是潜在的自身抗原。口服后能诱导T细胞产生免疫耐受,从而抑制T细胞介导的自身免疫性疾病。胶原多肽是胶原或明胶经蛋白酶等降解处理后制得的具有较高消化吸收性、分子量约为2000~30000的产物,不具有明胶的凝胶性能,市场上销售的胶原多为胶原多肽。 胶原的一些品质使得它在许多食品中用作功能物质和营养成分具有其它替代材料难以比拟的优点:胶原大分子的螺旋结构和存在结晶区使其具有一定的热稳定性;胶原天然的紧密的纤维结构使胶原材料显示出很强的韧性和强度,适用于薄膜材料的制备;由于胶原分子链上含有大量的亲水基团,所以与水结合的能力很强,这一性质使胶原在食品中可以用作填充剂和凝胶;胶原在酸性和碱性介质中膨胀,这一性质也应用于制备胶原基材料的处理工艺中。 胶原蛋白粉可直接加入到肉制品,以影响肉类的嫩度和肉类蒸煮后肌肉的纹理。研究表明,胶原蛋白对原料肉和烹饪肉质地的形成非常重要,胶原蛋白含量越高,肉的质地越硬。像鱼肉的嫩化被认为与V型胶原蛋白降解有关,其肽键的破坏引起的细胞外周胶原纤维的裂解被认为是肌肉嫩化现象的主要原因。通过破坏胶原蛋白分子内的氢键,使原有的紧密超螺旋结构破坏,形成分子较小、结构较为松散的明胶,既可改善肉质的嫩度又可提高其使用价值,使其具有良好的品质,增加蛋白质含量,既口感好又有营养。日本还开发出了动物胶原蛋白为原料经胶原蛋白水解酶水解、调制开发出新型调味品和清酒,不但有特殊的风味,还能补充部分氨基酸。 随着各类香肠制品在肉制品中所占的比例越来越大,天然的肠衣制品严重缺乏。研究人员正致力于替代品的开发,以胶原蛋白质为主要的胶原肠衣本身是营养丰富的高蛋白物质,在热处理过程中随着水分和油脂的蒸发与溶化,胶原几乎与肉食品的收缩率一致,而其他的可食用包装材料还没有被发现具有这种品质。另外,胶原蛋白本身具有固定化酶的功能,具有抗氧化性,可以改善食品的风味和质量。产品应力与胶原蛋白含量的多少成正比,而应变则成反比。 胶原蛋白是人体骨骼,尤其是软骨组织中的重要组成成分。胶原蛋白就像骨骼中的一张充满小洞的网,它会牢牢地留住就要流失的钙质。没有这张充满小洞的网,即便是补充了过量的钙,也会白白地流失掉。而胶原蛋白的特征氨基酸羟基脯氨酸是血浆中运输钙到骨细胞的工具。骨细胞中的骨胶原是羟基磷灰石的黏合剂,它与羟基磷灰石共同构成了骨骼的主体。而骨质疏松的实质是合成骨胶原的速度跟不上需要,换言之,新的骨胶原的生成速度低于老的骨胶原发生变异或老化速度。研究表明,如果缺少胶原蛋白,补充再多的钙质也无法防止骨质疏松,因此,只有摄入足够的可与钙结合的胶原蛋白,才能使钙在体内被较快消化吸收,且能较快的达到骨骼部位而沉积。 将胶原蛋白和聚乙烯吡咯烷酮溶在柠檬酸缓冲液里制得胶原蛋白-PVP聚合物(C-PVP),用于受伤骨骼的加固不仅效果好,安全性也高,即使长周期的连续用药,不管是实验还是临床试验都不表现出淋巴肿大、DNA损伤,不会引起肝和肾的代谢紊乱,也不诱发人体产生抗C- PVP的抗体。 饲料用胶原蛋白粉是以制革的残次皮料、皮边角余料等副产物为原料,运用物理、化学或生物技术方法处理得到的蛋白质产品。制革厂鞣革后匀削和剪裁产生的固体废弃物统称为鞣革废渣,其干物质的主要成分就是胶原蛋白。处理后可作为一种动物源性蛋白营养添加剂,替代或部分替代进口鱼粉,用于混、配合饲料的生产,具有较好的饲喂效果和经济效益。其蛋白质含量高,富含18种以上氨基酸,含有钙、磷、铁、锰、硒等矿物质元素,并带有芳香味。研究表明,水解胶原蛋白粉可部分或全部替代生长肥育猪日粮中的鱼粉或豆粕,但添加比例不能超过 6%,当含量达 8%时则显著降低生产性能及日粮消化率,增加饲养成本。 还有人进行了生长试验和消化试验以评价水产饲料中胶原蛋白替代鱼粉的效果。生长试验是在基础饲料(对照组,含鱼粉 12%)中分别以 2%、4%胶原蛋白等重量替代鱼粉饲养平均体重的异育银鲫(共 315 尾)35 d,各组鱼体增重率分别为 、、,各组间没有显著差异(P>);消化试验是采用平均体重 110g 的异育银鲫,按套算法测定了异育银鲫对胶原蛋白的蛋白质消化率为 。研究结果表明,胶原蛋白具有很高的消化吸收率,可部分替代鱼粉而对异育银鲫的增重无影响。 有人研究了膳食铜缺乏与老鼠心脏胶原蛋白含量之间的关系。通过SDS- PAGE分析,再用考马斯亮蓝染色,结果表明检测改变了的胶原蛋白的额外代谢特征可预测铜缺乏;由于肝脏纤维化可减少蛋白质含量,因此还可通过测定肝脏中胶原蛋白的含量来预测肝脏纤维化。Anoectochilusformosanus的水提取物(AFE)则可降低CCl4诱发的肝脏纤维化,降低肝脏胶原蛋白的含量。胶原蛋白还是巩膜的主要成分,对眼睛的作用也非常重要,如果巩膜中胶原蛋白的合成减少而降解增加就会导致近视。