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高級工程師,武漢市農科院農業機械化科學研究所副所長,負責科研、科技管理工作。長期在農業科技推廣一線從事新產品開發和高新技術的引進、改進工作。參與“7萬畝建設”相關技術規范的起草與制定;主持、完成《七萬畝設施蔬菜技術集成示范推廣》(農機部分);長期從事“溫室內環境智能控制系統”、“現代設施條件下水肥耦合與配方施放技術”的研究;致力于小型設施蔬菜機具開發,擁有專利5項。
導讀:采用土法工程過濾與過濾網相結合的方法成功將沼液與沼渣分離,并通過相關技術對過濾系統進行反沖洗、重復反沖洗等以防止堵塞,從而解決了沼液滴灌易堵塞的難題,并將處理后的沼氣沼液通過滴灌系統應用到蔬菜種植中,既減輕了沼液排放造成的環境污染,又提高了有機蔬菜產量、品質,而且提高了水肥利用率,一舉三得。
江臺市東臺鎮農業中心在市能環辦支持下,通過借鑒北京市農業工程中心的思維方式,采用土法工程過濾與過濾網相結合的方法成功將沼液與沼渣分離,并通過相關技術對過濾系統進行反沖洗、重復反沖洗等以防止堵塞,從而解決了沼液滴灌易堵塞的難題,實現了將處理后的沼液通過滴灌系統應用到蔬菜種植中,不但減輕了因沼液排放造成的環境污染,而且提高了有機蔬菜的產量和品質以及水肥利用率。
1 土法沼液滴灌工藝技術特點
①利用三級過濾工程措施和微泡曝氣、自動反沖洗等技術手段實現了沼液的無堵塞過濾,達到了滴灌的要求;與水配比混合后,實現了對作物的灌溉施肥。
②沼液過濾后可作為有機蔬菜的追肥,成功解決了有機蔬菜種植中的追肥難題,并實現了養分物質從養殖場到沼氣池,再到種植業的良性循環。
③沼液含有較高的速效養分,與化肥具有同等的養分供應能力,沼液滴灌實現了水肥一體化,提高了水分和養分的利用率。與傳統單施基肥的有機農業相比,加施沼液可提高蔬菜產量,增產5%~15%,顯著提高養分利用效率;與施用化肥相比,沼渣與沼液配施可以顯著降低蔬菜硝酸鹽含量并提高VC含量。沼渣、沼液的合理配施可以實現有機蔬菜高產量、高品質與低環境污染的協調。
2 裝備設計
①曝氣器 500 L塑料桶+污工潛水泵+雙重鐵絲過濾網。
②通用滴灌系統 配肥器(桶)+3 kW及以上污工潛水泵+側翼迷宮式滴灌帶或內鑲貼片式滴灌帶。
3 具體做法
沼液沉淀、曝氣、過濾、配比、增加水溶氧設備。
①微泡曝氣 一是改進沼渣沼液的施用方法,由最初的罐車行間直灌改為過濾塑料桶過濾后并入灌溉管網澆灌,避免了肥害燒苗現象的發生。二是建立沼液粗過濾和曝氣系統,利用二級過濾措施和自然攪拌微泡曝氣,可廣泛用于液體及污水充氧曝氣、固液分離、液液分離、富集表面活性物質。
②過濾 建立漚肥桶池,將漚肥池分為二個分池,即戶用沼氣池、塑料桶過濾池(兼混肥池),其中過濾池即為沼液儲備池,與灌溉施肥、集水抗旱結合,實現一池多用,省錢、省力、省時、高效。塑料桶過濾池進口有20目(孔徑0.97 mm)不銹鋼網或尼龍網過濾,出口有80目(孔徑0.198 mm)尼龍網或不銹鋼網過濾。沼液肥經進出口2級過濾后進入滴灌系統,再經過田間篩網過濾器到達田間作物根區。
關鍵詞:廣州市;固體廢物;二次污染
1 廣州市固體廢物污染現狀
1.1 廣州市工業廢物污染現狀
近年來,廣州市工業生產產生的固體廢物急劇增加,組成成份日趨復雜。2005年全市固體廢物產生總量達2334萬噸,其中一般工業固體廢物就占有1400萬噸,該市固體廢物的處理處置總量雖接近1000萬噸,但現有的固體廢物處理處置設施數量上遠遠不能滿足廢物處置需求,設施建設普遍簡陋,達不到“無害化”的標準,二次污染嚴重。
1.2 廣州市城市生活垃圾污染現狀
目前廣州市平均日產垃圾6300噸。生活垃圾,主要在位于黃埔區的大田山垃圾填埋場集中處理。但由于各種原因,這些生活垃圾在處理過程中又給當地的居民群眾造成了較為突出的二次污染。尤為令人吃驚的是,已開場10多年、并計劃將于年內關閉的大田山垃圾填埋場,其污水處理系統至今還處于調試階段,大量未經任何處理的污水直接排放到河涌里。
1.3 廣州市有毒化學固體廢物污染現狀
目前廣州市每年的危險固體廢物產量約為2萬噸,廢舊電子電器12萬噸,廢塑料包裝物和農用薄膜32萬噸。其中醫療廢物進行集中處理處置的只有廣東生活環境無害化處理中心等3家,醫療廢物集中安全處置達標率只有40%;大量的危險廢物被不規范焚燒或傾入沒有采取防滲措施的生活垃圾填埋場,甚至直接排入環境中,造成嚴重的環境污染。
1.4 廣州市白色污染現狀
廣州市目前使用的是EPS(俗稱白色)泡沫塑料快餐具,其年消耗量在20億~30億只,大量棄擲的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世紀廣州市的白色垃圾有300多萬噸。由于EPS泡沫塑料消耗的是無法再生的石油資源,用作發泡劑的氟利昂是對地球大氣臭氧層造成不可逆轉破壞的“元兇”,它埋在地里會使土壤劣化,焚燒處理又會產生10余種有毒氣體污染空氣,故而成為災難性的“白色污染”。它已同汽車尾氣、有磷洗滌劑一起被列為我國環保治理的三大重點。因為白色垃圾需要百年以上時間才可以在自然界自然降解,所以解決它的污染問題被稱做百年難題。
2 廣州市固體廢物污染治理對策
2.1 工業固體廢物污染的治理對策
(1)冶金廢渣的治理對策。
①高爐渣:高爐渣的產量隨冶煉技術及礦石的品位不同而變化。高爐渣屬于硅酸鹽材料。它化學性質穩定,并具有抗磨、吸水等特點,可供廣泛應有,國內對高爐渣的應用都很重視,美、英、法、日本等國高爐渣的利用率已達100%,甚至出現了很多專營高爐渣商品的公司和工廠。我國高爐渣的利用率已達85%以上。為了適應不同的用途,高爐渣可分別被加工成水渣、礦渣碎石和膨脹礦渣等幾類主要產品。
②鋼渣:鋼渣是煉鋼過程中排出的固體廢物,包括轉爐渣、電爐渣等。煉鋼過程中的排渣工藝,不僅影響到煉鋼技術的發展,也與鋼渣的綜合利用密切相關。目前,煉鋼過程的排渣處理工藝大體可分為如下四種:冷棄法;熱潑碎石工藝;鋼渣水淬工藝;風淬法。
(2)化工固體廢物的治理對策。
①對硫鐵礦燒渣,應根據其含鐵量的不同確定其用途,鐵含量高的應回爐煉鐵;低鐵、高硅酸鹽的硫鐵礦燒渣宜做水泥配料。
②鉻渣可代替石灰石作煉鐵熔劑。在冶煉過程中鉻成為金屬進入鐵組分中,可徹底消除六價鉻浸出的危害;根據鉻渣在高溫下能還原成低價態無毒鉻的原理,可將鉻渣摻入煤中用于發電、用鉻渣作玻璃著色劑或鈣鎂磷肥和鑄石。還可利用碳對鉻渣進行干法還原除毒;用電解法處理鉻酸、生產鉻鹽精、回收原理含鉻硫酸氫鈉等。
③燒堿鹽泥可采用抽濾、沉淀過濾法進行處理,或用于制氧化鎂等;含汞鹽泥可用次氯酸鈉氧化法、氯化-硫化-熔燒法進行處理,并回收金屬汞。
④電石渣可制水泥或代替石灰作各種建筑材料、筑路材料等,還可用來生產氯酸鉀等化工產品。
⑤其它化工廢物,如,磷渣可燒制磷酸;甲醇廢觸媒可生產鋅-銅復合微肥;溶劑廠母液可生產二甲基甲酰胺等;染料廢渣制硫酸銅等產品;膠片廠的廢膠片和廢液可回收銀。
2.2 生活垃圾污染的治理對策
(1)填埋法。
①垃圾填埋場的選址。選址時遵循的原則是:遠離生活區和水源地;避開上風口和水源地上游;自然地理條件不適宜飄浮擴散和滲漏。
②對填埋場需要進行嚴格的防滲漏處理,以免垃圾中的有害物在雨水或地表徑流的沖刷下隨水滲漏,污染地下水和相鄰土壤。
③垃圾場表面覆土和排氣管網設置。
(2)堆肥法.
堆肥生產的主要工藝過程是:生活垃圾-分類-破碎-發酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包裝-出廠。如果是生產一般堆肥,則在發酵工藝完成后,即可直接使用;如果生產有機復合肥,則在配料工藝需要添加一定配比的化肥。有機復合肥的有效肥力是一般堆肥的4~5倍。目前廣州市的固體污染只有少量是用的堆肥法處理。
(3)焚燒法。
廣州市現在有1座大型垃圾焚燒廠――李坑垃圾焚燒廠。李坑生活垃圾焚燒發電廠一期是廣州市重點工程項目之一,項目總投資7.25億元。投入運行的一期工程設計日處理垃圾1040噸,占目前廣州市日產生活垃圾量的約1/7;該廠年發電1.3億度,能滿足10萬戶家庭生活所需,是符合廣州特點,達到國內領先水平的垃圾焚燒發電廠。利用垃圾發電、“變廢為寶”是李坑生活垃圾焚燒發電廠有別于垃圾填埋場的一大亮點。該項目還是國內第一個采用中溫次高壓參數的焚燒發電廠,通過提高蒸汽溫度和壓力有效提高蒸汽回收效率,使發電量增加20%以上。此外,與垃圾填埋場需大量占用土地不同,該廠在設計原則上盡可能節約用地,目前一期用地僅為3.2萬平方米,是興豐垃圾填埋場的1/10。
3.3 白色污染處理方法
①實行垃圾分類,以利回收利用。清潔的廢塑料制品可重復使用、造粒、煉油、制漆、作建材等。而從垃圾場重新分揀廢塑料制品,則費時費力,且塑料的利用價值也很低。所以一定要在廢塑料制品進入垃圾流之前將其分類回收上來。目前,發達國家大都走回收利用的路子。我國城鎮盡快推行垃圾分類棄置已勢在必行。
②依靠科技進步,發展可降解塑料。美國、日本等發達國家已研制成功以植物淀粉為主要原料的可降解塑料,大大縮短了其可降解周期。廣州市新型塑料的研制也取得了重大進展,已經和正在開發出以淀粉、秸稈纖維、天然草漿等材料制成的“綠色”替代品。
③加強立法,強化管理,盡量減少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法規的形式明確生產者、各級銷售者和消費者回收利用的義務。目前美國、日本等發達國家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。廣州市也為此專門制定了地方性法規,扼制“白色污染”的污染源。
2.4 廣州市垃圾二次污染的防治措施
(1)填埋場場底防滲。
為防止垃圾滲濾液污染地下水,必須在填埋場底采取有效的防滲措施。以前垃圾填埋場底部都鋪放一層防滲材料,主要有黏土、瀝青、塑料膜等合成橡膠等。近幾年國外開始采用人工合成防滲層,有的采用雙防滲層,效果明顯好于前者。垂直防滲可采用帷幕灌漿、不透水布等。各填埋場可根據具體工程和水文地質情況,采取相應的防滲措施。
(2)滲濾液的收集處理。
垃圾滲濾液的處理方法包括生物、物化及土地處理法。生物處理法包括好氧處理、厭氧處理和厭氧 -好氧處理。物化法主要有化學混凝沉淀、電解氧化、活性炭吸附、密度分離、化學氧化、化學還原、膜滲析、汽提、濕式氧化等多種方法。和生物法相比,物化法受水質水量影響小,出水水質穩定,尤其對 BOD/COD 較低而難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果。由于物化法處理費用較高,一般用于滲濾液預處理或深度處理。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統( SR )、快速滲濾系統( RI )、表面漫流快速滲濾處理系統( ARI )等多種土地處理系統。土地處理主要通過土壤顆粒的過濾,離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過土壤中微生物作用使滲濾液中有機物和氮發生轉化,通過蒸發作用減少滲濾液量。
(3)填埋氣的處理和回收利用。
①填埋氣的收集。由于大部分沼氣在填埋場填埋過程中就已形成,所以沼氣采集應在填埋過程中就開始實施。在荷蘭,對正在使用的垃圾場,主要采用立式或水平式收集技術。立式采氣系統是在垃圾場的填埋過程逐步建造成的,其方法是在填埋場內均勻分布豎立大口徑鋼管,在每個鋼管外砌筑豎井,當填埋厚度達到 2 ~ 5 米時,將鋼管向上抽一部分,并繼續砌筑,直到填埋場達到設計高度,然后將鋼管移走。
②填埋氣的凈化。溶劑吸收法是目前較為成熟的沼氣凈化方法,如采用雙塔式溶劑吸收法提純垃圾沼氣,設備簡單、成本低、操作簡便,凈化效果好。
2.5 廣州市固體廢物優化方法
1)用作生產建筑材料。許多工業廢渣的成分,性質類似于天然建筑材料或人工制成的建筑材料,如含有鈣、硅、鋁等氧化物并具有(或潛在有)水硬膠凝性的廢渣,可作水泥、磚瓦等墻體材料;具有一定強度、體積穩定的廢渣和廢石,可作混凝土骨料。目前,利用熱電廠的粉煤灰筑路,利用燃煤的灰渣做鋼廠鑄錠保護渣、巖棉制品、水泥原料等,不僅獲得了良好的環境效益也獲得了可觀的經濟效益。
2)回收資源和能源。許多廢石、尾礦、廢渣等都含有一定量的金屬元素或含有提煉金屬元素所需的輔助成分。若是用于冶金、化工生產,可收到良好的經濟和環境效益。每年從廢物中回收利用的金屬在各種金屬產量中所占的比例為:鋁18%,銅50%,鉛50%,鋼鐵31%。回收垃圾中的廢紙可節約大量的造紙木材,還可以減少由木材造紙工藝中的一系列污染
參考文獻
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關鍵詞:水資源;農田灌溉;節水灌溉
中圖分類號: S274.2 文獻標識碼: A 文章編號:
我國是農業大國,農灌面積居世界首位,農田灌溉用水量約占全國總用水量的70%以上,在海河、黃河及西北內陸河三大流域內,農田灌溉用水量達到了總用水量的80%-90%,隨著社會經濟及工農業生產的快速發展,水資源短缺問題日趨嚴重,以成為嚴重制約國民經濟可持續發展的瓶頸,與此同時地下水資源開發利用持續快速增長,地下水超采也成為社會發展中的一個核心問題。在我國北方大部分地區,由于降雨偏少,地表水資源匱乏,大多數中小型河流基本上處于干涸斷流狀態,有水的河流又遭遇到不同程度的污染,水生態環境惡劣。因此,北方短期解決地表水資源枯竭和污染造成水資源供給不足的辦法就是不斷開采地下水以滿足生產生活需要,使地下水超采問題越來越嚴重。
一、我國西北地區水資源現狀分析
中國有將近一半的國土在西北干旱半干旱地區,這些地區基本都是比較平坦的,也可以叫做‘西北平原’,但由于周邊有高山,遠離海洋,因此,這里氣候干旱,降水稀少,由于水資源偏少,很多土地得不到有效的灌溉,基本都是沙漠、戈壁、草原和貧瘠低產的農田。如何解決干旱缺水對我國農業生產的影響,如何完善和實施南水北調(特別是大西線調水)工程,解決水資源安全(包括如何有效利用洪水,解決水資源污染,區域性資源性缺水)等有關重大問題,對于西部大開發,發展旱地農業和節水農業,對保障我國糧食安全都有重要意義。
二、目前西北地區農田灌溉方式
我國西北大部分屬干旱、半干旱地區,干旱地區無灌溉即無農業,半干旱地區降雨量雖在可從事旱作農業的范圍之內,但由于降雨少且季節分布不均,農業仍高度依賴于灌溉。目前西北地區耕地總面積2.71億畝,人均2.95畝,其中有效灌溉面積1.07億畝,人均1.16畝,灌溉面積約占耕地面積的40%。其中林果和草場灌溉面積分別為1690萬畝和850萬畝,分別占全國的35.8%和35.9%。但大多數灌區建于50~60年代,輸配水系統老化失修、配套程度低,田間灌水技術落后,目前大部分灌區仍沿用傳統的粗放灌溉管理模式即田水漫灌,灌溉水利用系數平均不足0.4,農田平均灌溉定額為671m3/畝,比全國平均水平457m3/畝高214m3/畝。農業節水潛力很大。西北地區有30萬畝以上的大型灌區近70處,控制灌溉面積6000多萬畝,對這些灌區進行以節水灌溉為中心的技術改造,是解決西北水資源問題的重要措施。
三、不同節水灌溉方式的優越性對比
目前在我國推廣應用的節水灌溉型式主要有以下幾類。
1、渠道防滲輸水灌溉
渠道輸水是目前我國農田灌溉的主要輸水方式。傳統的土渠輸水渠系水利用系數一般為0.4~0.5,差的僅0.3左右,也就是說,大部分水都滲漏和蒸發損失掉了。渠道滲漏是農田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術后,一般可使渠系水利用系數提高到0.6~0.85,比原來的土渠提高50%~70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農業生產搶季節、節省土地等優點,是當前我國節水灌溉的主要措施之一。
2、管道輸水灌溉
管道輸水灌溉是利用管道將水直接送到田間進行灌溉,以減少水在明渠輸送過程中的滲漏和蒸發損失。發達國家的灌溉輸水已大量采用管道。目前我國北方井灌區的管道輸水推廣應用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(軟)管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比,具有輸水迅速、節水、省地、增產、投資少等優點,水的利用系數可提高到0.95;省電20%~30%;省地2%~3%;增產幅度10%左右。
3、噴灌
噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段,并通過噴頭分散成細小水滴,均勻地噴灑到田間,對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式,在很多發達國家已廣泛采用。噴灌的主要優點如下:(1)節水效果顯著,水的利用率可達80%。一般情況下,噴灌與地面灌溉相比,1m3水可以當2m3水用。(2)作物增產幅度大,一般可達20%~40%。其原因是取消了農渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂等,增加了15%~20%的播種面積;灌水均勻,土壤不板結,有利于搶季節、保全苗;改善了田間小氣候和農業生態環境。(3)減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量。(4)減少了農民用于灌水的費用和勞力,以便節約時間用于增加農民收入。(5)有利于加快實現農業機械化、產業化、現代化。(6)避免由于過量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。
4、微噴
微噴是新發展起來的一種微型噴灌形式。其利用塑料管道輸水,通過微噴頭噴灑進行局部灌溉。省水:比一般地面灌溉省水約1/3~1/2,比噴灌省水15%~25%。節能:一般工作壓力為50~150Kpa,比噴灌低,因省水,也節約了提水所需的能量約50%。節省勞動力。灌水均勻度可高達90%。增產:與其它灌水方法相比一般可增產30%左右。能改善田間小氣候,可結合施用化肥,提高肥效。對土壤和地形的適應性強。在一定條件下還可以利用微咸水資源。
5、滴灌
滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區最有效的一種節水灌溉方式,其水的利用率可達95%。滴灌比噴灌具有更高的節水增產效果,同時可以結合施肥,提高肥效一倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。結合我國勞動力多、資金缺乏的具體情況而研究開發的半固定式、移動式滴灌系統,大大降低了工程造價,為滴灌在大田作物和經濟欠發達地區推廣應用創造了條件。
其中,水窖滴灌是通過雨水集流或引用其它地表徑流到水窖(或其它微型蓄水工程)內, 再配上滴灌以解決干旱缺水地區的農田灌溉問題。它具有結構簡單、造價低、家家戶戶都能采用的特點。對于旱貧困山區實現每人有半畝到一畝旱澇保收農田,解決溫飽問題和發展庭院經濟有重要作用。
地下滴灌是把滴灌管埋入地下作物根系活動層內,灌溉水通過微孔滲入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距離鉆一個小孔,埋入地下植物根部附近進行灌溉,俗稱“滲灌”。 地下滴灌具有蒸發損失少、省水、省電、省肥、省工和增產效益顯著等優點,果樹、棉花、糧食作物等均可采用。
6、膜上灌、膜下灌
用地膜覆蓋田間的壟溝底部,引入的灌溉水從地膜上面流過,并通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進行灌溉,這種方法稱作膜上灌。采用膜上灌,深層滲漏和蒸發損失少,節水顯著,在地膜栽培的基礎上不需再增加材料費用,并能起到對土壤增溫和保墑作用。在干旱地區可將滴灌管放在膜下,或利用毛管通過膜上小孔進行灌溉,稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優點,又具有地膜覆蓋的優點,節水增產效果更好。
7、滲灌
是繼噴灌、滴灌后,一種新型的有效地下灌溉技術,是在滿足作物生理生長需求的技術條件下,將以前對土地的灌溉轉變為對作物根系的直接灌溉。采用新型的亞表層滲灌防堵系統,可較地面灌溉節水70%~80%,提高土地利用率50%以上,冬季提高地溫20c~30c以上,增強溫室抗寒能力,降低空氣相對濕度約20%左右,利用透光,提高光能利用率,可延長植物光合作用時間,可節省灌溉用工約90%以上,節省電能約60%以上,節省病蟲害防治費用,可做到不用或少用農藥。
8、控制灌溉
根據農作物不同生育期對水分的不同需求進行“薄、淺、濕、曬”的控制灌溉,既節約用水,又有利于農作物生長,可改變以往農作物大水漫灌、串灌的舊習慣。它不需增加工程投資,只要按照節水灌溉制度灌水即可。
9、坐水種
在一些水源短缺的地方,春播時常因春旱出不了苗或出苗不齊。為保全苗,采用機械或畜力用水箱、水袋拉水,在播種時進行點灌,以解春旱,俗稱“坐水種”。這種方法投資少、簡單易行,是有效的節水增產方式。播種時每畝用水量僅5m3~10m3,豐水年可增產10%~15%,干旱年可增產60%~70%。
10、作物調虧灌溉技術
調虧灌溉是根據作物的遺傳和生態特性,即從作物生理角度出發,在作物生長發育的某些時期受到一定程度的有益水分脅迫,通過影響光合產物向不同組織器官的分配,從而提高最終產量而舍棄營養器官的生長量和有機合成物質的總量,達到節水增產、改善作物品質的目標,是節水灌溉管理技術。調虧灌溉的關鍵在于是從作物的生理角度出發,根據作物的需水量特征進行主動的調虧處理。實踐證明心:調虧灌溉實現了產量、水分利用、品質的全面提高。
四、節水灌溉方式在西北地區推廣的必要性
水資源短缺與節水是我國尤其是我們大西北地區不得不面對的問題,其不僅關系到糧食生產、生態建設,并且也關系到國家的安定團結。隨著西部大開發戰略的實施,西北地區工、農、林、牧業及城市用水還將大幅度增加。但是,在南水北調西線工程建成之前,西北地區農業用水總量不但不會增加,反而只會減少,其將制約著西北地區在工業和城市發展中的步伐。因此,西北地區農業要發展,要滿足未來人口的增長對糧食的需求,節水農業將是緩解現有水資源緊缺的有效途徑。目前我國的節水灌溉工程技術與節水灌溉農藝技術方面已有相當的技術支撐和儲備,但其應用面積及范圍還是有限。我們要開發西部,其基本保障條件還得依靠于農業的快速發展,因此,我們西北地區的灌溉農業只能走內涵式發展道路,通過灌區節水改造挖掘農業節水潛力,在節水中求得農業的快速發展。進而取得更大的經濟效益、社會效益、生態效益。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑施工;后澆帶;設置;功能;施工技術
1引言
目前,建筑工程規劃設計將容積率作為重要的指標之一,同時房地產開發商將其看作是商業命脈、利潤源泉。因此超長、超寬的建筑物便有了市場。那么要建造超長、超寬建筑物,如何設置保證其沉降不均勻問題和分割單元問題,成為施工時解決的重點和難點。
2建筑施工后澆帶的設置
2.1后澆帶的布設位置
施工人員要認真對待后澆帶位置選擇的工作,因為其直接決定著建筑施工的整體質量。一般情況下,根據力學計算和設計要求,將后澆帶選擇布置在受力較小的地方,不但不會影響整體立面效果,而且能有效減少后澆帶相鄰混凝土單元之間的沉降不均勻和溫度收縮問題。后澆帶可設置在地下室底板、墻體、頂板連續封閉設置,宜設置在距支座1/3跨度處或受力較小處。
2.2后澆帶的設置寬度
后澆帶寬度的設置是施工的主要內容之一,因此施工人員應根據施工規范,布設鋼筋和預留寬度,支設模板、澆筑混凝土。在混凝土結構中,后澆帶寬度一般設置為800~1000mm,用來避免應力集中,方便組織施工。
2.3合理的設置后澆帶間距
后澆帶的間距設置應根據設計圖紙留設后澆帶位置,如無設計要求時,根據《混凝土結構工程施工規范》要求:每隔30~40m左右設置一道。
3后澆帶的功能
3.1解決沉降差的問題
在建筑施工中,后澆帶的施工可以有效的解決沉降差。但是,施工人員首先要滿足后澆帶施工條件,即斷開相互連接的建筑部分,再進行后澆帶施工。一般情況,建筑結構的施工超過一半的工程量時,就需要采取澆灌連接的措施,以保證后澆帶施工的順利開展,施工人員開展后澆帶施工時,需要合理的把握后澆帶的混凝土強度,以防止出現質量問題,在施工工程完全結束之后,施工人員需要加強主樓地基的埋藏深度,從而減小主樓的附加壓力,從而實現減小沉降差的目的。沉降后澆帶主要是考慮高層部分結構和裙樓之間沉降差而設置的。在這個區段內,兩側的結構沉降差反應到鋼筋上所產生的鋼筋應力和應變,相對來說不太大,不致影響到結構的沉降。因此,沉降后澆帶鋼筋一般可不考慮斷開。但在施工中應注意,基礎或地下室底板及地梁的后澆帶,其下墊層混凝土不宜澆注太厚,下部鋼筋必須墊加厚墊塊抬起,離開墊層不小于5cm,以使兩側結構能夠自由沉降。
3.2解決溫度應力問題
個人認為:在施工過程中,澆筑的混凝土要釋放大量的水化熱。施工期間混凝土中釋放的水化熱,所產生的溫度應力占應該到總溫度應力的80%以上。溫度后澆帶主要是為了解決后澆帶混凝土澆灌前,其兩側結構混凝土的收縮變形。因此,為了保證在這期間混凝土的自由變形,后澆帶內垂直于后澆帶的受力鋼筋必須斷開;這一點在施工過程中往往易被忽視,致使后澆帶起不到應有的作用。斷開鋼筋的位置,應盡量相互交錯在后澆帶兩側面,以利于再連接時接頭位置相互錯開。為了方便施工,一般可按正常配筋穿過后澆帶,施工完該層混凝土后3d內用電焊將垂直于后澆帶的主筋割斷,斷隙一般在5mm左右,待滿足后澆帶間隔時間后,采用水平鋼筋用電弧焊工藝把斷開的鋼筋再焊接起來。
4建筑施工后澆帶施工技術
4.1澆筑時間
后澆帶澆筑時間應與主體結構分開,待主體封頂后沉降穩定后60d后進行澆筑。
4.2選用材料
后澆帶施工時,材料質量是其整座建筑物質量的主要影響因素之一,因此在混凝土選用時要嚴格按配比單上的比例準確控制微膨脹劑的用量。施工人員常采用補償性、早強收縮混凝土。此外,要保障補償混凝土的強度高于或等于兩側連接的構件強度,從而確保后澆帶質量。同時,需要在混凝土中按試驗比例加入微膨脹劑,為后澆帶的施工質量提供保證。
4.3后澆帶的施工技術
梁板后澆帶采用獨立的支撐體系,與主體架體一起搭設,主體模板拆除時后澆帶部分架體不拆,模板就不受影響,從而保證后澆帶兩側沉降一致,后澆帶澆筑后無錯臺、下沉、漏漿現象,觀感質量良好。
4.3.1鋼筋工程
由于后澆帶施工,有嚴格的時間間隔要求,才能澆筑混凝土。這就需要將后澆帶處鋼筋進行防銹和阻銹處理,現場采取及時刷涂防銹劑。后澆帶處將兩側梁及板的受力鋼筋,按設計要求進行隔一錯一斷開,與已完工后澆帶兩側的梁板等結構構件,進行有效連接。
4.3.2模板工程
后澆帶支模與模板支撐必須一次設計完成。4.4防水措施采用400×8遇水膨脹止水條,沿外墻混凝土剪力墻基礎上部埋設一周,形成封閉路線。在地下室外墻與地庫基礎相交處和基礎后澆帶處,均采用3mm折形鋼板配合末端密目鋼絲網,共同防止地下水的侵蝕。
4.5混凝土的澆筑
后澆帶處澆筑使用的混凝土通常為早強、補償收縮混凝土。(1)混凝土應在初凝前澆筑,如已有初凝現象,進行一次強力攪拌,使其恢復流動性后,方可入模;如有離析現象,亦須重新拌和后才能澆筑。(2)混凝土的自由下落高度。澆筑混凝土時,混凝土自高處傾落的自由高度不應超過2m,在豎向結構中限制自由傾落高度不宜超過3m,否則應沿串筒、斜槽、溜管或振動溜管下料,以防止混凝土因自由下落高度過大而產生離析。(3)混凝土的分層澆筑。混凝土澆筑應分層進行使得混凝土能夠振搗密實,在下層混凝土凝固之前,上層混凝土應澆筑振搗完畢。
4.6混凝土的養護
大氣溫度在5℃以下時可采用覆蓋塑料薄膜加草簾的保溫養護,覆蓋物層數由施工方案計算確定。大氣溫度在5℃以上時采用覆蓋塑料薄膜澆水養護。養護時間不得少于28d。
4.7后澆帶的成品保護
后澆帶澆筑完后,應進行防護,頂部覆蓋,四周用臨時欄桿或圍護砌體圍護,放置后澆帶內垃圾堆積,鋼筋污染和踩踏;樓板面后澆帶兩側用欄桿圍護,架子設離樓面200mm高左右密鋪腳手板,以防止鋼筋踩踏及水平運輸過程砂漿、混凝土的傾瀉污染。基礎后澆帶兩側需做好防水措施。比如設置混凝土防水臺等。
5結語
總而言之,后澆帶的滲漏水問題,比起以往有了較大改觀。說明后澆帶的施工技術近年來得到不斷完善和更新,隨著工藝技術的成熟,能有效地改善建筑物后澆帶處滲漏水、強度低、連接差等質量問題。該工藝具有技術先進、安排合理、節約成本的明顯優勢。因此,施工人員要充分了解施工現場的實際情況,提前做好準備工作,充分組織好各分項工程的施工工作,加強現場質量和安全管理,杜絕各類質量通病的發生,以合格的實體質量,完備的功能,良好的觀感質量,贏得業主及社會各界的一致好評。
參考文獻
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【關鍵詞】水體;富營養化;防治措施
城市的水體污染,導致城市景觀質量下降,嚴重影響了居民的身體健康。而在這些被污染的水體中,主要都是由于類社會經濟發展必不可少的重要自然資源之一。但是,目前我國大部分淡水湖泊及城市景觀河流受到了不同人類經濟活動而引起的人為富營養化。所以,使用合理有效的方法恢復景觀水體的生態系統,已至關重要。
一、我國的富營養化污染現狀
據國家環保總局有關部門公布的資料,我國的河流、河段已有近四分之一因污染不能滿足灌溉用水的應用要求(這是我國最低一類的水質要求);全國湖泊約有75%的水域受到顯著富營養化污染,主要淡水湖泊如滇池、巢湖、太湖等富營養化非常嚴重,有些水域已經喪失水體功能;我國近海海域受到嚴重陸源污染,赤潮的爆發頻率不斷增加;本文中著重考慮的城市水體污染亦很嚴重,我國10%的城市地下水水質日趨惡化,在118座接受調查的大城市中,97%的城市淺層地下水受到污染,其中40%的城市受到嚴重污染。根據全國水環境監測網2000年的水質監測資料和國家《地面水環境質量標準》(GB3838-88),對全國九大流域片的700多條河流的水質進行了評價。在評價的11.4萬km河長中,Ⅰ類水占4.9%,Ⅱ類水占24.0%,Ⅲ類水占29.8%,Ⅳ類水占16.1%,Ⅴ類水占8.1%,劣Ⅴ類水占17.1%。枯、豐水期水質變化不大。
以天津市而言,該地區水污染嚴重,甚至達到了中下游河流“有水皆污”的狀況。工業廢水和城市污水排放量高,其中80%以上的污水是未經處理就直接排放至河流和水庫的,導致水體水質差,水中氮磷等物質含量超標,危害極大。南開大學的佟玉潔等人在《天津津河營養狀態綜合評價及防治對策》中評價津河的富營養化總體水平已達到中――富營養化。
同時,由于近幾年來在天津渤海灣于水中無機氮,無機磷,化學耗氧量等指標嚴重超標,導致近海地區多次發生赤潮現象,不僅破壞了生態環境,同時也造成了嚴重的經濟損失。
二、富營養化定義及其危害
水體中植物所需的營養成分,如氮,磷等,不斷補給至過量積聚,致使水體營養過剩的現象叫做“富營養化”。水體富營養化的結果會導致以藻類為主體的水生植物大量的繁殖,影響水體的透明度和水中植物正常的光合作用。藻類的呼吸作用,和藻類死亡被需氧微生物分解都需要氧氣,導致水體中的溶解氧含量大大降低,使水體長期處于缺氧狀態中,造成魚類等水生生物的死亡,水質渾濁發臭等眾多不良后果。對人類工業,生活,灌溉用水都有不利影響。因富營養化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽,人畜長期飲用這些物質含量超過一定標準的水,也會中毒致病。
富營養化本身是一個自然過程,但因為人類社會的發展,將大量污水在未經處理的狀況下直接排入水體,就加速了富營養化這一過程。則這樣的富營養化稱為人為富營養化。
三、富營養化指標
目前,水體富營養化采用的一般指標為:水體中氮含量超過0.2mg/l~0.3mg/l,生化需氧量大于10 mg/l,磷含量大于0.01mg/l~0.02mg/l,pH值7~9的淡水中細菌總數每毫升超過10萬個,表征藻類數量的葉綠素-a含量大于10μg/L。
四、水體中營養物質的來源
水體中過量的氮磷主要來源與農業肥料,農業廢棄物和生活污水。
氮源方面,農田徑流所攜帶的大量氨氮和硝酸鹽氮進入水體,會導致藻類繁殖破壞水質。最新研究表明,生活污水中人類糞便等所含有的氨氮和尿素排入水體后,亦能破壞水體本身正常的氮循環,造成富營養化現象的發生。
磷源方面,同樣也由肥料,生活污水等原因導致,尤其是城市生活污水中的洗滌劑中含有大量的磷酸鹽,水中的磷含量25%都來自于含磷洗滌劑。調查表明,由于大量含磷的生活污水排入湖泊,可使其本身的生態系統遭到嚴重的破壞,而這并不僅僅是切斷磷源所能解決的問題。這是由于湖泊水體中的底質中多年積聚了大量富含磷酸鹽的積聚物,這些積聚物由于不溶性鐵鹽的保護層作用無法參與水體的混合作用,但是當發生富營養化時,水中的含氧量急劇減少,保護層消失,磷酸鹽則又被釋入水中。可見,水體生態系統的修復是個長期且復雜的過程。
五、富營養化防治對策
富營養化的防治可分別根據外源性營養物質和內源性營養物質來控制:
1.外源性營養物質輸入的控制。絕大多數水體富營養化主要是人為性富營養化造成的,即有外部氮磷物質輸入水體。如果減少或者截斷外部輸入的營養物質,就使水體失去了營養物質富集的可能性。所以,首先最為重要的是從外源性營養物質的輸入入手,盡量減少或切斷營養物質的來源。這就必須找出該水體的人為排放源,控制排放源的污水排放量,監測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度,計算出年排放的氮、磷總量,為實施控制外源性營養物質的措施提供可靠的科學依據。在城市污水方面,應大力提倡不含磷的洗滌劑,從而減少外源性物質向內源性物質轉變的可能性。許多國家都出臺了禁止或限制含磷洗滌劑的政策,我國在部分城市也有類似措施。
2.內源性營養物質的控制。上文已經提到過,進入諸如湖泊,河流等水體的營養物質,在水體分布中是十分復雜的。營養物質在進入水體以后,大致被分為三種狀態:被水中的藻類吸收,成為水生植物的一部分;也可能被湖泊河流等的底泥積聚,被水生植物的根部固定,或由不溶性鐵鹽的保護層固定,在缺氧的條件下又被重新釋放至水中;或者氮磷營養物質直接進入水體溶解與水中。由上述可知,減少內源性營養物負荷,有效地控制湖泊內部磷富集,應視以上三種不同情況,采用不同的方法。大致分為物理方法,化學方法和生物修復三種:(1)物理方法。主要針對底泥中聚集物的工程性措施,包括挖掘底泥沉積物、進行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設塑料等。挖掘底泥,可減少以至消除潛在性內部污染源;深層曝氣,可定期或不定期采取人為湖底深層曝氣而補充氧,使水與底泥界面之間不出現厭氧層,經常保持有氧狀態,有利于抑制底泥磷釋放。此外,在有條件的地方,用含磷和氮濃度低的水注入湖泊,可起到稀釋營養物質濃度的作用。物理方法的缺點是成本高、不經濟,不能從根本上排除營養成分對藻類的刺激作用。比如曝氣增氧設備,要求動力大、費用高,對小水體比較有效;在水資源緊缺狀況下,大量引水沖刷不可取;收藻設備受動力和活動范圍的影響較大;底泥疏浚可能由于提高水中的有效氮磷濃度而利于藻類的增殖等。(2)化學方法。這是一類包括凝聚沉降和用化學藥劑殺藻的方法,例如有許多種陽離子可以使磷有效地從水溶液中沉淀出來,其中最有價值的是價格比較便宜的鐵、鋁和鈣,它們都能與磷酸鹽生成不溶性沉淀物而沉降下來。在化學法中,還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。這種方法適合于水華盈湖的水體。殺藻劑將藻殺死后,水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷,因此,應該將被殺死的藻類及時撈出,或者再投加適當的化學藥品,將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。在實際運用中,仍發現化學方法有其不足之處。北京在城市河湖水防治中發現,使用化學制劑除藻,向水中引入新的化學成分,有些不僅對藻類有抑制性,對其他生物也存在毒性。治理微囊藻水華的方法,多用硫酸銅等藥物清殺,但在生產實踐中發現有時候并不理想,往往在清殺之后,微囊藻水華照樣大量出現。此外,現階段的清殺藥物對藻類并無選擇性,在殺死微囊藻水華的同時,也殺死了其他藻類,污染了水體。實驗表明,硫酸銅的毒性與很多環境因子有關,其毒性隨水溫的提高而增加,在35℃以上時很容易導致魚類死亡,使用上存在一定的安全隱患。另外,對大型和具有流動性的水體來說,使用殺藻劑的工作量大,費用較高,效果難以保證;一旦殺藻劑被分解或被稀釋,藻類很快會大量繁殖,形成惡性循環。(3)生物性措施。利用水生生物吸收利用氮、磷元素進行代謝活動以去除水體中氮、磷營養物質,并抑制藻類過量繁殖,建立生態平衡系統,如采用景觀生態浮床種植美人蕉、插種水葫蘆、安裝生物柵等。目前,有些國家開始試驗用大型水生植物污水處理系統凈化富營養化的水體。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類,可根據不同的氣候條件和污染物的性質進行適宜的選栽。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體,植物和根區微生物共生,產生協同效應,凈化污水。經過植物直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒,同時對重金屬分子也有降解效果。水生植物一般生長快,因其莖葉中吸收有大量的氮磷元素,所以收割后經處理可作為燃料、飼料,或經發酵產生沼氣,具有其獨特的經濟效應。這是目前國內外治理湖泊水體富營養化的重要措施。
此外,還有養魚除藻等措施。例如,近年來,有些國家采用生物控制的措施控制水體富營養化,也收到了比較明顯的效果。例如德國近年來采用了生物控制,成功地改善了一個人工湖泊(平均水深7米)的水質。其辦法是在湖中每年投放食肉類魚種如狗魚、鱸魚去吞食吃浮游動物的小魚,幾年之后這種小魚顯著減少,而浮游動物(如水蚤類)增加了,從而使作為其食料的浮游植物量減少,整個水體的透明度隨之提高,細菌減少,氧氣平衡的水深分布狀況改善。但也發現,浮游植物種群有所改變,藍綠藻生長量比例增高,因為它們不能被浮游動物捕食,為此可以放鰱魚來控制這種藻類的生長。
隨著水體富營養化的日益嚴重,單一的防治對策很難解決問題,多種處理方法的聯合將成為水體富營養化防治的發展趨勢。
參 考 文 獻
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