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1.地理概念是地理問(wèn)題之源
概念是在人們頭腦里所形成反映對(duì)象的本質(zhì)屬性的思維形式。把所感知的事物的共同本質(zhì)特點(diǎn)抽象出來(lái),加以概括,就成為概念,概念都具內(nèi)涵和外延,并且隨著主觀、客觀世界的發(fā)展而變化。
地理概念是人們對(duì)客觀地理事物本質(zhì)屬性的抽象概括,是最基本的地理思維形式和單元,是地理課程學(xué)習(xí)的奠基石。地理概念是地理事物、現(xiàn)象或地理演變過(guò)程的本質(zhì)屬性在學(xué)生頭腦中的反映,是學(xué)生認(rèn)識(shí)各種地理事物的基礎(chǔ),區(qū)分不同地理事物的依據(jù),學(xué)習(xí)地理原理性知識(shí)的前提。
深入地理概念內(nèi)涵可以發(fā)現(xiàn)地理問(wèn)題,例如:高中必修一《自然界的水循環(huán)》一節(jié)中,"水循環(huán)"這個(gè)概念:"是指地球上不同的地方上的水,通過(guò)吸收太陽(yáng)的能量,改變狀態(tài)到地球上另外一個(gè)地方。定義里有兩個(gè)概念又需要質(zhì)疑:水在地球的狀態(tài)有幾種狀態(tài)?不同的地方上的水--即地球中的水多數(shù)存在于什么地方?改變水的狀態(tài)需要哪些條件? 解釋中地面的水分被太陽(yáng)蒸發(fā)成為空氣中的水蒸氣。而水在地球的狀態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而地球中的水多數(shù)存在于大氣層、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。
2.預(yù)設(shè)問(wèn)題促進(jìn)對(duì)地理概念的理解和應(yīng)用
既然地理概念是地理問(wèn)題之源,那么如何在地理概念教學(xué)中幫助學(xué)生擺脫對(duì)地理概念的認(rèn)識(shí)偏差,更好的理解地理概念的內(nèi)涵、提升地理概念外延的應(yīng)用能力,就上升為要抓住核心概念,可以通過(guò)預(yù)設(shè)地理問(wèn)題促進(jìn)對(duì)地理概念的理解和應(yīng)用。
首先,在地理概念的習(xí)得階段,從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),以獲得概念理解捷徑;利用主觀感知,以豐富地理表象;聯(lián)系已有知識(shí),以促進(jìn)概念同化。例如:《自然界的水循環(huán)》一節(jié)從生活可見(jiàn)的水的存在形式和空間分布入手,在教學(xué)上設(shè)計(jì)了以長(zhǎng)江水體運(yùn)動(dòng)為主線索的一系列有關(guān)的探究問(wèn)題--長(zhǎng)江水體之間的相互轉(zhuǎn)化;水的存在形式,長(zhǎng)江水循環(huán)的類型、環(huán)節(jié)及對(duì)長(zhǎng)江流域地理環(huán)境的影響,促進(jìn)對(duì)水循環(huán)概念的同化。
其次,在地理概念的鞏固階段,進(jìn)行變式練習(xí),以掌握概念的本質(zhì)屬性;通過(guò)概念間的對(duì)比,加深對(duì)概念特性的認(rèn)識(shí);通過(guò)各種組織策略,以完善概念結(jié)構(gòu)。學(xué)生對(duì)水循環(huán)概念的同化后,教師提高要求能夠繪制"海陸間水循環(huán)示意圖",并用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言表述水循環(huán)的過(guò)程,加深掌握對(duì)水循環(huán)概念的本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí);讓學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的繪圖技能并學(xué)會(huì)分析地理現(xiàn)象、描述地理事物的發(fā)生過(guò)程,以完善概念結(jié)構(gòu);培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)遷移能力。通過(guò)學(xué)習(xí)水的若干運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化、更新規(guī)律,使學(xué)生能夠結(jié)合生活實(shí)H、解釋生活中的實(shí)際問(wèn)題,用科學(xué)的理念、發(fā)展的觀點(diǎn)指導(dǎo)個(gè)人行為。意在提高學(xué)生的圖像信息的提取和分析能力;學(xué)會(huì)運(yùn)用辯證的觀點(diǎn)分析、解決問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖文信息的轉(zhuǎn)換教學(xué):以長(zhǎng)江"水體"為關(guān)鍵核心詞,指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建地理概念圖做筆記。
3.構(gòu)建地理概念圖, 揭示地理概念間的聯(lián)系,使學(xué)生形成概念體系
通過(guò)構(gòu)建地理概念圖,建立知識(shí)系統(tǒng),找到知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系和規(guī)律,從而加深理解和記憶;形成概念體系,幫助學(xué)生在表達(dá)時(shí)理清思路,把握全局,使講解和學(xué)習(xí)流暢自然、重點(diǎn)突出。
《自然界的水循環(huán)》一節(jié)在解決上述問(wèn)題基礎(chǔ)上,引導(dǎo)以"長(zhǎng)江--水體環(huán)境"為關(guān)鍵核心詞,指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建地理概念圖,利用地理概念圖做筆記。
通過(guò)運(yùn)用地理概念圖技術(shù),將提升學(xué)生思考技巧,逆向思維討論"如果自然界不存在水循環(huán),那地球?qū)?huì)出現(xiàn)什么狀況?"拓展了學(xué)生的發(fā)散思維和大幅增進(jìn)記憶力,組織力與創(chuàng)造力,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。引導(dǎo)利用"地理概念圖"為工具記錄筆記,能將老師講解的知識(shí)點(diǎn)核心內(nèi)容記錄下來(lái)它們之間的聯(lián)系用線條連接,使思維重點(diǎn)、思維過(guò)程以及不同地理概念之間的聯(lián)系清晰地呈現(xiàn)在圖中。這樣的課堂筆記不僅能夠迅速幫學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié),而且整堂課的授課過(guò)程也被形象地記錄在圖中,學(xué)生形成地理概念體系以便于課后復(fù)習(xí),加深對(duì)地理概念內(nèi)涵的理解和外延的拓展應(yīng)用。
4.注重地理概念的靈活運(yùn)用,提高地理素質(zhì)能力
在地理概念的應(yīng)用階段,注重概念的靈活運(yùn)用。可通過(guò)啟發(fā)式自我提問(wèn)、合作式相互提問(wèn)、出聲式思維訓(xùn)練以及歸納式錯(cuò)題整理等方面進(jìn)行訓(xùn)練。高考對(duì)地理概念的考查,從來(lái)源包括對(duì)概念內(nèi)涵的考查、對(duì)概念外延的考查及對(duì)概念間關(guān)系的考查三種形式,考查形式較靈活,對(duì)學(xué)生知識(shí)與能力的考查較全面。
例如【2015年新課標(biāo)Ⅰ】37.(24分)閱讀圖文材料,完成下列要求。
(1)分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯度地區(qū)低的原因。(8分)
學(xué)生失分的原因:(1)多"凍土"和"多年凍土"概念區(qū)分不清。 (2)只分析青藏地區(qū)的緯度、海拔,而沒(méi)有落腳到太陽(yáng)輻射強(qiáng);(3)對(duì)青藏地區(qū)和東北高緯地區(qū)氣溫年較差特征和成因認(rèn)識(shí)不清。
根據(jù)材料中"多年凍土分為上下兩層,上層為夏季融化,凍結(jié)凍結(jié)的活動(dòng)層,下層為多年凍結(jié)層",可得出以下結(jié)論:多年凍土的形成于冬夏季氣溫有關(guān),只有冬季凍結(jié)厚度大,夏季不能全部融化,才能形成多年凍土層,故解答本題的關(guān)鍵在于:當(dāng)同樣形成多年凍土層,青藏高原由于太陽(yáng)輻射強(qiáng),氣溫年較差小,冬季氣溫較高,凍結(jié)厚度薄,只有年氣溫更低時(shí),才能保證夏季不會(huì)全部融化,也才能形成多年凍土層。
1.1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念
關(guān)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念,到目前為止學(xué)術(shù)界并未明確提出,大多數(shù)是在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念基礎(chǔ)上,從城市或產(chǎn)業(yè)的角度提出了一些近似的概念。
陳琨[1]從實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式方面,提出水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)該至少包括兩層內(nèi)涵:一是在用水環(huán)節(jié),對(duì)于跑、冒、滴、漏、污實(shí)現(xiàn)最小量化,最大限度地實(shí)現(xiàn)水的凈化、回收、循環(huán)利用,達(dá)到或接近水的零排放;二是尊重自然界水的循環(huán)規(guī)律,在區(qū)域范圍內(nèi),通過(guò)經(jīng)濟(jì)、工程技術(shù)、立法等手段調(diào)整水的時(shí)空合理分布和利用,維護(hù)水的自然循環(huán)系統(tǒng),使水資源得以永續(xù)利用。張鋇[2]從社會(huì)水循環(huán)的角度,提出了水產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念,他認(rèn)為,水產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)是一種在對(duì)水資源不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,其中污水處理資源化、減量化和無(wú)害化,是水產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一條重要原則和標(biāo)志。
正確而又合理的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)定義是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析、核算與制定水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的基礎(chǔ)。綜上所述,在對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)及其應(yīng)用這一研究過(guò)程中,雖然各位學(xué)者給水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所下的定義,規(guī)定的研究對(duì)象、研究范圍等都有所不同,然而隨著社會(huì)的進(jìn)步和研究成果的大量問(wèn)世,彼此間的差異將逐步縮小。本文認(rèn)為,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)首先是一種先進(jìn)的水資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,它是建立在社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想,按照水資源節(jié)約、水環(huán)境友好的原則,在人們?cè)谏a(chǎn)和生活過(guò)程中,在水資源開(kāi)發(fā)利用的各個(gè)環(huán)節(jié),始終貫穿“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則,重視采用新技術(shù)、新材料、新工藝,并以完善的制度建設(shè)、管理體制、運(yùn)行機(jī)制和法律體系為保障,提高水的利用效益和效率,最大限度地減輕和降低污染,來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的最終可持續(xù)性。
1.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特征
根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的定義,通過(guò)傳統(tǒng)水資源利用模式和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的對(duì)比分析可以得出,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為一種先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式具有如下特征。
1.2.1發(fā)展目標(biāo)上追求效率、效益和可持續(xù)的統(tǒng)一性
水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在發(fā)展目標(biāo)追求水資源利用的效率、效益和可持續(xù)性三者的統(tǒng)一,要求水資源利用模式必須按這三大目標(biāo)進(jìn)行重新構(gòu)建。
(1)效率特征要求水資源利用注重節(jié)水,節(jié)水應(yīng)在不降低人民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力的前提下,在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支撐下,采取綜合措施減少用水過(guò)程中的損失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水資源。
(2)效益特征表現(xiàn)在中觀上水資源配置的高效益,要構(gòu)建節(jié)水型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和節(jié)水型社會(huì)系統(tǒng)。例如,非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的用水效益大大高于農(nóng)業(yè),低耗水產(chǎn)業(yè)的用水效益高于高耗水產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟(jì)作物的用水效益高于種植業(yè),這要求通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化配置水資源,將水從低效益用途配置到高效益領(lǐng)域,提高單位水資源消耗的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。
(3)可持續(xù)性是指水資源利用充分考慮了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),不以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià),這是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式追求的最高目標(biāo)。可持續(xù)性主要體現(xiàn)在宏觀層面,要求區(qū)域發(fā)展與水資源承載能力相適應(yīng),塑造持續(xù)發(fā)展型社會(huì);要求一個(gè)流域或地區(qū)量水而行,以水定發(fā)展,打造與當(dāng)?shù)刭Y源稟賦相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);要求通過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局和精心管理,協(xié)調(diào)好生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水的關(guān)系,將農(nóng)業(yè)、工業(yè)的結(jié)構(gòu)布局和城市人口的發(fā)展規(guī)模控制在水資源承載能力范圍之內(nèi)。
1.2.2管理環(huán)節(jié)上追求供水、用水和排水等環(huán)節(jié)的健康循環(huán)
發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最終目的是為人類提供健康的水資源生存環(huán)境,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)和途徑都應(yīng)追求健康循環(huán),且貫穿于整個(gè)水的社會(huì)循環(huán)過(guò)程中。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的健康、良性循環(huán)特征體現(xiàn)在水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中,需要貫徹以下三個(gè)基本原則。
(1)輸入端的減量化原則(Reduce)。要求在供水環(huán)節(jié),減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)流程的水資源量,即用較少的水資源投入滿足既定的生產(chǎn)或消費(fèi)需求,在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的源頭就做到節(jié)約水資源和減少污染。在生產(chǎn)中,要求采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、節(jié)水技術(shù)和節(jié)水實(shí)踐,從而減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水資源的需求量;在生活中,要求人們使用節(jié)水器具和采用節(jié)水實(shí)踐來(lái)減少對(duì)水資源的過(guò)度需求,從而達(dá)到減少?gòu)U水排放的目的。
(2)過(guò)程控制的再利用原則(Reuse)。為了提高水資源的利用效率,要求從上一工序或過(guò)程排出的水資源能夠直接為下一工序或過(guò)程所用,水資源在生產(chǎn)過(guò)程中盡量多次重復(fù)利用。在生產(chǎn)中,要求企業(yè)采用清潔生產(chǎn)和先進(jìn)技術(shù),以便于排出的水能夠不經(jīng)任何處理就能為另一用途所用;在生活中,鼓勵(lì)人們采取措施將生活水重復(fù)使用后用于沖廁、灌溉等用途。
(3)輸出端的再循環(huán)原則(Recycle)。要求生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中的污水重新變成可以利用的資源而不是無(wú)用的廢水。廢水資源化通常有兩種方式:一是水資源循環(huán)利用后形成與原來(lái)相同的產(chǎn)品,二是水資源循環(huán)利用后形成不同的新產(chǎn)品,廢水資源化后形成不同的產(chǎn)品可用于不同的用途。再循環(huán)原則要求水資源相關(guān)者將失去功能的廢水恢復(fù)功能,從而可以再利用,以使水資源整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)閉合。
1.2.3利用手段上追求科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與行政手段的一體化
先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,如果沒(méi)有先進(jìn)技術(shù)的輸入,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所追求的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境多目標(biāo)將難以從根本上實(shí)現(xiàn)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支持體系由五類構(gòu)成,包括替代技術(shù)、減量化技術(shù)、再利用技術(shù)、污水資源化技術(shù)、系統(tǒng)化技術(shù)等。
有效的經(jīng)濟(jì)政策是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力和必要保障。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式要求應(yīng)充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制對(duì)水資源配置的基礎(chǔ)作用,充分利用價(jià)格、稅收和財(cái)政等各種經(jīng)濟(jì)手段,包括建立征收水資源稅制度、上下游生態(tài)補(bǔ)償制度、污水資源化稅收優(yōu)惠制度等,從而實(shí)現(xiàn)符合水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的3R原則。
法律和法規(guī)作為一種強(qiáng)制手段可以有效地推動(dòng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也是所有發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的重要手段。從目前法制建設(shè)的需要來(lái)看,我國(guó)在水循環(huán)經(jīng)濟(jì)立法中存在著很多立法空白,極大地影響了水資源循環(huán)利用的順利進(jìn)行,迫切需要制定新的法律法規(guī)來(lái)規(guī)范各種水資源利用的行為,例如:建立《節(jié)水型社會(huì)基本法》、《污水資源化利用管理?xiàng)l例》等法律和制度,是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在管理手段上的重要特點(diǎn)。2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
在水循環(huán)的研究與實(shí)踐應(yīng)用方面,近年來(lái)許多國(guó)家和地區(qū)結(jié)合自己的實(shí)際做了大量的工作。這些國(guó)家和地區(qū)包括:澳大利亞、美國(guó)、加拿大、納米比亞、日本、歐盟成員國(guó)以及西亞、非洲、拉丁美洲等國(guó)家。Asano等[3]認(rèn)為水資源需求的數(shù)量和調(diào)配的范圍隨著人類生活與社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷擴(kuò)大,一方面社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展需要擴(kuò)展水資源的調(diào)配范圍;另一方面社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展也提高了調(diào)水的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力。Metcalf[4]從污水再生的角度系統(tǒng)論述了污水處理、處置和回用的基本原理。Beekman[5]從節(jié)水減污的角度系統(tǒng)論述了水體保護(hù)、循環(huán)利用的基本原理。Lund[6]對(duì)調(diào)水的成本與風(fēng)險(xiǎn)交易以及對(duì)自然、經(jīng)濟(jì)的影響進(jìn)行了分析。Glenn-Marie[7]建立了國(guó)家層面水資源循環(huán)體系和水實(shí)物量核算投入產(chǎn)出表,并用于南部非洲國(guó)家(如納米比亞)的水資源核算,進(jìn)而分析水資源對(duì)各部門(mén)經(jīng)濟(jì)的影響,提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。
其中,澳大利亞無(wú)論在水循環(huán)研究方面,還是實(shí)踐方面,都頗為成功。從1977年開(kāi)始,澳大利亞有關(guān)部門(mén)便開(kāi)始著手再生水項(xiàng)目的可行性研究,為了成功舉辦2000年悉尼奧運(yùn)會(huì),澳大利亞政府相繼出臺(tái)了《國(guó)家水資源管理戰(zhàn)略框架》和《NSW城市和社區(qū)循環(huán)水利用導(dǎo)則》,并建立了相應(yīng)的循環(huán)水管理機(jī)構(gòu)、管理制度和標(biāo)準(zhǔn);目前,在澳大利亞大約有500個(gè)污水處理廠,其中有一半從事循環(huán)水的開(kāi)發(fā),每年大約有150GL到200GL的廢水被循環(huán)利用。2004年,在澳大利亞國(guó)會(huì)資助下,澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程學(xué)院出版了《澳大利亞的水循環(huán)研究》報(bào)告。這份研究報(bào)告介紹了澳大利亞當(dāng)前水循環(huán)利用情況,主要強(qiáng)調(diào)生活和工業(yè)廢水的處理程度和循環(huán)利用問(wèn)題。報(bào)告討論了一系列問(wèn)題,既有國(guó)際的,又有國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn),并提出了未來(lái)水循環(huán)利用和管理的24條建議:水循環(huán)的定義、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必要性、循環(huán)水的水權(quán)問(wèn)題、相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)的修訂和建立、循環(huán)水項(xiàng)目的可行性研究、循環(huán)水成本與價(jià)格方案與操作辦法、對(duì)污水處理過(guò)程的技術(shù)創(chuàng)新、循環(huán)水項(xiàng)目的投融資方式、國(guó)家水資源管理機(jī)構(gòu)改革、公眾參與循環(huán)水項(xiàng)目的必要性等[8]。
隨著水資源的日益緊缺,在中國(guó),許多城市將廢水循環(huán)利用作為滿足日益增長(zhǎng)水資源需求的一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略措施,對(duì)于水資源節(jié)約利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)利用的研究也逐漸開(kāi)展起來(lái),但仍處于起步階段,研究深度不夠,成果較少。代表成果主要有:陳志愷[9]的“堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)研究”,賈紹鳳[10]的“社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)研究進(jìn)展”和陳琨[1]的“我國(guó)實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的途徑”等,這些成果對(duì)節(jié)水型社會(huì)的建立、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的研究方向、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的評(píng)價(jià)、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式進(jìn)行了研究。在實(shí)踐方面,廢水循環(huán)利用主要在以下幾方面:農(nóng)業(yè)灌溉,同時(shí)改善河流質(zhì)量;作為工業(yè)冷卻水;市政用水,如草地和樹(shù)林;酒店和居民區(qū)沖洗廁所;經(jīng)過(guò)處理的廢水再利用于城市景觀綠化;為了更加明確再生水項(xiàng)目執(zhí)行的可行性,許多水資源短缺和污染嚴(yán)重的城市,如北京、天津、太原、大連和青島,已選擇部分地方和工業(yè)園區(qū)作為試點(diǎn)。
綜上所述,隨著水資源危機(jī)逐漸加劇以及人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的追求,傳統(tǒng)的以“擴(kuò)大水資源供給”為目的的工程水利管理方式以及對(duì)水資源不合理的開(kāi)發(fā)、利用方式已經(jīng)不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)水資源合理開(kāi)發(fā)利用的要求。傳統(tǒng)的單一管理方式逐步向水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方式轉(zhuǎn)變,水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系的研究也逐步由過(guò)去的單一水文學(xué)向多學(xué)科交叉延伸。
3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的新理論支柱
關(guān)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的理論基礎(chǔ)呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展理論、物質(zhì)代謝理論以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論逐步成為該領(lǐng)域研究的主要理論支柱。
3.1可持續(xù)發(fā)展理論
產(chǎn)業(yè)革命以來(lái),人類活動(dòng)對(duì)自然的兩重性愈加明顯,隨著人口問(wèn)題、資源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題——即全球問(wèn)題的提出,可持續(xù)發(fā)展成為我國(guó),也成為全世界二十一世紀(jì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主題。這就要求要將水資源合理開(kāi)發(fā)利用提高到人口、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境共同協(xié)調(diào)發(fā)展的高度來(lái)認(rèn)識(shí)。可見(jiàn),“可持續(xù)發(fā)展”的思想將推進(jìn)水資源的開(kāi)發(fā)和管理,并由此構(gòu)成未來(lái)水資源管理的新理論。
首先,可持續(xù)發(fā)展理論要求水資源利用要關(guān)注流域尺度或區(qū)域驚尺度的可持續(xù)發(fā)展。由于水資源與水環(huán)境系統(tǒng)以流域尺度為基本單元,可持續(xù)發(fā)展在協(xié)調(diào)水環(huán)境系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系時(shí),必須以流域整體思想為指導(dǎo)。恢復(fù)和逐步改善流域水資源環(huán)境系統(tǒng)的功能,是謀求可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
其次,可持續(xù)發(fā)展理論要求定量描述并分析水環(huán)境系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系,使得水環(huán)境核算研究成為當(dāng)前水環(huán)境經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的最前沿課題。水環(huán)境核算包括實(shí)物量核算與價(jià)值量核算,實(shí)物核算是建立在水循環(huán)定量分析的基礎(chǔ)上,用實(shí)物單位描述經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與水資源的輸入輸出關(guān)系;價(jià)值核算集中在水環(huán)境價(jià)值的內(nèi)涵、類型及量化方法上,水資源價(jià)值核算將為水權(quán)、水價(jià)、排污權(quán)等水環(huán)境保護(hù)市場(chǎng)機(jī)制的形成奠定理論基礎(chǔ)。
最后,可持續(xù)發(fā)展理論要求水資源利用從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度考慮。循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為生態(tài)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式,在全球范圍受到廣泛的重視,是對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。
3.2物質(zhì)代謝理論
人類社會(huì)發(fā)展的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)方式在不同時(shí)期的動(dòng)態(tài)演進(jìn),也是人類對(duì)自然世界不斷進(jìn)行改造的歷史。早在19世紀(jì)中葉,馬克思就曾注意到城市迅速發(fā)展導(dǎo)致養(yǎng)分循環(huán)代謝斷裂的問(wèn)題(MetabolicRift),并且指出人類社會(huì)與自然界之間存在著相互制約、相互影響的重要生態(tài)關(guān)聯(lián)[11]。但這以后,很少有學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出物質(zhì)代謝研究的重要思想或分析方法。
直到20世紀(jì)60年代,Kneese與Ayres以及Leontief等經(jīng)濟(jì)學(xué)家重新意識(shí)到現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中物質(zhì)代謝過(guò)程的重要性,明確指出應(yīng)當(dāng)盡早開(kāi)展關(guān)于物質(zhì)流系統(tǒng)的研究,并且基于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和投入產(chǎn)出方法分別提出了物料平衡分析的初步方法,用以解釋經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)與消費(fèi)以及外部性問(wèn)題,從而推動(dòng)了物質(zhì)代謝研究開(kāi)始逐漸應(yīng)用于識(shí)別產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)致的環(huán)境影響。1988年Ayres首次提出物質(zhì)代謝(IndustrialMetabolism,也叫產(chǎn)業(yè)代謝)的概念,并且指出所謂物質(zhì)代謝就是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)用勞動(dòng)力要素將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品與廢物的一系列物質(zhì)過(guò)程的集合,這標(biāo)志著物質(zhì)代謝研究范疇正式確立并得到廣泛認(rèn)可[12]。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代,產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的建立和進(jìn)一步發(fā)展為物質(zhì)代謝理論和成果應(yīng)用提供了切實(shí)的理論依據(jù),促進(jìn)了現(xiàn)代物質(zhì)代謝分析技術(shù)的發(fā)展與繁榮,使得人們逐漸認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有的物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)模式,即物質(zhì)社會(huì)代謝的結(jié)構(gòu)與組織形式,是導(dǎo)致人類社會(huì)與自然生態(tài)系統(tǒng)之間尖銳沖突的本質(zhì)根源。由此,以優(yōu)化或重組物質(zhì)代謝過(guò)程為目標(biāo),從根本上轉(zhuǎn)變現(xiàn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)使之更加符合自然生態(tài)規(guī)律,已成為實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展道路的主流方向之一。同樣,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的研究也需要分析生產(chǎn)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的水資源物質(zhì)流代謝過(guò)程,從根本上提出符合水資源節(jié)約、高效的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,因此,物質(zhì)代謝理論成為了水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的基礎(chǔ)理論之一。
3.3產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論
產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)主要以物質(zhì)和能量代謝為主要研究?jī)?nèi)容。其主要采用物質(zhì)利用強(qiáng)度、物質(zhì)生產(chǎn)力、循環(huán)利用率三種指標(biāo)分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)代謝效率[13]。以生產(chǎn)部門(mén)的水資源為例,物質(zhì)利用強(qiáng)度通過(guò)分析部門(mén)水資源消耗強(qiáng)度與其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出在整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中所占比例,識(shí)別水資源利用效率;物質(zhì)生產(chǎn)力則將水資源投入作為生產(chǎn)力要素之一,采用單位水資源的產(chǎn)品或產(chǎn)值指標(biāo)來(lái)衡量水資源生產(chǎn)力水平。水資源利用強(qiáng)度越低、水資源生產(chǎn)力水平越高,說(shuō)明經(jīng)濟(jì)體系對(duì)于水資源投入的依賴性越小,系統(tǒng)的封閉性越好;水資源循環(huán)利用率則用于表征經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的“廢水”或“水污染物”的再循環(huán)、再利用程度,循環(huán)利用率越高,說(shuō)明耗散損失進(jìn)入環(huán)境的水污染物越小,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水資源、水環(huán)境的壓力就越小,而系統(tǒng)的穩(wěn)定性也越高。
應(yīng)當(dāng)指出,雖然自然生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成與運(yùn)行模式為重新組織現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式與消費(fèi)提供了一個(gè)參照系,但是到目前為止產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)并未提出標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式來(lái)保證這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),目前關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題主要包括:(1)自然生態(tài)系統(tǒng)的資源代謝過(guò)程的組織和協(xié)調(diào)機(jī)理如何?對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和消費(fèi)以及污染物的循環(huán)利用有哪些現(xiàn)實(shí)意義?例如,水資源在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的代謝規(guī)律如何進(jìn)行定量描述?如何提高廢水循環(huán)利用率?(2)自然生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)分解和再利用的方式有哪些?它們對(duì)發(fā)現(xiàn)水循環(huán)利用的新途徑有哪些啟示?例如,如何避免經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中污水回收和再利用過(guò)程本身也可能導(dǎo)致的環(huán)境污染?盡管產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論尚未發(fā)展完善,但是其提出的一系列理論方法為水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式制定提供了重要參考價(jià)值,使水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)行規(guī)則重構(gòu)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)成為可能和可行。4水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究新方法與手段
在對(duì)水循環(huán)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究的方法上,由于水的流動(dòng)與循環(huán),水環(huán)境系統(tǒng)與水社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在不同時(shí)空尺度下進(jìn)行能量、物質(zhì)的交換并交互影響,現(xiàn)代水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究必須從系統(tǒng)的角度出發(fā),研究水環(huán)境系統(tǒng)與水社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體行為、演化規(guī)律及其相互作用,從區(qū)域、流域方面加強(qiáng)水資源循環(huán)、定量分析。為此,物質(zhì)流分析技術(shù)(MaterialFlowAnalysis,MFA)與投入產(chǎn)出分析技術(shù)(Inputandoutput,I/O)成為了水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的主流方法。
4.1物質(zhì)流分析技術(shù)(MFA)
物質(zhì)流分析是根據(jù)工業(yè)代謝和社會(huì)代謝的概念,依自然環(huán)境為經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)提供的物質(zhì)輸入,通過(guò)加工、貿(mào)易、使用、回收、廢棄等過(guò)程形成的系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ),以及返回到自然環(huán)境中的物質(zhì)輸出等環(huán)節(jié)過(guò)程進(jìn)行各類物質(zhì)統(tǒng)計(jì)。根據(jù)物質(zhì)守恒定律,整個(gè)系統(tǒng)中的輸入量應(yīng)等于輸出量與存儲(chǔ)量之和。物質(zhì)流分析中,主要衡量的是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的物質(zhì)投入、產(chǎn)出和物質(zhì)利用效率,只考慮通過(guò)研究系統(tǒng)邊界的物質(zhì)輸入/輸出流,而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)不再細(xì)化反映。物質(zhì)流分析提供了關(guān)于環(huán)境與經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行機(jī)制的整體理解,使得決策者能夠確定關(guān)鍵問(wèn)題所在、選擇優(yōu)先控制目標(biāo)和相應(yīng)政策方案,從而通過(guò)改善整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的物質(zhì)代謝效率來(lái)解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此,物質(zhì)流分析已成為20世紀(jì)90年代以來(lái)環(huán)境管理和政策制訂的重要技術(shù)方法,廣泛為發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織所采用[14]。
從物質(zhì)流分析和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系來(lái)看,物質(zhì)流分析的調(diào)控作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)減少水資源供應(yīng)總量。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,需水的多少直接決定水資源的供應(yīng)量和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度,水資源消耗的減少意味著水資源供應(yīng)的減少,其對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的意義是極為重要的。通過(guò)物質(zhì)流分析,可以發(fā)現(xiàn)各部門(mén)、各環(huán)節(jié)水資源輸入量的多少,進(jìn)而通過(guò)技術(shù)和管理手段,不斷提高水資源利用率和增加水資源循環(huán)利用量。
(2)提高水資源利用效率。水資源利用效率反映了水資源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系,其中生產(chǎn)技術(shù)和工藝是提高水資源利用效率的核心。通過(guò)物質(zhì)流分析,我們可以分析和掌握水資源消耗和產(chǎn)值之間的關(guān)系,并通過(guò)技術(shù)、工藝改造和更新,減少水資源的消耗定額,達(dá)到盡可能少的水資源消耗獲得預(yù)期經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的。
(3)增加水資源重復(fù)利用量。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的水資源利用的物質(zhì)流分析,尋求提高水資源的重復(fù)利用率的途徑,可以增加水資源的循環(huán)使用量,延長(zhǎng)水資源的使用壽命,減少水資源的初始投入,從而最終減少水資源的投入量。企業(yè)內(nèi)部、產(chǎn)業(yè)間的水資源重復(fù)利用,中水回用,雨水和污水資源化利用等都是提高水資源重復(fù)利用的重要內(nèi)容和形式。
(4)減少最終水污染排放量。實(shí)際上,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,通過(guò)提高水資源利用率、增加水資源循環(huán)利用量,不但可能減少水資源投入總量(新鮮水量),同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)減少污水排放的目的。因此,在發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中,可以通過(guò)提高水資源利用率和循環(huán)利用率,實(shí)行節(jié)約用水,達(dá)到減少水污染物排放的目的。
4.2投入產(chǎn)出分析技術(shù)(I/O)
投入產(chǎn)出分析起源于美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦西里•列昂惕夫的“投入產(chǎn)出分析”。列昂惕夫1931年開(kāi)始研究“投入產(chǎn)出分析”,主要用于研究美國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),1968年聯(lián)合國(guó)把它推薦為國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算方法,現(xiàn)已在許多國(guó)家得到推廣和應(yīng)用。我國(guó)于1974年開(kāi)始編制了部分產(chǎn)品的1973年投入產(chǎn)出表。一些省市和一些大中城市也編制了投入產(chǎn)出表。1988年底完成了國(guó)家1987年的投入產(chǎn)出表的編制工作。同時(shí),各省、市、自治區(qū)(除、臺(tái)灣外)也都編制了本地區(qū)的1987年投入產(chǎn)出表。這些投入產(chǎn)出表不同程度地為中央和地方各有關(guān)部門(mén)應(yīng)用于管理、決策,并取得了顯著成效[15]。
投入產(chǎn)出模型應(yīng)用于資源環(huán)境問(wèn)題的研究開(kāi)始于20世紀(jì)70年代,Leontief和Ford[16]用投入產(chǎn)出模型研究空氣污染問(wèn)題,Carter和Ireri[17]用地區(qū)間投入產(chǎn)出模型研究加利福利亞和亞利桑那州的水資源調(diào)配問(wèn)題,Thoss和Wiik[18]用投入產(chǎn)出模型研究水資源管理問(wèn)題,Hendricks[19]用投入產(chǎn)出模型研究水資源的供需平衡問(wèn)題,謝梅等人[20]用投入產(chǎn)出模型研究北京的城市水資源系統(tǒng),陳錫康[21]建立了山西省水資源經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出模型并研究水資源價(jià)值問(wèn)題。
將水資源和環(huán)境問(wèn)題納入投入產(chǎn)出模型中進(jìn)行研究,為觀察經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的水資源消耗強(qiáng)度和水污染物排放強(qiáng)度(即計(jì)算水資源消耗系數(shù)和水污染物排放系數(shù))提供了前提,同時(shí)也為進(jìn)一步利用投入產(chǎn)出表的消耗系數(shù),將水資源消耗和水污染物排放置于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的普遍聯(lián)系之中,為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)流分析和價(jià)值流核算、循環(huán)水價(jià)格的制定等提供了良好的分析工具;此外,可以將投入產(chǎn)出模型與計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型相結(jié)合,預(yù)測(cè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各部門(mén)未來(lái)水資源消耗量和水污染物產(chǎn)生量、排放量,根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的合理化建議,為水資源可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式的探索奠定了基礎(chǔ)。
5水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的重點(diǎn)問(wèn)題
水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的目標(biāo)首先是建立科學(xué)的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系;其次是技術(shù)體系適宜,經(jīng)濟(jì)保持適度發(fā)展;第三是選擇合適的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式;第四是要建立良好的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制,這也是今后一個(gè)時(shí)期水循環(huán)經(jīng)濟(jì)需研究的重點(diǎn)問(wèn)題。
5.1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系構(gòu)建的研究
水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系的構(gòu)建是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)走向?qū)嵺`的重要基礎(chǔ),需要從以下幾個(gè)方面著手:(1)不斷地尋求理論創(chuàng)新,建立起符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與方法體系,從而更好地指導(dǎo)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐;(2)加強(qiáng)對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的研究和經(jīng)濟(jì)學(xué)分析,從而不斷提高水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的運(yùn)行效率,促進(jìn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的推廣;(3)加強(qiáng)對(duì)于流域、區(qū)域、城市和工業(yè)園區(qū)等水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長(zhǎng)期分析,探索水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律,并逐步試點(diǎn)示范,從而更好地服務(wù)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略與政策的制訂;(4)加強(qiáng)對(duì)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的多角度分析,如市場(chǎng)、價(jià)格、技術(shù)、規(guī)劃、法律等,從而不斷充實(shí)和完善水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)容體系;(5)加強(qiáng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)與相關(guān)學(xué)科的對(duì)比與借鑒研究,從而不斷推進(jìn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論的完善與發(fā)展。
5.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式選擇問(wèn)題的研究
水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的選擇體現(xiàn)在水循環(huán)體系的各個(gè)環(huán)節(jié)之中,包括供水、生產(chǎn)和生活用水、污水資源化、雨水利用等。其目的很清楚,一是節(jié)水,減少對(duì)自然水資源的索取,二是減少排放,減少對(duì)自然水生態(tài)的擾動(dòng)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在人類實(shí)踐中早有應(yīng)用,如節(jié)水器具,節(jié)水的綠色建筑,還有各種中水的回用等。總體來(lái)看,對(duì)這些模式的研究和分析還不夠深入,沒(méi)有更好地提煉總結(jié),尤其是從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度的分析還有待加強(qiáng)。由于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念出現(xiàn)的時(shí)間較短,還難以評(píng)價(jià)各種模式實(shí)施的效果,這也都需要加以系統(tǒng)分析[1]。
(1)節(jié)約用水模式研究。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)采用大漫灌的灌溉方式,用水量大,利用率低,浪費(fèi)嚴(yán)重。可見(jiàn),我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力相當(dāng)可觀,應(yīng)大力研究和分析農(nóng)業(yè)節(jié)水模式,通過(guò)節(jié)水灌溉和節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)行業(yè)節(jié)水的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究,通過(guò)產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,達(dá)到水資源節(jié)約利用和水環(huán)境污染控制的目的。在城鎮(zhèn),要加強(qiáng)水的循環(huán)利用研究,控城鎮(zhèn)生活的用水浪費(fèi),減少城市給水管網(wǎng)和用水器具漏水損失,充分發(fā)揮節(jié)水的潛力。要研究和分析各種節(jié)水模式的成本和效益,通過(guò)成本和效益的比較,選擇最優(yōu)的節(jié)約用水模式。
(2)清潔生產(chǎn)模式研究。近年來(lái),世界上大力推廣清潔生產(chǎn),廣泛采用循環(huán)利用經(jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢水。由于采取這一措施,20年來(lái),日本和德國(guó)的工業(yè)用水的數(shù)量沒(méi)有增加。美國(guó)鋼鐵業(yè)在每噸鋼需要的280t水中,只有14t是注入的新水,其余用的都是循環(huán)水。至2000年,我國(guó)工業(yè)廢水的重復(fù)利用率已經(jīng)達(dá)到70%以上,但與世界先進(jìn)水平的90%~95%相比,還有不少的差距。根據(jù)我國(guó)目前的工業(yè)用水效率預(yù)計(jì),2020年我國(guó)工業(yè)的年用水量將由現(xiàn)在的1100億m3增加到2000億m3,增加用水量約1倍。這就要求我們必須重視工業(yè)用水過(guò)程的研究,多角度地選擇清潔生產(chǎn)模式,改進(jìn)工藝和流程,進(jìn)一步提高多次重復(fù)循環(huán)用水,提高用水的效率。
(3)污水資源化模式研究。工業(yè)廢水資源化的觀念是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)廢水末端治理的革命,是工業(yè)廢水治理的努力方向;城市生活污水的處理可以考慮變集中處理為分散處理,分散處理的主要場(chǎng)所是居民住宅的屋頂。通過(guò)在城市建立中水系統(tǒng),將生活、生產(chǎn)污水處理之后再次使用,從而節(jié)約大量的日常用水。經(jīng)處理過(guò)的回用中水,主要可用于沖廁、體育場(chǎng)館、高爾夫球場(chǎng)、澆灌花草樹(shù)木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設(shè)備冷卻、工業(yè)用水及其他可接受其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水。我國(guó)90%以上的城市水域遭到污染,城市污水(包括生活污水和工業(yè)廢水)以每年6.5%的速度增加,預(yù)計(jì)到2020年城市污水產(chǎn)生量將達(dá)到600億t以上。因此,污水資源化應(yīng)是我國(guó)21世紀(jì)城市水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的著眼點(diǎn),需要大力研究污水處理技術(shù)水平和污水資源化應(yīng)用的方向。
(4)雨水資源化模式研究。由于自然和歷史的原因,在我國(guó)北方地區(qū),尤其是西北黃土高原的部分地區(qū)極度缺水。按可利用水資源統(tǒng)計(jì),當(dāng)?shù)厝司衫盟Y源占用量只有110m3,是全國(guó)可利用水資源占有量720m3的15.3%,是世界人均可利用水資源占有量2970m3的3.7%。目前在我國(guó)的西部地區(qū)有近1000萬(wàn)人的飲用水極度困難。數(shù)百年來(lái),西部地區(qū)居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經(jīng)驗(yàn),使他們得以在這里生存。面對(duì)發(fā)展的需要,這種傳統(tǒng)的集水方式受到了資金短缺的制約。為此,今后需要大力開(kāi)展對(duì)西北地區(qū)雨水利用方式、雨水利用投融資方式等方面的研究。
(5)海水淡化模式研究。我國(guó)擁有1萬(wàn)8千多公里的海岸線和300多萬(wàn)平方公里的海洋管轄區(qū),海水利用和淡化是解決淡水緊缺問(wèn)題的有效途徑。據(jù)測(cè)算,中國(guó)城市的用水中約80%是工業(yè)用水,工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。如果能夠用海水替代現(xiàn)有工業(yè)冷卻用淡水總用量的30%,就可以使沿海城市節(jié)約近20%的淡水資源,同時(shí)減少冷卻水對(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)的海水淡化起步于20世紀(jì)60年代,目前在技術(shù)上還不夠成熟。今后,需要加強(qiáng)對(duì)海水淡化技術(shù)、海水對(duì)工業(yè)設(shè)備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產(chǎn)業(yè)化等方面的研究,使海水淡化利用成為我國(guó)解決缺水問(wèn)題的重要選擇之一。
5.3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新問(wèn)題的研究
“節(jié)流”與“開(kāi)源”是解決水資源短缺的兩個(gè)主要途徑,在水資源供應(yīng)不斷減少的今天,其核心在于水的循環(huán)利用,即通過(guò)污水資源化、雨水資源化、節(jié)約用水等措施,增加水資源的間接供應(yīng),盡量減少水的使用量,這樣不僅可以減少無(wú)效需求,減輕供水壓力,還可以相應(yīng)減少污水排放和污水處理的負(fù)擔(dān),減少對(duì)環(huán)境的污染。為此,循環(huán)用水可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要戰(zhàn)略措施。循環(huán)用水需要采取工程、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理等各項(xiàng)綜合措施,特別需要不斷更新的污水處理技術(shù)、節(jié)水技術(shù)與設(shè)備的支持。
技術(shù)創(chuàng)新是為了實(shí)現(xiàn)一定的系統(tǒng)目標(biāo),考慮系統(tǒng)內(nèi)外客觀因素的制約,對(duì)各種可能得到的技術(shù)手段進(jìn)行分析比較,不斷研究和尋找新的最佳方案。對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)創(chuàng)新研究,主要是從事技術(shù)科學(xué)的學(xué)者,要將水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念與思路引入水的供應(yīng)、輸送、使用、排放、處理和回用等過(guò)程中,通過(guò)對(duì)循環(huán)過(guò)程中水資源消耗、水循環(huán)利用、污水處理、水污染排放的分析,提出減量化、再使用、再循環(huán)的工程流程或技術(shù)建議。
例如,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中用水部門(mén)與行業(yè)中,各用水部門(mén)與行業(yè)都存在節(jié)水技術(shù)與相關(guān)設(shè)備;在污水處理廠,要實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用,必須不斷更新處理設(shè)施和技術(shù),以提高污水的處理水平;同樣,要實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用,需要對(duì)飲用水、循環(huán)水的管道系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度,還需要考慮不同技術(shù)項(xiàng)目的成本與效益,如引入新的生產(chǎn)流程與工藝以提高水循環(huán)利用效率所需要的投入及預(yù)期產(chǎn)出。對(duì)于企業(yè)和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看,還要對(duì)比分析采取水循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)期成本和短期成本,從而確定水循環(huán)技術(shù)的可行性。這些工作,需要根據(jù)各地的水資源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、科學(xué)技術(shù)水平等因素,對(duì)各類循環(huán)水的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的分類,并提出相關(guān)的技術(shù)識(shí)別評(píng)價(jià)指標(biāo),以為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。
5.4水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制及經(jīng)濟(jì)機(jī)制問(wèn)題的研究
【關(guān)鍵詞】河湖水系連通;水循環(huán);水系功能;體系構(gòu)建
1、水系功能
在地球引力與太陽(yáng)輻射下,水在地球的水圈中不停的運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成了海、陸、空的水循環(huán)。它把各種的水體連接一起,使其各類水體長(zhǎng)期的存在。連通的河、湖水系不僅是水循環(huán)的通道,同時(shí)水循環(huán)也給予了河、湖水系的自然功能[1]。總的來(lái)說(shuō),河、湖水系的水在不斷的流動(dòng)和轉(zhuǎn)化,也在地球引力的作用下,通過(guò)河道向干流和大海等流動(dòng),其中也有水沙等的搬運(yùn)與能量的傳遞。河床形態(tài)在水沙作用的影響下不斷的自我調(diào)整使水體中的污染物的濃度降低起到了水體的自凈作用。同時(shí)水中的物種運(yùn)輸與轉(zhuǎn)移,是河流生態(tài)穩(wěn)定的保障。此研究查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和研究成果綜述如下,河、湖水系連通的水系作用包括水資源儲(chǔ)載、物質(zhì)能量傳遞、河床地貌的塑造和生態(tài)維系。
1.1 水資源儲(chǔ)載
眾所周知,水資源載體是河湖水系。它不僅儲(chǔ)備了水資源,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了水資源的運(yùn)輸。地表水主要是以水庫(kù)蓄水、湖泊、河道徑流等形式存在著。河、湖水系是水資源循環(huán)的地表水的重要通道。液態(tài)的水在徑流中通過(guò)入滲、匯集等輸送到河流、海洋、內(nèi)陸湖使得不同地區(qū)的水資源得到調(diào)配。不停息的水循環(huán)給予了河、湖水系的水源、水動(dòng)力并使之成為水資源輸運(yùn)的載體。水資源的儲(chǔ)載功能是河、湖水系的本質(zhì)功能,也是河、湖水系其他的功能得以實(shí)現(xiàn)的前提條件。
1.2 物質(zhì)能量的傳遞
流域水循環(huán)、能量的平衡依靠河、湖水系來(lái)維持。它實(shí)現(xiàn)了水資源儲(chǔ)載,同時(shí)也傳遞了物質(zhì)能量;它是信息、能量、物質(zhì)在陸地、水生態(tài)系統(tǒng)之間傳遞的重要通道。物質(zhì)輸送主要有生物物質(zhì)、固體物質(zhì)、溶解物質(zhì)之間的輸送。河、湖水系間的能量主要有以下三個(gè)方面。一為河流物質(zhì)的輸送提供了能量。二為水體和固體邊界間的作用提供了能量。三水循環(huán)的過(guò)程中動(dòng)能、勢(shì)能為人類提供了水能資源。
1.3 河床、地貌的塑造
自然條件下河流的作用主要指地球表面的地貌作用。水流的能量是地貌改造、物質(zhì)輸送能量需求。河、湖水系在水循環(huán)中不停的運(yùn)動(dòng)形成水動(dòng)力。河、湖水系通過(guò)水流的侵蝕從而改變周邊的地表巖石層。并且可通過(guò)搬運(yùn)和堆積逐漸改變了河道的原有形態(tài)。并逐漸形成了河道以及沖積平原同時(shí)改變周圍的自然環(huán)境。
1.4 生態(tài)維系
河、湖水系是形成并維系著生態(tài)系統(tǒng)重要因素。通過(guò)雨水的沖刷,帶入河流中的各種生物、礦物鹽類為河、湖水系以及近海的周邊的動(dòng)、植物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)為動(dòng)、植物的構(gòu)建提供了合適的棲息地。使得河、湖水系是動(dòng)、植物生存、繁衍以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定演化的條件。這包括河流、湖泊、沼澤的水生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、近海生態(tài)系統(tǒng)。
1.5水體的自凈
河、湖水系連通的流速和流量直接的影響移流和紊動(dòng)擴(kuò)散的強(qiáng)度。流速、流量越大污染物的濃度稀釋、擴(kuò)散能力就越強(qiáng),水汽界面的氣體的交換速度也越大,也就越有利水體自凈。河、湖水系中水生物、微生物也是水體的凈化重要因素。總體來(lái)說(shuō),河、湖水系有納污排污能力。水流的生物、物理和化學(xué)作用使河、湖水系連通的本身也有較強(qiáng)自凈能力。
2、水系連通
人的生存、發(fā)展都離不開(kāi)水。水的載體是河流,同時(shí),河流也是人類的社會(huì)活動(dòng)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的載體。水資源及河、湖水系為人類提供了各種資源以及物質(zhì)服務(wù)。依據(jù)人類的生存、社會(huì)發(fā)展的需求,河、湖水系的連通被賦予了較多的水系連通功能[2]。主要有航運(yùn)、供水、發(fā)電、水文化、凈化環(huán)境、水景觀、生態(tài)保護(hù)、泄洪以及滯洪功能。河、湖水系連通功能是人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力體現(xiàn)。此文將河、湖水系的連通功能劃分為水資源配置、水生態(tài)和環(huán)境改善、防洪與除澇。
2.1 水資源配置
地表水資源重要載體是河湖水系[3],通過(guò)對(duì)其開(kāi)發(fā)、利用就可以向周邊的區(qū)域供水。它是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)的主要水源。同時(shí)也可以通過(guò)水庫(kù)的儲(chǔ)蓄、跨流域的調(diào)水的河、湖水系連通的工程對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)配,使其供給對(duì)象更加廣泛。有力的支撐了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。該功能又可以進(jìn)一步的分為以下5個(gè)功能。
(1)水力發(fā)電通過(guò)河流、水庫(kù)間的連接通道引水蓄能發(fā)電提高了水電站的發(fā)電效率保證了區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
(2)農(nóng)業(yè)灌溉構(gòu)建灌區(qū)和河流之間的渠系把水資源比較豐富地區(qū)的水調(diào)引以進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉保障農(nóng)業(yè)的發(fā)展和解決了糧食短缺的問(wèn)題。
(3)應(yīng)急供水構(gòu)建應(yīng)急的供水通道的水系網(wǎng)絡(luò)從水庫(kù)、地下水、湖泊等水資源調(diào)用水利資源,緩解了用水臨時(shí)劇增、地震、供水的工程失效、戰(zhàn)爭(zhēng)原因造成的突發(fā)缺水問(wèn)題。
(4)城市供水構(gòu)建河、湖和城市間的供水管網(wǎng)絡(luò),調(diào)集了水資源較豐富的地區(qū)水資源補(bǔ)給了缺水的城市。因此提高了城市供水的保證率解決了城市的缺水問(wèn)題。
(5)水運(yùn)交通構(gòu)建的流域間的水資源網(wǎng),加強(qiáng)了水資源的流通和輸送并發(fā)揮了航運(yùn)的功效,構(gòu)建了水上的交通網(wǎng)絡(luò)。
2.2 水生態(tài)和環(huán)境改善
河、湖水系為自然界的動(dòng)物、植物提供了生存空間。它是人類不可缺少的生活條件。完整、穩(wěn)定的系統(tǒng)是人、自然和諧的基礎(chǔ)。生態(tài)的系統(tǒng)與環(huán)境的破壞有時(shí)候或許是不可逆的[4]。在目前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展下,受損的河、湖水系的人工的改造以及提高河、湖水系的生態(tài)和環(huán)境的改善的保護(hù)能力是非常重要的。此功能又可以劃分為以下幾點(diǎn)功能。
(1)水質(zhì)改善構(gòu)建新的河、湖水系的置換通道加快了水資源的更新的速度同時(shí)也縮短了水體的置換時(shí)間,也提高了水體的自凈能力和改善了水質(zhì)。
(2)景觀維護(hù)構(gòu)建了區(qū)域和城市的水網(wǎng),建設(shè)了自然和人工結(jié)合的城市的水景觀以及休閑、娛樂(lè)設(shè)施;加強(qiáng)了水循環(huán)的的更新能力并改善了居民的生活環(huán)境;提升了城市的文化生態(tài)底蘊(yùn);實(shí)現(xiàn)了人和自然的和諧相處。
(3)生態(tài)修復(fù)調(diào)引了水資源對(duì)生態(tài)相對(duì)脆弱區(qū)域補(bǔ)水;提高了生態(tài)環(huán)境的需水保證率;改善了水生態(tài)環(huán)境、生存空間;修復(fù)并保護(hù)了連通水域的周邊生態(tài)環(huán)境。
2.3 防洪與除澇
河、湖水系是陸地上水循環(huán)的重要通道。而洪水災(zāi)害卻是常見(jiàn)的自然現(xiàn)象。河、湖水系是洪澇災(zāi)害的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它主要包括滯蓄洪水的湖泊、濕地、水庫(kù)、行洪河道等。洪澇災(zāi)害到了一定的時(shí)期就會(huì)出現(xiàn)。但是天然的河、湖水系連通并不能夠完全的滿足人類的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)對(duì)防洪、除澇的需要。因此人為干預(yù)河、湖水系,增強(qiáng)河湖水系的洪澇災(zāi)害的防御能力直接關(guān)系了人類的生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的正常運(yùn)行。此功能又可以分為防洪減災(zāi)、除澇治堿。
(1)防洪減災(zāi)改變河、湖水系的連通來(lái)控制水利工程的建設(shè)加強(qiáng)了水系的疏通和排引功效;保證了河、湖蓄泄的能力;提升了區(qū)域洪水的防御能力;減少了洪水災(zāi)害的損失。
(2)除澇治堿改變了的河湖水系的連通增強(qiáng)了城市、農(nóng)田排澇工程的建設(shè);加強(qiáng)了水系疏通以及排引功效;保證了河湖蓄泄能力;提升了區(qū)域澇災(zāi)防御以及治堿的能力。
參考文獻(xiàn)
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[2]王中根,李宗禮,劉昌明等.河湖連通的理論探討[J],自認(rèn)資源學(xué)報(bào),2011,3(26):523-525.
我市某紙廠一臺(tái)DZL6-1.25-AII鍋爐運(yùn)行過(guò)程中屢次發(fā)生爆管,并且由于處置不當(dāng)使隱患長(zhǎng)期存在,對(duì)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成極大的影響。針對(duì)該臺(tái)鍋爐現(xiàn)狀,對(duì)于其暴管原因進(jìn)行深入分析并從根本上解決,確保鍋爐安全運(yùn)行。
1鍋爐概況
該臺(tái)鍋爐為1993年上海鍋爐廠生產(chǎn)的單鍋筒縱置式鏈條爐,由該廠2003年從外廠購(gòu)入,該臺(tái)鍋爐結(jié)構(gòu)比較特殊,分為兩層集箱,下降管除四角分布外,爐膛中部也設(shè)置了兩根下降管。爐膛前部靠近煤斗一側(cè)上下集箱間設(shè)置有數(shù)根對(duì)流管, 該鍋爐于2003年購(gòu)入后,因考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,廠方由燃煤改為燃燒谷殼,在煤斗正下部開(kāi)了兩個(gè)孔,用鼓風(fēng)機(jī)將谷殼吹入爐膛,鏈條爐排也未啟用,該鍋爐購(gòu)入時(shí)靠近煤斗處的鍋筒底部有一500×450mm挖補(bǔ),挖補(bǔ)時(shí)間不清,為購(gòu)入前進(jìn)行的修理,未找到該處修理的資料。
2檢驗(yàn)情況
2010年11月,對(duì)該鍋爐進(jìn)行了內(nèi)部檢驗(yàn),首先對(duì)鍋筒的挖補(bǔ)處進(jìn)行檢查,經(jīng)壁厚測(cè)定及表面無(wú)損檢測(cè),厚度與母材一致,焊縫未發(fā)現(xiàn)發(fā)展性缺陷。在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),該鍋爐爐拱已全部倒塌,兩側(cè)及后部爐墻均有不同程度缺損,左后下降管,中集箱全部,左下集箱及中下降管均全部暴露在爐膛內(nèi),爐膛前部水冷壁超過(guò)半數(shù)均進(jìn)行過(guò)挖補(bǔ),其中還有貼補(bǔ),數(shù)根水冷壁管甚至有數(shù)塊挖補(bǔ),位置大多靠近下集箱。與中下降管相鄰的水冷壁管有變形及過(guò)熱跡象,前后管板磨損較嚴(yán)重,前管板第三回程入口因煙氣沖刷而顯出金屬原色,經(jīng)對(duì)水冷壁、鍋筒及管板進(jìn)行厚度測(cè)定,未發(fā)現(xiàn)異常。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)情況,作出如下結(jié)論:必須進(jìn)行修理。首先,對(duì)爐膛進(jìn)行全面修復(fù),恢復(fù)爐拱,對(duì)暴露在外的集箱和下降管進(jìn)行保護(hù),更換修理過(guò)的水冷壁管及變形的水冷壁管,選用更合理的燃料供應(yīng)方式,盡量避免用鼓風(fēng)機(jī)輸送燃料,原先的水處理為鍋內(nèi)水處理,應(yīng)更改為鍋外水處理。
3原因分析及解決方案
該鍋爐出現(xiàn)上述問(wèn)題,絕非一朝一夕形成的,是個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,究其原因要從結(jié)構(gòu)、使用維護(hù)、修理改造、檢驗(yàn)等多方面進(jìn)行分析,找出問(wèn)題的根源所在,從根本上解決。
3.1結(jié)構(gòu)
該鍋爐為DZL6-1.25-AII,設(shè)計(jì)燃燒II類煙煤,爐拱設(shè)計(jì)比較靠前,爐拱前沿距煤斗有800-1000mm,因此該型鍋爐只適合進(jìn)行層燃燃燒,由于改變了燃料和進(jìn)料方式,爐拱受長(zhǎng)期受到尖銳谷殼的沖擊,出現(xiàn)倒塌,也不排除因拆除爐拱更有利于燃燒人為拆除的可能性,當(dāng)爐拱消失后,從本質(zhì)上該鍋爐已經(jīng)從層燃方式變?yōu)榱耸胰迹艧煖囟壬撸邷馗咚贌煔馍踔潦腔鹧孢M(jìn)入煙管加速對(duì)管板的沖刷,高溫使管板溫度升高,管板與拉撐件熱應(yīng)力增加,同時(shí)燃料無(wú)所阻擋地沖刷著爐墻,爐墻開(kāi)始脫落,下降管及中集箱的暴露,使水循環(huán)受到嚴(yán)重破壞,由于中間下降管完全暴露,爐膛中部水循環(huán)尤為嚴(yán)峻,而前部?jī)杉溟g有對(duì)流管,前部的水循環(huán)更為活躍,中部長(zhǎng)期缺水,前部因水循環(huán)活躍,前下降管下水量無(wú)法達(dá)到要求,又無(wú)法從中下降管中得到補(bǔ)充水量,因此,爆管多集中在爐膛中部和前部,而且因爐水水質(zhì)的惡化更加速了爆管的發(fā)生。
3.2使用維護(hù)
鍋爐是由使用者使用維護(hù)的,鍋爐的好與壞,與使用者的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)利益是密切相關(guān)的,因此,鍋爐的使用單位應(yīng)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光及專業(yè)的管理辦法,切不可只因眼前的經(jīng)濟(jì)利益而殺雞取卵,該廠因生產(chǎn)任務(wù)重,常因生產(chǎn)進(jìn)度無(wú)法停爐進(jìn)行必要的檢修維護(hù),帶病運(yùn)行,只有重大問(wèn)題,沒(méi)有辦法才停爐進(jìn)行修理,爆管了,停下來(lái)挖補(bǔ)一下接著運(yùn)行,又爆管了,又停下來(lái)挖補(bǔ),周而復(fù)始,即影響進(jìn)度,損失了經(jīng)濟(jì)效益又沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題,而每次倉(cāng)促檢修,也沒(méi)有通過(guò)正常途徑,雖然蒙混過(guò)關(guān),但也因此錯(cuò)失得到正確指導(dǎo)的機(jī)會(huì),可謂是得不償失。
【摘 要】如何將信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)進(jìn)行融合與創(chuàng)新,以信息化帶動(dòng)教育現(xiàn)代化,發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),是教育現(xiàn)代化普遍關(guān)注的問(wèn)題。隨著新一輪對(duì)科學(xué)課教學(xué)的探索,現(xiàn)代信息技術(shù)必將在教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。本文以小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)《水的三態(tài)變化》一課為例,詳細(xì)地講述了信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)課程融合的原因、優(yōu)勢(shì)以及具體融合步驟。
關(guān)鍵詞 整合;信息技術(shù);科學(xué)教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【論文編號(hào)】1671-7384(2015)03-0047-02
自然界中的水通過(guò)發(fā)生形態(tài)變化形成水循環(huán),使淡水自然不斷地得到補(bǔ)充。但隨著人類社會(huì)的發(fā)展,水資源出現(xiàn)很大的危機(jī),愛(ài)護(hù)環(huán)境、合理利用水資源已成為社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)讓學(xué)生了解水的各種形態(tài),理解自然界中水循環(huán)的過(guò)程,讓學(xué)生養(yǎng)成關(guān)心社會(huì)合理發(fā)展的習(xí)慣,形成科學(xué)的世界觀。
筆者將信息技術(shù)與科學(xué)課教學(xué)進(jìn)行融合,講授了小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第三章第七節(jié)《水的三態(tài)變化》。這一課的講授,主要完成三個(gè)教學(xué)目標(biāo):(1)讓學(xué)生了解水在自然界中是同時(shí)以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)存在的,并不斷經(jīng)歷著三種狀態(tài)的變化;(2)理解水在自然界中的各種形態(tài)之間變化的原因、條件、過(guò)程及規(guī)律;(3)嘗試用水的三態(tài)循環(huán)這一現(xiàn)象對(duì)自然界水的相關(guān)問(wèn)題做出解釋,牢固樹(shù)立合理利用和保護(hù)水資源的思想。
提供多樣化的外部刺激,創(chuàng)設(shè)具體的教學(xué)情境在導(dǎo)入《水的三態(tài)變化》一課時(shí),為了引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,筆者首先用計(jì)算機(jī)出示圖片:冰天雪地北國(guó)風(fēng)光圖,一片茫茫大海圖,黃山、廬山云霧飄渺圖。目的是提供外部刺激,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)具體的情境,使其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
“請(qǐng)同學(xué)們看,這些都是自然界的美麗風(fēng)光圖,從中你發(fā)現(xiàn)了什么呢?”這樣做,一方面是引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,把學(xué)生的注意力引入對(duì)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)中來(lái);另一方面是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,為下面課程的進(jìn)一步講授做好鋪墊。
果然,學(xué)生的情緒立刻高漲,很多學(xué)生舉手踴躍回答問(wèn)題,課堂氣氛也活躍起來(lái)。有的學(xué)生回答:“水沒(méi)有形狀,或方或長(zhǎng)” ;“冰有一定的形狀”;有的學(xué)生回答:“陽(yáng)光照射下霧氣會(huì)消散,變成水流入海洋”……學(xué)生的回答五花八門(mén),多種多樣。通過(guò)一步步的對(duì)比、引導(dǎo),學(xué)生最后終于得出結(jié)論:在一定的溫度下,冰會(huì)變成水,水會(huì)變成霧氣。
這樣,就成功地引出了本次教學(xué)的主題。“我們所居住的地球,表面四分之三為水所覆蓋,是一顆‘水的行星’,我們這一課將要學(xué)習(xí)的就是《水的三態(tài)變化》。”
那么,地球上的水都發(fā)生了哪些變化呢?提出問(wèn)題以后,先讓學(xué)生自己思考,也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索,尋找答案。幾分鐘以后,學(xué)生們就開(kāi)始踴躍發(fā)言了。學(xué)生有的回答冰是固體,有的回答水是液體,等等。在學(xué)生回答的過(guò)程中,教師展示相對(duì)應(yīng)的實(shí)物,這樣就給學(xué)生一個(gè)直觀的印象,比較適合三年級(jí)學(xué)生的年齡特點(diǎn)。等到學(xué)生基本回答完的時(shí)候,通過(guò)多媒體向?qū)W生講述自然界中水的不同形態(tài),并同時(shí)把書(shū)上露、霧、霜、雪的圖片,投影到屏幕上,讓學(xué)生觀看水的各種不同形態(tài)。
然后繼續(xù)提問(wèn):“水發(fā)生變化的條件及過(guò)程是怎樣的?”在學(xué)生回答以后,教師把水的變化過(guò)程及發(fā)生變化的條件按固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的順序投影到屏幕上,而后指名試答書(shū)上57頁(yè)圖表。等學(xué)生完成后,教師幫助學(xué)生總結(jié)出:促進(jìn)水的三態(tài)變化的原因是溫度,以0℃為分界,即溫度的變化引起水的三態(tài)變化。通過(guò)上面的學(xué)習(xí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“霜、雪、露、霧”有共同的部分,都有“雨”字頭,可能和“雨水”有關(guān)。那么地球上“水”的三態(tài)循環(huán)又是怎樣的呢?講授同時(shí),將固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)循環(huán)圖投影到屏幕上,加深學(xué)生的記憶與理解。對(duì)相互聯(lián)系的水體這一知識(shí)點(diǎn)講述完成以后,自然過(guò)渡到水的形態(tài)轉(zhuǎn)化的原因及怎樣相互轉(zhuǎn)化這一知識(shí)點(diǎn)。
“地球上可利用的淡水資源這么有限,那么,隨著人類對(duì)淡水的利用越來(lái)越多,地球上的淡水資源豈不是很快就枯竭了嗎?淡水是不是越來(lái)越少了呢?”問(wèn)題提出以后,學(xué)生接著討論,有的學(xué)生擔(dān)心有一天會(huì),有的學(xué)生認(rèn)為不會(huì)。大部分學(xué)生都得出了否定的結(jié)論。把學(xué)生的情緒調(diào)動(dòng)起來(lái)以后,教師接著點(diǎn)題:自然界的水資源是不會(huì)枯竭的。因?yàn)椋诘厍蛏鲜茄h(huán)運(yùn)動(dòng)的,在這種循環(huán)運(yùn)動(dòng)中,水資源得以不斷更新。“下面,我們就來(lái)分析分析自然界中水的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。”
創(chuàng)設(shè)模擬實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)
“水在不同條件下也會(huì)發(fā)生不同的變化:一方面,在重力的作用下,陸地上的水通過(guò)地表徑流和地下徑流,不斷地注入海洋中。另一方面,海洋上大量蒸發(fā)的水汽也會(huì)克服重力的束縛,隨大氣的運(yùn)動(dòng)被輸送到陸地上,在適當(dāng)條件下形成降水,從而補(bǔ)充到陸地表面、下滲到地下、被植物吸收。這樣,在海洋和陸地之間就形成了一個(gè)大的循環(huán)。”當(dāng)然,海洋上蒸發(fā)的水汽大部分還是降回到海洋中……在講授過(guò)程中,教師首先出示“水的循環(huán)圖”,給學(xué)生一個(gè)總體的、直觀的印象,而后結(jié)合利用flash軟件制作的水循環(huán)的動(dòng)態(tài)圖,根據(jù)其運(yùn)動(dòng)變化的過(guò)程,教師結(jié)合以上講解,幫助學(xué)生分析、理解、掌握重要的知識(shí)點(diǎn)。
在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中,只能通過(guò)掛圖的方法來(lái)靜態(tài)講授水循環(huán)的過(guò)程。這樣學(xué)生就沒(méi)有一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念,無(wú)法觀察水循環(huán)的具體過(guò)程,在實(shí)際的教學(xué)中很難取得良好的教學(xué)效果。利用多媒體課件,以動(dòng)畫(huà)演示的方式,把水循環(huán)的過(guò)程動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生觀察得更仔細(xì)、更清楚,可以更好地揭示事物的本質(zhì)特征,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)。
突破課堂教學(xué)局限,延伸教學(xué)內(nèi)容,拓寬學(xué)生知識(shí)面
課程講授完畢,傳統(tǒng)的教學(xué)課程就應(yīng)該到此結(jié)束,但在信息技術(shù)與科學(xué)課程融合的環(huán)境下,學(xué)生可以從更多方面獲取信息。在學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固新學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增加了人類對(duì)水循環(huán)和水平衡的影響的討論,進(jìn)一步拓展學(xué)生的知識(shí)面,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。討論過(guò)程相當(dāng)熱烈,同學(xué)們紛紛發(fā)表自己的看法,一致認(rèn)為,人類在利用水資源時(shí)一定要注意合理和適度,否則會(huì)給人類自身帶來(lái)極為不利的影響。在此基礎(chǔ)上,教師進(jìn)一步深入,提出問(wèn)題:那如何合理利用水資源呢?利用多媒體進(jìn)行教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)擺脫了以往教學(xué)中以教師、教材、課堂為主要渠道接受知識(shí)的模式。他們可以通過(guò)計(jì)算機(jī)搜索網(wǎng)絡(luò),學(xué)到傳統(tǒng)課堂里學(xué)不到的知識(shí)。課后,教師布置了讓學(xué)生在網(wǎng)上、圖書(shū)室或者利用其他資源進(jìn)行信息檢索的任務(wù),進(jìn)一步獲得有關(guān)水的三態(tài)變化的資料。教師不但完成了本節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo),更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的意識(shí)以及信息素養(yǎng)。