生态修复技术论文(精选5篇)
生态修复技术论文范文第1篇
关键词:北京园博会;生态修复;“锦绣谷”;生态文明
一、研究综述
(一)生态修复概念界定
生态修复是以生态学原理为指导,以物理修复、化学修复及技术工程为手段,通过一定的优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的污染环境修复方法。[1]生态修复是相对于生态破坏而言,以生态工程或生物技术为措施,将受损生态系统恢复到原来或与原来相近的结构和功能状态。污染环境的生态修复是指在生态学原理的指导下,对多种修复方式进行优化综合。[2]它具有三个主要特点:①遵照生态学原理中的循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等;②主要通过微生物和植物等的生命活动来完成,生态修复的影响因素多且复杂;③需要物理学、化学、植物学、微生物学、栽培学和环境工程等多学科的合作来保障生态修复的顺利实施。[3]
综合国内外相关学者文献,生态修复在基础理论上达成如下共识:第一,不利干扰是生态系统退化的动力,生态修复的最基本条件是消除不利干扰。[4]第二,退化生态系统的类型主要有裸地、森林采伐迹地、弃耕地、沙漠及垃圾堆放场等。第三,生态修复包括生态系统自然修复和人工修复。第四,生态自我修复的初始条件不同,修复过程将具有明显的系列差异。第五,一系列演替的初始条件和后续条件决定了生态自我修复的演替过程。第六,恰当的演替初始条件的人工组合的实现,会显著促进自然修复过程。第七,与人工修复相比,依靠自然力量进行的生态修复将具有显著的优越性。[5]第八,退化生态系统修复和重建的原则一般包括自然原则、社会经济技术原则和美学原则。[6]
(二)生态修复理论
保持生态平衡是生态建设与环境保护的目标,也就是根据生态学的原理,通过一定的生物、生态工程的技术与方法,让生态系统的结构功能尽可能地保持天然的生态环境。受到破坏的自然环境一般采用生态修复的原理进行生态建设,主要生态修复的手法包括三种(表1)。
(三)生态产业概念与生态可持续发展
1.生态可持续发展
世界环境与发展委员会在著名的布朗特兰报告中《我们共同的未来》里最早提出了关于可持续发展的问题,并将可持续发展定义为既满足当代人发展的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。可持续发展主要表达代际公平与同代公平伦理,即要在同代公平伦理下实现经济、社会和生态三个系统的持续发展,又要满足代际公平伦理下的三个子系统(包含经济、社会和生态三个子系统)的持续发展(表2)。
生态文明也称环境文明、绿色文明,指人们在改造世界的同时,不断克服改造过程中的负面效应,积极改善和优化人与自然、人与人的关系,建设有序的生态运行机制和良好的生态环境所取得的物质、精神及制度方面的成果的总和。[8]生态文明在可持续发展方面起着至关重要的作用,它是一种全方位、多维度生态发展方式,包括绿色发展、循环发展及低碳发展。
2.生态产业
生态产业是指以生态经济原理和知识经济规律为依据并组织发展起来的,是一种基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型产业。[9]生态生产体系是指与三种产业相关联的生态农业、生态观光旅游业、生态工业和生态商业。[10]可以通过两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合,使物质、能量能多级利用、高效产出,资源环境能系统开发、持续利用。生态产业的组合与设计原则主要包含横向耦合、纵向耦合、区域耦合、柔性结构、功能导向、软硬结合、自我调节、增加就业、人类生态和信息网络(图1)。[11]
党的十报告中指出,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,着力推进绿色发展、循环发展和低碳发展。其中,绿色发展包含节约资源、环境友好、舒适宜居三个方面。循环发展是一种新的经济发展模式(图2)主要从提高能源利用效率、开发利用可再生能源及引导消费者行为等方面推进低碳发展。
二、北京园博会的生态修复利用分析
(一)园博园的生态修复实践
北京园博园以绿色、节能、环保、生态技术为理念,其建设不仅处处体现着科技的力量,而且体现出全方位的生态文明发展――绿色发展、循环发展和低碳发展。园区在景观、建筑和市政设施建设上广泛采用了新材料、新科技创新节能成果,如风机沙透水砖、节水浇灌、垂直绿化、地源热泵系统、高承载植草地坪、木塑平台、雨水花园、节水浇灌技术、屋顶绿化、园区雨水利用系统和太阳能光伏发电系统等;同时运用了大型乔木移植技术提高成活率,利用露骨料透水混凝土新型建筑工程技术。这些生态工程技术都体现了生态优先、以人为本、绿色循环、永续利用的园林建设理念,体现了科学与生态的有机结合的价值所在,具有重要的生态科普价值(表3)。
因此,利用生态修复原理对垃圾填埋场进行生态修复,极大地改变了当地的生态环境,同时利用高科技进行能源的循环利用,以实现节约能源的目的。锦绣谷及永定河成功的生态修复的成果,体现了绿色发展、循环发展及低碳发展的全方位、多维度的生态发展方式,进而实现了经济效益、社会效益和生态效益的目标,同时充分体现了生态可持续发展、社会可持续发展及经济可持续发展的三个子系统之间的相关关联关系。
(二)锦绣谷的生态修复
20世纪70、80年代,永定河老河道由于挖砂形成了一个大砂坑,后来逐渐演变为占地面积140公顷左右的建筑垃圾填埋场,且前后有2000多名拾荒者聚集在此,逐渐搭起了2万多平方米的临时建筑。园博园建筑垃圾填埋面积陆地面积52.4%,地基难以处理,垃圾最大填埋深度达到30米。万花锦绣谷原位于永定河河滩地,至园博会筹建时仍留有一个面积约为10公顷的河滩地,其建筑垃圾填埋深度约有20米。如何对其进行修复?园博会秉持尊重自然、保护环境的理念,并通过生态修复原理和技术,把垃圾场变成了绿地,废弃地变成了园林,具有很好的示范性和推广价值(表4)。
园博会(锦绣谷)是永定河生态修复的一部分,它通过对生态修复原理的解剖,让游客了解生态系统作用和价值,明白保护生态环境的重要意义。园博会可以通过开展科普旅游来将其成功的景观生态修复案例弘扬下去。由表4可以看出,园博会可以开通生态科普旅游和技术科普旅游,不仅让游客了解各种植物的品种、特色以及栽培技术,也让游客了解生态的绿色发展、循环发展及低碳发展。实际上,开展生态科普旅游的形式,不仅仅是对园博园内的众多植物的相关知识进行普及,也是对园博会锦绣谷的生态修复原理的普及。大众在观赏园博园内美丽风景的同时,要明白这片壮阔景观是如何化腐朽为神奇的,并在此基础上引申到生态发展和生态文明的发展。
三、总结
(一)基于生态修复的可持续发展
1.生态修复与可持续发展的关系
生态发展是一个广泛的概念,从生态作为经济运行内生变量的角度看,生态发展是指投入要素的“生态资本”存量的增长与质量的提高。生态资本存量的增长是指生态系统中生物多样性的保存与增值。生物多样性包含动物、植物、微生物等各物种以及它们所组成的生态体系和生态过程。生态资本质量的优化是指生态系统保证人类生活素质能力的提高。[13]为实现流域的可持续发展,作为可持续发展系统的一部分――生态可持续发展,在区域可持续发展的复合系统内,以人与自然的协调关系为出发点,必须支撑和适应相应的经济可持续发展和社会可持续发展。生态环境是决定人类生活质量的最主要方面,但在人类过度干扰下,大量的生态环境遭到破坏。而生态恢复就是指停止人类对生态系统的过度干扰,利用生态本身的自适应、自组织和自调控能力,并遵循生态系统演替规律从而实现其回复功能的过程。[14]要摆脱这种不利的生态环境,必须从根本上改变人与自然的关系,必须增强生态发展与经济、社会的可持续发展之间的关系。科学管理生态环境,把经济发展与环境保护协调统一,充分发挥生态系统的自维护功能,借助大自然自身的能力对退化的生态系统进行修复。
2.生态大发展与生态文明理念的弘扬
生态发展是经济可持续发展的基础,生态发展与生态文明的理念就是要认识自然、亲近自然及环保、循环利用、低碳发展、绿色发展的理念。园博会内不仅具有包罗万象的奇花异草,还具有高科技的应用,更具有生态修复原理等生物技术知识。因此,这里蕴含着丰富的生态科普知识,可以通过开展科普教育与传播,将生态发展与生态文明的理念弘扬下去。
3.加强经济的辐射作用
选择在废弃地上建设园博园,具有重大的生态修复示范意义,这也是历届园博会的一个创举。永定河畔的璀璨明珠永定河绿色生态发展带,辐射丰台、石景山、门头沟等区县,是首都“西部生态发展带”的重要组成部分。经过3年建设,永定河畔的园博园,如今已成为京城西南部的璀璨明珠,将会发挥其辐射作用,带动经济的发展。
(二)生态修复在大地园林中的体现
生态修复在大地园林的建设中起着重要的作用,大地园林正积极地应用生态修复技术改善人类居环境和生态环境。近年来,生态修复技术在河流和修理废弃垃圾填埋场等方面取得很大的进展。目前常见的生态修复类型:工业废弃地、垃圾填埋场和受损淡水水域的恢复重建。[15]日本和韩国在河流和废弃垃圾填埋场的生态修复设计方面有一些典型的案例。
1.日本案例
日本江户川支流坂川的古崎净化场,是采用生物-生态方法对河道大水体进行修复的典型工程,它利用卵石接触氧化法对水体进行净化。
2.韩国案例
韩国首尔市兰芝岛世界杯公园就是采用一系列生态修复技术对严重污染的垃圾场兰芝岛垃圾山进行综合整治,如自然修复、植物修复、生物修复、客土重填和土壤安定化工程等。生态修复技术在这些项目中,已经不再是简单的利用沉淀、过滤、曝气和单一的植物进行修复,更多的是在园林设计中与环境工程的生态修复技术相结合并进行综合整治。[16]
3.欧美国家案例
欧美很多国家,通过生态修复公园的废弃地改造的方式,将废弃地改造为充满活力的城市生态公园。德国对废弃地改造时就充分考虑休闲功能的建设,或作为公园或作为运动场地、露宿营地等。
4.中国案例
我国浙江绍兴的东湖风景名胜区就是在矿山废弃地上进行景观再造而修建成的。将生态修复技术与大地园林景观设计有机地结合,使得生态环境被严重破坏的地段重新焕发自然的生机,为生态环境治理带来新的方法和手段。
说明:本文系基金项目,属2013年度研究生科普研究能力提升类项目(2012KPYJD10-19,2013KPYJD28)、国家社会科学基金青年项目(12CJY088)、2011年度北京市属高等学校人才强教深化计划中青年骨干人才资助(PHR201108319)、2012年北京市社科联青年社科人才资助项目(2012SKL027)、北京对外文化交流与世界文化研究基地2013-2014年度青年研究项目(BWSK201304)、2013年北京市优秀人才培养资助项目“北京文化多样性研究:逻辑、案例与政策”项目的研究成果。
参考文献:
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生态修复技术论文范文第2篇
关键词:创造学;战场抢修;发明原理;形态分析法
作者简介:王广彦(1976-),男,河北邢台人,军械工程学院装备指挥与管理系,讲师。(河北 石家庄 050003)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0163-02
装备战场抢修是指在作战或紧急情况下,采用应急手段和方法,使损坏的装备迅速恢复必要功能所进行的突击性修理,是战时装备维修保障工作的一项重要而独特的内容。相对于装备平时的规范化维修工作,战场抢修在维修时间、维修人员、维修方法、功能恢复等方面都有其鲜明的特点。在军事院校中开设装备战场抢修相关课程,有助于提高学员的应急维修能力,为部队输送技能更加全面的高素质维修保障人才。
装备战场抢修课程主要针对本科生和研究生层次的学员开设。目前该课程在战场抢修技术教学环节方面,主要向学员讲授切换、剪除、替代等应急处理基本原则。但笔者在教学实践中逐渐认识到,只讲授这些应急维修的一般性原则,对于深入提高学员的应急维修能力作用有限,学员对于装备战时复杂的损伤状态仍难以制定出科学有效的应急维修方案。针对这一突出问题,笔者将创造学的相关内容引入到了装备战场抢修课程当中。
一、装备战场抢修课程对于创造学的内在需求
装备战场抢修是一种非常规的应急维修方式,其具有维修方式不固定、维修人员不固定、装备恢复状态不固定等显著特点,因此战场抢修对维修人员的创新能力提出了很高的要求,如采用水代替油液用于实现机构的缓冲功能。面对战场抢修的这一内在特点,特别需要针对受训人员开展创造性思维训练,可以说将创造学内容纳入装备战场抢修课程之中,是该课程深入发展的内在要求。平时维修一般只存在少量几种比较典型的规范化处理方式,而战场抢修则不受此限制,只要能满足当前作战的基本要求,几乎任何处理方式都可采用,战场抢修活动本身就是一项创造性极强的创新活动。这种创造性主要体现在战场抢修技术语境模型方面,如图1所示。
战场抢修对策可从三个语境角度考虑:装备形态恢复层面的语境建模,主要针对装备物理形态层面的损伤描述战场损伤修复技术要求,重点考虑如何修复穿孔、变形、跳飞等损伤模式;装备基本功能恢复层面的语境建模,主要针对装备的基本功能项目,重点考虑如何恢复装备的行走、发射、通讯等重要功能;装备作战运用层面的语境建模,主要针对担负重要使命的装备,重点考虑如何恢复指挥、主战、供电等关键装备的基本功能。
根据语境可构建战场损伤修复技术解空间,探索战场损伤修复技术的解决方向:研究不同层面语境模型之间的转换关系,包括不同层面语境模型之间的层级递进关系和高层语境模型与低层语境模型之间的解聚/聚合关系;研究战场损伤修复技术解空间扩大效应,不同的语境模型可以映射为不同的战场损伤修复技术研发要求,从而形成不同层面的战场损伤修复技术解空间,语境模型层次越高,解空间范围越大,越有助于寻求到战场损伤修复技术实现的最佳方案;研究战场损伤修复技术求解算法,按照基于语境的战场损伤修复技术功能分析战场损伤修复技术开发可用资源分析战场损伤修复技术功能实现途径战场损伤修复技术开发的约束条件分析战场损伤修复技术开发需求确定这一分析流程构建求解算法,为战场损伤修复技术的概念设计和演化趋势预测提供输入条件。
通过对战场抢修技术语境模型进行分析,不但进一步明确了创造学相关内容在装备战场抢修课程中的重要地位,同时也证明了将创造学相关内容纳入装备战场抢修课程的可行性,可依据不同的装备战场抢修技术语境模型引导学员学习并设计相应的战场抢修技术与方法。
二、创造学在装备战场抢修课程中的应用
1.创造学在课程中的应用设计
创造学是研究人类的创造能力、创造发明过程及其规律的科学。常用的创造方法既包括群智法、组合法、模仿法等经验性的创造技法,也包括形态分析法、TRIZ理论等工程性的系统工程方法。装备战场抢修课程在抢修技术方面主要讲授常用的抢修工作类型和抢修设备工具设计两部分内容,结合常用的创造学方法,并考虑到教学内容的可操作性,本课程将发明原理和形态分析法引入到了本课程之中,如图2所示。
抢修工作类型是指导战场抢修工作开展的一般性原则,具有高度的概括性。但这七条抢修工作类型是从战场抢修活动实施角度提出的要求,不利于从创造学角度启迪学员的创造性思维,从而影响这些抢修工作类型在实际工作过程中的落实。针对该问题,笔者将TRIZ理论中的发明原理穿插在抢修工作类型教学过程之中,进一步提升这部分教学内容的系统化和理论化程度。但这40条发明原理与7条抢修工作类型之间并不存在严格的对应关系,如分割发明原理既与切换抢修工作类型有关,也与剪除抢修工作类型有关。为了将创造学的相关内容有机融入课程教学过程之中,设计了以抢修工作类型讲授为主线,以发明原理介绍为辅线的交叉式授课模式,即在讲授抢修工作类型过程中,适时地插入相关发明原理的介绍。由于发明原理相对于抢修工作类型其可操作性更强,更有助于启迪学员的创造性思维,也就更有助于学员深刻理解抢修工作类型的内涵,并将这些抢修工作类型辅助于工程实践。
抢修工具设备设计是本课程的另外一部分重要内容。目前笔者所在单位已经研发了应急抢修工具箱等抢修工具,将这些抢修工具纳入到了课程之中,通过向学员介绍这些抢修工具的运用方法,达到使学员深刻理解战场抢修技术内涵的教学目的。但这种授课模式只能使学员了解一些常用的战场抢修技术,难以达到启迪学员创造性思维,激发学员创造设计抢修工具热情的更深层次的教学目的。针对该问题本文将形态分析法这一可操作性较强的创造学方法引入到了课程之中,并设计了相应的启发式教学模式,即在介绍常用抢修技术的基础上,引导学员思考如何进一步设计出更加有效、更加新颖的战场抢修技术或工具,此时结合形态分析法,将相关抢修技术的主要形态抽取出来,通过改变这些形态的特征值,达到抢修工具设备创新设计的目的。
2.创造学在课程中的应用案例
(1)发明原理在课程中的应用案例。剪除是一种常见的抢修工作类型,即将装备的损伤部分甩掉,以使其不影响基本功能项目的运行,如火炮的炮口制退器受击变形后影响弹药发射,在这种情况下可将炮口制退器拆除,然后采用小号装药继续射击。为了便于对装备实施剪除操作,要求装备损伤部位与装备整体必须是可分割的,这与第一条发明原理“分割”的原则是完全对应的。因此在向学员讲授“剪除”抢修工作类型时,将“分割”发明原理纳入到了课程之中,以加深学员对“剪除”抢修工作类型的深入理解,并以挖掘机长柄勺唇缘可更换为例进行介绍。挖掘机长柄勺唇缘是由一块硬钢成形的,如果唇缘上某部分磨损或损坏,整个唇缘就必须更换。这是一个极其耗费劳动力和时间的工作,会导致挖掘机停机怠工。在这种情况下可采用分割原理,使长柄勺的唇缘更耐用,可以将唇缘分割成单独的可分开的部分。当某一部分损坏或磨损,可以快速且容易地更换。该案例应用如图3所示。
(2)形态分析法应用案例。各种先进的金属维修工艺技术已经纳入到了装备战场抢修技术体系之中,如无电焊接技术、划伤快速填补技术等。实际上这些技术只是现代金属加工工艺中的典型代表,还有许多加工工艺在战场抢修领域具有广阔的应用潜力,因此需要构建一个具有包容性的加工工艺理论体系,以便使学员更为系统地把握这些加工工艺之间的内在逻辑关系。针对该问题,采用形态分析法构建了金属加工工艺矩阵,使各种金属维修工艺获得了更具普适性的描述,如表1所示。无电焊接技术的形态为:成型-热-颗粒-固态-气体-混合-稳定,划伤快速填补技术的形态为:成型-热-颗粒-固态-气体-材料外部-瞬变。后来学员又提出将快速成型技术应用于装备战场抢修,并获得了快速成型技术的形态:成型-激光-大块-固态-气体-材料外部-稳定,其中激光是对原有“能量”形态的进一步扩充,依然遵循原有形态分析矩阵的基本原则。通过教学实践发现,将形态分析法引入课程教学后,进一步提高了学员的理论化水平,使学员的知识结构更趋合理。
三、结束语
培养和提高学员的创新思维能力是现代军事人才培养过程中的重要环节,如何将创新思维能力的培养融入到日常教学工作之中,是军事院校教育工作者应当深入思考的问题。由于创新是装备战场抢修工作自身的重要特征,因此将创造学相关内容纳入到装备战场抢修课程中显得水到渠成。但为了全方位锻炼(下转第166页)
学员的创新思维能力,仅依靠这门课程还是远远不够的,如何将创造学的相关内容进一步融入到整个课程体系之中,是今后教学改革工作中需要重点考虑的问题。
参考文献:
[1]宋明,张传燧.全面质量观下的硕士研究生学位论文质量优化策略[J].湖南师范大学教育科学学报,2012,11(1):72-75.
生态修复技术论文范文第3篇
[关键词] 城市滨水区;景观设计;生态修复;特色
中图分类号:S759.92 文献标识码:A 文章编号:
自古人们依水而居,城市滨水区不仅是构成人类生活空间环境的重要区域之一,也是最易凸显城市特色的敏感地带。随着城市化的迅速发展和人口的集聚效应,城市滨水区景观生态环境受到了不同程度的破坏。经济发展问题与滨水生态问题的矛盾日益突出,对人居环境产生了重要影响。以生态修复为导向的城市滨水区景观设计,是改善滨水生态环境、保障生态系统健康、实现人居环境可持续发展的重要前提。
城市滨水区景观核心生态问题
1.1 滨水区景观生态系统破坏严重
城市化浪潮中,滨水区不合理的开发与建设性破坏,许多生物丧失了原有的栖息空间。生物种类日益锐减,失去了原有的生态服务功能和环境调控功能,破坏了滨水区生态系统的良性循环。加之周围区域农业、工业等生产、生活活动的影响,导致水质恶化、生态系统调节功能下降、生态退化等问题,人们对于亲水性的需求受到了不同程度的限制。
1.2 滨水景观特色丧失
滨水区景观设计时,盲目追求于景观的美学价值和良好的视觉效果,没有充分挖掘所在地域的地脉和文脉资源,不能满足具有地域特色的滨水区景观设计要求和城市形象的表达,景观特色丧失。
由于滨水区所处的特殊环境,涉及领域范围广,对于土地空间利用的控制和调整不到位,造成现有景观格局和原有生态格局的矛盾冲突,致使景观环境混乱。在设计中应深入了解人的心理、生理需求和自然环境的原生态,保障滨水区景观的历史延续性和用地布局的合理性。
城市滨水景观生态空间构成要素分析
20世纪80年代末,德国首先提出“近自然型河流”概念和“自然型护岸”技术[1]。日本于1986年开始学习欧洲的滨水治理经验,他们运用“多自然型河道生态修复技术”的滨水设计理念,逐渐改建了以往的滨水混凝土型护岸。1988年日本土木学会出版的《滨水景观设计》结合实例分析了滨水区景观规划设计的具体方法,并强调了规划中公共参与和生态环境保护的重要性。我国的滨水景观设计研究始于20世纪90年代,刘滨谊教授在《现代景观规划设计》中针对滨水景观设计提出了“尊重自然,维护生态”的建议,并提出了“生态化驳岸”的设计理念。
城市滨水景观生态修复是指依据景观生态学原理,运用一定的设计方法和技术手段,来改善和提高滨水区景观生态环境质量,使城市滨水区景观格局优化、空间环境美化、滨水生态完整,成为一处特色鲜明、和谐共生的人居环境。生态是滨水景观环境质量评价的一个重要指标,优质的滨水景观环境应具备较好的环境承载功能、景观体验功能和休闲娱乐功能。整体来讲,滨水景观生态构成要素分为两大类:自然构成要素(从构成因子上分为空气、气候、水体、土壤、动植物等;从平面形态上可划分为水域、缓冲带和周边陆域)和人工构成要素(历史人文、建筑小品、休闲活动设施、内外交通及护岸、提防等安全防护要素)。不论景观是均相的还是异相的,景观中的各点对某种生态过程的重要性都不是一样的。其中有一些局部、点和空间关系对控制景观水平生态过程起着关键性的作用[2]。这些景观生态要素共同构筑了滨水区景观的生态空间格局,彼此相互影响、相互制约,统一于整体的滨水景观生态环境修复过程中。
3 城市滨水景观生态修复策略
3.1 整体控制、局部调整
滨水景观生态修复,不仅仅只是解决技术层面上的问题,它还涉及到政策规划、公众参与、经济文化等诸多的社会因素[3]。因此,在滨水区规划设计时,应重视滨水区与城市环境关系的处理,协调该城滨水区景观设计与其他相关规划之间的关系。正确处理好滨水空间在城市中的定位和价值,并综合考虑滨水区各景观功能形态的组织与建构。通过这样的逻辑关系,使整体与部分相互协调、相互制约,达到整体最优的目标。
3.2 生态修复、理念指引
在遵循景观生态学为核心的设计原则下,理性运用生态修复机理,正确处理好斑块、廊道、基质等景观格局指数之间的生态关系,构架滨水生态走廊。滨水空间的整合上,尽量避免对滨水地表机理的破坏,恢复河道自然形态,优化滨水景观生态格局。
其次,深入挖掘区域自身特色,通过功能的组织、对地域文化元素的提取与植入,运用设计手法,达到一种意境美的营造,以更好延续滨水景观的地脉和文脉。此外,应充分利用景观生态系统的自净化、自修复等功能,寻求自身独特的景观生态修复模式。
植物生态保护方面,恢复滨水区受损的植物,保护乡土植物和原生性植物种群。依据滨水区不同的水湿条件,对植物群落进行合理配置和有序恢复,营造体现地域文化特色的植物景观群落。同时,利用植物四季色彩的变化,丰富的植物群落季相景观,为滨水生物提供繁衍栖息的优质生态环境。
3.3 修复技术、合理运用
(1)GIS和RS技术。运用GIS和RS等技术,以可持续发展理念为标准,建立滨水区景观生态评价指标体系。对滨水区地形环境、生态环境和水文环境做出定量分析与评价,通过对功能空间的组织、景观系统的重构,总结滨水特色景观营造的生态安全策略和规划调控方向。在生态修复过程中,应做到及时检测、反馈与再修复,以促进景观生态系统良性循环。
(2)水质生态修复技术。在保存现有水系自然形态的前提下,利用底泥疏浚、气体抽取等技术进行水体污染物的收集与处理,控制水域外源性污染源。由于气候因素,水系有丰水期和枯水期之分,应及时实施水体的调度对策,以确保良好的供水、补水和弃水状态。
(3)生态驳岸修复技术。生态驳岸是指恢复自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,是基于对生态系统的认知和保证生物多样性的延续,而采取的以生态为基础、安全为导向的工程方法,以减少对河流自然环境的伤害[4]。这种驳岸应具有提升生态环境、亲水性、安全性等综合功能。从分类上生态驳岸可分为自然型驳岸、柔性生态驳岸和植物生态护坡驳岸等。
在生态修复技术实施过程中,应做到因地制宜,探索出适合自身的生态修复技术。保障生态修复与景观控制相结合,促使滨水景观生态环境一体化发展。
4 结论
城市滨水区是人们休闲交流的重要空间,也是人与自然对话的宜游场所。针对滨水区生态修复问题,在此提出了区域经济协调发展为目标,生态修复理念为引导的滨水区景观设计方法,塑造特色滨水生态环境,同时采用生态修复技术维护滨水生态环境。滨水区景观环境的生态修复不仅需要设计理念的升华和生态修复技术的运用,更需要运行机制与实践过程中的密切配合和制度保障。
参考文献
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[3] 付飞.以生态为导向的河流景观规划设计[D].西南交通大学博士学位论文,2011.09
[4] 张国忠.城市河道生态驳岸设计研究[J].农业科技与信息(现代园林),2008.05
生态修复技术论文范文第4篇
[论文摘要]开展生态修复研究与实践,应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵,避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别,将生态学应用于农林水等生产领域,是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向,水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。
在人与自然和谐相处,人口、资源和环境协调发展战略思指导下,水利部提出了“加强封育保护,充分发挥生态自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后,各地因地制宜,采取措施,加配套,积极开展封山禁牧、轮封轮牧,努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知,但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论,以期达到抛砖引玉之目的。
1 生态修复相关的重要概念和理论
1.1 环境与生态
广义上讲,环境是人以外的一切事物的总和,如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲,环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态,是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学,研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学,而后者尤为重要。
1.2 生态环境与环境生态
生态包括环境,“生态环境”的说法是不科学和难以理解的,可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态,准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复,故不能称为生态环境修复。
环境虽然是无机的,但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境,本身是生物体或生物群体周围的整体状况,只有应用生态学原理研究、认识和理解环境,才能更有效地解决环境问题,这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解,但环境生态学无疑是科学的,他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。
1.3 干扰与生态演替
自然界发生的大大小小的事件,如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等,改变着生态系统的结构与功能,这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化,旧的环境和物种破坏了,新的环境和物种又会产生,并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下,自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段,这称为生态内因演替。演替的结果,最终会出现一个相当稳定的生态系统状态,这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征,顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变,称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展,而干扰使演替进程发生变化,严重时,如人类大规模活动,则使生态系统向相反方向演替,这称为逆序演替。生态修复就是使被干扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。
1.4 生态稳态与生态阈值
生态系统不是绝对平衡的,而是永恒地发生着演替,旧的平衡打破了,新的平衡就会产生,当演替到顶极状态时,在很长时间内将处于相对稳定状态,即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态,称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力,在干扰作用下虽不断地振荡和变化,但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时,系统将发生质变、崩溃,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值,才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期,并确定合理的修复指标。
1.5 人与自然共生理论
人与自然共生和和谐相处,是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分,不是其对立面,脱离生态规律的自然改造,损害了自然生态系统,必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。f.vester基于共生现象的研究,总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究,生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。
2 国外的环境生态修复与生态恢复
修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程,修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复,生态恢复又受环境生态修复的影响。
2.1 环境修复与环境生物修复
环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段,以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染,1989年对exxon val-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划),从而出现了环境微生物修复技术,后来出现了环境植物修复技术,最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物,并使之无毒化和无害化。
2.2 环境生态修复
20世纪60年代,美国生态学家h.t.odum提出生态工程概念,受此启发,欧洲一些国家尝试应用研究,并形成所谓“生态工程工艺技术”,实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展,90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念,并通过选择特殊植物和微生物,人工辅助建造生态系统来降解污染物,这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性,该技术至今还不成熟,国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复,最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。
2.3 生态恢复
生态修复技术论文范文第5篇
状态维修是必要的设备管理和检修方式,不仅能快速检查出设备存在的问题,同时也能够显著提升相关设备的使用安全性和操作性。因此在未来发展中,状态维修将会是现代电气事业的主要趋势。本文主要对我国电气设备状态维修的发展与实现进行了分析,希望为我国的电气事业发展提供有益的帮助。
关键词:
电气设备;状态维修;发展;实现
随着近年来科学技术的快速发展以及人民生活质量的提升,电气设备领域也在原有的基础上得到了全面的进步和提升。状态维修是现代电气设备维修的主要发展方向,对提升设备的性能具有重要的意义,因此得到了广泛应用。下面将对我国电气设备状态维修的发展与实现进行详细的讨论和分析。
1状态维修含义
状态维修是根据状态监测以及诊断来获取设备的相应信息数据,然后以此作为基础进行设备分析,观察其是否能正常的进行运行和工作。对于设备可能发生的故障问题,需要在第一时间检查出来并进行相应的排除和维修。状态维修一般以可预测性的相关维修为基础,通过系统分析能对当中的安全隐患进行进一步的评估和分析,从而制定出一套安全有效的维修策略。当前阶段我国的实际应用当中大多数应用的都是RCM技术。通过对设备当中的故障分析和排除,能深入了解电气设备的安全隐患和故障,然后根据实际情况判定是否需要进行维修或者直接淘汰。
2电气设备状态维修的技术支持
2.1复杂大系统可靠性评价
复杂大系统可靠性评价是RCM当中的一项关键性技术。可靠性评估主要是根据产品的可靠性结构以及实验信息等,通过统计方式和手段来对产品的性能进行整体的评估和判断。在可靠性评估当中,对于复杂大系统的可靠性评估一直以来都是难点所在。这是因为费用和组织等方面的影响因素较多,所以不能进行大量的实验检测,从而导致评估过程十分的复杂。复杂系统的可靠性评估主要可以分为三个阶段:
(1)对单元进行Bayes可靠性评估;
(2)有单元可靠性作为系统可靠性的基本信息;
(3)在检验前对系统可靠性进行评估。但这种方式在实际的应用中的综合性过程会导致最终的评估结果受到影响,因此后来就出现了将信息化融合到复杂大系统可靠性评估中的发展趋势,这是为了为复杂大系统可靠性评估提供更加可靠的方法。
2.2先进的传感技术
传感技术是进行预测性维修的一种重要手段和方式,也是当前行业中所研究的重点。故障的诊断技术发展的主要目的是尽可能的发现更多的有益信息,这些是进行数据处理和诊断的重要依据。而在电气设备的维修和诊断中应用先进传感技术,不仅能解决传统传感器中所存在的问题,同时也能提升检验结果的准确性。
2.3信息收集处理技术
由于状态监测所选用的传感器通常来说都是非侵入性的,不会给监测设备造成影响。不同的设备很可能会选择不同的信息以及不同的信号处理方式,同时信号在进行传输的过程中会受到一些其他的信号干扰,所以传感器所测量的数据,究竟是要用模拟传感器还是数字传输方式等来进行传输,都是需要解决的问题。
2.4避免信号干扰的有效途径
在进行实际检测的过程中,一般会采用相应的设备和措施来降低干扰信号的影响,但始终还是不能完全避免干扰信号所带来的影响。因此当前不仅要重视起数字信息和硬件等方面的加强,更加应当重视起对于避免干扰的相关技术研究。通过有效的措施要能更好的排除各种信号干扰,同时还需要将当中的几个相对比较强的信号从中挑选出来。
2.5寿命估计
对设备的使用寿命进行估计是对电气设备更新的基本依据和条件,当前阶段所采取的主要措施是在大量的实验基础上来通过概率知识进行电气设备的使用寿命估计计算。一般来说电容器的使用寿命服从威布尔分布,而发电机的寿命服从于指数分布。当前阶段又出现了CIGIEⅡ方法来对设备的老化进行评估,从而得出设备的有效使用年限。
3设备的实际维修方法讨论
状态维修在当前有着定期维修方式中所无法比拟的优势,因此近年来有人提出要对所有的设备都采取状态维修方式。下面将对设备维修的具体方式进行讨论和分析。
3.1以状态维修代替定期维修的可能性
电气设备的种类和实际的使用价值都是有所不同的,无论是从结构还是功能上来讲当中都存在着明显的不同之处。同时在实际工作环境中,由于受到的电、热等多方面的影响,所以最终的消耗规律也不尽相同。其次,设备在电力系统当中所产生的应用价值以及所处的地位也有所不同,例如有的是需要定期更换的替换件,有的重要设备则需要长时间的使用。因此在对于不同的部件和设备进行检测的过程中,技术的应用也有所不同。所以说在未来的发展中完全的利用状态维修方式来代替定期维修方式是不可取的,需要将二者之间共同协调使用,进而达到最佳的维护效果。只有将两种方式融合在一起才能更好的起到对电气设备的维护,促使电气设备发挥出最大的使用价值。
3.2维修方式的确定
不同设备的维修方式是不同的,应当根据设备的重要程度、结构和运行环境以及问题的具体所在等来确定相应的技术。例如对发电机等这样的设备进行维修,需要对其进行状态监测,并对其故障进行仔细的分析和讨论,然后采取针对性的状态维修方法。而对于特定的设备或者其他的组成部分,在进行维修之前,需要根据其结构和环境等进行分析然后判断其问题所在,从而找到有效的方式进行维修。在设备当中有一些是消耗件,例如橡胶绝缘垫,这一类的零件只需要定时的进行更换即可,不需要进行维修。只有根据设备的实际情况来分析,才能找到最佳的维修方式。
4结语
综上所述,状态维修在当前是一种较为先进的管理维修方式,能有效的减少定期维修中所浪费的时间和所造成的经济损失,进而使电力系统创造较大的经济效益。但是需要明确的是,状态维修技术仍然属于不成熟、不定型的技术,所以需要进行深入的理论研究,避免做重复劳动。对于电气设备,要选用最合理的维修方式,提升相应的经济效益。
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