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關(guān)鍵詞:地理;國(guó)情;監(jiān)測(cè);測(cè)繪高新技
中圖分類號(hào):C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
地理國(guó)情監(jiān)測(cè)主要是在綜合利用各時(shí)期測(cè)繪成果的基礎(chǔ)上,以現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)為技術(shù)手段,對(duì)一個(gè)國(guó)家的地表覆蓋率、交通、地形等各方面的要素實(shí)行定量化與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),并對(duì)其分布的地域差異、變化率以及變化頻率以及趨勢(shì)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,最終形成各類要素的發(fā)展變化規(guī)律或空間分布的研究報(bào)告以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等,是一種全面展示國(guó)情國(guó)力的手段之一。加強(qiáng)地理國(guó)情監(jiān)測(cè),對(duì)于加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè),保障科學(xué)決策具有重要的意義。本文立足于技術(shù)角度,對(duì)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)與測(cè)繪的高新技術(shù)進(jìn)行探討分析。
一、概念
為全面掌握我國(guó)地理國(guó)情現(xiàn)狀,滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要,國(guó)務(wù)院下發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于開展第一次全國(guó)地理國(guó)情普查的通知》(國(guó)發(fā)[2013]9號(hào)),決定于2013年至2015年開展第一次全國(guó)地理國(guó)情普查工作。地理國(guó)情普查是一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查,是全面獲取地理國(guó)情信息、掌握地表自然、生態(tài)以及人類活動(dòng)基本情況的重要手段和基礎(chǔ)性工作,對(duì)于權(quán)威、客觀、系統(tǒng)、準(zhǔn)確地掌握我國(guó)自然和人文地理國(guó)情信息,提高測(cè)繪地理信息公共服務(wù)能力,更好地服務(wù)于防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急保障及相關(guān)行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)等工作,推動(dòng)國(guó)家重大發(fā)展戰(zhàn)略制定實(shí)施及資源合理配置,推進(jìn)節(jié)約型社會(huì)和生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。
二、內(nèi)業(yè)部分
1、遙感影像實(shí)例及其屬性信息采集
遙感影像實(shí)例采集要求遙感影像實(shí)例采集需要根據(jù)地面照片的相關(guān)屬性值,采用手工或自動(dòng)方式完成遙感影像裁切、拍攝點(diǎn)位置標(biāo)繪以及地面照片視野范圍標(biāo)繪。其中,遙感影像裁切必須完成,拍攝點(diǎn)位置標(biāo)繪和地面照片視野范圍標(biāo)繪可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行,不做強(qiáng)制要求遙感影像裁切必須完成,拍攝點(diǎn)位置標(biāo)繪和地面照片視野范圍標(biāo)繪可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行,不做強(qiáng)制要求,可以在數(shù)據(jù)利用或顯示時(shí)利用相關(guān)軟件工具實(shí)時(shí)進(jìn)行。)遙感影像實(shí)例裁切
(1)對(duì)應(yīng)地面照片,根據(jù)其姿態(tài)信息,從經(jīng)過(guò)正射處理的可用遙感數(shù)據(jù)源中裁切長(zhǎng)寬511*511像素大小的高分辨率遙感影像,并盡可能把地面照片拍攝的主體地物置于影像的中間部分,同時(shí)保證拍攝點(diǎn)也位于遙感影像實(shí)例范圍內(nèi)。對(duì)于遠(yuǎn)距離拍攝的地面照片,如果的確無(wú)法將拍攝點(diǎn)和拍攝的主體地物同時(shí)置于511*511像素大小的遙感影像范圍內(nèi),可以將裁切范圍擴(kuò)展至1023*1023。對(duì)于冰川、常年積雪等采用超遠(yuǎn)距離拍攝的地面照片,難以在1023*1023范圍內(nèi)滿足上述條件,允許只把地面照片拍攝的主體地物置于影像的中間部分,不要求拍攝點(diǎn)也位于遙感影像實(shí)例范圍內(nèi)。如果使用分辨率非常高的航攝影像,難以在1023*1023范圍內(nèi)滿足上述條件,可以適當(dāng)擴(kuò)展。
(2)關(guān)于可用遙感數(shù)據(jù)源的說(shuō)明:原則上,所有用到的遙感影像數(shù)據(jù)源類型(如同時(shí)用到WorldView、ZY-3、航片數(shù)據(jù))都應(yīng)采集相應(yīng)的遙感影像實(shí)例。對(duì)于衛(wèi)片,優(yōu)先考慮經(jīng)過(guò)正射處理的分景融合影像;其次考慮經(jīng)過(guò)正射處理的分景多光譜影像;如果只有全色影像,則考慮經(jīng)過(guò)正射處理的分景全色影像。對(duì)于航片,優(yōu)先考慮經(jīng)過(guò)正射處理的分幅融合影像;其次考慮經(jīng)過(guò)正射處理的分幅多光譜影像;如果只有全色影像,則考慮經(jīng)過(guò)正射處理的分幅全色影像。對(duì)于樣點(diǎn)組,如果在滿足上述要求的情況下,可以用一個(gè)一致的范圍裁切遙感數(shù)據(jù),只裁切一次;如果難以用同一個(gè)范圍裁切,則分開裁切。
(3)裁切后的遙感影像實(shí)例的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),與遙感影像數(shù)據(jù)源的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相同。
(4)如果裁切范圍位于多幅影像拼接區(qū)域,只以照片中主體地物所在幅的影像為數(shù)據(jù)源,移動(dòng)裁切框但盡可能使拍攝點(diǎn)位于有影像的部分進(jìn)行裁切;確實(shí)難以保證拍攝點(diǎn)位于影像區(qū)域的,使其包含在裁切區(qū)域內(nèi)的空白區(qū)并進(jìn)行裁切;如果連照片中主體地物都難以在一幅影像中反映,從經(jīng)過(guò)拼接處理的標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM中裁切。如果從標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM裁切也遇到上述前兩種情形,參照處理,遇到上述最后一種情形,放棄遙感影像實(shí)例裁切,保留地面照片信息,待有條件時(shí)再補(bǔ)充。
2、航空影像作業(yè)流程及其技術(shù)指標(biāo)
作業(yè)流程
采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量立體作業(yè)模式的一般作業(yè)流程見(jiàn)圖。
數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量立體作業(yè)流程
單片微分糾正作業(yè)流程
三、生成底圖
1、作業(yè)流程及步驟
(1)技術(shù)流程
數(shù)字普查底圖
數(shù)字普查底圖制作流程圖
(2)作業(yè)步驟及要求
普查底圖首先需要準(zhǔn)備數(shù)據(jù),然后根據(jù)實(shí)際情況,選擇采用不同的產(chǎn)品模式進(jìn)行普查底圖制作,也可同時(shí)選用兩種模式進(jìn)行組織生產(chǎn)。
2、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
(1)正射影像或經(jīng)粗糾正影像
以任務(wù)區(qū)、分幅或分景為單元,經(jīng)過(guò)粗糾正的影像數(shù)據(jù)或按照《數(shù)字正射影像生產(chǎn)技術(shù)規(guī)定》制作的全色及多光譜的單景(單片)正射影像或分幅正射數(shù)據(jù)檢查是地理國(guó)情普查底圖否數(shù)據(jù)整理組織根據(jù)作業(yè)單元裁切拼接數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)符號(hào)化,返出注記,標(biāo)注外業(yè)調(diào)查信息調(diào)整符號(hào)及注記制作符號(hào)庫(kù)或模板圖廓整飾紙質(zhì)打印出圖正射影像(或經(jīng)粗糾正影像)地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)、地表覆蓋分類數(shù)據(jù)(或基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)整合提取的預(yù)處理數(shù)據(jù))影像數(shù)據(jù)。
(2)地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)
以任務(wù)區(qū)、分幅或分景為單元,按照《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》和《地
理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》制作的地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù),包括道路、構(gòu)筑物、水體、地理單元以及上述類別中需外業(yè)調(diào)查內(nèi)容。
(3)地表覆蓋分類數(shù)據(jù)
以任務(wù)區(qū)、分幅或分景為單元,按照《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》和《地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》制作的地表覆蓋分類數(shù)據(jù),包括耕地、園地、林地、草地、房屋建筑(區(qū))、道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與地表、水域以及上述類別中需外業(yè)調(diào)查內(nèi)容。在地理國(guó)情要素與地表覆蓋分類數(shù)據(jù)采集之前進(jìn)行外業(yè)調(diào)查,其底圖制作則不涉及前兩項(xiàng)內(nèi)容,可以按照任務(wù)區(qū)、分幅或分景為單元,準(zhǔn)備相關(guān)整合處理的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與必要的專題數(shù)據(jù)。
四、外業(yè)部分
全球衛(wèi)星GPS定位技術(shù)的應(yīng)用
GPS全球定位系統(tǒng)是一種全方位定位系統(tǒng),以無(wú)線電衛(wèi)星導(dǎo)航為基礎(chǔ),進(jìn)行全球的實(shí)時(shí)定位勘測(cè)定位,擁有很好的抗干擾性和保密性。
外業(yè)調(diào)查工作中,可以利用 GPS 定位設(shè)備,結(jié)合數(shù)字普查底圖做以下工作:
1)記錄外業(yè)工作行進(jìn)軌跡,作為外業(yè)調(diào)查的工作依據(jù)和元數(shù)據(jù)基本來(lái)源。
2)對(duì)遙感影像解譯樣本采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位。
3)準(zhǔn)確定位自己位置,為準(zhǔn)確判讀底圖提供位置依據(jù);新增或變化的圖斑或要素,在底圖影像上可以直接定位的,為圖上標(biāo)繪提供位置依據(jù)。
結(jié)束語(yǔ)
總之,加快我國(guó)測(cè)繪和地理信息發(fā)展和測(cè)繪強(qiáng)國(guó)建設(shè)步伐,可以提升建設(shè)數(shù)字中國(guó)、監(jiān)測(cè)地理國(guó)情的能力,促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)壯大,提高經(jīng)濟(jì)建設(shè)的保障服務(wù)能力。文章對(duì)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)與測(cè)繪高新技術(shù)做了簡(jiǎn)要的論述,希望可以對(duì)于我國(guó)社會(huì)科學(xué)發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
[1]李維森.地理國(guó)情監(jiān)測(cè)與測(cè)繪地理信息事業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)[J].地理信息世界,2013,(5):11-14.
關(guān)鍵詞:西氣東輸二線工程;航測(cè);遙感技術(shù)
中圖分類號(hào):TP7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1 航空攝影測(cè)量與遙感技術(shù)
航空攝影測(cè)量[ aerial photogrammetry ]指的是在飛機(jī)上用航攝儀器對(duì)地面連續(xù)攝取像片,結(jié)合地面控制點(diǎn)測(cè)量、調(diào)繪和立體測(cè)繪等步驟,繪制出地形圖的作業(yè)。
遙感是通過(guò)遙感器這類對(duì)電磁波敏感的儀器,在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測(cè)目標(biāo)地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波、地震波等信息),并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。
當(dāng)前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子與信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展和各種測(cè)量高新技術(shù)的不斷出現(xiàn),使得油氣長(zhǎng)輸管道勘察設(shè)計(jì)的測(cè)設(shè)手段得到了迅速發(fā)展。航空攝影測(cè)量與遙感技術(shù)作為現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的先進(jìn)代表和大范圍內(nèi)采集地形原始數(shù)據(jù)最理想、最有效的方法和手段,已成為我國(guó)長(zhǎng)距離、大口徑、高壓力的油氣管道測(cè)設(shè)中最主要的地形數(shù)據(jù)來(lái)源之一。航測(cè)與遙感技術(shù)應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道線路設(shè)計(jì)中,對(duì)改進(jìn)長(zhǎng)輸管道測(cè)設(shè)技術(shù)和能力、提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量以及推動(dòng)長(zhǎng)輸管道測(cè)設(shè)新技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。
2西氣東輸二線工程在設(shè)計(jì)中應(yīng)用航測(cè)與遙感技術(shù)
西氣東輸二線工程西起新疆的霍爾果斯口岸,管道總體走向?yàn)橛杀毕蚰?、由西向東,東至浙江、上海,南至廣東、廣西,途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、江西、廣東、廣西、浙江、上海、湖南、江蘇、安徽和香港共15個(gè)省、市、自治區(qū),線路總長(zhǎng)約8600km,設(shè)計(jì)輸氣能力300´108m³/a,是一條連接中亞進(jìn)口氣源、國(guó)內(nèi)塔里木氣田、準(zhǔn)噶爾氣田、吐哈氣田、長(zhǎng)慶氣田和沿線中西部地區(qū)、華東、華南、長(zhǎng)三角、珠三角等用氣市場(chǎng)的重要能源通道。該項(xiàng)目的建設(shè),將進(jìn)一步滿足快速增長(zhǎng)的天然氣市場(chǎng)需求,提高我國(guó)清潔能源利用水平,是構(gòu)筑我國(guó)油氣戰(zhàn)略通道的重要工程。
西氣東輸二線工程是目前世界上最長(zhǎng)的大口徑高壓輸氣管道工程,作為我國(guó)戰(zhàn)略性能源工程,建設(shè)人員在可行性研究階段決定全線引入航測(cè)與遙感技術(shù)作為管道線路設(shè)計(jì)的輔助手段,發(fā)揮航測(cè)與遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,減少設(shè)計(jì)人員內(nèi)外業(yè)反復(fù)工作量,縮短設(shè)計(jì)周期,為西氣東輸二線建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)服務(wù)。
在西氣東輸二線工程的建設(shè)過(guò)程中,航測(cè)與遙感技術(shù)主要應(yīng)用于線路設(shè)計(jì)的工作中。作為線路選擇和優(yōu)化的輔助工具,遙感技術(shù)主要通過(guò)影像圖片和數(shù)字高程信息實(shí)現(xiàn)其輔助功能。
在利用遙感技術(shù)之前,設(shè)計(jì)人員首先根據(jù)地形圖確定管道的擬定路由,然后根據(jù)擬定路由的中線坐標(biāo)確定航測(cè)路線,待影像圖片和數(shù)字高程信息拍攝、測(cè)量完成后對(duì)圖片進(jìn)行糾正、裁剪、拼接等處理,最后由線路設(shè)計(jì)人員應(yīng)用軟件在處理好的影像圖片上添加帶有坐標(biāo)的線路文件,對(duì)擬定路由進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)其輔助功能。
3 航測(cè)與遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
西氣東輸二線工程全線采用了航空攝影測(cè)量的手段獲得遙感圖像和地面高程信息,遙感圖像為真彩色全波段圖像,分辨率0.5m,地面高程信息精度為每1m一個(gè)高程點(diǎn),這些遙感資料經(jīng)過(guò)GIS手段構(gòu)建模型,服務(wù)于選線工作。作為管道設(shè)計(jì)的新技術(shù),遙感技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn):
a時(shí)效性較強(qiáng)。由于傳統(tǒng)地形圖繪制時(shí)間多在上世紀(jì)50-90年代,存在區(qū)域性更新及更新速度慢的問(wèn)題。然而近三十年是中國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛的三十年,各地方經(jīng)濟(jì)隨之發(fā)展,人口增加,縣、市、鎮(zhèn)、村的規(guī)模擴(kuò)大,河湖、交通線等地物都發(fā)生了變化,單純依靠年代久遠(yuǎn)的地形圖經(jīng)常造成線路選擇的失誤,造成沒(méi)有必要的反復(fù)工作量。西氣東輸二線工程所用的遙感影像圖均為線路設(shè)計(jì)階段拍攝航空遙感圖片,其反映出的地物信息均為最新的信息,時(shí)效性非常好,從而在保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的同時(shí)大大減少了線路設(shè)計(jì)人員的內(nèi)業(yè)工作量。
b 視覺(jué)效果更直觀。選線時(shí),同地形圖、行政區(qū)圖、交通圖等傳統(tǒng)地圖相比,遙感的真彩色影像圖視覺(jué)效果更加直觀、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)地圖只能依靠各種抽象的圖例、顏色、線條等表示地形地物,而真彩色影像圖以照片的方式把地物呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員,地物清晰、具體、直觀,容易判別。
c 不受地形限制。選線時(shí),由于地形的差別,山區(qū)地段選線比平原段要困難得多,在新疆、甘肅、寧夏等高寒地區(qū),人跡罕至,選線人員到達(dá)線路位置的難度非常大甚至存在安全風(fēng)險(xiǎn)。在傳統(tǒng)的選線模式下,由于地形限制,大型河流穿跨越工程、隧道工程確定穿越點(diǎn)、隧道入(出)口的選擇都存在難于總體把握和全面考慮的問(wèn)題。遙感技術(shù)利用航測(cè)的影像圖片和數(shù)字高程可以打破地形的限制,使選線人員可以在不親臨現(xiàn)場(chǎng)的情況下獲取擬定線路方案所需的地形地貌信息,從而在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)大大減少了線路設(shè)計(jì)人員的外業(yè)工作量。
4 航測(cè)與遙感技術(shù)需要改進(jìn)的問(wèn)題和建議措施
作為西氣東輸二線工程設(shè)計(jì)工作應(yīng)用的新技術(shù),航測(cè)與遙感技術(shù)在與線路設(shè)計(jì)的結(jié)合過(guò)程中還存在一些問(wèn)題,需要在以后的工作中加以改進(jìn):
a航測(cè)與遙感技術(shù)受天氣的影響
西氣東輸二線工程全部的遙感圖像都需要在飛機(jī)上拍攝出來(lái),天氣情況對(duì)機(jī)的飛行和遙感圖像清晰度都有很大影響,對(duì)于春季沙塵天氣,夏季雷雨天氣,冬季風(fēng)雪天氣,這些都會(huì)延誤遙感圖像的拍攝工作,在一定程度上影響設(shè)計(jì)的進(jìn)度。
克服天氣的影響主要有兩種措施可以采用,第一,采用航天遙感方法拍攝的衛(wèi)星圖片避免航空遙感受天氣的限制,以遙感圖像時(shí)效性為代價(jià)確保工程進(jìn)度;第二,根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)選取最佳航測(cè)季節(jié),及時(shí)關(guān)注航測(cè)區(qū)域的天氣預(yù)報(bào),選取晴好天氣有計(jì)劃的提前開展航測(cè)工作。
b航測(cè)與遙感技術(shù)航帶寬度問(wèn)題
西氣東輸二線工程遙感圖像的寬度為管道中線兩側(cè)各600m,如果在遙感圖像拍攝完成后再發(fā)生改線幅度大于600m的情況,就需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工測(cè)量來(lái)獲取數(shù)據(jù),因此遙感圖像有限的寬度對(duì)線路的選擇存在束縛。
發(fā)生超出航帶寬度改線主要是原因:
城鎮(zhèn)規(guī)劃范圍、土地資源利用的調(diào)整速度過(guò)快,環(huán)境敏感區(qū)域級(jí)別變更。
地下特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)、重要?dú)v史文物等在現(xiàn)行勘察規(guī)范不能完全滿足工程前期需要。
建議在線路設(shè)計(jì)的各個(gè)階段注重和地方相關(guān)部門結(jié)合與溝通,同時(shí)在設(shè)計(jì)工作前期針對(duì)特殊地段,特殊情況應(yīng)提前進(jìn)行有針對(duì)性的勘察工作,在局部可做加寬航測(cè)帶方式處理。
c航測(cè)與遙感技術(shù)費(fèi)用高
西氣東輸二線工程采用的是航測(cè)與遙感技術(shù),利用飛機(jī)在飛行過(guò)程對(duì)中線兩側(cè)拍攝遙感圖像,由于安全要求較高,此項(xiàng)工作必須委托專業(yè)的測(cè)繪機(jī)構(gòu)來(lái)完成,需要花費(fèi)高額的費(fèi)用來(lái)完成遙感資料的獲取工作。同時(shí)航測(cè)帶寬度也是影響最終費(fèi)用的因素之一,傳統(tǒng)測(cè)繪方式多為管道中心線兩側(cè)各200m。
對(duì)于航空器費(fèi)用高的問(wèn)題,建議可采用相對(duì)廉價(jià)的航天遙感技術(shù)。即采用人造衛(wèi)星代替飛機(jī)拍攝遙感圖片或更為廉價(jià)的航空器遙感技術(shù),如高空氣球、無(wú)人機(jī)。這樣在時(shí)效性可以接受的范圍內(nèi)節(jié)省大筆費(fèi)用。針對(duì)航測(cè)帶寬的問(wèn)題,需要大量的工程經(jīng)驗(yàn)積累以及經(jīng)驗(yàn)豐富的工程專家技術(shù)把關(guān)。同時(shí)可考慮根據(jù)地形地貌難度區(qū)域性劃分航測(cè)帶寬度的方法降低航測(cè)費(fèi)用。
5結(jié)語(yǔ)
航測(cè)與遙感技術(shù)作為近年來(lái)引入管道設(shè)計(jì)工作的新技術(shù),為西氣東輸二線工程線路的選擇提供了很大幫助,不但為設(shè)計(jì)工作節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間,而且對(duì)一些不易地面踏勘觀測(cè)的地形地物從俯瞰的角度給出了清晰的表示。因此,航測(cè)與遙感技術(shù)在以后的管道設(shè)計(jì)工作中還有很大的利用空間,需要繼續(xù)深入研究、實(shí)踐,使其更好的融入到設(shè)計(jì)工作中,發(fā)揮更大的輔助作用。
參考文獻(xiàn):
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[ 4 ]西氣東輸二線工程可行性研究報(bào)告
關(guān)鍵詞 鐵路 地質(zhì)勘察 綜合勘探
中圖分類號(hào): F53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1 綜合勘探技術(shù)概述
綜合勘探是指依據(jù)工程的地形、地質(zhì)復(fù)雜程度, 工程類型, 工程規(guī)模的大小和勘察階段的技術(shù)要求, 合理應(yīng)用遙感、地質(zhì)調(diào)繪、物探、鉆探、原位測(cè)試、土工試驗(yàn)等地質(zhì)勘探方法, 用最佳的方法組合使用, 密切配合,取長(zhǎng)補(bǔ)短, 獲取多性狀地質(zhì)信息, 通過(guò)相互驗(yàn)證和綜合分析, 提高地質(zhì)判別的準(zhǔn)確性, 達(dá)到提高勘探質(zhì)量、縮短勘測(cè)周期和降低成本的目的, 最大限度的為工程設(shè)計(jì)提供可靠、適用的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。
綜合勘探手段包括: 遙感地質(zhì)判釋、地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪、綜合物探、原位測(cè)試、鉆探、輕型勘探( 觸探)、挖探、綜合測(cè)井、巖土室內(nèi)試驗(yàn)、水文地質(zhì)試驗(yàn)、資料匯總與綜合分析等。
1. 1 遙感
遙感技術(shù)應(yīng)用于鐵路工程地質(zhì)勘察主要是利用遙感圖像判釋獲取沿線地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水文地質(zhì)等信息。對(duì)鐵路勘測(cè)中常見(jiàn)的不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象都可以通過(guò)遙感技術(shù)加以分析和判斷。
遙感技術(shù)最大的特點(diǎn)是視野廣闊、影像逼真、信息量豐富; 可放大使用而不影響其精度, 通過(guò)一種比例尺的遙感圖像, 可以做多種比例尺的地質(zhì)圖; 可全天候地室內(nèi)反復(fù)判釋, 對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行整體到細(xì)部的觀察, 其工作區(qū)域具有全局性, 判釋得出的信息具有指導(dǎo)性。利用遙感判釋成果指導(dǎo)工程地質(zhì)調(diào)繪, 可以充分發(fā)揮遙感技術(shù)宏觀性、直觀性的優(yōu)勢(shì), 提高地面調(diào)查的針對(duì)性和準(zhǔn)確性, 減輕地質(zhì)調(diào)繪的工作強(qiáng)度, 提高工作效率。遙感資料還可以與物探資料結(jié)合, 提高數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性?,F(xiàn)在, 遙感技術(shù)已經(jīng)和GIS、GPS 技術(shù)結(jié)合, 實(shí)現(xiàn)了對(duì)遙感資料的自動(dòng)解譯、綜合成圖、數(shù)據(jù)量測(cè)、建立數(shù)據(jù)庫(kù)和評(píng)比分析等, 極大地提高了工作效率。
1. 2 物探
物探方法包括電法勘探、彈性波勘探、重力勘探、磁法勘探、放射性勘探、地溫勘探、孔內(nèi)勘探等。物探是鐵路工程地質(zhì)勘察中的一種重要手段, 具有勘探方法多、勘探深度較隨意, 易于大面積施測(cè), 可進(jìn)行點(diǎn)、線、面相結(jié)合乃至三維勘探的特點(diǎn)。充分并合理利用物探, 能提高地質(zhì)勘探的宏觀控制水平, 減少鉆孔布置的盲目性, 提高鉆孔利用率。
1. 3 原位測(cè)試
工程地質(zhì)原位測(cè)試技術(shù)是在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定天然巖土體力學(xué)性能的各類測(cè)試方法的總稱, 包括載荷試驗(yàn)、靜力觸探、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、預(yù)鉆式旁壓試驗(yàn)、扁板側(cè)脹試驗(yàn)、應(yīng)力鏟試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)、巖體應(yīng)力試驗(yàn)等。因其能在勘察現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖土體直接進(jìn)行連續(xù)測(cè)試, 完全避免采取或切制巖土樣品過(guò)程中對(duì)巖土體產(chǎn)生擾動(dòng)影響, 更能直接有效、快速地測(cè)定巖土體力學(xué)參數(shù)。原位測(cè)試是勘探與測(cè)試相結(jié)合的方法, 測(cè)試結(jié)果與巖土體原始應(yīng)力狀態(tài)接近, 具有高效、連續(xù)、重現(xiàn)性好的特點(diǎn), 不會(huì)產(chǎn)生漏層。其費(fèi)用也遠(yuǎn)低于鉆探、取樣、化驗(yàn)的傳統(tǒng)方法。
1. 4 工程勘探
鉆探是地質(zhì)勘探中最常用、也是極其重要的手段,通過(guò)鉆孔提取巖土芯, 能較直觀地了解地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體的風(fēng)化破碎程度、土體的軟硬性質(zhì)、地下水的特征以及它們的分布范圍, 并通過(guò)巖土、水的取樣實(shí)驗(yàn)、孔內(nèi)的原位測(cè)試、物探綜合測(cè)井、水文地質(zhì)試驗(yàn)、地應(yīng)力測(cè)試和瓦斯壓力測(cè)試等工作, 獲取滿足設(shè)計(jì)和施工需要的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料及各種參數(shù)。
鉆探孔位的布置及要求必須在進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)調(diào)繪和必要的物探工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行, 對(duì)地質(zhì)調(diào)繪和物探進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn), 同時(shí)又可以指導(dǎo)和修正以上兩種方法。
對(duì)較深鉆孔進(jìn)行物探測(cè)井或孔內(nèi)測(cè)試工作是重要的和必須的, 既能提高鉆孔利用率和分層準(zhǔn)確性, 又能充分發(fā)揮綜合勘探的作用, 提高地質(zhì)勘探質(zhì)量、水平和效率。鉆孔孔內(nèi)測(cè)試包括水文試驗(yàn)、綜合測(cè)井、孔內(nèi)CT、地應(yīng)力測(cè)試、瓦斯測(cè)試等。
2 鐵路綜合勘探技術(shù)應(yīng)用原則
鐵路勘察工作量大, 勘察質(zhì)量要求高, 必須根據(jù)地形地質(zhì)復(fù)雜程度、工程類型、建筑物規(guī)模和特點(diǎn)、地層結(jié)構(gòu)、巖土特性、場(chǎng)地條件, 結(jié)合勘測(cè)階段, 在地質(zhì)調(diào)繪的基礎(chǔ)上, 以最佳的組合方式, 應(yīng)用遙感、物探、鉆探、原位測(cè)試、土工試驗(yàn)等多種地質(zhì)勘探方法, 通過(guò)綜合分析和相互驗(yàn)證, 取得真實(shí)、準(zhǔn)確的工程地質(zhì)資料, 以滿足鐵路設(shè)計(jì)及建設(shè)需要。
鐵路建設(shè)對(duì)工程場(chǎng)地區(qū)域穩(wěn)定性提出了較高的要求。在踏勘階段, 應(yīng)從區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性角度參與線路方案的比選, 在研究分析既有區(qū)域地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上, 充分發(fā)揮遙感技術(shù)和地質(zhì)調(diào)繪的全局性、指導(dǎo)性作用, 利用航片、衛(wèi)片進(jìn)行地質(zhì)解譯, 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)調(diào)查, 為方案選擇及編制預(yù)可行性研究報(bào)告提供工程地質(zhì)資料。對(duì)控制線路方案的越嶺、河谷、不良地質(zhì)、特殊巖土、長(zhǎng)大隧道、大河橋渡等重大工程地段, 應(yīng)充分發(fā)揮遙感和物探作用, 采用以遙感和綜合物探為主,輔以必要鉆探、測(cè)試的綜合勘探技術(shù), 查明重大地質(zhì)問(wèn)題。
初測(cè)階段應(yīng)充分利用航片、衛(wèi)片資料進(jìn)行地質(zhì)解譯, 并在大面積地質(zhì)調(diào)繪的基礎(chǔ)上, 合理選用綜合物探和原位測(cè)試等有效方法, 配合鉆探及測(cè)試工作, 評(píng)價(jià)其對(duì)線路方案及工程的影響, 避免因遺漏重要的工程地質(zhì)問(wèn)題而造成線路方案決策上的失誤。地質(zhì)特別復(fù)雜地段應(yīng)開展加深地質(zhì)工作或?qū)m?xiàng)地質(zhì)工作, 需要深孔鉆探的必須安排深孔鉆探。
定測(cè)階段以鉆探、挖探以及相應(yīng)的原位測(cè)試和試驗(yàn)等為主要手段, 配合必要的物探工作。對(duì)于巖溶地區(qū)、采空區(qū)、給水水源, 以及需要判明斷裂構(gòu)造、破碎帶、滑動(dòng)面、軟弱層、基巖界面、巖層界面、隧道圍巖分級(jí)、風(fēng)化層厚度等, 應(yīng)采用物探與鉆探相配合的方法。對(duì)第四系地層黏性土及砂類土地區(qū)的橋梁、大型房基、軟土地基、松軟地基等工點(diǎn), 應(yīng)采用原位測(cè)試與鉆探配合的方法。對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的長(zhǎng)大隧道, 必須在綜合勘探基礎(chǔ)上, 對(duì)洞身進(jìn)行必要的鉆探, 包括深孔鉆探,確定地質(zhì)條件和施工方法, 保證隧道質(zhì)量和施工安全。
3 鐵路綜合勘探應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
科學(xué)應(yīng)用綜合勘探技術(shù), 提高鐵路勘察質(zhì)量和效率, 關(guān)鍵是根據(jù)不同地質(zhì)條件、不同勘測(cè)階段,選擇合適的勘探組合, 堅(jiān)持點(diǎn)面結(jié)合、間接推斷與直接驗(yàn)證結(jié)合、鉆孔取樣離位測(cè)試與原位測(cè)試結(jié)合、物探與鉆探結(jié)合的原則。并重視以下幾方面的工作:
(1)充分收集和分析現(xiàn)有資料是了解區(qū)域地質(zhì)情況, 明確工作重點(diǎn), 節(jié)省勘察工作量的重要手段。
勘測(cè)準(zhǔn)備階段, 首先要盡量收集既有資料, 了解測(cè)區(qū)的地形、地質(zhì)條件以及環(huán)境條件, 包括以往在該地區(qū)進(jìn)行勘探的成果和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析, 選定綜合勘探的方法。
(2)前期應(yīng)高度重視遙感指導(dǎo)下的地質(zhì)調(diào)繪、工程地質(zhì)選線工作。
遙感工作在時(shí)序上應(yīng)先于其他勘探手段。充分發(fā)揮其宏觀性、全局性的優(yōu)勢(shì), 提高效率, 減少勘探布點(diǎn)的盲目性, 降低勘探工作量。
(3)強(qiáng)調(diào)綜合分析的工作理念, 不斷提高綜合分析水平。
綜合勘探與綜合分析是密切聯(lián)系的, 對(duì)各種資料綜合分析所做出的正確判斷是綜合勘探的核心。
在鐵路工程地質(zhì)勘察工作中, 采用綜合勘察方法,達(dá)到提高質(zhì)量和勘探效果的目標(biāo), 關(guān)鍵是要綜合分析。綜合分析需要貫穿整個(gè)勘察的全過(guò)程, 無(wú)論是在準(zhǔn)備階段、勘探實(shí)施階段, 還是勘探成果的整理與應(yīng)用, 都應(yīng)注重綜合分析, 才能提出各種勘探手段的合理組合,在實(shí)施過(guò)程中有效地發(fā)揮綜合勘探的優(yōu)勢(shì)。不同的勘探方法所獲得的各項(xiàng)工程地質(zhì)資料, 必須進(jìn)行綜合分析, 才能更好地滿足工程設(shè)計(jì)所需要的定性或定量評(píng)價(jià)。同時(shí), 充分利用不同勘探與測(cè)試成果的對(duì)比, 找出不同方法所存在的優(yōu)勢(shì)與不足, 總結(jié)出區(qū)域綜合勘探的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)成果的綜合分析對(duì)比, 可以總結(jié)出區(qū)域工程地質(zhì)的宏觀規(guī)律。
(4)推廣應(yīng)用綜合物探、原位測(cè)試技術(shù), 發(fā)揮其現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、連續(xù)測(cè)試和高效的優(yōu)勢(shì), 對(duì)符合測(cè)試條件的地段, 應(yīng)優(yōu)先采用。
(5)提高鉆孔綜合利用程度。鉆探要為進(jìn)行孔內(nèi)物探和水文地質(zhì)測(cè)試等工作創(chuàng)造條件, 鉆孔直徑、孔深、鉆進(jìn)方法等應(yīng)滿足孔內(nèi)物探和水文測(cè)試要求, 做到一孔多用。巖溶發(fā)育地區(qū)的墩臺(tái), 應(yīng)在鉆探的基礎(chǔ)上輔以物探方法確定巖溶形態(tài)。
(6)采用先進(jìn)鉆探工藝, 提高鉆探進(jìn)度和巖心采取率。
在鐵路勘察中, 鉆探工作量大, 巖土取樣量大, 為保證鉆探質(zhì)量和取樣質(zhì)量, 應(yīng)采用高速鉆進(jìn)、斜孔鉆進(jìn)、雙層單動(dòng)鉆進(jìn)等鉆探方法, 以及薄壁取土器、活塞巖心管等取芯工具。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:連云港縣級(jí)海域;動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力;海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng);遙感;測(cè)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U651 文章編號(hào):1009-2374(2016)10-0189-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.092
1 建設(shè)背景
1.1 國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)是依據(jù)《海域使用管理法》建立的重要業(yè)務(wù)系統(tǒng),系統(tǒng)利用衛(wèi)星遙感、航空遙感和地面監(jiān)視監(jiān)測(cè)等多種手段,實(shí)施對(duì)近岸海域開發(fā)活動(dòng)的監(jiān)視監(jiān)測(cè),及時(shí)為海洋主管部門和社會(huì)公眾提供決策支持和信息服務(wù)。該系統(tǒng)從2006年開始建設(shè),2009年啟動(dòng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行,至今已建立3個(gè)國(guó)家級(jí)業(yè)務(wù)中心、11個(gè)省和49個(gè)市級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管中心,成為我國(guó)海洋管理領(lǐng)域節(jié)點(diǎn)最多、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面最廣、與行政管理結(jié)合最緊密的業(yè)務(wù)系統(tǒng),為海域綜合管理提供了有力的技術(shù)支撐。
1.2 縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力建設(shè)的意義
縣級(jí)海洋主管部門是海域綜合管理的最基層單位,承擔(dān)著大量與民生關(guān)系密切的養(yǎng)殖用海審批、重點(diǎn)用海項(xiàng)目受理審查和監(jiān)督管理等職能,管理責(zé)任重大。強(qiáng)化縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管是國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管業(yè)務(wù)體系的重要組成部分,是對(duì)國(guó)家、省、市級(jí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的拓展和延伸。隨著政府職能加快轉(zhuǎn)變,簡(jiǎn)政放權(quán)不斷深化,縣級(jí)承擔(dān)的管理任務(wù)將越來(lái)越繁重,縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作的不斷完善與發(fā)展勢(shì)在必行。
為推動(dòng)國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)建設(shè),建立全覆蓋、立體化、高精度海域動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系,切實(shí)加強(qiáng)海域使用全過(guò)程監(jiān)管,實(shí)現(xiàn)國(guó)家、省、市、縣四級(jí)整體聯(lián)動(dòng),國(guó)家海洋局于2014年全面啟動(dòng)縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力建設(shè)項(xiàng)目。全面開展縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力建設(shè),是落實(shí)“五個(gè)用海”要求、全面深化海域綜合管理的重要內(nèi)容,對(duì)于促進(jìn)海洋管理科學(xué)決策、提升海洋綜合管控能力、推動(dòng)海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)具有重要意義。
2 連云港縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管基本情況
自海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái),連云港市海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作水平一直位于全國(guó)地級(jí)市前列。2007年,連云港市本級(jí)就啟動(dòng)海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作,投資近400萬(wàn)元完成了監(jiān)管中心的硬件建設(shè),成立了獨(dú)立編制的海域動(dòng)態(tài)部門,確保了業(yè)務(wù)化運(yùn)行的正常開展。在完成市級(jí)建設(shè)之后,2009年所轄連云區(qū)、灌云縣和灌南縣相繼成立了具有專門人員編制的“海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)中心”,壯大和完善了市、縣兩級(jí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管隊(duì)伍,縣、區(qū)級(jí)中心全部參照市級(jí)標(biāo)準(zhǔn)完成監(jiān)管中心的硬件建設(shè)。通過(guò)硬件的不斷完善、工作思路的不斷創(chuàng)新、業(yè)績(jī)成果的不斷積累,連云港市在2009年、2012年、2014年連續(xù)三次被評(píng)為“國(guó)家海域動(dòng)態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)秀單位”。
2.1 工作現(xiàn)狀
2009年連云港率先啟動(dòng)縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)體系建設(shè),完成了4個(gè)縣、區(qū)級(jí)的海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管三級(jí)業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)。其中,3家為經(jīng)編辦批準(zhǔn)單獨(dú)成立的機(jī)構(gòu),新增編制12個(gè);1家與區(qū)海監(jiān)大隊(duì)合署辦公,實(shí)行一個(gè)機(jī)構(gòu)、兩塊牌子。各監(jiān)管中心均配置了與測(cè)繪、海洋、計(jì)算機(jī)等專業(yè)相關(guān)的技術(shù)人員。
2.2 業(yè)務(wù)開展
縣、區(qū)級(jí)有效地開展了統(tǒng)一配號(hào)、圍填海計(jì)劃臺(tái)賬、海域使用統(tǒng)計(jì)、縣級(jí)海洋功能區(qū)劃修編等業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)了與海域行政管理的緊密結(jié)合。同時(shí)開展區(qū)域用海項(xiàng)目投資效益評(píng)估,對(duì)科學(xué)制定圍填海規(guī)劃、適時(shí)適度調(diào)節(jié)近岸區(qū)域的用海方向和規(guī)模,為管理部門科學(xué)引導(dǎo)近海開發(fā)提供了決策參考。
3 連云港海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管縣級(jí)能力建設(shè)的重點(diǎn)
在縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力建設(shè)過(guò)程中要遵循“統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一政策、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一設(shè)備、統(tǒng)一軟件、統(tǒng)一運(yùn)行”的原則,以保持系統(tǒng)的專業(yè)性、穩(wěn)定性和完整性,嚴(yán)格按照國(guó)家要求開展建設(shè)。
3.1 常規(guī)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)
常規(guī)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)主要為滿足縣級(jí)海域空間資源監(jiān)測(cè)、海域使用現(xiàn)狀核查監(jiān)測(cè)等常規(guī)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)開展。根據(jù)海域使用的實(shí)際情況,按照分類型、分區(qū)域的網(wǎng)格化模式,綜合考慮各縣區(qū)視頻監(jiān)控點(diǎn)布局,重點(diǎn)從海島開發(fā)與利用、港口開況、區(qū)域用海規(guī)劃實(shí)施情況、重點(diǎn)用海項(xiàng)目進(jìn)展情況、侵蝕岸段變化五種類型,部署新的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控點(diǎn),通過(guò)整合新建及已有的,實(shí)現(xiàn)對(duì)全市212公里海岸線的實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)測(cè),并建立遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控綜合展示系統(tǒng),國(guó)家、省、市、縣各級(jí)管理人員通過(guò)該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)掌握轄區(qū)內(nèi)各監(jiān)控點(diǎn)信息,對(duì)各種違法用海事件及突發(fā)事件及時(shí)做出科學(xué)決策。
3.2 應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力建設(shè)
應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力建設(shè)指為滿足縣級(jí)海域使用應(yīng)急監(jiān)測(cè)、應(yīng)急通信、應(yīng)急指揮等需要而配備相關(guān)設(shè)備,對(duì)縣區(qū)中心配備海域動(dòng)態(tài)監(jiān)控指揮車。海域動(dòng)態(tài)監(jiān)控指揮車應(yīng)至少配備車載視頻采集系統(tǒng)、移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、車載視頻會(huì)議系統(tǒng)等,并具備以下功能:
3.2.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集。主要是通過(guò)車頂攝像云臺(tái)對(duì)車輛周圍360°環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),采集海域監(jiān)測(cè)高清視頻。
3.2.2 數(shù)據(jù)處理與管理。在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)海域動(dòng)態(tài)專網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、輔助現(xiàn)場(chǎng)辦公。
3.2.3 移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。利用3G/4G設(shè)備和無(wú)線基站接入終端,將現(xiàn)場(chǎng)與海域主控室的視頻、圖像、語(yǔ)音等進(jìn)行雙向傳輸。
3.2.4 車載視頻會(huì)議傳輸。通過(guò)應(yīng)急指揮監(jiān)控平臺(tái),可與主控室實(shí)時(shí)召開視頻會(huì)議。
3.2.5 綜合應(yīng)急指揮與保障。實(shí)現(xiàn)對(duì)外業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備和人員作業(yè)的保障,并可作為突發(fā)事件的應(yīng)急指揮。
3.3 信息處理能力建設(shè)
為滿足監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、制圖、監(jiān)視監(jiān)測(cè)成果編制、海域使用權(quán)證書統(tǒng)一配號(hào)、證書打印、掃描、上傳等日常辦公等,各縣級(jí)在現(xiàn)有軟硬件基礎(chǔ)上,配備海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件和通用地理信息處理軟件。
3.4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系建設(shè)
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系建設(shè)旨在為滿足海域使用行政審批、輔助決策、專題評(píng)價(jià)成果制作等需要而開展的海域管理背景信息庫(kù)建設(shè),主要包括以下三個(gè)方面內(nèi)容:
3.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)。主要包括海域使用權(quán)屬核查、公共用海調(diào)查、海域資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)、涉海規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)和海域基礎(chǔ)地理庫(kù)建設(shè)五方面內(nèi)容,由省、市、縣三級(jí)海域管理部門共同開展。主要利用國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理模塊,補(bǔ)充錄入權(quán)屬數(shù)據(jù)并核查更新問(wèn)題數(shù)據(jù),統(tǒng)一轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系;收集整理各類公共用海數(shù)據(jù),建設(shè)并提交公共用海數(shù)據(jù)庫(kù);配合國(guó)家業(yè)務(wù)中心建設(shè)海域資源環(huán)境、涉海規(guī)劃和海域基礎(chǔ)地理本底數(shù)據(jù)庫(kù)。另外,將全部圍填??⒐を?yàn)收項(xiàng)目從項(xiàng)目批復(fù)、立項(xiàng)、施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)報(bào)告、竣工海籍測(cè)量報(bào)告等紙質(zhì)和電子版進(jìn)行單宗歸檔,為海域使用的事中、事后監(jiān)管提供依據(jù)。
3.4.2 精細(xì)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理。由省級(jí)統(tǒng)一組織各縣級(jí)對(duì)全省的區(qū)域用海規(guī)劃、重點(diǎn)用海項(xiàng)目、海域使用情況等開展海域三維全景數(shù)據(jù)采集,通過(guò)三維推掃數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析,建立三維全景業(yè)務(wù)平臺(tái),對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行三維全景直觀展示;通過(guò)海域無(wú)人機(jī)對(duì)區(qū)域用海規(guī)劃、重點(diǎn)用海項(xiàng)目等開展航拍并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,直觀展現(xiàn)區(qū)域用海、重點(diǎn)用海開發(fā)利用情況。
3.4.3 成果數(shù)據(jù)分析挖掘。為充分發(fā)揮縣級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管業(yè)務(wù)運(yùn)行中數(shù)據(jù)的效用,各縣級(jí)中心通過(guò)挖掘和加工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),編制分析研究報(bào)告,逐步提升縣級(jí)分析評(píng)價(jià)水平,為海域管理部門決策參考提供依據(jù)。重點(diǎn)是開展區(qū)域用海、圍填海項(xiàng)目效益評(píng)估監(jiān)測(cè),重點(diǎn)對(duì)圍填情況、企業(yè)進(jìn)駐情況、投入、產(chǎn)出等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析;分析提取全省各縣級(jí)海域使用統(tǒng)計(jì)情況、海域使用現(xiàn)狀等數(shù)據(jù),編制海域分析評(píng)價(jià)報(bào)告;利用無(wú)人機(jī)、地面監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等監(jiān)控手段對(duì)疑點(diǎn)疑區(qū)進(jìn)行提取與分析,形成相關(guān)分析報(bào)告。
3.5 專線傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
為滿足縣級(jí)海域?qū)>W(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)信息安全,購(gòu)置相關(guān)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、下一代防火墻、線路加密設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)終端準(zhǔn)入、病毒防護(hù)軟件等設(shè)備,完善升級(jí)海域動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)專線。同時(shí),為實(shí)現(xiàn)近岸海域動(dòng)態(tài)專網(wǎng)無(wú)線信號(hào)的有效覆蓋,滿足移動(dòng)監(jiān)測(cè)需要,可新建相關(guān)無(wú)線通信基站。
3.6 省、市配套運(yùn)行保障環(huán)境能力建設(shè)
為確??h級(jí)系統(tǒng)建設(shè)能夠與現(xiàn)有國(guó)家、省、市系統(tǒng)的有機(jī)銜接,在省、市兩級(jí)節(jié)點(diǎn)開展監(jiān)視監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)通信、應(yīng)急指揮、視頻會(huì)商等設(shè)備的補(bǔ)充、升級(jí)以及機(jī)房運(yùn)行環(huán)境的保障建設(shè),并委托開展系統(tǒng)軟件開發(fā)、硬件設(shè)備集成、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)技術(shù)服務(wù),開展全省的系統(tǒng)總集成,實(shí)現(xiàn)國(guó)家、省、市、縣四級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的上下聯(lián)動(dòng)和應(yīng)急指揮的統(tǒng)一調(diào)度。
3.6.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境保障。省、市級(jí)為保障各縣級(jí)節(jié)點(diǎn)用戶能夠快速、高效、實(shí)時(shí)訪問(wèn)調(diào)用省、市節(jié)點(diǎn)相關(guān)應(yīng)用軟件系統(tǒng),同時(shí)滿足國(guó)家配發(fā)省、市節(jié)點(diǎn)相關(guān)IT硬件設(shè)備的使用環(huán)境要求,省、市節(jié)點(diǎn)需要優(yōu)化改造現(xiàn)有機(jī)房配套設(shè)施,規(guī)范機(jī)房物理環(huán)境,添加機(jī)房不間斷電源系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、監(jiān)控安防等系統(tǒng)。通過(guò)改造,擴(kuò)大機(jī)房使用空間,改善能耗效率,增強(qiáng)對(duì)機(jī)房環(huán)境的管控能力,保障全省各級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)高效、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。
3.6.2 業(yè)務(wù)平臺(tái)保障。為保證全省海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的專業(yè)性、穩(wěn)定性和完整性,保障全省縣級(jí)能力建設(shè)中所形成大量的海域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星、航空遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等發(fā)揮更大的作用,我省整合已有的海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心、海島三維展示系統(tǒng)、海域無(wú)人機(jī)三維立體監(jiān)管平臺(tái)等,打造江蘇省海洋綜合管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一界面、單點(diǎn)登錄、二三維聯(lián)動(dòng),并深入挖掘已有的海域數(shù)據(jù)、監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、岸線數(shù)據(jù)等,增加圍填強(qiáng)度、岸線占有率等分析模塊、海域使用管理等業(yè)務(wù)模塊,減少人工計(jì)算的復(fù)雜性,為管理部門科學(xué)編制規(guī)劃、分配用海指標(biāo)、科學(xué)決策等提供依據(jù);完成重點(diǎn)區(qū)域、海島的三維實(shí)景展示,為江蘇省海域綜合管理提供決策支撐。
4 結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:精品課程;中國(guó)地理;課程流域系統(tǒng);培養(yǎng)創(chuàng)新性人才
一、課程教學(xué)理念
北京師范大學(xué)“中國(guó)地理”課程的教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與和師生互動(dòng),以學(xué)生為本,重視創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。教師對(duì)學(xué)生不僅要“授之以魚”,更要“授之以漁”,因此注重學(xué)生的興趣和對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的參與,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注事物發(fā)生的起因和過(guò)程(why and how),留給學(xué)生探究性思考、參與和交流的空間,強(qiáng)調(diào)支持與引導(dǎo)。
1、“培養(yǎng)創(chuàng)新性人才”的理念
創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程,每一個(gè)教師都承擔(dān)著培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的歷史責(zé)任。我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái),本科生科學(xué)研究主要是通過(guò)本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié),及一些社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,具有一定的局限性。在“中國(guó)地理”精品課程的建設(shè)中,教師以學(xué)生為本,為學(xué)生科研能力的培養(yǎng)給予啟蒙,以學(xué)生能夠進(jìn)行自主、主動(dòng)及課外學(xué)習(xí)、研究提供思維空間和操作平臺(tái)為己任。創(chuàng)新思想和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)貫穿于課程教學(xué)的整個(gè)過(guò)程。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐和研究探索,初步建立起了以中國(guó)地理課程為載體的本科生科研能力培養(yǎng)體系。主要是依托教師項(xiàng)目和本科生研究課題,吸收并指導(dǎo)本科生研究中國(guó)地理問(wèn)題;通過(guò)建立本科生科研實(shí)踐數(shù)據(jù)平臺(tái),為廣大學(xué)生提供實(shí)踐環(huán)境和條件,在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)并資助學(xué)生撰寫論文,從而實(shí)施培養(yǎng)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)過(guò)程。
2、“流域系統(tǒng)”理念
借用地理中“流域”的概念,將“中國(guó)地理”的教學(xué)過(guò)程分為上游、中游和下游三部分,能量(能力)和物質(zhì)(知識(shí))通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行流動(dòng)和傳輸。與流域中水的流動(dòng)方向不同,能力和知識(shí)在流動(dòng)的過(guò)程中越來(lái)越趨于高處,這是因?yàn)槟芰椭R(shí)會(huì)隨著教師的傳授、學(xué)生的消化及師生間的互饋有所提高和積累(圖1)。上游主要體現(xiàn)了教師的儲(chǔ)備過(guò)程,即教師對(duì)課程與教材的設(shè)計(jì)能力。中游主要體現(xiàn)了教師講授與學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程,通過(guò)教師講解與學(xué)生提問(wèn)之間的反饋,教師傳授知識(shí)的能力以及學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與分析能力等都有所提高。下游主要體現(xiàn)了學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)過(guò)程,學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)后的實(shí)踐研究與創(chuàng)新活動(dòng),獲得高于課本、高于教師傳授的知識(shí)與能力。多數(shù)課程教學(xué)止于上游、中游的教學(xué)目標(biāo),而“中國(guó)地理”的課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐,還關(guān)注下游,將教學(xué)過(guò)程貫穿、延展至實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標(biāo)。課程建設(shè)的成效不僅僅體現(xiàn)在教材建設(shè)和教師能力的提升,而且還體現(xiàn)在學(xué)生能力的提升。
3、“多源信息-多教學(xué)環(huán)節(jié)-師生雙向反饋”理念
“中國(guó)地理”課程經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐,形成了“多源信息-多教學(xué)環(huán)節(jié)-師生雙向反饋”教學(xué)模式。“多源信息”是依據(jù)“中國(guó)地理”學(xué)科的區(qū)域性、綜合性、交叉性和實(shí)踐性四個(gè)特征,利用地圖、影像、錄像、文字、數(shù)據(jù)、實(shí)景等多源信息設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)?!岸嘟虒W(xué)環(huán)節(jié)”是指依據(jù)教學(xué)規(guī)律和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的有機(jī)結(jié)合,利用多種媒體設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),包括講課內(nèi)容、學(xué)術(shù)報(bào)告、討論辯論、作業(yè)、面試、CAI、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以及實(shí)習(xí)等,
二、“中國(guó)地理”課程的上游建設(shè)
課程建設(shè)的上游是整個(gè)流域系統(tǒng)中最初“施動(dòng)者”,是整個(gè)流域的原動(dòng)力。通過(guò)建設(shè)一支水平高、結(jié)構(gòu)合理的教師隊(duì)伍,依靠全體教師的能力編制立體化的教材,并設(shè)計(jì)操作性強(qiáng)的教學(xué)大綱來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1、高水平的教師隊(duì)伍建設(shè)
精品課程建設(shè)的重要基礎(chǔ)是具有高水平的教師隊(duì)伍。教師是課程的建設(shè)者和實(shí)施者,擁有一流的學(xué)者專家型的教師梯隊(duì)是形成精品課程的關(guān)鍵。某種程度上說(shuō),精品課程建設(shè)是教師行為,是教師的學(xué)術(shù)造詣、科研背景、教學(xué)技能、人格魅力的綜合體現(xiàn)。培育、擴(kuò)大“精品”教師隊(duì)伍,是精品課程建設(shè)的根本任務(wù)之一。精品課程要由學(xué)術(shù)造詣?shì)^高、具有豐富授課經(jīng)驗(yàn)的教授主講,通過(guò)精品課程建設(shè)形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的教師梯隊(duì)。由于教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)、知識(shí)覆蓋度、創(chuàng)新能力和師德風(fēng)貌直接決定著課程的質(zhì)量與水平,因此課程建設(shè)也是教學(xué)名師隊(duì)伍建設(shè)。名師可以凝聚成一個(gè)高素質(zhì)的人才組合中心、高水平的學(xué)科中心、成果卓著的科研中心,可以支撐起一個(gè)著名的課程。
“中國(guó)地理”精品課程的教師隊(duì)伍建設(shè)具有三個(gè)方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):第一,圍繞課程規(guī)劃、教材編寫、課程講授、課程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等具體任務(wù),優(yōu)化組合教師團(tuán)隊(duì)。分別由院士、教授、副教授、講師和研究生助教相互銜促進(jìn)學(xué)生感官和多種能力的訓(xùn)練?!皫熒p向反饋”則是依據(jù)師生互動(dòng)原理,在教師傳輸教學(xué)信息的同時(shí),即時(shí)通過(guò)各種教學(xué)環(huán)節(jié)接收學(xué)生反饋的信息,再反饋于學(xué)生。通過(guò)不斷地雙向反饋,在互動(dòng)中完成整個(gè)教學(xué)過(guò)程,從而在有限的課時(shí)下,提高單位時(shí)間的教學(xué)效率,也為教師發(fā)掘?qū)W生潛力和進(jìn)一步的重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生提供條件。接完成各項(xiàng)任務(wù),實(shí)現(xiàn)老中青相銜接的主講隊(duì)伍,形成縱橫交織的穩(wěn)定的教師隊(duì)伍。第二,教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)優(yōu)化與課程綜合性特點(diǎn)相適應(yīng),堅(jiān)持“取長(zhǎng)補(bǔ)短”,形成群體優(yōu)勢(shì)。教師學(xué)緣結(jié)構(gòu):本校培養(yǎng)的教師占1/3、其他高校引進(jìn)的教師占1/3、科學(xué)院和政府引進(jìn)的教師占1/3,實(shí)現(xiàn)多學(xué)緣交叉滲透,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。專業(yè)結(jié)構(gòu)上,教師研究方向分別為自然、人文(經(jīng)濟(jì))、GIS等多學(xué)科,與課程性質(zhì)相符,形成綜合優(yōu)勢(shì)。第三,教師個(gè)體能力建設(shè)與課程區(qū)域性特點(diǎn)相適應(yīng),堅(jiān)持“揚(yáng)長(zhǎng)避短”,形成個(gè)體優(yōu)勢(shì),其中有突出貢獻(xiàn)的學(xué)者、國(guó)家杰出青年基金獲得者和國(guó)家教學(xué)名師。
2、立體化的教材體系建設(shè)
為落實(shí)教育部提出的高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量工程的要求,高等教育出版社正式啟動(dòng)“高等教育百門精品課程教材建設(shè)計(jì)劃”,鼓勵(lì)建設(shè)一體化設(shè)計(jì)、多種媒體有機(jī)結(jié)合的立體化教材,這是推動(dòng)精品課程建設(shè)的重要舉措。精品課程教材應(yīng)該是我國(guó)同類教材中水平最高、在世界上是先進(jìn)的教材。立體化的教材不僅要體現(xiàn)“三基”(基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技能)和“五性”(思想性、科學(xué)性、先進(jìn)性、啟發(fā)性、適用性),而且具有系統(tǒng)和互補(bǔ)性的作用。
“中國(guó)地理”精品課程的教材建設(shè)以紙介質(zhì)教材為主,配以電子教材。組織出版了“教科書-電子教案-教學(xué)軟件-地圖”的立體化核心教材:主編有《中國(guó)地理教程》(北京高教精品教材)、《中國(guó)地理》(面向21世紀(jì)課程教材)、《中國(guó)地理電子教案》、《中國(guó)自然地理多媒體教學(xué)軟件》(光盤3張)和《中國(guó)地理圖集》?!笆晃濉眹?guó)家規(guī)
劃教材建設(shè)中修編《中國(guó)地理》和《中國(guó)自然地理》,新編《鄉(xiāng)土地理教程》。此外,還主編《中國(guó)區(qū)域地理》叢書(全國(guó)各省、市、自治區(qū)和直轄市共34本)。
3、操作性強(qiáng)的教學(xué)大綱編制
“中國(guó)地理”課程屬于區(qū)域地理學(xué),是本科地理的核心課程之一,屬于專業(yè)基礎(chǔ)課,具有上承部門地理、下啟專業(yè)課程的“樞紐”地位,承擔(dān)著地理國(guó)情教育和培養(yǎng)地理師資的任務(wù)。我們從三個(gè)層面設(shè)定課程培養(yǎng)目標(biāo),(1)知識(shí)方面:理解中國(guó)區(qū)位及其意義;掌握中國(guó)地理環(huán)境特征與結(jié)構(gòu);認(rèn)識(shí)地理環(huán)境形成與演化的基本過(guò)程;了解中國(guó)區(qū)域劃分以及分析典型區(qū)域的人口、資源、環(huán)境與發(fā)展的關(guān)系。(2)態(tài)度與情感方面:增強(qiáng)對(duì)祖國(guó)的熱愛(ài),關(guān)心祖國(guó)和家鄉(xiāng)的生存與發(fā)展,結(jié)合切身體會(huì)思考國(guó)家建設(shè)的相關(guān)問(wèn)題,建立服務(wù)國(guó)家的意識(shí),增強(qiáng)中華民族的自豪感。(3)學(xué)生能力與技能方面:培養(yǎng)學(xué)生遙感圖像的判識(shí)能力、地圖分析能力、區(qū)域綜合分析能力、區(qū)域問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力、區(qū)域創(chuàng)新思維能力和區(qū)域地理描述能力等。
“中國(guó)地理”精品課程的內(nèi)容改革始終貫穿“區(qū)域+綜合+可持續(xù)發(fā)展”,經(jīng)歷了整合、綜合與結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程。課程體系貫穿人地關(guān)系地域系統(tǒng)“地理結(jié)構(gòu)-地理過(guò)程-區(qū)域綜合分析”;依據(jù)區(qū)域性和綜合性,通過(guò)區(qū)域綜合地理和綜合地理問(wèn)題精選內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)綜合;依據(jù)認(rèn)知規(guī)律優(yōu)化課程的三篇結(jié)構(gòu):總論、分論和專論;依據(jù)國(guó)家需求優(yōu)化課程的章節(jié)結(jié)構(gòu),例如加強(qiáng)自然災(zāi)害與防治、土地退化與生態(tài)建設(shè)等章節(jié)設(shè)計(jì);依據(jù)區(qū)域地理學(xué)科特點(diǎn),理論與實(shí)踐相結(jié)合,加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的課時(shí)。依據(jù)“整體與局部”、“過(guò)程與發(fā)展”、“理論與實(shí)踐”的思想設(shè)計(jì)課程模塊。從課程內(nèi)容講授的邏輯性設(shè)計(jì)知識(shí)模塊,從課程學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律設(shè)計(jì)類型模塊。
三、“中國(guó)地理”課程的中游建設(shè)
課程中游的建設(shè)在整個(gè)流域中起著重要作用,是“中間環(huán)節(jié)”,聯(lián)系著上游和下游。中游的通暢無(wú)阻是整條河流平穩(wěn)流淌的關(guān)鍵,也是進(jìn)行能量(能力)和物質(zhì)(知識(shí))傳播和增值的主要陣地。中游的教學(xué)過(guò)程要用多樣化的教學(xué)環(huán)節(jié)、有效的教學(xué)方法和優(yōu)質(zhì)共享的教學(xué)資源,來(lái)完成課程內(nèi)容教學(xué)。
1、課程內(nèi)容建設(shè)
教學(xué)內(nèi)容建設(shè)是精品課程建設(shè)的核心。精品課程的內(nèi)容要具有科學(xué)性、先進(jìn)性、豐富性,既包含本學(xué)科基礎(chǔ)的、經(jīng)典的知識(shí),又要反映本學(xué)科領(lǐng)域最新科技成果。同時(shí),廣泛吸收先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),積極整合優(yōu)秀教改成果,體現(xiàn)新時(shí)期對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求。
“中國(guó)地理”課程具有在自然、人文和信息技術(shù)基礎(chǔ)上的高度綜合性。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上,我們力圖體現(xiàn)出地理學(xué)科的思想精髓和知識(shí)與技術(shù)基礎(chǔ),例如其中的“區(qū)域分析”具有在傳統(tǒng)地圖與現(xiàn)代遙感、GIS等方面綜合集成的優(yōu)勢(shì),使地理國(guó)情、區(qū)域研究和開發(fā)緊密結(jié)合,形成了集知識(shí)性與基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性、思想性與實(shí)踐性于一體,教學(xué)與科研結(jié)合的體系。課程內(nèi)容分為上、中、下三篇。
上篇:中國(guó)地理結(jié)構(gòu),講述地理區(qū)位及其地理意義(運(yùn)用遙感圖像)。運(yùn)用大量地圖,分圖層表明中國(guó)地理結(jié)構(gòu),包括:地貌結(jié)構(gòu)、水熱結(jié)構(gòu)等自然結(jié)構(gòu);人口分布、土地利用結(jié)構(gòu)、城市群等社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。認(rèn)識(shí)中國(guó)地理結(jié)構(gòu),是課程的基礎(chǔ)也是重點(diǎn)部分。其中難點(diǎn)是如何綜合地認(rèn)識(shí)中國(guó)地理結(jié)構(gòu)和各地理要素結(jié)構(gòu)的關(guān)系。在教學(xué)過(guò)程中是這樣解決的:一是以遙感圖像為基底,分圖層闡明中國(guó)的地貌結(jié)構(gòu)、水熱結(jié)構(gòu)等自然結(jié)構(gòu)和人口分布、土地利用結(jié)構(gòu)、城市群等經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),再進(jìn)行圖層疊加,形成對(duì)地理結(jié)構(gòu)的綜合認(rèn)識(shí)。二是著重分析“青藏高原隆起”、“胡煥庸人口分界線”和“土地利用/覆蓋變化”對(duì)中國(guó)地表結(jié)構(gòu)特征形成的影響,從而建立各地理要素結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。
中篇:中國(guó)地理過(guò)程,是重點(diǎn)和難點(diǎn),涉及若干學(xué)術(shù)前沿問(wèn)題。闡述中國(guó)自然環(huán)境的演變過(guò)程,中國(guó)的水土流失、風(fēng)蝕沙化等土地退化及生態(tài)建設(shè)問(wèn)題;水災(zāi)、地震、旱災(zāi)、沙塵暴等自然災(zāi)害及減災(zāi)對(duì)策;中國(guó)城市化與經(jīng)濟(jì)格局變化。這部分的難點(diǎn)有兩個(gè):一是涉及若干學(xué)術(shù)前沿問(wèn)題。我們主要通過(guò)專題報(bào)告和討論等方式理清思路,用多媒體教學(xué)軟件模擬區(qū)域地理過(guò)程。二是如何綜合地認(rèn)識(shí)中國(guó)地理過(guò)程和各地理要素相互作用的關(guān)系。我們以人地關(guān)系為主線,針對(duì)綜合性問(wèn)題設(shè)置專題,重點(diǎn)論述中國(guó)的水土流失、風(fēng)蝕沙化等土地退化過(guò)程,水災(zāi)、地震、旱災(zāi)、沙塵暴等自然災(zāi)害過(guò)程,城市化過(guò)程等,提升學(xué)生的綜合認(rèn)識(shí)和分析問(wèn)題的能力。
下篇:區(qū)域綜合分析,是應(yīng)用部分,在地理區(qū)劃的基礎(chǔ)上,選擇國(guó)家開發(fā)和建設(shè)區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)、科學(xué)研究深入的地理區(qū)為重點(diǎn),著重分析區(qū)域資源開發(fā)中的環(huán)境問(wèn)題和環(huán)境保護(hù)中的資源開發(fā)問(wèn)題,為國(guó)土整治和可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。本篇難點(diǎn)首先在于如何認(rèn)識(shí)中國(guó)地理區(qū)域劃分。課程采用“百花齊放”的方式,以自然區(qū)劃為基礎(chǔ),多角度分析各代表性的區(qū)劃方案,同時(shí)留有一定思考空間,讓教師和學(xué)生提出各自的觀點(diǎn)。其次難點(diǎn)還在于如何通過(guò)典型區(qū)域的綜合分析,讓學(xué)生獲得綜合分析的能力。不僅要在課堂上講深、講透典型區(qū)的環(huán)境問(wèn)題和資源開發(fā)問(wèn)題,而且運(yùn)用CAI和資源庫(kù),“多源信息一雙向反饋”,按區(qū)域進(jìn)行分組,開展各區(qū)域的研究并報(bào)告分析結(jié)果。
2.教學(xué)環(huán)節(jié)與方法改革
精品課程的教學(xué)應(yīng)實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的互動(dòng),要根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選擇多樣化的教學(xué)環(huán)節(jié)和方法,要在最大范圍上應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行教學(xué)?!爸袊?guó)地理”精品課程建設(shè)根據(jù)以下三點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)方法設(shè)計(jì):一是區(qū)域、綜合、滲透和實(shí)踐四性特征結(jié)合;二是教學(xué)規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律有機(jī)結(jié)合;三是師生互動(dòng)。課堂講授方面:以主講為主(電子教案與板書相結(jié)合),部分CAI輔助。并且探索多種教學(xué)方法:“多源信息-多教學(xué)環(huán)節(jié)-師生雙向反饋”教法、“珍珠-項(xiàng)鏈?zhǔn)健苯谭?、“CAI”教法、“合作-討論式”教法,開展研究性、探究性學(xué)習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
(1)“多源信息-多教學(xué)環(huán)節(jié)-師生雙向反饋”教學(xué)方法
“中國(guó)地理”精品課程經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐,摸索出:通過(guò)講課、CAI、學(xué)術(shù)報(bào)告、展板、面試、筆試、實(shí)習(xí)、作業(yè)、討論等多種教學(xué)環(huán)節(jié),以及口授、地圖、遙感、文獻(xiàn)、視頻、實(shí)測(cè)等多種來(lái)源信息,在師生相互交流、反饋和互動(dòng)中完成教學(xué)過(guò)程,從而提高教學(xué)效率。
(2)“珍珠-項(xiàng)鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)方法
在教師引導(dǎo)下,將每個(gè)學(xué)生從實(shí)踐中獲得的知識(shí)創(chuàng)新點(diǎn)比作“珍珠”,通過(guò)攝像集成,有機(jī)地串連成集體學(xué)習(xí)成果(項(xiàng)鏈),以電視講演等方式再現(xiàn)于課堂?!罢渲橐豁?xiàng)鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)的核心是:創(chuàng)新能力與互動(dòng)教學(xué)?;诨?dòng)教學(xué)的基本宗旨,設(shè)計(jì)并實(shí)踐了“印證-擴(kuò)展-重組型”、“搜索-凝聚型”和“知識(shí)創(chuàng)新型”三種類型的“項(xiàng)鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)法。
知識(shí)重組是將現(xiàn)有已存在的信息,依據(jù)用戶自身的需求,按照一個(gè)新的秩序重新組合的過(guò)程。但是這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程不是簡(jiǎn)單的復(fù)制,也不是已有信息的無(wú)序調(diào)整,而是學(xué)生獲取信息,按照研究目的進(jìn)行取舍,加工信息
并加以創(chuàng)新的過(guò)程。這是“項(xiàng)鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)法的初級(jí)要求,符合學(xué)生認(rèn)知的基本規(guī)律。凝聚有兩層含義:聚集和濃縮。學(xué)生可走進(jìn)社會(huì),廣泛采集某一區(qū)域的有關(guān)信息,再將其收集起來(lái),進(jìn)行濃縮,提取出區(qū)域的主要特征,反映人一地互動(dòng)關(guān)系及關(guān)系的變化。這種教學(xué)模式可全面鍛煉學(xué)生的社會(huì)交際能力(社會(huì)調(diào)查)、信息采集能力以及信息加工能力。這是“項(xiàng)鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)法的中級(jí)水平。Littlewood將學(xué)生自主學(xué)習(xí)定義為“學(xué)習(xí)者不依靠老師而使用所學(xué)知識(shí)的能力”。在“中國(guó)地理”教學(xué)中,學(xué)生通過(guò)課堂講授及自主學(xué)習(xí),可以掌握區(qū)域的基本知識(shí)。但是,僅達(dá)到這個(gè)層次是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們的教學(xué)目的是要使學(xué)生會(huì)運(yùn)用這些區(qū)域知識(shí),分析當(dāng)前區(qū)域發(fā)展中存在的問(wèn)題及其原因,為區(qū)域發(fā)展提出合理的建議,指出區(qū)域發(fā)展之路,這樣才能知識(shí)創(chuàng)新,學(xué)以致用。因此知識(shí)創(chuàng)新是“項(xiàng)鏈?zhǔn)健苯虒W(xué)法的高級(jí)水平。
(3)“CAI”教學(xué)方法
隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展,開發(fā)與研制適合大學(xué)課程的教學(xué)軟件,以及如何高效地使用這些教學(xué)軟件成為精品課程建設(shè)的重要內(nèi)容之一?!爸袊?guó)地理”課程從1998年開始在教學(xué)軟件開發(fā)的同時(shí)進(jìn)行CAI輔助教學(xué),現(xiàn)已形成有序又有效的教學(xué)方法,減少了1/4課時(shí),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量。CAI教學(xué)模式設(shè)計(jì)的核心是設(shè)計(jì)教學(xué)軟件的使用方式和教學(xué)的思維方式。而教學(xué)思維方式的設(shè)計(jì)因課件內(nèi)容不同而設(shè)計(jì)重點(diǎn)不同。由于引入了CAI,傳統(tǒng)的教學(xué)關(guān)系發(fā)生了重大變化,根據(jù)教學(xué)實(shí)踐,依CAI使用的先后順序和教師的作用,我們提出四種較為可行的教學(xué)關(guān)系模型。
先導(dǎo)模式:指講新課前,先給學(xué)生演示CAI軟件,然后由教師講解重點(diǎn)。這種模式一開始就給了學(xué)生一個(gè)廣闊的知識(shí)空間,然后在已有的知識(shí)背景上深化難點(diǎn)和重點(diǎn),其優(yōu)勢(shì)在于廣泛與深入相結(jié)合。橋梁模式:指教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,在課堂上一邊給學(xué)生演示CAI,一邊穿插講授新的內(nèi)容。同時(shí)提出問(wèn)題,給學(xué)生新的思路,啟發(fā)學(xué)生深入思考。其優(yōu)勢(shì)是內(nèi)容現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng),更新快,課堂師生互動(dòng)性強(qiáng)。后發(fā)模式:指教師給學(xué)生講課之后,由學(xué)生自學(xué)CAI,然后再通過(guò)作業(yè)、討論、回答問(wèn)題或口試反饋給教師。其優(yōu)勢(shì)在于為學(xué)生提供了消化和升華知識(shí)的時(shí)間和余地,思考問(wèn)題的主動(dòng)性增強(qiáng)。交互討論模式:指學(xué)生一邊學(xué)習(xí)CAI軟件,一邊與教師討論或提問(wèn)。這種模式將學(xué)生、教師和CAI緊密結(jié)合在一起,在提高教學(xué)效率上具有極大的優(yōu)勢(shì)。
(4)“合作-討論式”教學(xué)方法
美國(guó)教育心理學(xué)家布盧納認(rèn)為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程不僅是主動(dòng)地進(jìn)入感覺(jué)的選擇轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和應(yīng)用的過(guò)程,而且是主動(dòng)學(xué)習(xí)、適應(yīng)和改造環(huán)境的過(guò)程?!昂献鳎懻撌健睂W(xué)習(xí)模式,是經(jīng)過(guò)預(yù)先的設(shè)計(jì)與組織,在學(xué)生獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生就某一話題各抒己見(jiàn),并通過(guò)學(xué)生之間、師生之間的多邊交流,互相啟發(fā)探討、以尋求獲取真知和全面提高學(xué)生素質(zhì)的教學(xué)模式。討論題目要給學(xué)生留有充分發(fā)揮的余地,由此不僅練習(xí)了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力,還能提高他們創(chuàng)造性思維和思辨的能力?!爸袊?guó)地理”教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)的組織討論方式有:即興討論方式(臨近座位的學(xué)生組成微型組)、問(wèn)題或作業(yè)討論方式(分宿舍或按來(lái)源地區(qū)分組)和專題辯論方式(按專業(yè)、性別和性格差異組成小組)。
3、優(yōu)秀共享的教學(xué)資源建設(shè)
國(guó)家精品課程建設(shè)要求有關(guān)課程的教學(xué)大綱、授課教案、電子教案、教學(xué)錄像、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)目錄等上網(wǎng)共享,這無(wú)疑會(huì)推動(dòng)高校建立基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境,逐步完善支持服務(wù)規(guī)范,為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供高質(zhì)量的支持服務(wù)。所以,精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)十分重要,要把最好的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及師生互動(dòng)形成的課程精華搬上網(wǎng)絡(luò),使廣大師生可以共享最優(yōu)秀的教學(xué)資源,并且有利于教師之間的交流與相互借鑒,及時(shí)更新知識(shí)體系,相互溝通共同提高。
“中國(guó)地理”課程的部分資源在2000年開始在局域網(wǎng)運(yùn)行,學(xué)生可在局域網(wǎng)上閱讀與下載,同時(shí)建立了中國(guó)典型地區(qū)遙感影像信息系統(tǒng),運(yùn)行效果良好。2003年本課程作為北京市精品課程,在網(wǎng)上向全國(guó)輻射。2005年推出本課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)版第二版,主要包括八部分:教學(xué)特色、教學(xué)隊(duì)伍、課程介紹、網(wǎng)上課堂、學(xué)生實(shí)踐、網(wǎng)絡(luò)資源、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)論壇。2006年9月推出課程英文版網(wǎng)站,以互聯(lián)網(wǎng)為依托,開始向國(guó)內(nèi)外輻射??傊?,網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本著教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的原則,以師生交互為線索的思路,按照“誰(shuí)來(lái)教(教學(xué)隊(duì)伍)――教什么(課程介紹)――怎么教(網(wǎng)上課堂)――怎么學(xué)(學(xué)生實(shí)踐)――課程補(bǔ)充資料(網(wǎng)絡(luò)資源)――教得怎么樣(教學(xué)評(píng)價(jià))”的順序?qū)嵤┙虒W(xué)過(guò)程,使學(xué)生首先對(duì)“中國(guó)地理”課程的講授教師有所了解,然后對(duì)課程整體情況有所把握,并且能夠通過(guò)“學(xué)生實(shí)踐”和“網(wǎng)絡(luò)資源”、“教學(xué)論壇”模塊進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)、研究與交流,最后課程以學(xué)生評(píng)價(jià)為主、專家評(píng)價(jià)為輔,反映真實(shí)的教學(xué)水平。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)課程的構(gòu)建,符合教學(xué)和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,為相關(guān)教師備課提供了良好的素材,為學(xué)生自主、主動(dòng)學(xué)習(xí)提供了平臺(tái)。
其中網(wǎng)絡(luò)資源模塊可用于學(xué)生作業(yè)和課外閱讀以及教師備課或其他研究,主要包括地理參數(shù)庫(kù)、基本地圖庫(kù)、地理動(dòng)畫庫(kù)、地名詞典、地理文獻(xiàn)、電子教材等八個(gè)資源庫(kù)。這些資源庫(kù)不僅有助于學(xué)生增強(qiáng)地理感性認(rèn)識(shí),還可能激發(fā)師生的原創(chuàng)新能力、生成新的教學(xué)內(nèi)容,這就意味著教師和學(xué)生在課程建設(shè)中應(yīng)該能夠從事自主的課程創(chuàng)造,所以說(shuō)網(wǎng)絡(luò)資源是“中國(guó)地理”精品課程建設(shè)中非常有意義的一個(gè)組成部分。
四、“中國(guó)地理”課程的下游建設(shè)
課程建設(shè)的下游是整個(gè)流域的“歸宿”,是課程的最終目的。通過(guò)教育教學(xué)過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)上游、中游物質(zhì)的擴(kuò)散(或傳播)和能量的增值,實(shí)現(xiàn)課程的最終目標(biāo):讓學(xué)生掌握更多的知識(shí),并最大可能地提高學(xué)生的科研能力。這部分強(qiáng)調(diào)通過(guò)開展多層面的學(xué)生實(shí)踐,有效轉(zhuǎn)換積累的知識(shí)和能量,全面提升學(xué)生能力。
1、多層面展開的學(xué)生實(shí)踐
“中國(guó)地理”課程的綜合性和區(qū)域性特點(diǎn),決定了學(xué)生實(shí)踐的多尺度特性(層面)。學(xué)生實(shí)踐共分為:宏觀、中觀、微觀三個(gè)尺度的學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容,它們是構(gòu)成相互依存、有遞進(jìn)(等)關(guān)系的層次體系,缺了其中的某個(gè)環(huán)節(jié),整個(gè)學(xué)生實(shí)踐的體系結(jié)構(gòu)也就不完整。
宏觀層面的實(shí)踐性教學(xué):從太空看中國(guó),運(yùn)用現(xiàn)代衛(wèi)星遙感影像(覆蓋中國(guó)),辨識(shí)中國(guó)地表結(jié)構(gòu)及演化特征,可以實(shí)現(xiàn)遙感考察,把握全國(guó)宏觀地理特征。整合中國(guó)地理課程資源(1:50萬(wàn)中國(guó)遙感影像圖和1:5萬(wàn)-1:20萬(wàn)城市遙感影像圖),編制了一套“中國(guó)地理遙感圖像庫(kù)系統(tǒng)”,可直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作,遙看中國(guó)。通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練,學(xué)生的遙感影像識(shí)別和地學(xué)分析能力迅速提高,同時(shí)可以獲得綜合、可視化的區(qū)域地理信息。
中觀層面的實(shí)踐性教學(xué):從視頻看中國(guó),運(yùn)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)手段,通過(guò)采集區(qū)域地理影視片信息,并共
同觀看完成實(shí)踐要求作業(yè),來(lái)理解區(qū)域人地關(guān)系和地理問(wèn)題。課程實(shí)踐中通過(guò)多人選擇不同區(qū)域的錄像,增加區(qū)域準(zhǔn)感性認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)區(qū)域考察,把握區(qū)域地理特征,從而達(dá)到較好的實(shí)踐效果。
微觀層面的實(shí)踐性教學(xué):從實(shí)地看中國(guó),運(yùn)用野外調(diào)查和測(cè)量技術(shù),通過(guò)對(duì)周邊區(qū)域的綜合考察或?qū)n}調(diào)研,理解站立點(diǎn)區(qū)域人地關(guān)系和地理問(wèn)題。最終把學(xué)生的技能訓(xùn)練方法、分組立項(xiàng)方法、實(shí)地調(diào)查和結(jié)果匯總形成系列成果,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)區(qū)域的感性知識(shí),激發(fā)研究創(chuàng)新能力。
2、全面提高的學(xué)生科研能力
研究技能的提高是本科生研究能力培養(yǎng)的基本方面。在“中國(guó)地理”課程建設(shè)中,學(xué)生通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、勤工助學(xué)方式參與到教師科研課題中,也可通過(guò)學(xué)生自行立項(xiàng)方式確定科研課題,依托科研課題,本科生可以直接參與創(chuàng)新性實(shí)踐,并以課程論文、畢業(yè)論文、研究報(bào)告等多種形式展現(xiàn)出來(lái)。
教師組織并指導(dǎo)本科生依托國(guó)家項(xiàng)目確立研究選題,深入研究中國(guó)敏感區(qū)域的地理問(wèn)題,并取得了豐富的研究成果。例如依托“973項(xiàng)目:草地與農(nóng)牧交錯(cuò)帶生態(tài)系統(tǒng)重建機(jī)理及優(yōu)化生態(tài)-生產(chǎn)范式”,指導(dǎo)學(xué)生9人確立“退耕還林(草)驅(qū)動(dòng)力的地區(qū)差異研究”、“中國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶貧困縣變化狀況及驅(qū)動(dòng)力研究”以及“北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶流域多樣性與可持續(xù)發(fā)展研究”等三組科研立項(xiàng)。一方面,國(guó)家項(xiàng)目為本科生研究課題提供了充足的專家資源和資金保障;另一方面,學(xué)生通過(guò)野外實(shí)地考察加深對(duì)研究區(qū)域的認(rèn)識(shí),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并尋求解決途徑。本科生以課題為依托開展科研的過(guò)程,也是學(xué)生的研究能力經(jīng)歷從潛在到現(xiàn)實(shí),從低到高和從自發(fā)到自覺(jué)的創(chuàng)新過(guò)程。
為了使學(xué)生的科研活動(dòng)更有可操作性,強(qiáng)調(diào)地理本科生的科研活動(dòng)要注重從區(qū)域地理實(shí)踐中獲取研究信息,同時(shí)為所在校園的環(huán)境安全與建設(shè)服務(wù)。1999年開始,教師先后組織并指導(dǎo)本科生開展北師大校園環(huán)境安全調(diào)查與研究,持續(xù)有5屆學(xué)生、數(shù)十人參加。學(xué)生公開發(fā)表數(shù)字化校園、環(huán)境安全與評(píng)價(jià)等論文5篇,并且初步建立起可供學(xué)校有關(guān)部門和學(xué)生研究、查詢的北師大校園資源與環(huán)境安全數(shù)字化平臺(tái),開辟了“校園環(huán)境安全與可持續(xù)發(fā)展”的研究領(lǐng)域。
在本科生研究能力的培養(yǎng)方式上,特別注重訓(xùn)練學(xué)生建立區(qū)域地理數(shù)據(jù)庫(kù)的技能以及編制數(shù)字地圖的技能,學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)和地圖來(lái)分析區(qū)域地理時(shí)空規(guī)律。其中歷時(shí)15年,先后涉及40余名本科生的《中國(guó)自然災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)》的建設(shè),為《中國(guó)自然災(zāi)害系統(tǒng)地圖集》出版的系統(tǒng)工程做出重要貢獻(xiàn)。同時(shí)建立的“中國(guó)自然災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)”,也為自然災(zāi)害的持續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。本科生的研究過(guò)程突出顯示了能力從無(wú)到有和從低到高、從弱到強(qiáng)的提升過(guò)程。
在教師的指導(dǎo)和修改、鼓勵(lì)和資助下,學(xué)生的研究成果和能力通過(guò)撰寫科研報(bào)告、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、參加競(jìng)賽及國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議等多種渠道得到很好的體現(xiàn)。學(xué)生在研究集成和成果發(fā)表的過(guò)程中,由于提升認(rèn)識(shí)的驅(qū)動(dòng),可以產(chǎn)生極大的創(chuàng)新沖動(dòng):由于初次進(jìn)入學(xué)術(shù)領(lǐng)域接受同行肯定評(píng)價(jià),為更加深入思考而推動(dòng)認(rèn)識(shí)的升華,積累自信心;由于親自接觸更多的學(xué)術(shù)前輩和同行,受到熏陶和感染產(chǎn)生新的研究火花??梢哉f(shuō),指導(dǎo)學(xué)生、參加學(xué)術(shù)會(huì)議對(duì)提升學(xué)生科研能力起到承上啟下的作用,既總結(jié)提高其已有研究成果,提升自信心,又搭建了促使其產(chǎn)生進(jìn)一步研究的沖動(dòng)和創(chuàng)新想法的有效平臺(tái)。
五、“中國(guó)地理”課程的規(guī)劃設(shè)想
精品課程是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的系統(tǒng)質(zhì)量工程,它涉及到師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)和教學(xué)管理等若干子系統(tǒng)。課程建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作,也是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。相對(duì)于創(chuàng)建精品課程而言,保持精品課程更難。精品課程的建設(shè)不能畢其功于一役,必須保持其可持續(xù)性。作為國(guó)家級(jí)精品課程,必須站在國(guó)家層面上,面向國(guó)內(nèi)外所有高校的課程?!爸袊?guó)地理”精品課程的課程規(guī)劃理念是:輻射國(guó)內(nèi)與國(guó)外兩個(gè)教育教學(xué)市場(chǎng)(中、英文版本):搭建貫穿教學(xué)過(guò)程的師生互動(dòng)平臺(tái),有效指導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生;發(fā)揮北師大全國(guó)高校中國(guó)地理教學(xué)研究會(huì)理事長(zhǎng)單位和位居北京人才一信息.文化一科技中心的優(yōu)勢(shì),為區(qū)域地理教學(xué)提供優(yōu)質(zhì)課程資源。
師資隊(duì)伍建設(shè)方面力求形成兩支隊(duì)伍:一是相對(duì)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理的主體教師隊(duì)伍;二是由專家、學(xué)者組成的相對(duì)靈活的協(xié)作教師隊(duì)伍??紤]到中國(guó)地理的區(qū)域性特點(diǎn),力圖建立由省區(qū)高校從事中國(guó)地理教學(xué)或研究的網(wǎng)絡(luò)教師隊(duì)伍,以實(shí)現(xiàn)教師資源和區(qū)域理信息共享與交流。
教學(xué)內(nèi)容上,進(jìn)一步完善中國(guó)地理“結(jié)構(gòu)-過(guò)程-可持續(xù)發(fā)展”的結(jié)構(gòu)體系。目前,世界各國(guó)大都設(shè)有本國(guó)國(guó)家地理課程。站在世界的角度看中國(guó),規(guī)劃建立中國(guó)與世界主要國(guó)家的區(qū)域地理比較體系。
教學(xué)方法上,完善多媒體軟件――重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)地理過(guò)程的可視化;建成網(wǎng)絡(luò)課程――探索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境下的方法體系,另外建成一個(gè)基礎(chǔ)性的具有中國(guó)地理專業(yè)知識(shí)水平的試題庫(kù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng);利用“多媒體虛擬野外實(shí)習(xí)”嘗試實(shí)現(xiàn)跨越中國(guó)南北或東西的“綜合地理實(shí)習(xí)”;繼續(xù)完善“多元信息一師生雙向反饋”教學(xué)法。
教材建設(shè)上,將規(guī)劃出版《中國(guó)地理教程》,做成一個(gè)附素材庫(kù)的多功能教程;從國(guó)際化角度出發(fā),編譯《中國(guó)地理教程》英文版;從地域化角度出發(fā),編譯《中國(guó)地理教程》蒙文版、維文版和藏文版。
根據(jù)國(guó)家有關(guān)法律規(guī)定,環(huán)境影響評(píng)價(jià)已成為基本建設(shè)程序中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。環(huán)境影響報(bào)告書是建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理中重要的、具有法律效力的技術(shù)文件。環(huán)評(píng)報(bào)告與工程可行性研究報(bào)告有明確的分工:可研報(bào)告主要關(guān)注工程本身的各項(xiàng)指標(biāo),并不關(guān)注工程與外部環(huán)境的相互關(guān)系;環(huán)評(píng)報(bào)告則主要關(guān)注工程與外部環(huán)境的相互影響關(guān)系,為解決工程與外部環(huán)境之間的矛盾提供科學(xué)合理的方案。
可以預(yù)見(jiàn),我國(guó)的水利水電建設(shè)面臨著艱巨的任務(wù)。在環(huán)境影響方面,與其它工程相比,水利水電工程有突出的特點(diǎn):影響地域范圍廣闊,影響人口眾多,對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境影響巨大,外部環(huán)境對(duì)工程也同樣施以巨大的影響。目前,整個(gè)社會(huì)對(duì)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越重視,對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求越來(lái)越高,環(huán)境問(wèn)題已成為水利水電工程建設(shè)中的制約性因素,環(huán)境影響評(píng)價(jià)也變得越來(lái)越重要。它在減小環(huán)境不利影響、保證工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)性、把可能引起嚴(yán)重后果的問(wèn)題解決在搖籃中等方面都有重要的作用。
筆者曾負(fù)責(zé)編制了許多水利水電工程的環(huán)境影響報(bào)告書,近來(lái)剛完成了山西省張峰水庫(kù)工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)任務(wù),本文以此為例簡(jiǎn)要論述環(huán)境影響評(píng)價(jià)在水利水電工程建設(shè)中的作用。
2.水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)的主要職能
從宏觀的角度來(lái)講,水利水電工程環(huán)評(píng)的主要職能如下:
(1)調(diào)查工程影響區(qū)自然環(huán)境及社會(huì)環(huán)境狀況,調(diào)查主要污染源和主要污染物,監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀;
(2)研究預(yù)測(cè)工程建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)刈匀?、社?huì)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響,研究外部環(huán)境對(duì)工程的影響;
(3)依據(jù)各種法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等,制定防止、減緩環(huán)境污染的對(duì)策措施;
(4)從環(huán)境角度論證工程的可行性,為政府提供決策依據(jù);
(5)從環(huán)境保護(hù)的角度為工程設(shè)計(jì)、施工、管理提供優(yōu)化方案,為施工期環(huán)保設(shè)計(jì)提供依據(jù);
(6)制定環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃,計(jì)算環(huán)境保護(hù)投資,將環(huán)保投資追加到工程投資預(yù)算中,使環(huán)保措施能夠?qū)嵤?/p>
(7)進(jìn)行公眾意見(jiàn)調(diào)查,溝通政府管理部門及建設(shè)單位與利益相關(guān)的群眾之間的對(duì)話渠道。
在張峰水庫(kù)工程環(huán)境影響報(bào)告書中,對(duì)以水庫(kù)為中心的廣大地區(qū)進(jìn)行了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的調(diào)查研究,重點(diǎn)對(duì)水環(huán)境、水文情勢(shì)、土地資源、移民生活、下游水資源利用等一些問(wèn)題進(jìn)行了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià),提出了對(duì)應(yīng)的緩解措施和建議。以上都是在水利水電工程建設(shè)中遇到的共同性問(wèn)題。
3.山西張峰水庫(kù)工程概況
張峰水庫(kù)擬建于山西省晉城市沁河干流,水庫(kù)為大(2)型,壩址以上干流長(zhǎng)度為224km,控制流域面積4990km2,壩址處多年平均年徑流量(自然狀態(tài))約為4.79億m3。建設(shè)項(xiàng)目分為水庫(kù)工程和輸水工程兩大部分,壩型擬采用粘土斜心墻碾壓堆石壩,壩頂長(zhǎng)637m,最大壩高72.2m,總庫(kù)容3.92億m3,庫(kù)水面積為14.36km2。水電站擬設(shè)3臺(tái)發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為1890KW。設(shè)計(jì)輸水渠系由總干渠及3條支干渠組成,渠道全長(zhǎng)約145km。工程開發(fā)目的是:城市生活供水;工業(yè)供水;農(nóng)村人畜飲水;防洪;發(fā)電。
張峰水庫(kù)工程環(huán)境影響報(bào)告書于2003年4月在北京通過(guò)了水利部、國(guó)家環(huán)??偩值膶彶?,9月份獲得批文,工程得到國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng),目前剛開始施工。
張峰水庫(kù)是一項(xiàng)典型的水利水電工程,其面對(duì)的環(huán)境問(wèn)題具有代表性,因此,以它為例子,能很好的說(shuō)明問(wèn)題。
4.水環(huán)境保護(hù)問(wèn)題
我國(guó)的多數(shù)水庫(kù)都兼有向城市供水的任務(wù),水庫(kù)建成后,如何確保水質(zhì)顯然是最重要的任務(wù)之一。水質(zhì)預(yù)測(cè)及保護(hù)措施的制定是環(huán)評(píng)中要解決的首要問(wèn)題之一。水庫(kù)水環(huán)境保護(hù)問(wèn)題涉及到廣大的地域范圍,涉及到眾多復(fù)雜的因素。在張峰水庫(kù)工程環(huán)境影響報(bào)告書中,有關(guān)水環(huán)境問(wèn)題主要做了如下幾個(gè)方面的工作:
4.1掌握污染源及水質(zhì)現(xiàn)狀
對(duì)庫(kù)區(qū)上、下游沁河干流沿線的10多個(gè)重要城鎮(zhèn)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查,了解了社會(huì)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境狀況,把握了污染源情況,收集到了大量資料。調(diào)查范圍涉及壩址以上120km、壩址以下80km。
在以庫(kù)區(qū)為核心布設(shè)了6個(gè)監(jiān)測(cè)斷面,對(duì)豐、平、枯水季節(jié)的水質(zhì)進(jìn)行了取樣監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有水溫、PH值、DO、CODcr、BOD5、氨氮等17項(xiàng),對(duì)水文情況也進(jìn)行了同步測(cè)量。還收集到8個(gè)常設(shè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的資料。按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)對(duì)水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
4.2對(duì)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)
根據(jù)上游地區(qū)兩個(gè)縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,以2010年及2020年為水平年,對(duì)污染源進(jìn)行了預(yù)測(cè)。選用95%及50%保證率的流量,利用數(shù)學(xué)模型對(duì)入庫(kù)水質(zhì)、出庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)了污染物需要控制的總量。
4.3進(jìn)行了富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)
總磷是影響水庫(kù)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的控制性因素,通過(guò)計(jì)算總磷濃度計(jì)算及類比調(diào)查,進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。報(bào)告中分析了磷的來(lái)源,對(duì)總磷的入庫(kù)負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測(cè),利用Dillon模型計(jì)算了庫(kù)水總磷濃度。對(duì)臨近兩座已運(yùn)行了40多年的大型水庫(kù)進(jìn)行了調(diào)查。綜合各種條件,對(duì)水庫(kù)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的可能性給出了結(jié)論。
4.4對(duì)水庫(kù)下游河道水質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)
水庫(kù)的興建將會(huì)大大地改變下游河道的水文情勢(shì),引起河道水質(zhì)變化?;趯?duì)下游社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的調(diào)查,預(yù)測(cè)了2010年、2020年下游河段污染物排放量,利用一維河道水質(zhì)模型,預(yù)測(cè)了枯水年、平水年情況下水質(zhì)變化,為下游地區(qū)制定水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)提供了依據(jù)。
4.5制定了水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、提出了明確的保護(hù)措施
根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定,制定了水庫(kù)上游地區(qū)水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃。劃分了3級(jí)保護(hù)區(qū),明確了各保護(hù)區(qū)的范圍,明確了各級(jí)保護(hù)區(qū)水質(zhì)保護(hù)目標(biāo),明確了各保護(hù)區(qū)環(huán)境管理要求,明確了各保護(hù)區(qū)內(nèi)人類開發(fā)建設(shè)活動(dòng)的控制要求。
5.水溫問(wèn)題
水庫(kù)蓄水后,水溫沿水深方向變化較大,大壩泄流水溫與自然水溫之間產(chǎn)生一定的差別,對(duì)河道生態(tài)環(huán)境及農(nóng)田灌溉產(chǎn)生一定的影響。預(yù)測(cè)水溫變化也是環(huán)境影響報(bào)告書的重要內(nèi)容之一。
張峰水庫(kù)壩前水深在50m以上,為深水型水庫(kù),根據(jù)氣象參數(shù)、水庫(kù)特征、入庫(kù)來(lái)流、運(yùn)行調(diào)度等條件,利用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)一年中各月的壩前垂向水溫分布進(jìn)行了計(jì)算預(yù)測(cè),發(fā)現(xiàn)5~6月表底溫差最大,可達(dá)5~8℃。5~6月是農(nóng)業(yè)灌溉期,也是水生生物重要的生長(zhǎng)期,下泄水溫比自然水溫低4~6℃,利用數(shù)學(xué)模型對(duì)水庫(kù)泄水水溫沿河道的變化情況進(jìn)行了計(jì)算預(yù)測(cè)。發(fā)現(xiàn)泄水要流淌近35km左右的距離后,水溫才能恢復(fù)到低于自然水溫1~2℃的程度。據(jù)此可以判斷出水溫對(duì)河道生態(tài)環(huán)境及農(nóng)田灌溉的影響區(qū)間,為制定相應(yīng)的對(duì)策措施提供了依據(jù)。
6.最小下泄流量問(wèn)題
中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對(duì)水資源需求量越來(lái)越大。特別是在北方地區(qū),河流水量本來(lái)就少,再加上近年降雨偏少,水資源更加寶貴。由于河流穿越的行政區(qū)域較多,上游修建水庫(kù)截水,加劇了下游地區(qū)用水困難,因此,上下游地區(qū)之間經(jīng)常因此產(chǎn)生矛盾。應(yīng)該確保多大的最小下泄流量往往是爭(zhēng)執(zhí)的焦點(diǎn)。從水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度看,也需要確保一個(gè)最小基本流量。最小流量問(wèn)題往往需要上級(jí)政府進(jìn)行協(xié)調(diào),把結(jié)果落實(shí)在環(huán)境影響報(bào)告書中。張峰水庫(kù)工程也遇到了這樣的問(wèn)題。
沁河發(fā)源于山西省,出山西流入河南省,最后注入黃河。修建張峰水庫(kù)的計(jì)劃,引起了下游河南省的極大關(guān)注。在最初的可行性研究報(bào)告中,將潤(rùn)城斷面(壩下約80km)的實(shí)測(cè)最枯流量0.86m3/s作為控制大壩放流量的數(shù)據(jù)。河南省則提出了不低于3m3/s的要求,若滿足這一要求,則水庫(kù)規(guī)模需要大幅度減小,工程的經(jīng)濟(jì)效益就變得很小,因此,山西省無(wú)法接受。最后,在水利部的協(xié)調(diào)下,標(biāo)準(zhǔn)確定為1.5m3/s,被雙方接受。這一流量也滿足90%保證率月均流量的生態(tài)基準(zhǔn)要求。
環(huán)境影響報(bào)告書中對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算和論述,可行性研究報(bào)告則依據(jù)環(huán)境影響報(bào)告書的內(nèi)容對(duì)水庫(kù)進(jìn)行了調(diào)整設(shè)計(jì),適當(dāng)減小了水庫(kù)規(guī)模。
7.淹沒(méi)影響問(wèn)題
水庫(kù)工程有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是淹沒(méi)損失較大,淹沒(méi)大量耕地、樹木,拆遷大量的房屋,有的還要淹沒(méi)珍稀生物、淹沒(méi)文物古跡。這些淹沒(méi)損失是無(wú)法避免的,也是不可逆的。一般在工程可研報(bào)告中,這些淹沒(méi)實(shí)物數(shù)據(jù)都能夠列出,目的是為了計(jì)算補(bǔ)償損失,作為工程投資的一部分。環(huán)境影響報(bào)告書則從價(jià)值的角度進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查論證,提出符合環(huán)境保護(hù)政策的、切實(shí)可行的處理措施。
張峰水庫(kù)淹沒(méi)范圍涉及10個(gè)行政村,搬遷人口3730人(1114戶);淹沒(méi)土地15431畝,其中耕地9716畝、園地627畝、林地1556畝;淹沒(méi)房屋20多萬(wàn)m2;清除樹木28萬(wàn)顆。這些淹沒(méi)對(duì)于生態(tài)環(huán)境來(lái)講是一大損失。
評(píng)價(jià)單位利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)擬建庫(kù)區(qū)的土地利用狀況進(jìn)行了宏觀測(cè)量,在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)田耕作、樹木植被、動(dòng)植物情況等進(jìn)行了調(diào)查,評(píng)估出了農(nóng)田淹沒(méi)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,評(píng)估了生物量的損失,進(jìn)而提出了移民農(nóng)業(yè)扶持措施及生態(tài)補(bǔ)償措施。這些措施對(duì)于減少農(nóng)業(yè)損失、維護(hù)生態(tài)環(huán)境有一定的作用,但要完全挽回?fù)p失是做不到的。
8.移民拆遷問(wèn)題
在水利水電工程建設(shè)中,移民數(shù)量往往較多,移民問(wèn)題顯然是最復(fù)雜、最敏感的事情,容易引發(fā)社會(huì)矛盾。一般情況下,都專門制定“移民安置規(guī)劃”,但移民設(shè)計(jì)到的問(wèn)題多而復(fù)雜,是一項(xiàng)需要行政支持、多專業(yè)協(xié)作才能完成的工作。在此問(wèn)題上,環(huán)境影響評(píng)價(jià)的作用是從另外一種觀點(diǎn)來(lái)審視移民規(guī)劃是否適當(dāng),對(duì)規(guī)劃提出一些修正意見(jiàn)。
張峰水庫(kù)工程初步移民規(guī)劃中,擬將3700多移民安置在附近12處村莊,并提出了利用山溝淤地80ha作為耕地的計(jì)劃。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中,對(duì)淹沒(méi)區(qū)及安置區(qū)的社會(huì)、自然環(huán)境狀況進(jìn)行了調(diào)查研究,認(rèn)為移民計(jì)劃與土地資源及生產(chǎn)能力不均衡,對(duì)部分村莊原居民的生活影響較大,提出了新的平衡配置方案。此外,山溝淤地措施難以實(shí)現(xiàn),建議放棄。還提出了政府投資支持移民搞好農(nóng)田灌溉設(shè)施、改善農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)民收入水平的建議。以上重要建議均被采納,進(jìn)一步完善了移民方案。
9.下游水資源利用影響問(wèn)題
一般情況下,山區(qū)河谷地帶人口密集、村鎮(zhèn)眾多、資源豐富、土地開發(fā)利用較完備。在上游修建水庫(kù)會(huì)對(duì)下游水資源利用產(chǎn)生較大的影響,也是環(huán)境影響報(bào)告書的要解決的重要問(wèn)題。
評(píng)價(jià)人員對(duì)庫(kù)區(qū)以下沁河干流約80km范圍內(nèi)的5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、幾十處村莊、十幾座小水電站的水資源利用情況進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查。
個(gè)別村鎮(zhèn)從河床底下取水,作為生活用水。絕大多數(shù)村鎮(zhèn)及工礦企業(yè)用水均取自地下水,一般不直接從河道取水。下游共有140多處農(nóng)業(yè)灌溉抽水點(diǎn),2萬(wàn)多畝農(nóng)田灌溉面積,合計(jì)最大取水量約40000m3/d。上游修建水庫(kù)提高了旱季供水的保證率,對(duì)農(nóng)業(yè)用水有益處。
水庫(kù)下游已建有12處小水電站,總裝機(jī)容量約1萬(wàn)KW,年總發(fā)電量約3千萬(wàn)度,還有2個(gè)規(guī)劃待建的小水電站。這些小水電站單機(jī)容量在200~800KW之間,機(jī)組臺(tái)數(shù)在2~4臺(tái),都屬于當(dāng)?shù)乜h、鎮(zhèn)、村投資建設(shè)。環(huán)境影響報(bào)告書中對(duì)小水電發(fā)電損失進(jìn)行了計(jì)算評(píng)估,提出了建立協(xié)調(diào)機(jī)制、確定補(bǔ)償措施、及時(shí)通知投資者修改待建小水電規(guī)模的建議。
10.上下游經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡問(wèn)題
已有經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明,水庫(kù)修建以后,對(duì)供水區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境有很大的利益,而由于在上游實(shí)施水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,使上游地區(qū)的城鎮(zhèn)建設(shè)及工業(yè)發(fā)展受到嚴(yán)格限制,地區(qū)間經(jīng)濟(jì)水平差距進(jìn)一步擴(kuò)大。在山西省,水庫(kù)上游地區(qū)的民眾對(duì)此有很大的怨言。2003年4月,在北京審查環(huán)境影響報(bào)告書時(shí),山西省環(huán)保局官員則強(qiáng)烈要求在環(huán)評(píng)報(bào)告中提出一套經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償方案,由受益區(qū)以一定的方式補(bǔ)償上游受損區(qū)。這一要求在與會(huì)者中引起了很大的爭(zhēng)論。經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償問(wèn)題涉及到的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題復(fù)雜,需要省政府制定統(tǒng)一的政策、需要省人大立法,在環(huán)境影響評(píng)價(jià)的層面上已無(wú)法解決此問(wèn)題。最后,環(huán)境影響報(bào)告中提出了一些建議:建議地方政府統(tǒng)一協(xié)調(diào),由受益區(qū)制定扶持上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的計(jì)劃,支持上游發(fā)展旅游、生態(tài)農(nóng)業(yè)及污染較輕的產(chǎn)業(yè),投資幫助上游治理污染。
11.結(jié)語(yǔ)
水利水電工程在環(huán)境影響方面有突出的特點(diǎn),表現(xiàn)在影響地域范圍廣闊,對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境影響巨大,外部環(huán)境對(duì)工程的影響也十分巨大。水質(zhì)保護(hù)、水溫、水文情勢(shì)變化、最小下泄流量、淹沒(méi)影響、移民拆遷、下游水資源利用、上下游經(jīng)濟(jì)發(fā)展均衡性影響等是水利水電工程建設(shè)中最常見(jiàn)、也是最重要的環(huán)境問(wèn)題。環(huán)境影響報(bào)告書在減緩環(huán)境影響有重要作用,在水利水電工程建設(shè)中,擔(dān)當(dāng)著重要的角色。
據(jù)共同通訊社引用業(yè)內(nèi)一家機(jī)構(gòu)的消息來(lái)源稱,液晶顯示器電視(LCD TV)的發(fā)貨量5月份在日本首次超過(guò)陰極射線管電視(CRT TV),反映出消費(fèi)者對(duì)平板顯示器電視的日益偏好。日本電子信息技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì)(JEITA:Japan Electronics and Information Technology Industries Association)稱,LCD TV發(fā)貨量與一年前同期比增長(zhǎng)74.9%達(dá)到29.1萬(wàn)臺(tái),占TV總發(fā)貨量的52.0%,而CRT TV發(fā)貨量下降32.4%至24萬(wàn)臺(tái)。該協(xié)會(huì)一位官員稱,LCD TV發(fā)貨超過(guò)CRT TV來(lái)得比預(yù)計(jì)的要快。共同社報(bào)道稱,日本5月份等離子面板電視(PDP TV)發(fā)貨也增長(zhǎng)了17.4%達(dá)到2.9萬(wàn)臺(tái),占TV總發(fā)貨量的5.2%。日本5月份TV總發(fā)貨量增長(zhǎng)了2.6%至56萬(wàn)臺(tái),該月也是與去年同期比實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的第八個(gè)連續(xù)月份。在蘋果電腦公司iPod數(shù)字音樂(lè)播放器銷售日益增長(zhǎng)的情況下,日本音頻設(shè)備在5月份的發(fā)貨額與一年前比增長(zhǎng)6.2%達(dá)到150億日元,這也是五年三個(gè)月以來(lái)所呈現(xiàn)出的第一次增長(zhǎng)。共同社稱,日本5月份消費(fèi)電子產(chǎn)品總發(fā)貨額達(dá)到1629億日元,與去年同期比增長(zhǎng)7%。這標(biāo)志著該月份是與前年同期比第十八個(gè)連續(xù)增長(zhǎng)的月份。
二季度芯片庫(kù)存被削減21% 實(shí)現(xiàn)平衡
咨詢機(jī)構(gòu)iSuppli最新研究報(bào)告顯示,第二季度半導(dǎo)體市場(chǎng)平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)讓半導(dǎo)體供應(yīng)商得以消耗其過(guò)多的庫(kù)存,這使得芯片庫(kù)存回到了平衡狀態(tài)。該咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)過(guò)高的芯片庫(kù)存將在第二季度底回落到少于5億美元的規(guī)模,比上個(gè)季度削減了21個(gè)百分點(diǎn)。上個(gè)季度庫(kù)存芯片的價(jià)值為6.3億美元。去年第三季度整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的庫(kù)存高達(dá)16.2億美元,也正是從這個(gè)季度芯片廠商開始季節(jié)削減庫(kù)存。到了去年第四季度過(guò)高的庫(kù)存被削減了36個(gè)百分點(diǎn),為10.3億美元,而到今年第一季度更是削減了39%,為6.3億美元。該咨詢機(jī)構(gòu)的分析家認(rèn)為,大多數(shù)芯片供應(yīng)商有望在6月底之前消耗調(diào)其過(guò)高的庫(kù)存。此前芯片廠商往往在每年第二季度提高DOI(每日芯片庫(kù)存),但是今年供應(yīng)商在第二季度降低了DOI以實(shí)現(xiàn)整個(gè)供貨鏈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平衡。
巴基斯坦通訊網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重癱瘓
巴基斯坦與外部相連的一條海底國(guó)際光纜6月27日晚突然出現(xiàn)故障,致使巴基斯坦對(duì)外的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)嚴(yán)重癱瘓。據(jù)巴基斯坦有關(guān)部門初步估算,此次光纜故障導(dǎo)致每天損失約10億美元。據(jù)悉,此次光纜故障是由于電力供應(yīng)出現(xiàn)了問(wèn)題,頃刻間通過(guò)光纜傳輸?shù)膰?guó)際數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生崩潰。出現(xiàn)故障的光纜是連接?xùn)|南亞、中東以及西歐的主要通訊干線。這次故障使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商、電話中心以及新無(wú)線服務(wù)商損失巨大。
巴基斯坦網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)會(huì)主席哈克稱,連續(xù)24小時(shí)的線路中斷,僅巴基斯坦網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的損失就達(dá)1000萬(wàn)美元。光纜故障也給巴基斯坦電話公司造成巨大損失。據(jù)初步估計(jì),每天給電話公司造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)7-8億美元,巴基斯坦呼叫中心將失去近3成的客戶。此外,航班、信用卡交易也受到了影響。為了緩解通訊問(wèn)題,巴基斯坦相關(guān)部門啟動(dòng)了衛(wèi)星信號(hào)接入系統(tǒng)。同時(shí),宣布啟用建于1986年的連接巴基斯坦和阿聯(lián)酋之間的有線通信線路。目前,一些網(wǎng)絡(luò)和電話公司已經(jīng)開始恢復(fù)工作,但網(wǎng)絡(luò)連接速度和電話通訊質(zhì)量還難以得到保證。
中歐伽利略計(jì)劃合作項(xiàng)目進(jìn)展順利
關(guān)鍵詞: 工程 測(cè)繪技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào):P24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言
我國(guó)工程測(cè)量科技進(jìn)步很大,發(fā)展很快,取得了顯著成績(jī);但是發(fā)展還不平衡,尚跟不上國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。擺在我們面前的任務(wù)是:大力促進(jìn)工程測(cè)量的技術(shù)方法與手段的更新?lián)Q代,積極推動(dòng)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用,把傳統(tǒng)的手工測(cè)量向電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展;同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科的研究,不斷拓寬工程測(cè)量服務(wù)新領(lǐng)域,開創(chuàng)工程測(cè)量發(fā)展新局面,為推動(dòng)我國(guó)工程測(cè)量科技進(jìn)步而努力奮斗。
1 工程測(cè)繪技術(shù)的現(xiàn)狀
1.1 地圖數(shù)字化技術(shù)
在建立各種 GIS 系統(tǒng)時(shí),對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理,在建庫(kù)工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量,各工程測(cè)繪部門都投入相當(dāng)大的人力和財(cái)力。對(duì)于已有紙制地圖,若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器,針對(duì)大比例尺地形圖,大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息,高效便捷、保真的對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。
1.2 數(shù)字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是傳統(tǒng)工程測(cè)量的重要內(nèi)容,常規(guī)的成圖方法野外工作量大,作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜,同時(shí)還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)社會(huì)飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于等特點(diǎn)。目前,數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。
1.3 工程測(cè)量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù) (GPS)
GPS 是美國(guó)從 20 世紀(jì) 70 年代開始研制,歷時(shí) 20 年,于 1994 年全面建成,具有海、陸、空全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS 接收機(jī)的改進(jìn),廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展,加之美國(guó)SA 技術(shù)的解除,使得 GPS 技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測(cè)量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。
RTK (Real Time Kinematics,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)) 技術(shù)是在 GPS 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的 GPS 定位測(cè)量方式,是 GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK 測(cè)量是將 l 臺(tái) GPS 接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上,再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí),也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào),經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量;流動(dòng)站的 GPS 接收機(jī)再利用 0TF(運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度) 技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度,最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。RTK 測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn),僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn),便可以高精度、快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo),利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí),也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進(jìn)行施工放樣。因此,RTK 被廣泛應(yīng)用于圖根控制測(cè)量,地籍、房地產(chǎn)測(cè)繪、數(shù)字化測(cè)圖及施工放樣等各種工作中。
1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與 GIS 技術(shù)的應(yīng)用
隨著測(cè)量數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的逐步自動(dòng)化、數(shù)字化,測(cè)量工作者如何更好地使用和管理好長(zhǎng)期積累或收集的大量測(cè)繪信息,更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)服務(wù),其最有效的方法是利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)或GIS技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)或信息系統(tǒng)。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,有力地推動(dòng)了 GIS 技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,已成為當(dāng)前新技術(shù)應(yīng)用的“熱點(diǎn)”之一。GIS 作為信息科學(xué)和信息產(chǎn)業(yè)的一部分,在面向21世紀(jì)這個(gè)信息社會(huì)里的價(jià)值是不容懷疑的。
2測(cè)繪技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和方向
21世紀(jì)測(cè)繪技術(shù)歸納起來(lái)朝著以下幾個(gè)趨勢(shì)和方向發(fā)展:1)數(shù)據(jù)采集和處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,實(shí)時(shí)化,數(shù)字化。2)測(cè)量數(shù)據(jù)的管理實(shí)現(xiàn)科學(xué)化,標(biāo)準(zhǔn)化,信息化。3)測(cè)繪數(shù)據(jù)的傳輸與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,多樣化,社會(huì)化。4)測(cè)繪的硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)人性化,國(guó)產(chǎn)化,智能化。未來(lái)測(cè)繪技術(shù)將在以下幾個(gè)方面有新的進(jìn)步和發(fā)展:
2.1 GPS全球定位技術(shù),隨著接收機(jī)的改進(jìn),廣域差分技術(shù),實(shí)時(shí)差分技術(shù),CCD技術(shù)的應(yīng)用,將隨時(shí)滿足靜態(tài),動(dòng)態(tài),高精度定位的需要,接收機(jī)將更輕便靈活。在土地測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)展,并且在偏僻地區(qū)不受限制,全天候控制到每個(gè)角落,同時(shí),還將在水準(zhǔn)高程控制,航測(cè)外業(yè)控制,地形測(cè)圖等多方面得到廣泛應(yīng)用。
2.2城市與工程控制網(wǎng),監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件將得到進(jìn)一步應(yīng)用與推廣,觀測(cè)數(shù)據(jù)處理等方面的研究將進(jìn)一步智能化,控制網(wǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)采集和處理,將走向自動(dòng)化,實(shí)時(shí)化,數(shù)字化。
2.3工程測(cè)量的數(shù)字化測(cè)繪軟件的研發(fā)將進(jìn)一步深化,將出現(xiàn)功能齊全,效率更高,使用更加靈活的軟件系統(tǒng)。a.數(shù)字測(cè)繪技術(shù)與GIS的結(jié)合將更加緊密,數(shù)字信息的采集通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)一測(cè)多用,數(shù)據(jù)共享。將實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理,為實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市”打下堅(jiān)實(shí)基。b.數(shù)字測(cè)繪技術(shù)與工程設(shè)計(jì)施工相結(jié)合的軟件系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用將會(huì)有更新,更快的發(fā)展;為勘測(cè),設(shè)計(jì),施工建立專業(yè)信息管理系統(tǒng)創(chuàng)造良好的條件。
2.4 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市建設(shè),土地利用,資源開發(fā),環(huán)境治理等部門都將建立各類專業(yè)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。工程測(cè)量,特別是大型項(xiàng)目用地勘測(cè)定界測(cè)繪,將要求從事土地勘測(cè)的單位更加積極地充分利用GPS高新技術(shù),數(shù)字庫(kù)技術(shù),內(nèi)外業(yè)一體化測(cè)圖技術(shù),掃描數(shù)字化技術(shù)以及全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù),為各類專業(yè)系統(tǒng)的建立提供及時(shí)準(zhǔn)確,標(biāo)準(zhǔn)化,數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息,并提供高效的技術(shù)服務(wù)。
2.5遙感技術(shù)手段RS的應(yīng)用將更加普及,特別是從事高科技實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的中國(guó)土地勘測(cè)規(guī)劃部門,將運(yùn)用RS對(duì)地面進(jìn)行實(shí)時(shí)衛(wèi)星遙感監(jiān)控,特別是高分辨率0.2 M~2 M的遙感數(shù)據(jù),將在監(jiān)測(cè)城市化進(jìn)程,擴(kuò)展用地規(guī)模,查處違法濫占耕地等方面得到廣泛應(yīng)用。
2.6三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)在工業(yè)設(shè)備的精密安裝與定位測(cè)量中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)將進(jìn)一步快速發(fā)展,在大型建筑物和構(gòu)筑物建設(shè),大型物體外形測(cè)繪變形監(jiān)測(cè)中發(fā)揮更加積極的作用。
2.7空中攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)展前景將更加廣泛,全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)與GPS相連接,與激光掃描儀相結(jié)合即可制作三維地面主體模型,將會(huì)在眾多領(lǐng)域如建筑工地,文物保護(hù),建筑物維修,地形測(cè)量,汽車及飛機(jī)試驗(yàn),刑事案件偵破,交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,安全監(jiān)控,城市規(guī)劃管理等方面都得到廣泛應(yīng)用。
2.8軟件人才的培養(yǎng)成為當(dāng)務(wù)之急,目前中國(guó)的軟件人才結(jié)構(gòu)呈橄欖形,中級(jí)人才充裕,初級(jí)人才和高級(jí)人才欠缺,國(guó)際型、應(yīng)用型的高級(jí)軟件人才更為缺乏。目前國(guó)內(nèi)軟件從業(yè)人員普遍缺乏基本的軟件工程管理,項(xiàng)目管理,質(zhì)量和過(guò)程管理,系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法等國(guó)際性軟件項(xiàng)目合作技能,嚴(yán)重阻礙了測(cè)繪行業(yè)與國(guó)際接軌,難以將業(yè)務(wù)做大做強(qiáng)。因此,著眼未來(lái)立足眼前,要著力培養(yǎng)軟件人才,打造具有本行業(yè)特色的軟件英才,形成基礎(chǔ)是軟件藍(lán)領(lǐng),塔尖是既懂技術(shù),又有項(xiàng)目管理能力的脫穎而出的高級(jí)人才。
3 結(jié)束語(yǔ)
總之,伴隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代工程測(cè)量必將朝著一個(gè)更加科學(xué)和智能化的方向發(fā)展。作為工程測(cè)繪相關(guān)人員,我們只有不斷學(xué)習(xí),才能滿足科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的要求,才能更好的做好工作,服務(wù)社會(huì)!
參考文獻(xiàn)
[1] 姜建慧,連鎮(zhèn)華,付青松.福建省工程測(cè)量學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告[J]. 海峽科學(xué). 2011(01)
關(guān)鍵詞:地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)、礦井涌水量計(jì)算、實(shí)際應(yīng)用
中圖分類號(hào):TU991.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
正文:
礦井涌水量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)對(duì)于防止礦井突水、淹井等惡性突發(fā)事故有著重要的意義,同時(shí)也能大大降低生產(chǎn)成本,保障礦山的安全生產(chǎn)。【1】
一、地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)
(一)概況
地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)主要用來(lái)解決各類水文地質(zhì)問(wèn)題,并起到一定的預(yù)測(cè)作用,其模擬任務(wù)主要有四種,分別為地下水運(yùn)移模擬、水流模擬、反應(yīng)模擬以及反應(yīng)運(yùn)移模擬。在模擬模型的簡(jiǎn)歷過(guò)程中,需要針對(duì)其中某一個(gè)目標(biāo),模型的建立步驟一般有這樣幾點(diǎn):1、建立概念模型;2、選擇數(shù)學(xué)模型;3將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值化;4、模型校正;5、校正靈敏度分析;6、模型驗(yàn)證;7、預(yù)測(cè);8、預(yù)測(cè)靈敏度分析;9、給出模擬設(shè)計(jì)與結(jié)果;10、后續(xù)檢查;11、模型再設(shè)計(jì)。
地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的,以有限單元法為基本計(jì)算方法,在分割近似原理的指導(dǎo)下,將復(fù)雜的非線性問(wèn)題簡(jiǎn)化為線性問(wèn)題,從而避開了解析法求解微分方程時(shí)各種嚴(yán)格理想化的要求,使數(shù)值模擬系統(tǒng)更能靈活地適用于各種礦井涌水量的計(jì)算?!?】現(xiàn)目前常用的地下水?dāng)?shù)值模擬軟件有美國(guó)開發(fā)的GMS(其中MODFLOW是世界上使用最廣泛的三維地下水水流模型)、Visual MODFLOW、Visual Groundwater、PHREEQC、TNTmips等是運(yùn)用較為廣泛的軟件。
二、實(shí)際應(yīng)用
(一)鄭煤盛源煤業(yè)有限公司概況
寶豐盛源煤業(yè)位于寶豐縣大營(yíng)鎮(zhèn)宋坪村西南方,其由寶豐縣大營(yíng)鎮(zhèn)宋坪村辦煤礦和大營(yíng)鎮(zhèn)雙魚山二礦于2007年被鄭煤集團(tuán)整合而成,并于2010年加入中國(guó)有色金屬工業(yè)集團(tuán)。地處平頂山市寶豐縣內(nèi),緊鄰207國(guó)道,交通十分便利。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬(wàn)噸每年,煤種為1/3焦,是優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤。
1、可采煤層。
主要開采山西組下部的二1煤層以及一4煤層。
2、煤層標(biāo)高。
二1煤層深埋280m~338m,煤層開采深度標(biāo)高為-140m~0m;一4煤層深埋261m~400m,煤層開采深度地板標(biāo)高為-160m~-30m。
(二)礦井的水文地質(zhì)
該礦區(qū)的主要含水層有四個(gè)系層:寒武系上統(tǒng)崮山組,二又疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組,石炭系上統(tǒng)本溪組和太原組,第四系。
第一系層:寒武系上統(tǒng)崮山組含水層。白云質(zhì)灰?guī)r,厚59~131m,無(wú)泉水出露。
第二系層:二又疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組含水層。其中山西組是由二1煤層上部大占香碳砂巖段中的粗粒巖、砂巖段構(gòu)成;下石盒子組是由下部中、粗粒砂巖組成,該層含砂巖裂痕承壓水,富水性較差,不威脅煤礦開采。
第三系層:石炭系上統(tǒng)本溪組和太原組含水層,巖性為灰至深灰色結(jié)晶灰?guī)r,含水層由L1~L8(L1灰?guī)r厚為0.33~15.76m)薄層狀灰?guī)r和中粒砂巖組成。該巖層承壓性較好,存儲(chǔ)水量較多,水壓較高,但其分布并不均勻。
第四系層:第四系含水層。由沖擊巖、沙石巖組成,直接覆蓋在下伏地層上,對(duì)礦井開采有一定的影響。
(三)模型的建立
概念模型的建立是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程,需要我們充分了解模擬地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、巖石礦物、氣象、地形地貌、工農(nóng)業(yè)利用等一切與地下水相關(guān)的關(guān)系點(diǎn)?!?】
在劃分水文地質(zhì)單元,確定模擬邊界和范圍之前,我們應(yīng)該準(zhǔn)備:地形地貌圖、第四紀(jì)地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖、地下水等水位線及埋深圖、模擬區(qū)遙感影像數(shù)據(jù)、有關(guān)的區(qū)域地下水方面的調(diào)查勘察研究報(bào)告及成果。
(四)模型的結(jié)構(gòu)
首先應(yīng)該對(duì)模擬區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)條件加以概化,建立水文地質(zhì)概念模型,然后構(gòu)建相關(guān)數(shù)值模型。
1、有剖面線的位置的水文地質(zhì)剖面圖;
2、詳細(xì)的鉆孔、深孔資料(附有名稱、坐標(biāo)、孔標(biāo)高、終孔深度、分層信息以及巖性描述等);
3、以完整的水文地質(zhì)單元作為模擬的區(qū)域范圍,考慮到有些邊界和范圍過(guò)于偏遠(yuǎn),應(yīng)該考慮擴(kuò)大模擬區(qū)的范圍,適時(shí)可采用模型嵌套技術(shù)。
(五)模型的參數(shù)
1、潛水、承壓含水層和弱透水層平、根據(jù)巖性和抽水試驗(yàn)分區(qū)的垂向滲透系數(shù)的分區(qū)圖與數(shù)值;
2、承壓水含水層存水率的分區(qū)和相關(guān)數(shù)值;
3、潛水含水層的導(dǎo)水程度的分區(qū)和數(shù)值;
4、弱透水層的存儲(chǔ)率的分區(qū)圖和數(shù)值;
5、各類滲水實(shí)驗(yàn)的資料和研究成果;
6、各層的有效鉆孔的隙度。
(六)實(shí)際案例
1、確定一4煤層為計(jì)算區(qū)域,對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行三角分區(qū)和參數(shù)分區(qū);
2、對(duì)一4煤層的含水系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行概化,對(duì)其邊界形態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)化,對(duì)邊界進(jìn)水類型進(jìn)行劃分以及地下水的相關(guān)運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
3、明確各分區(qū)的參數(shù)值,要詳細(xì)了解一4煤層每個(gè)節(jié)點(diǎn)、每個(gè)分單元的信息,以及觀察鉆孔的水位信息和抽水孔水量信息,計(jì)算時(shí)段信息等。
在這個(gè)水文地質(zhì)模型中將一4煤層共劃分為20個(gè)分區(qū),650個(gè)節(jié)點(diǎn),分單元5512個(gè),有效單元5082個(gè),觀測(cè)孔號(hào)5個(gè)。
表1 地下水位觀測(cè)值擬合統(tǒng)計(jì)
其中我們選取了1號(hào)孔水位觀測(cè)值進(jìn)行研究,可得出:
表2 各分區(qū)參數(shù)計(jì)算
最后通過(guò)系統(tǒng)模擬可以計(jì)算出一4煤層的正常涌水量為222m²/h,最大涌水量為289m²/h。
(四)結(jié)語(yǔ)
近年來(lái),隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,水文地質(zhì)工作者們擁有了大量的科學(xué)決策和科學(xué)管理信息的方法。地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)可以量化地下水的動(dòng)態(tài)變化與人類開采活動(dòng)的關(guān)系,可以比較不同開采方案并預(yù)測(cè)其對(duì)環(huán)境造成的影響。由此可見(jiàn),地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)在實(shí)踐中是可以得到廣泛運(yùn)用的,它將在國(guó)家制定區(qū)域水政策以及各企事業(yè)單位開礦采礦事業(yè)中做出重大的貢獻(xiàn)。由此可以預(yù)測(cè),地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)在礦井涌水量研究應(yīng)用中的前景是無(wú)限廣闊的,應(yīng)該引起相關(guān)工作者的重視。
參考文獻(xiàn):
【1】魏軍,《礦井涌水量的數(shù)值模擬研究》,2006年12月
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