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降水技术论文

时间:2023-03-24 15:28:12

降水技术论文

降水技术论文范文1

本文通过论述深基坑工程的原理与存在的问题,意在探讨如何发展深基坑综合降水技术,为建筑工程提供更为有效的技术支持。

关键词:深基坑;市政工程;降水

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:

市政工程深基综合降水的必要性

市政工程是指市政设施建设工程,其涉及的范围非常广,与人民生活息息相关。因此,市政工程的质量保证是非常必要的。随着城市人口的不断增多及建设技术的进步,我国市政工程建筑正朝着更高、更为复杂的趋势不断发展。加上人们对建筑的要求不断增高,对建筑的功能要求越来越多、对建筑物的质量要求越来越高,这就对市政工程的施工提出了更高的要求。

当前,市政建筑的高度越来越大,这就需要让基坑的深度也随之增大。可以说,基坑降水问题已经成为工程建设的重要组成部分。对深基坑工程制定更为科学有效的设计和技术方案关系到整个工程的实施。虽然在很多市政工程中,深基坑工程只是临时性工程,但其技术复杂性却远远高于永久性的基础结构或上部结构。如果深基坑技术没有满足工程建设出现问题时,就会对建筑物带来巨大的影响。由此可见,深基坑工程对整个工程的重要性。

作为深基坑技术中最为重要的技术之一,深基坑降水技术对深基坑工程乃至整个建筑工程的重要性不言而喻。在深基坑施工过程中,为了保证施工的安全和减少基坑开挖对周围环境的影响,当开挖深基坑时,在达到一定深度时坑内的土层就多为软土层且含水量会增大,这就会出现坑内下部的承压水对基坑底板产生很大的影响,这时就需进行采取基坑降水技术来防止一些工程问题的出现。

市政工程深基综合降水的作用

基坑降水对工程有着巨大的作用,其可以防止基坑坡面和基底的渗水,从而使基坑的坑底维持干燥的状况,而且消除了渗透力的影响,防止流沙的产生,从而增加了边坡和基底的稳定性,进而可以保证施工开挖更加轻松。除此之外,基坑降水技术还可以有效地解决地面沉降的问题。由于剧烈的地下水位变化会对地面造成不均匀的沉降,这就带来了基坑不稳定性增加并对附近的建筑物造成极为严重的破坏。然而,整个沉降过程是需要很长时间的,短期的降水并不能缓解地面沉降问题,因此,在降水后,只有采取回灌地下水的措施,提供更为丰富的水源,才能够补偿降水引起的沉降问题,进而保证基坑的稳定性。

不仅如此,基坑降水还可以很好地减少土体的含量,进而提高物理力学性能指标,这就使基坑的支护体系的变形几率大大降低,从而增强了土中的有效应力,保证基坑的稳定性,使得当进行施工时,大大减少了主动区土体侧压力,提高了基坑支护体系稳定度和强度,进而保证了工程的良好开展同时也保证了附近建筑物的安全。

市政工程深基坑综合降水方法

市政工程的深基坑降水工程是一个复杂的系统工程,在开展降水工程时一定要对降水工程进行有效准确的勘察、设计、施工、监测与维护等工作,充分掌握工程的所有环节和施工地点的地质结构和地质情况,具体说来,市政工程深基坑综合降水工程的方法主要有:

截水法

由于很多市政工程都分布于建筑物较为密集的地段在,这给深基坑工程开展带来很大的麻烦,当进行深基坑开挖时,如果出现问题就会给附近的建筑物带来重大的破坏,并会对地下管道的安全使用带来很大的压力。此时,如果使用截水法的话,就可以更好地控制地下水,在保证深基坑工程良好开展的同时保证了附近建筑物和地下管道的安全。

(二)降水法

降水法是市政工程开展深基坑降水工程的重要方法,其是采用各类井点来降低地下水位。在使用这种方法前,要在基坑中设立多个井点管,然后在设立相应的抽水设备,通过这些设备将地下水抽走使基坑地下水降至设计深度,进而保证工程的安全。

帷幕-排水法

帷幕-排水法也是较为常见的降水方法,通过使用这种方法,可以很好地防止基坑周边地下水向基坑内渗入,从而极大的减少基坑内的排水量。除此之外,使用帷幕-排水法还可以有效地控制由于基坑内降水引起的基坑周边地面沉降,进而起到支护基坑侧壁的作用,保证基坑的安全。

四、深基坑工程降水技术的发展趋势

随着建筑物高度的增加,基坑的深度也会相应的增加,只有这样,才能够使建筑物更加安全。当基坑的深度不断增加时,复杂的地质环境就会带来很多新的问题。在复杂的地质环境和周围环境限制条件下,深基坑降水工程支护设计与施工难度加大,这就要求施工单位建立更为有效的设计计算模型和更易选取的计算简图,而基坑的设计工作的难度也会大大增加,提高其准确性对整个工程的质量起到了重要的作用。因此,对深基坑降水工程的设计就必须朝着精度更高的方向发展。

由于当前使用的深基坑支护结构的设计的计算结果往往出现与实际受力结果差距较大的现象,使得深基坑降水工程的安全性得不到切实的保障。不仅如此,目前的施工设计还无法准确计算出支护结构及土体的位移,这就使得未来深基坑降水工程会朝着建立动态设计体系的方向发展。

此外,随着信息化的不断发展,未来市政工程的深基坑降水工程也会与信息化更加紧密地联系起来。而深基坑工程监测是深基坑工程施工过程中的一个重要环节,想要更为有效地监测工程情况,就需要逐步完善信息化水平。只有这样,才能更好地将全方位的知识更为及时的反映给工程施工者,使他们可以在充分掌握施工环境状况后,可以对工程进行更为有效地设计和施工,进而保证整个工程的合理有序的开展。

结论:随着市政工程的规模和要求的不断增大,保证工程建设的各个环节的良好开展就变得无比重要了。随着市政工程建筑物的高度和规模的逐渐增大,使得建筑的基坑深度也随之增大,这就会带来一系列的问题,比如基坑不稳,地面出现沉降等问题,此时,基坑降水技术的作用就凸现出来。逐步完善基坑降水技术对建筑工程的质量和安全有着重要的作用,应引起充分的重视。

参考文献:

[1] 谢康和;应宏伟;杨伟;胡安蜂;徐洋;;基坑降水对周围地表沉降的影响分析[A];地基处理理论与实践――第七届全国地基处理学术讨论会论文集[C];2002年

[2] 林军;;福建广电建筑深基坑降水工程技术方法的选择[A];地质与可持续发展――华东六省一市地学科技论坛文集[C];2003年

[3] 罗建军;瞿成松;姚天强;;上海环球金融中心塔楼基坑降水工程[A];上海软土地深基坑技术新进展研讨会论文集[C];2005年

降水技术论文范文2

关键词:节能降耗 民用及工业建筑 利与弊

引言

近年来,由于人们生活水平的提高。节能降耗问题引起了人们的广泛关注。加强建筑业的节能降耗,有利于建筑企业的发展。虽然一些企业在节能降耗技术上有所完善,但依然存在一些问题和不足需要改进,在科学技术突飞猛进的新时期,加强节能降耗下的工民建施工节能技术,对我国工民建施工工程有着重要意义。

正文

一、节能降耗的概述

在国民经济发展中,建筑行业是主体力量,能源是物质基础,它们对国民经济发展都起着重要的作用。而我国面临着严峻的能源短缺形势,因此需要减少资源浪费和降低能源消耗。在建筑行业中,节能降耗问题一直备受人们的关注。

建筑行业中,节能降耗是指工民建在施工过程中,在保证人们正常的日常生活居住条件下,严格遵循和执行节能建筑的标准性、强制性条文以及硬性文件标准,在各项施工项目中尽量避免资源浪费和能源消耗,使太阳能、水资源、土地资源、建材等能源得到最大限度的利用。在整个工民建建设工程中还要避免能源损耗带来的环境污染问题,因此要制定科学、环保、节能的建设工程计划,无论是采集材料或运输建材,还是项目规划设计及施工,到完成工程的垃圾回收等都要计划好,避免影响自然环境。在建筑行业中应用节能降耗的理念,实现了建筑行业积极健康发展的目的,节约能源的同时又保护环境。

二、建筑节能施工存在的问题

1、建筑节能降耗的政策缺失建筑节能施工中,由于缺乏必要的建筑节能的法律法规,致使建筑节能的实施缺乏有力的法律和政策保障,建筑节能技术的发展也缺乏有效的法律体制的支撑。同时,建筑节能的实质性的经济鼓励政策以及必须的资金支撑的缺乏,在一定程度上损害了相关技术研究的积极性,市场的自由运行机制受到了一定的限制,从而难以发挥出自身的调控作用。最后对建筑节能作的必要性和重要性认识不够。

2、节能管理的不完善建筑节能施工中,由于管理的不完善或是管理的缺失将造成巨大的浪费,建筑节能体系的构建是系统的工程,应从整体上进行管理和规划,节能建筑体系的设计、施工和调试仅仅是节能技术体系构建的开端。而在相应建筑运行和发展的整个周期中,运行管理对建筑节能体系的构建尤为重要,管理不善易造成能源的普遍浪费。

三、基于节能降耗下的工民建施工节能技术的应用

1、太阳能节能技术

太阳能节能技术,通过在工民建楼顶安装太阳能系统,将太阳辐射的热能转换成电能,从而实现工业与工民建筑内部的电力使用。我国北方天气寒冷、冬天漫长,将太阳能节能技术运用在节能降耗下的工民建施中会增强建筑的保温性,更好的实现采暖供暖,节省建筑使用者的用电量,节省电力能源;我国南方天气炎热、夏季漫长,太阳能节能技术的应用会使工民建通风技术与遮阳技术得到改善,减小了建筑使用者使用空调的频率,从而达到节约能源的目的。太阳能能源纯净无污染、不消耗能源、没有使用限制,同时又方便安装及维修,是节能降耗下的工民建施工节能技术的重要措施。

2、水资源节能技术

由于我国水资源匮乏,而建筑行业用水量极大,实施工民建施工节水技术意义重大。在工民建施工中,由于建筑工程量大、工期长,对水的使用量大,尤其是混凝土的搅拌与养护工作,需要大量的水资源,不仅造价不菲,而且对能源消耗造成了一定的影响。因此,基于节能降耗下工民建节水技术的应用,不论是对建筑业本身造价的节省还是对环境的保护及能源的节约都起着重要的作用。

3、土地资源节能技术

我国是农业大国且人口多,造成建筑用地的土地资源紧缺。为了保证工民建建筑质量同时保护生活环境不受影响,土地资源节能技术的应用十分关键。例如在工民建施工过程中对于临时设施及施工地段的科学分配及控制,尽可能的缩减用地规模,最大限度的利用土地资源,对节约土地资源做出一份贡献。

4、充分利用能源的节能技术

基于节能降耗下的工民建建筑施工节能技术不能仅仅停留在某一单体建筑上,而是要将节能降耗及利用可再生资源的观念充分应用到整个工民建行业的施工中,使建筑采暖供暖、建筑保温、建筑照明、建筑通风及遮阳等节能技术更广泛的运用与实现。对于现阶段工民建节能降耗技术的运用主要是降低能源的损耗同时最大限度使用能源。而未来,基于节能降耗下的工民建施工节能将朝着实现能量的转换及对可再生资源的使用的方向发展。基于节能降耗下的工民建施工节能技术将为建筑业与环境的和谐发展做出贡献。

四、工民建工程中节能施工的重要意义

能源是全球经济发展的基础,但是随着经济发展步伐的加快,对于能源需求量的增加,这使得许多不可再生资源面临枯竭的窘境,可以说能源危机正威胁着全球经济发展。在我国工民建筑工程施工中引人节能施工技术具有经济意义和社会意义。

(1)工民建建筑工程施工技术是涉及跨行业、跨学科、综合系统的先进技术。建筑行业施工节能节能技术不仅涉及土木工程学、城市规划、机电设备、电子信息等众多学科和领域,而且也与经济技术、人文科学和行为科学存在着密不可分的联系。

(2)工民建建筑中节能施工技术的推广和应用具有重要的意义,这不但能够促进建筑工程行业相关技术的发展和创新,而且也推动了建筑工程行业整体水平的提高。工民建筑工程中建筑节能充分体现了可持续发展的理念,也体现了建筑科学技术的经济增长点。在加速国民经济发展的同时,带动了相关产业的发展,保护了生态环境。

(3)工民建建筑工程施工节能技术重点强调了对于新能源等可再生能源的开发与利用,例如光能、太阳能、风能等可循环利用的资源,节约或者降低对于传统能源的使用。在工民建筑中推广节能施工技术能够提升建筑工程整体技术的应用水平,促进经济的循环发展。

结束语

节能降耗理念在建筑设计中的广泛运用能够有效降低我国能源的消耗,促进能源的可持续发展与建筑的生态化建设,不仅能够提高建筑的宜居性,还能够保护建筑生态环境,有效提高了建筑的生态效益、社会效益与经济效益。本文从不同方面分别阐述了节能施工技术对工业及民用建筑节能降耗的影响,以供同行参考。

参考文献

[1]马昌.节能技术在建筑护结构设计中的应用[J].铁道勘测与设计,2008(04).

降水技术论文范文3

论文关键词:印染废水,植物滤器,多花黑麦草

随着我国工业生产的迅猛发展和城市化进程的不断加快,向水环境中排放的工业废水量也在不断增加,由此所造成的水污染现象的普遍性和严重性,已经对我国的国民经济发展和人民健康造成极大的危害。我国纺织工业量大面广,产生的废水数量多,浓度高,是对水环境污染构成严重威胁的工业污染源之一。在纺织工业废水中,以印染废水污染最为严重。印染废水因排放量大、水质复杂、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点。特别是近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水,给废水处理增加了难度。目前,印染废水的处理方法主要有:生物处理法、化学混凝法、化学氧化法、吸附法等。本研究构建了以盘培牧草为主要内容的植物滤器,利用NFT栽培的多花黑麦草(LoliummultiflorumLam)来降解印染废水,以期为印染废水的生态净化开辟新的途径。

1材料与方法

1.1试验设施

试验设施位于浙江大学农业生物环境工程研究所的玻璃温室内,设施为多槽道栽培槽,基底是水泥结构,每槽长×宽×高为750cm×60cm×30cm,槽坡度为2°,每槽可利用种植面

浙江省水利厅科技专项资助项目(RCO910)

水调节池长×宽×高为230cm×160cm×150cm,可贮存水量5.5m,以水泵循环抽水,自动调时控制,试验设施如图1所示。

图1.植物滤器系统装置

Fig.1Thesystemofplantfilter

1.2试验材料

植物滤器试验牧草选用多花黑麦草(LoliummultiflorumL.),在玻璃温室内采用NFT培,共有300盘牧草,育苗盘(底面510×250mm,厚0.7mm,含288个7×7mm方孔,孔面积占总面积11.1%;上口540×280mm,高60mm)上垫层为3层无纺布(10g/㎡),栽培槽槽面铺2层无纺布。每盘播量为5g,即39.2g/㎡。试验前牧草已用配方商品营养液培养30d,经过两次刈割(分别为播种后第20d和第30d),留茬高度60mm(与育苗盘上口平齐)。印染废水采自绍兴滨海工业区一印染厂。试验于2009年9月5日开始,至2009年10月5日结束。

1.3检测方法

废水中化学需氧量COD采用重铬酸钾法测定,悬浮物SS采用重量法测定;BOD采用国标法,即GB7488—1987测定。

2结果与分析

2.1植物滤器对COD的降解效应

印染废水经植物滤器系统处理30天后,COD含量从初始的956mg/l下降到结束时的362mg/l,COD降解幅度达76%,从图2可以看出在最初15天内COD降解较快,降解幅度达52.8%,而后15天COD降解较慢,降解幅度为49%。

图2植物滤器对印染废水中COD的降解效果

Fig.2TheeffectsofplantfiltersondegradationofCODinprintinganddyeingwastewater

2.2植物滤器对BOD的降解效果

印染废水经植物滤器系统处理30天后,BOD含量从初始的217mg/l下降到结束时的32mg/l,BOD降解幅度达85.8%,从图3可以看出在最初15天内BOD降解较快,降解幅度达66%,而后15天BOD降解较慢,降解幅度为56.7%。

图3.植物滤器对BOD的降解效果

Fig.3TheeffectsofplantfiltersondegradationofBODinprintinganddyeingwastewater

2.3植物滤器对SS的降解效果

印染废水经植物滤器系统处理30天后,SS含量从初始的198mg/l下降到结束时的41mg/l,SS降解幅度达79.3%,从图4可以看出在最初15天内SS降解较快,降解幅度达59.1%,而后15天SS降解较慢,降解幅度为49.4%。

图4植物滤器对SS的降解效果

Fig.4TheeffectsofplantfiltersondegradationofSSinprintinganddyeingwastewater

3结论与讨论

目前,在废水处理装置中,利用植物与工程相结合的技术,从而提高净化效率的环境修复方法,由于成本低、效率高的优点,正越来越受到人们的关注。本研究结果表明,以盘培多花黑麦草为主要内容的植物滤器对印染废水具有明显的降解效果。印染废水进入植物滤器系统,经运行30天后,能降解COD达76%,BOD达85.8%,SS达79.3%,并且在开始15天内降解速度较快,后15天降解速度相对较慢。本研究所设计的植物滤器还具有运行费用低,易于维护,适于处理间歇排放污水等特点,在处理印染废水方面具有较大的发展前景。

参考文献

1 明银安,陆晓华.印染废水处理技术进展.工业安全与环保,2003,29(8):16~18.

2 侯文俊,余健.印染废水处理工艺进展.工业用水与废水,2004,35(2):57~60.

3 张林生.印染废水处理技术及典型工程[M].北京:化学工业出版社,2005.8.

4 张宇峰,滕洁,张雪英等.印染废水处理技术的研究进展.工业水处理,2003,23(4):23~26.

5 张旋,姜洪雷,曲和玲.印染废水处理技术的研究进展.山东轻工业学院学报,2007,

降水技术论文范文4

一、正确认识设备对经济性的影响

设备管理作为运行管理的转变方向是对指标管理的重点。曾经,小水电厂通常将运行管理作为企业经营管理工作的重点,普遍认为,运行管理对于经济指标有着非同一般的影响,这其中最主要的原因就是,历史上,小水电厂的自动化率是低得可怜的,如果要将各项经济指标实现,运行人员对设备的人工调整是不可避免的,这其中当然包括重体力劳动。而当下的小水电厂的自动化率已经达到一定的规模,人力劳动也可以通过计算机完成。接着,工作的重点就是对节能技术改造的重视,本着审慎的态度对技术改造的经济效益进行客观的评价。技术随着时代的发展也在不断的进步与发展,其中不乏许多能够高效提高小水电厂经济效益的新技术,不仅如此,由于设计能力的增加与运行时间表的延长,都使得对已有设备进行技术改造升级成为必然趋势。不可否认,技术改造对于提高现有设备的工作效率是一个重要的方法,在改造时要严格遵循经济效益最高的原则,考虑全面,确保高新技术的应用科学合理。在遇到某一问题可以通过不止一种技术解决的情况时,不同技术的侧重点就成了论证的重点,经济性更强等因素。论证越严谨,合理性越容易得到保证,并且能够避免非必要的技术改造。由于技术改造要与经济效益密切联系,生产经营联系在一起的指标管理体系是很有必要建立的。设备管理要作为经济管理重要的工作来做,这也要求专业技术人员要不断提高自身的专业素养。

二、建立管理体系,以实现利润最大化

要实现水力发电企业利润的最大化,就要通过以下两个主要方面进行:加强生产管理与加强财务管理。要加强生产管理,首先就是要对水库调度进行科学的管理,以降低单位水耗。这种方式是水电企业最有效地降低成本的方式。绘制经济运行效率曲线时要严格按照水库水位进行绘制,这样才有利于水库充分发挥其调节性能,使等量的水能产生更多的电能。其次,降低综合厂的用电量,削减发电成本。降低综合厂的用电量有两个好处,一个是在高峰段可提高上网电量,另一个是在非高峰段可削减电厂发电成本。所以,降低综合厂的用电量,对于电力行业来说不失为一种增加利润的有效方法。降低综合厂的用电量,不仅要降低生产用电与非生产用电,还要降低主变变损。这就要求加强生产管理与非生产节电管理、加快节电技改,采用先进技术降低主变贬损,最终保证综合厂用电量的降低。再次,要强化维护检修,深入技术改造。短期内,保证做到及时的维护检修,从而保证机组的保持正常的生产能力。对于年久可能老化的机组更要加强状态检修,并对机组建立档案,对机组的情况及时准确地把握,为科学的维护提供决策依据,尽可能地减少维修费用的支出。长期来讲,作为技术密集型的水电企业,及时的技术改造有诸多好处,提高经济效益,提高员工科技水平,缩短技术差距。尤其是加快电网架设,保证电力输送的及时性,延长上网时间。技术改造会在短期内投入大量资源,但长远来看,利远大于弊。另外,要加强财务管理,首先就是要对企业的目标利润预算管理进行强化。缺少科学的目标预算管理模块是很多水电企业存在通病。大多数水电企业的现状是只在年末或年初对目标进行简单预测,而不对实际的经营管理过程进行控制,预算控制失去应有的作用,导致的最终结果就是不能为企业带来利益。基于此,编制零基预算的方式才是水电企业应该采用的方式,对年度预算分解编制,制定好各项消耗定额,并对其进行测算,且各月度预算的编制要严格依据年度预算。其次就是要规范健全内控制度。建立内控有助于风险防控,这同样适用于预算管理,这就要求企业建立规范健全的内控制度。与此同时,实行相互联系并且制约的管控体系。严格禁止账外小金库要求明确资金业务的岗位责任。注重监督经营决策与重大的经营活动,同时贯彻常规性审计与专项性审计,并且建立审计工作的报告制度,以便及时的发现并调整预算中执行中的问题,实时监控预算费用的实际执行情况,将预算与监控有机结合,降低成本。

三、结论

企业的经济管理工作对水力发电企业今后的可持续的稳步发展,起着不可或缺的重要作用,即企业经济效益的提高是以有效的经济管理为基础的。本文在三个方面对小型电厂的经济管理的问题与措施进行了详尽的讨论,分别是经济与安全的关系、设备对经济性的影响及管理体系对企业利润最大化的影响。经营管理对水力发电企业的持续发展起着很重要的作用,也就是说,有效的经营管理能够提高经济效益。本文从两个方面对企业经营管理来进行分析,即风险和成本。降低风险能够降低企业的成本,进而能够提高经济效益。总之,降低风险可以间接地提高经济效益,而降低成本可以直接地提高经济效益。

作者:田洪静陈熹微单位:辽宁省葠窝水库管理局

降水技术论文范文5

[关键词]污水处理 生物技术 降解

中图分类号:TU3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0221-01

当前,我国污水处理行业中常用的活性污泥方法存在着处理成本较高、对水质和水量的适应性较差,容易导致二次污染等问题。而生物处理法是通过充分利用微生物的新陈代谢作用,将水体中的废物进行分解、吸收,从而达到治理污染的目的。该方法与传统的物理法、化学法相比,其不但成本较低、效率较高,而且操作相对简单,没有二次污染,已经在城市生活污水及工业污水处理中得到了较为广泛的应用。

1、污水处理的深远意义

在我国城镇化速度加快的背景下,城市产生了大量的污水,其中生活污水占到污水总量的70%以上。而生活污水中通常含有大量的有机物,包括糖类、淀粉、油脂、蛋白质和尿素等物质,这些物质不含毒,但是其中包括大量的含氮、磷等植物营养元素。在对应的时间和空间范围中,这些污染物质大量的涌入自然水体中,从而超过了天然水体的自净能力,使得水体出现富营养化。这时,水体中的大量有机物使得好氧菌大量繁殖,将水中的溶解氧消耗,同时使得其他的水生植物迅速增加,导致水体透明度下降,直到使得水体中的好氧菌下降至零。这时,好氧菌开始死亡,而厌氧菌则开始大量繁殖,将其中的有机物分解,产生硫化氢、硫酸等物质,导致水体质量恶化、水体自净功能退化,生态结构遭到破坏,最终对周围环境产生永久性的破坏。因此,做好城市污水处理工作,对保证城市可持续发展具有重要意义。

2、污水处理中生物技术应用的特点

在传统的污水处理生物技术中,使用的处理方法主要包括活性污泥法、厌氧处理法等。这些方法能够将水体中的大部分有机物去除,而且操作程序较为简单,具有稳定性相对较高的特点,在较长一段时间内一直被用作关键的污水处理技术。但是,其也存在着适应性较差、容易造成二次污染等问题。随着生物科学技术的持续发展,先进的生物技术开始在污水处理中得到应用。例如,当前新型的污水处理生物技术包括微生物处理技术、生物修复技术、固定化微生物技术等。从大量的污水处理实践来看,与传统的生物处理技术相比,新的生物技术不但处理费用较低,而且对环境的二次影响较小,能够加速对污水的处理和修复,在实际处理中获得了良好的效果。例如,其具有处理效率高、固液分离效果好的特点。

3、污水处理生物技术的具体应用

根据上文分析,与新型的生物技术相比,虽然传统生物技术存在一定的不足,但是其依然具有一定的优势和特点。所以,在污水处理过程中,要联合传统生物处理技术和新型生物处理技术,使得整个处理过程更加全面、合理,在保证处理质量的同时,确保处理过程的经济性。

3.1 生物修复技术及其应用

在污水的处理过程中,生物修复技术一直主要用于被石油污染的土壤。我国的石油总量虽然较多,但是因为人口众多,与世界各国的人均石油占有量相比一直处于较低水平。石油是社会经济发展的重要资源,而石油污染也时困扰人们的重要问题。通过使用生物修复技术,能够对石油进行充分讲解。同时,生物修复技术还能够在地下水、废水的处理中得到因公。利用微生物的分解作用,能够将被石油污染的水体中的有害物质讲解或者转化成为无害物质。其中,主要是将污染物降解(转化)成为水、无污染物质、二氧化碳等。在处理过程中,不论是讲解还是转化,均能够达到污水处理的目的。该生物技术具有时间短、效率高的特点,在工程应用中受到人们的青睐。

3.2 生物强化技术及其应用

生物强化技术的特点在于操作程序简单、具有较强的针对性、成本较低,而且事实效率较高,所以在当前的污水处理过程中得到了较为广泛的应用。生物强化技术不但能够氧化并分解有机物,同时还能够有效的实现凝聚与沉降功能,使得其中的活性污泥可以从混合液当中离析出来,通过澄清之后获得清洁的水体。随着新型填料技术的开发和应用,并随着配套技术的持续和完善,与之相配套的其他生物技术和工艺得到了快速应用和发展。在实际的使用过程中,为了达到提高处理效果、降低处理成本的目的,人们开始开发并实施其他的氧化技术。例如,城市工业生产中产生的焦化废水由于成分较为复杂,而且其中含有大量的无机物和有机物,一直被当作为难以讲解的工业废水。在传统的处理过程中一般通过投放高效菌种,然后通过固定法、高效降解微生物法等强化技术之后进行处理。使用这种处理技术时,因为分散性更加均匀,使得整个反应过程更快,微生物的呼吸速率得到提高,这不但增强了微生物的活性,同时还降低了生物处理的控制成本和费用。同时,由于混合菌的讲解能力要高于单一菌种,因此该种处理技术的讲解能力和讲解速度都得到明显提升,并且其稳定性及抑制其他杂菌生长等性能得到明显改善,这使得该中强化处理技术的污水处理技术的净化效果也更佳。

3.3 生物膜法技术及其应用

生物膜法又被称作为固定生长法,其是与活性污泥法相媲美的一种污水好氧生物处理技术。该种处理技术的实质是:含有污染物以及微生物的废水在具体的载体表层流动,一定时期之后,废水中的微生物将会附着在这些载体的表层,并通过增值、生长,最终成长、形成一层膜状的生物污泥,即生物膜。因为废水当中包含有机污染物,其可以作为营养物质而被生物膜中的微生物吸收,最终使得废水得以净化、微生物自身种群也得以繁衍、增值。

生物膜法主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池、生物流化床等不同类型的工艺方式。其中,使用生物滤池的废水处理方法的优点在于其工艺相对简单,而且操作程序单一。但是,该种处理技术和工艺也存在一定的缺点:由于微生物长期附着在滤料的固定表层生长,不能随着环境的改变而将反应器当中的菌类生物量进行调整,这也使得其没有一个有效的方式对处理后的水质进行控制。一旦增加废水的浓度或者流量,会使得出水水质不可控。当温度降低之后,基质的去除速率同样会下降,导致污水的处理效果下降。所以,在设计的过程中要根据实际情况综合采用不同的处理技术,使得污水处理能力更加全面。

参考文献:

[1]闫茹.污水处理生物技术的应用[J].城市建设与理论研究,2014(10).

降水技术论文范文6

论文摘要:文章在介绍国际地面沉降会议 历史 及2000年第六届国际地面沉降会议简况的基础上,并根据2000年第六届国际地面沉降会议论文,对国际地面沉降研究进展情况分成如下六个方面进行了综述。地面沉降地质因素介绍了古代地面沉降、泥炭层沉降、地度砂土液化地面沉降和海平面上升研究状况。地下流体运移地面沉降方面介绍了以地下水开采为主的地面沉降问题及地面塌陷、天然气开采引起的地面沉降、均匀沉降对建筑结构的破坏和欠固结石英含水层的压密。固矿开采引起的地面沉降问题介绍了非溶解性矿开采引起的大区域沉降和溶解性矿开采导致的地面沉降。地面沉降灾害治理与决策制订介绍了保护威尼斯泄湖不受地面沉降影响的有关措施、地面沉阵引起的 法律 纠纷和防治地面沉降的社会决策制订。地面沉降测里与监测介绍了土层压缩性研究成果、放射性分层标技术、星载合成孔径雷达干涉监测技术及gps和gis在地面沉降监测中的应用。地面沉降 计算 与模拟介绍了地下水开采引起的地面沉降预测、矿坑涌水地面沉降计算、固矿开采引起的地面沉降预测、天然气开采引起的地面沉降预测和潜水变化所导致的地面沉降计算。

1国际地面沉降会议概况

1.1国际地面沉降会议的由来及历史简况

自50年代以来,地面沉降问题越来越受到全球的关注。 科学 界在努力获得对 自然 沉降和人为沉降的进一步理解,同时在地面沉降的野外和室内监测、机理、预测技术、防治措施与效果方面也取得了丰硕的成果。随着时间的推移,对于地下资源,人类认识到不能再遵循所谓的“用弃” 哲学 。事实上,越来越明显地需要遵循对地下资源合理管理的一贯政策。1969年,联合国教科文组织(unesco)认识到了地面沉降的严重性,当年就将该问题第一次反映在“国际水文十年”(ihd)中,后来又包括在“国际水文规划”(ihp)中。这样,联合国教科文组织与国际水文科学协会(iahs)和其它国际及国家组织机构联合举办了6届国际地面沉降会议。第届于1969年在日本东京召开,第二届于1976年在美国阿纳海姆召开,第二届于1984年在意大利威尼斯召开,第四届于1991年在美国休斯敦召开,第五届于19%年在荷兰海牙召开,第六届国际地面沉降会议则于2000年9月24一29日在意大利拉韦纳市召开。

1.2 2000年第六届国际地面沉降会议介绍

2000年第六届国际地面沉降会议(slsolszooo)目的主要是回顾地面沉降研究领域近年来所取得的进展,提出新的研究思路,交流经验,讨论可持续研究方法,并探索天然资源的开发与缓解其所产生的负面效应之间的某种妥协。这些问题包括:会导致地面沉降的地下资源可持续开发,自然沉降与人为沉降之区别,地面沉降潜在热点预测(尤其是沿海低地地区),新的监测技术及控制和预测地面沉降的先进计算机模型。现在已经认识到,防治地面沉降策略制订的社会背景十分复杂,其制订往往要涉及许多部门。各部门之间的谈判解决尽管依赖于技术上的分析成果,但在很大程度上受到社会、 经济 、法律、 政治 等方面问题的影响。2000年第六届国际地面会议的纲领是地面沉降治理需要从资源管理、土地利用规划、 工业 开发、减灾及环境保护等社会政策方面进行综合考虑。2000年第六届国际地面沉降会议论文集选择出版了68篇论文,包括6个方面的主题,即地质问题、流体运移、固体开采、治理与决策制订、测量与监测和理论与模拟。本文则主要依据本次会议公开发表的论文来概述国际地面沉降研究动向。

2地面沉降的地质因素研究

共有5篇论文涉及到地面沉降的地质因素问题。

2.1古代地面沉降

意大利的c.cherubini等通过对sybaris平原进行的地质调查说明了过去2500年以来syharis古城以及其上希腊城和罗马城严重沉降的地质环境,即地质结构、地质气候和岩土工程环境。发现古sybaris地面大约在 现代 平均海平面之下2.5m处。地面沉降的地质环境则主要是有埋深35一40m侧向不连续的高压缩性粘性土,这一层土有时甚至是泥炭,其大幅沉降导致居住断层。

另外,a.guerricchio等在crotone海岸带发现大量的水下古建筑(水下3一sm),如石建工程、古采石场、码头、台阶、辅路石等,沉人海底的原因与海洋带土体移动有关,土体移动表现为海岸带滑坡和深部土层动力变形。

2.2泥炭层沉降

f·brunamonte等对pontina平原地面沉降研究表明,沉降最大最明显的地区与最厚泥炭沉积层分布相一致。该平原19世纪水力与地貌条件改变引起的沉降速率超过zcm/a,20世纪早期一系列排水活动使沉降速率增加,达4cm/a,最大沉降速率超过scm/a,发生在1927一1939年大规模土地开垦时期,1958到1994年间沉降速率有所减少,约为3cm/a。泥炭层沉降机理与生物氧化和自重固结及人为排水因结等有关。

2.3地展砂土液化地面沉降

日本的a.kagawa等研究表明,1995年神户地震引起砂土液化导致人工岛地面严重沉降,在神户城岛的,许多码头倾裂,甚至滑入海中,最大沉降4.7m,在岛的中心区,因为差异沉降,地下生命线遭受严重损坏,桩基建筑相对地面发生上升位移;地面沉降和泥水喷出引发洪灾。液化沉降是一种与地震相关联的特殊事件,对新开垦的低地易导致瞬间严重损害。 

2.4海平面变化

意大利的g.d.donat。等提出当今相对平均海平面的垂向变化速率是构造变化速率、沉积物自重沉降速率、土层压密速率、冰后期海面回弹速率及人为沉降速率的总和,并通过模型模拟研究了前四种自然因素引起的海面变化。构造因素引起波河平原的长期沉降速率达zmm/a,占所有自然因素的50%,沉积物自重和压密沉降分别占30%和20%。文中估计的威尼斯海平面上升速率从l.2mll必1转变为o.5mm/a。

3地下流体运移地面沉降

引发地面沉降的地下流体主要有地下水、石油和天然气等,共有12篇论文。

3.1以地下水开采为主的地面沉降问题

据g.benedetti,在波河流域南部emilia一ro-magna地区,现在地下水开采引起的地面沉降每年有几个cm,另外还有天然气开采的影响。据a.r,si等,意大利比萨平原,过去7000年的自然沉降速率约为0.5一4mm/a但是近3。1990年来精密水准测量表明,现在地面沉降速率是自然沉降的2一5倍,对深度达250m的主要含水层水位的监测表明,地下水位呈总体下降趋势。

据伊朗的b.bahadotran和r.ajalloeian,伊朗esfahan南部因地下水开采也产生严重地面沉降,开采历史约有30年,因含水层枯竭,地下水发生逆向运移(静水位埋深从原先的18一20m下降到18一200m,平均每年下降约6m),近十年来发生了几条地裂缝,长度近10km,裂缝每年张开l一5cm不等,并穿过高速公路、一些住宅区和农业区。

3.2地面塌陷

据美国的a.b.tihansky和d.lgouowoy,在美国佛罗里达州中西部岩溶覆盖区,发生地面塌陷是一种普遍的自然沉降现象,他们绘制了塌陷与松散覆盖层类型及厚度的分布关系图,表明塌陷活动的类型及频率与覆盖层的组成及厚度、下伏碳酸盐岩溶解程度和当地水文条件关系密切,地下水和土地资源的加速开发会导致塌陷频率增加。当溶洞中地下水位与覆盖物之间的平衡被打破时,塌陷就会产生。地下水开采、地面加载与地下水开采的结合、排水的改变、建筑施工等活动都会引发塌陷。

据意大利的g.capelli等,意大利中部velino流域岩溶塌陷也较严重,他们调查了自1891年以来的29次岩溶塌陷,编绘了水文地质平面图及剖面图,覆盖层超过20om,有多处泉水出露(总排泄量达25m3/s),深部流体、岩溶水与潜水混合出现,岩溶塌陷发生的诱因有:沿断层带的新构造活动性及地震活动性、冲积层中潜水快速渗透及岩溶水与深部流体的水岩作用和水化学作用。

俄罗斯的a.v.anikeev解释了岩溶塌陷的水力断裂过程,即上覆承压顶板在抽汲地下水的作用下破裂散落的过程,并根据水文地质工程地质条件,推导了产生塌陷的临界水头降深公式。

3.3天然气开采引起的地面沉降

荷兰的a.pe.m.houtenbos研究了荷兰天然气开采引起地面沉降的定量评价问题。以前还没有这方面的尝试。荷兰的天然气田深度在300cm左右,天然气的开采引起了岩层压密和地面沉降。要解决的问题是: 参考 水准点不连续、不稳定、测量误差累积、高程资料断档等导致水准点高程资料需要处理。提出了以沉降中心为原点的椭园形碟面随时间变化的高程解析模型,决定模型的6个主要参数是沉降起始时间(to)、沉降椭碟中心座标x。,y。、沉降中心分到椭园长短轴沉降梯度最大处的距离a和b及沉降椭碟长轴的关联度a。并以mumekez1ji地区137个水准点的530个高程数据为实例进行了研究。

3.4均匀沉降也会对建筑结构造成损害

荷兰的a.verruyt和r.b.j.brinkgreve认为,通常假定土层均匀沉降不会对建筑结构造成损害,因为基础是和土层一起沉降的。但是在地下水位接近地表的地区,而且地下水位主要受到海平面的控制,那么在土层发生沉降时而地下水位仍维持在原来的高度,则一个基础面在地下水位之下的浅基,就会失去部分承载力。如果该建筑基础负荷不均匀时,就会导致不均匀沉降,甚至破坏。他们还用有限单元模型进行了分析。

3.5欠固结石英含水砂层的压密

p.schutjens等通过对欠固结、孔隙率为18一35%、富含石英的含水砂层做了巧次压密试验发现,其压缩系数随孔隙率的增加、颗粒大小的增加和方解石与长石胶结程度的减少而增加,他们的解释为:在低应力一应变条件下,非弹性压密主要是因为粗糙颗粒接触点上的棱角破损而产生的,同时引发微小的颗粒旋转和滑移,一些粘土和长石的易碎性和晶质塑性变化也会发生,在高应力一应变条件下,颗粒内部和跨越颗粒的破裂越来越明显,同时导致颗粒变小,他们认为,随时间而变化的压密速率是受颗粒之间、颗粒内部及跨越颗粒的微裂隙结构和传播速率的控制。

4固矿开采引起的地面沉降问题

本次大会有7篇论文涉及固体矿床开采引起的地面沉降问题。这些矿床主要有铜矿、岩矿、金矿和白云岩矿等。他们涉及的国家有波兰、俄罗斯、南斯拉夫、西班牙、意大利和南非等。

4.1非溶解性固矿开采引起的大区域沉降 

据波兰的j.ostrowski和e.popiolek,波兰legnica一glogow铜矿盆地是于1957年发现的,是世界上最大的铜矿(约占世界铜矿资源的ro%),铜矿沉积层位于地下400一1500m产状为ne3一50,平均厚度3.5m(在几十cm到20m之间变化)。采矿必须排走上覆地层的大量来水。目前己排出约6亿耐的地下水。由此产生了超越开采区的巨大沉降槽,最长处超过40hm,最大沉降达0.8m。尽管沉降还没有直接威胁到建筑物,但影响到了地面设施的正常功能并对环境产生了负面影响。

4.2溶解性固矿开采导致地面沉降

据南斯拉夫的d.stojlljkovie和s.komatind,人们并不知道南斯拉夫tuzla城岩矿是世界级的,由于低矿化水的渗人而在盐层中形成盐水层,盐水开采近100年,盐水层的水压几乎下降了zoom,最大地面沉降近10m,几乎使1000幢房屋被毁,巧000名居民被迁出,基础设施明显被破坏,现处于重建之中。

另外西班牙历史名城calatayud存在石膏矿蒸发溶解地面沉降问题。意大利burian盐矿溶解开采也导致了地面沉降问题。

5地面沉降灾害治理与决策制订

共有7篇论文涉及到地面沉降的工程建设与地下水资源开发、保护威尼斯泄湖环境不受沉降影响的措施、地面沉降防治措施效果、地下水盆地的环境资源管理、地面沉降法律纠纷及社会决策与地面沉降等方面的内容。

5.1保护威尼斯泄湖不受地面沉降影响的措施

据意大利的lc盯bognin等,自本世纪初以来,威尼斯地面标高相对平均海平面损失约23cm。该城的历史建筑非常有特点,有些是5个世纪以前建的,与水相连,并且地面只在一般高潮位之上几十cm。地面沉降引起洪水次数增加,并引发侵蚀及水力作用,这些常会恶化城市建筑并导致更频繁的维修。湿地消失与岸滩变低会使泄湖盆地和沿海岸带更易遭受沿海海上风暴的毁灭性袭击。提出的一系列防治措施有:新建海滩和海滩养护、恢复沙丘、湿地重建与保护、防御工程、海上出人口临时关闭等。

5.2地面沉降的法律纠纷

荷兰的f.b.j.barends认为,对于地面沉降引起的法律纠纷,科学解释与法律规则或者公众舆论之间存在着矛盾。他介绍了4个案例:

案例1:某私宅房主意识到其住宅会受到建筑排水或下水道修理造成的损坏,于是在施工前拍了其住宅的照片,因此能够表明损坏的原因和肇事方。应该承担责任的是承包商和政府,他们不同意,于是请来专家,但是没有获得任何资料。如何找到技术上相一致的回答才是关键。结果是承包商和政府败诉。

案例2:一座横越大河的高速公路桥墩在下沉。在3000m深处开采石油的公司被控为被告,技术调查得出了惊人而难堪的结果,起诉被驳回。

案例3:为采矿而进行的地震勘查涉及到地面爆破。农场主确信这会改变土地的地质、水文地质状况,并要求影响庄稼收成的赔偿。两位专家(水文地质专家和农业专家)进行了调查,尽管调查结果表明不会有影响,但这家公司也冒了一次险。

案例4:由于新闻媒体的推波助澜,荷兰公众对开采其北方深部天然气产生了很大的争论,并影响到了学术界和政治家的观念,公共的情绪扭曲了正常的辨论。专家们无能为力,否则会丢掉饭碗。

5.3社会决策制订与地面沉降

加拿大的r.a.freeze利用决策分析的概念建立了评价地面沉降问题的原则框架。他认为,防治地面沉降的决策制订环境相当复杂,虽然要依赖于技术分析结果,但是会受到社会、经济、法律和政治问题的严重影响,因此,他强调防治地面沉降的决策制订需要从技术、社会、经济、法律和政治等多方面的综合考虑。最终是利益冲突各方通过谈判来解决地面沉降问题。他介绍了5个方面的内容:①地面沉降原因与影响;②防治地面沉降的可行策略;③决策分析原则框架;④地面沉降经济成本和风险;⑤多重利益方案社会调查的途径和障碍。

6地面沉降测量与监测

本次大会在地面沉降测量与监测方面成果最为丰富,共有22篇论文,涉及到土层压缩性测试、放射性分层标监测技术、星载合成孔径雷达千涉监测技术、gps测量技术及gis技术等,其中星载孔径雷达干涉监测技术格外引人注目。

6.1土层压缩系数研究

英国的g.cassiani和意大利的c.zoeoatelli通过对实验室测定的松散土岩压缩系数cm和在波河三角洲天然气田用放性分层标测定的野外压缩系数进行了分析对比,发现实验室压缩系数要比现场压缩系数大几个数量级,因此,他们认为使用现场测定的压缩系数进行地面沉降预测更为可靠。

意大利的g.brighenti等对现场测定的波河天然气田土层压缩性进行了分析和模拟研究,他们认为压缩性的现场测定技术还不完全成熟,也不完全可靠,因为保护钻孔的套管、钻孔和套管之间浇注固结类型以及钻孔周围地层的预先压缩都会影响到压缩性测定的准确性。

美国的t.hueckel等研究认为,在有限应力范围内土层的压缩性会持续减小。在数学模型中能反映,沉积土层通过较不稳定矿物的溶解和沉淀反应而发生次生微结构变化。

6.2放射性分层标技术《radioaetivemarkerteehnique》

据意大利的s.m.deloos,放射性分层标技术用于土层压密测量己超过25年。根据意大利p.macini和e.mesini的介绍:这种技术就是将放射性弹分层固定放人开采液气的土层中,使用的放射性物质是cs团或co印,它们都有较长的半衰期,大致为5年。每个放射标的位置可用专门的金属线咖玛射线记录仪来进行探测,探测仪在标点之间运行时间的长短可以用来估算出标点之间距离的变化,由此得到标点之间土层的变形量,分层压缩量的总和即为所测总土层的总压缩量。某时段内的土层压缩量与相应的土层孔隙液(气)压力降低值之比即为土层垂向一维压缩系数cm。这种技术己应用在意大利、荷兰、北海和墨西哥湾。由此所得的垂向一维压缩性系数是预测开采液(气)产生地面沉降大小的极为重要的依据。 

6.3星载合成孔径雷达干涉监测技术(insa:)

利用空间遥感技术测绘地面沉降的 论文 有4篇,各种相关介绍材料(如展版、光盘等其它宣传品)也格外突出。根据瑞士u.wegmuller等,意大利a.ferretti等、美国d.l.galloway等及英国r·capes,这种技术是利用不同时间测得的卫星合成孔径雷达地面图象相重叠而形成的微分干涉图象,图像中一个相干颜色条纹循环代表一定数量的地面变形变量(如io0mm、28mm等),并通过对比地面变形实测值来确认,再利用 计算 机处理形成地面变形等值线图。在理论条件下,其监测的地面变形精度为5一10nlm。目前应用的地方有德国的ruhrgebiet(采矿沉降区)、墨西城(地下水开采沉降区,19%年l月。1996年5月最大沉降速率40cm/a)、意大利的bologna(1992一1996年)和euganean地热盆地(地下热水开采沉降区,1991一1995年最大沉降速率4mm/a)、法国的巴黎(1992年一1999年沉降区沉降速率约4mln、美国的圣.克拉流域(地下水开采沉降区,1992年9月一1997年8月测出5一10mm沉降量)、拉斯维加斯(地下水开采沉降区,1992年4月一1997年12月测出沉降量最大达19omm)、a,ltel()pe流域及jerse村庄等。

6.4gps和gis在地面沉降监测中的应用

据加拿大的s.m.mousavi等和伊朗的a.sham-sai,在伊朗rafsanjan平原地区地面沉降最大,沉降原因主要是抽取地下水,首起布设了35个gps地面沉降观测站,分别于1998年8月和1999年4月进行了两次gps大地高检测,8个月的地面沉降在不足iomm一80nlm左右之间,其测量精度在5一smm之间。另据斯洛伐克的v.sedlak,斯洛伐克东部近期的地质构造运移也用gps进行了监测,从1997年起,每年在春季和秋季各进行一次测量,使用的仪器是双频gps接收机sokkiagrs2200。

据日本的s.murakami等,他们用gis技术描述了日本kamt。平原北部地区的地面沉降现状,并预测了其 发展 趋势,且在图上实现了可视化成果,如地面沉降目标区图、沉降与地下水位历时曲线图、实测沉降与计算沉降历时比较图和散点相关图、预测沉降分区图、土地利用图、地面沉降潜在危害程度分区图等c

7地面沉降计算理论与模拟

地面沉降计算理论与模拟方面的论文共有巧篇,概括起来主要体现在四个方面:地下水开采地面沉降预测、固体矿产开采地面沉降计算、天然气开采地面沉降预测和潜水变化地面沉降计算。

7.1地下水开采地面沉降预测

7.1.1应力一应变滞后环路及隔水层沉降计算

根据分层标土层变形监测资料和观测孔水位资料可以绘出应力一应变曲线图。美国的t.j.burbey对于有上覆巨厚隔水层存在的承压含水层系统在反复抽水作用下产生应力一应变滞后环路问题,利用垂向应变和体积应变数值模拟方法进行了研究,认为;①隔水层延迟给水的存在就会产生滞后环路,反映含水层系统在反复抽水过程中要经历具有弹性恢复的非弹性压缩;②单纯的垂向压缩假定倾向于高估沉降量和给水系数,尤其是靠近抽水井处;③体积应力模型对给水系数的估算反映了水平应变和变形的存在。

另外,美国的m.sneed建立了模拟含水层系统中隔水层延迟给水和残余压密的一维非稳定数值模型,并应用在内华达州的拉斯维加斯地面沉降计算。我国顾小芸提出了考虑流变的三维一藕合沉降计算模型。

7.1.2含水层储采沉降计算问题

为了满足供水需水或改善水质,含水层储采(asr)技术被广泛地在美国应用,如德克萨斯、新墨西哥、内华达、亚雷桑纳、加利福利亚、佛罗雷达等。美藉华人李江和美国的d.c.helm推导了对夹有隔水层的上下含水层系统在储采条件下的地面沉降非线性粘性解析解;李江还推导了其非线性弹性解析解。

7.13意大利bologna面沉降数学模拟

自50年代以来强烈地开采地下水,意大利北部bologna地区出现区域性地面沉降问题,沉降速率现仍然相当快。意大利的f.francavilla等利用快速拉格朗日连续分析有限差分程序对bologna两条典型剖面沉降进行了数学模拟,并将沉降预测到了2000年。

7.2矿坑涌水地面沉降计算

1994年4月,位于纽约州西部genesee流域部分retsof盐矿基岩顶板坍塌,其上覆冰期含水层地下水开始涌人矿坑,流量达1300拢。含水层水位的下降以及相应的有效应力增加引起隔水层中细粒土层的压缩,到19%年2月,地面沉降达24cm。美国r.m.yager用modflow的ibsi夹层储水软件包对隔水层进行了垂向一维非稳定水流模拟,用modflowp对含水层系统进行三维水流模拟,拟合了突水期间的水位变化和19%年的沉降分布。 

7.3固矿开采引起的地面沉降计算

波兰的r.hejmanowski和德国的a.sroka提出了固矿开采引起的地面沉降解析算法,他们认为地下固矿开采空间中存在地面沉降的“收敛点”或“压密点”(对孔隙地层),地面沉降时空分布公式可写为:

 

其中~knothes理论参数;t一从固矿采空后开始计算的时间;d一地面某点离“收敛点”的距离;m(t)一采空单元的体积函数,可写为:

其中a一采空单元体积衰减系数;v一采空单元体积;毛一相对体积收敛率,即体积收敛率每年为实际体积的l%);c一上覆承重区的时间因子,描述岩体的延迟影响一并举例进行了沉降计算。

7.3天然气开采引起的地面沉降计算

荷兰的fkenselaar和m.mavtens建立了天然气开采产生地面沉降的椭面型时空分布函数,并以rosw谊kel气田为例进行了沉降计算。意大利的w·pafozz。等对barhara天然气田开采地面沉降进行了三维模拟,由两组数值模拟构成,一组是含气层周围含水层流体流动模型,另一组为含气层和含水层枯竭导致地面沉降的地质机理模型。

意大利的d.bau等利用三维有限元模型对亚德里亚海上chioggi一mare天然气田开采产生的海底地面沉降进行了模拟,研究其是否会对威尼斯沿海岸带的稳定性产生影响,提出如果在海岸打注水井驱气开采,可使沉降icm的等值线向海上移动5km。

7.4潜水变化引起的地面沉降计算

意大利的b.a.schrener等分析了天然气田之上土层沉降发展过程中的毛细现象和建筑塌陷,并提出了一个弹塑性沉降模型,能以简洁方式再现非饱和介质的基本行为特征,尤其有关塌陷的现象。l.belloni等研究了威尼斯泄湖海水潮位反复作用下,海底下100m深土层的沉降问题,孔隙水位监测深度范围,从海底下近50m深,用有限元模型进行了模拟,他们的结果是,其塑性变形占0.05%,100m土层的垂向沉降在100年里达5cm。

荷兰的g.delange等认为,荷兰地面沉降的主因是随着潜水位的人为降低导致全新世土层的固结和泥炭层的氧化而形成的,他们根据地质条件、地表及地下水位把靠近阿姆斯特丹的waterlanden地区分成6个小区,对各区地表水位及沉降变化进行了统计分析预测。

降水技术论文范文7

关键词:电网;线损管理;管理模式;技术水平;

中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-10-00-01

一、引言

当前社会主体意识已经由发展经济逐渐过渡到节能减排,低能耗、节约型经济不仅是经济领域面临的主要问题,也是全社会面临的公益环保型问题。电力系统作为国家经济发展的重要影响因素,在降低能耗、节能减排工作中任务十分艰巨。社会对电力系统部门的经济技术指标评价标准为电网线损,该指标能反应电力系统的技术水平和管理水平,对供电企业未来发展具有现实意义和指导意义。电网升级改造工程的主要目标之一是将线损控制在合理范围内,这是衡量改造工程成效的重要判断依据。

二、电网线损来源分析

(一)电网系统设备导致线损。供电线路的供电半径过大是电网系统面临的普遍问题,尤其是处于偏远地区的县乡级地区,为保障各地区的供电,需要架设较长的供电线,而由于地域及资金的限制,偏远地区长距离输电线路的导线一般都较细,因此过细、过长的输电导线是线损的来源之一;其次,电网中的线路与台区无功补偿电容器使用时,低于额定值从而加重了线损;第三,电气设备安装技术及安装质量未达到标准,造成设备间连接部位接触不良引起设备过热,从而造成多于电能损耗;最后,电网多经过绿色植物茂盛区域,而树木或其他绿色植物常引起电量不必要的损失。

(二)电网系统管理水平落后引起线损。电网系统管理水平不高,是线损产生的主观因素。一方面,电网系统管理制度不完善,多数管理处于一种粗放式的管理模式,管理方式落后导致线损电量超出规定范围时,难以查清线损出现的原因,更难以提出有效的,合理化的改进建议,使电力企业的运营成为一笔糊涂账;另一方面,管理人员管理理念较为陈旧,安全管理仍然是电网系统管理的主要内容,而线损造成的经济损失却未得到足够的重视,对于现代化企业的奖惩激励机制更是应用甚少。

(三)电网系统技术人员的水平较低。电网系统技术人员工作环境及工作待遇较低,这就导致工作人员整体素质较为落后。即便是刚毕业分配到偏远地区的电网系统技术管理人员,具有较高的业务能力及职业素养,但在外部环境长期负面影响下,容易导致技术人员心态落差较大,长此以往难免在工作过程中降低对自己的工作要求,影响操作技能水平的发挥,给线损降低带来极大困难。

三、电网线损特点及对策分析

(一)电网线损特点分析。1、电网线损较为严重区域多为偏远地区以及用户居住较为松散地区,由于供电地区范围较大,因此地质情况较为复杂,给电网负荷统一工作带来不便。网络结构以及供电半径只能根据实际情况,因地制宜的设计施工,导致供电网络设计较为随意,网络系统中的供电线路以及配电区线损也更加复杂。例如,对于人口分散较为严重地区进行电网布局时,为保证各个用户的供电,供电半径将不得不进行人为扩充,甚至有从500m扩充到2000m的情况发生,无线的扩充引来的主要问题就是过大的线损。2、电网系统面临的一个问题是具有鲜明的季节性,各个地区由于生产关系,对电量需求往往集中在某一时段,造成用电高峰期,而其他时间段用电量较少,就造成了电网变压器空载,从而产生不必要的电损。3、电网跨区域范围较大,特别是偏远地区存在着低压配电线路过长,电压降过大,因而功率因数相对较低,而在电网改造的初期却忽视了这些因素,而没有针对性地安装变电站对其进行集中补偿,台区的就地补偿也未能纳入其设计考虑中,这也将造成有功损失不必要的加大,同时电压得不到提升,线损自然也就增大。

(二)降低电网线损的主要对策。1、完善电网管理体系,加强管理力度。电网系统管理人员应改变原来的管理理念,从技术第一线抓起,管理线损来源的每一个环节,自上而下的完善组织管理机构,同时成立专门的线损管理部门,派专人负责线损管理工作,并将责任进行明确划分,改变原来线损不可避免,线损无人负责的局面;其次,成立专门的监督部门,加强电网线路及设备的安全监督及技术监督工作,将可控的线损通过人为干预降低到最低。最后,升级管理模式,改变传统的粗放式管理模式,升级为精细性管理模式。通过管理模式的改变,将电网系统的降损目标进行分解,按季度或月进行减少能量损耗的工作。采用现代化企业奖励惩处机制,利用科学、合理的管理制度,将降低线损与个人工作业绩进行挂钩,以此激发工作人员的积极性和创造性。2、加强理论计算的指导作用。理论计算对降低减损具有重要的指导意义,以科学的方法对各部分线损值进行理论计算,将理论计算值作为重要的判断依据,与电网实际损耗值进行对比,逐一排除线损引起的主要原因,并提安全、可靠、高效的改进方法,使线损由原来的不可避免变为一种人工可控的状态,从而实现最大限度的节能降耗工作目标。3、提高电网技术人员的职业素养。电网系统的运行状态,除受自身设备质量影响外,还受电网技术人员以及管理人员的影响。提高电网技术人员的职业素养,可有效改善其在工作过程中的技术水平。针对电网系统工作人员的主要问题,可从减少其消极情绪入手,通过专业的培训,使工作人员意识到线损的危害以及自身工作的价值及意义,鼓励电网技术人员解放思想,充分发挥其创新精神,为降低线损提出更多切实可行的合理化建议。除此意外,充分利用奖惩制度,提高工作人员的积极性和工作热情。

四、总结

电网升级改造工作中,降低减损是工作重点也是工作难点,应尽量将不必要的线损控制在合理范围内,为电网系统节能减排贡献最大力量。电网线损产生原因除客观因素外,还有主观因素,因此,在降低线损的工作过程中,除提高电网线路机器设备的性能外,还应发挥人的主观能动作用,利用先进的管理模式,科学的理论基础以及专业的职业培训工作,从各个方面控制线损的产生,实现电网系统的经济效益以及社会效益最大化。

参考文献:

[1]刘士明.浅谈有效降低电网线损的技术措施[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(19).

降水技术论文范文8

【关键词】沉降观测技术;高层建筑;应用

0.引言

为能够进一步缓解城市的用地紧张的现状,加强高层建筑的施工就比较重要,而在这一过程中,建筑结构的稳定性能以及质量的可靠性就成了关键。对高层的建筑施工而言,由于多方面的影响因素会使得基础层出现沉降的问题,所以采取沉降观测技术就能保障建筑基础的质量。

1.高层建筑施工中应用沉降观测技术的必要性及要点分析

1.1高层建筑施工中应用沉降观测技术的必要性

高层建筑是在时代的发展下随之而发展起来的,高层建筑以其自身占地面积小以及容纳人数多等特点在当前的城市化建设下得到迅速发展。但是在高层建筑的施工过程中,对于基础的沉降问题一直是一个重要的影响建筑质量的因素,所以将沉降观测技术在高层建筑施工中进行应用就比较重要,这能对高层建筑的质量需求满足有着重要作用[1]。高层建筑主要是以居民区和办公楼等一些大型的商业街为主,在技术措施的实施上就比较重要,从而来保证高层建筑的安全稳定性,沉降观测就似乎是对由于受到地质和水文等方面的影响造成的地基沉降问题的参数观测技术,从而对这一问题得到预防性的解决。

1.2高层建筑施工中沉降观测技术的应用要点

对高层建筑的施工过程中应用沉降观测技术要能够注意几个方面的要点,主要就是在施工人员方面通过精确度高的观测仪来对高层建筑实施观察,这对外部基础有着保证。在内部基础方面就要专业人员进行对精度高的仪器进行实际的操作,施工人员要能通过相关的培训之后进行实际的观测。

还有就是对沉降位置的观测要能合理化的体现,从而考虑到观测点的得当与否,在这一过程中就要能把观测的仪器设置在能够准确的代表建筑沉降特征以及方面观测的位置上,不仅要求观测点的纵横能够对称,还要对基准点以及工作基点等的稳定性进行保证。再有就是在观测的时间方面要能够科学化的体现,特别是在初次观测过程中要严格按照时间进行观测,避免原始数据出现错误[2]。最后要能在观测的规范程度要能得到保证,并要能在观测的精度上严格进行,只有将这些要点得到掌握才能够对高层建筑工程的质量起到保障作用。

2.高层建筑施工中沉降观测技术的具体应用

第一,对高层建筑施工过程中采取沉降观测技术要能按照应用的步骤,首先要能按照高层建筑的特有属性进行构建科学合理的沉降观测网,这一步骤的实施是较为重要的。要能对水准观测点的选择得到充分重视,遵循观测点的规划合理性的原则,在观测点间的距离要能够控制在观测点的总体布局内,进而形成观测回路,最终要能够对水准控制网络的构建模式要能保证顺利应用。

第二,将沉降观测技术在高层建筑施工当中的应用要对沉降观测的路线得到合理化的确定,从这一层面来看,就需要在对高层建筑施工前,相关的施工人员就要对建筑物的特性以及周边环境通过图纸进行设计,并将线路结合实际得以合理化构思,这样就能有效减少在具体的施工过程中所带来的不必要麻烦。将高层建筑的沉降观测的路线进行妥善设计以及对沉降观测点合理化确定,是保证沉降观测效率得以提升的重要基础,从具体的实施过程中就要能将建筑控制范围以及实际沉降点间构建确切的观测路线并标记好水准点位置,只有将这些内容得到了妥善的解决才能股将之后的工作得以积极推进[3]。

第三,对高层建筑物的周围要能够安排三个以上的水准点,并且在水准点间的距离保持在一百米内,施工现场的任何地方都要能保证假设一起能够后视到两个水准点,并在现场所有水准点形成闭合的图形,从而方便闭合检校。与此同时在各水准点要能设在建筑物开挖以及地面沉降等范围内,而水准点的埋深也要能够符合二等水准测量要求。

第四,对高层建筑的具体沉降观测环节,主要是要能结合工程施测的方案来确定观测周期,在沉降观测的实施上要在观测点稳定之后进行。首次的观测要从基础来时,在纵横轴线上结合已经安排好的沉降位置埋设沉降观测点,并要能够在观测点确定之后实施观测。

第五,任何技能都要用于实际,将理论和实践得到有机结合才能够达到最佳的效果,对沉降观测技术的应用也是如此,这就需要施工人员要在高层建筑的实际操作过程中将观测的精度要求能严格的要求。最后就是统计表的汇总,在这一阶段主要是结合各个观测周期平差计算的沉降量进行列统计表和汇总[4]。对观测点的下沉曲线绘制过程中要能先建立下沉曲线坐标,把统计表中耳钉观测所得数据进行在坐标中呈现,从而就得到了关于建筑的沉降实况。

3.结语

总而言之,针对高层建筑施工中的沉降观测技术的实际应用要能够紧密的和实际相结合,在高层建筑的不断发展和技术的不断升级过程中,沉降观测技术在这一发展下也会得到进一步的精确,这样就能对高层建筑的基础稳定安全性得到切实的保障。由于本文的篇幅限制不能进一步深化探究,希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用。

【参考文献】

[1]胡彩花.探讨沉降观测技术问题与应用[J]. 四川建材. 2013(01)

[2]高帮胜.建筑施工中沉降观测技术的应用[J]. 科技经济市场. 2013(02)

降水技术论文范文9

Abstract: In order to solve the urgent need that construction enterprises reduce the construction cost, this paper combined with engineering examples, took the implementation of the ten new construction technologies and the optimization of construction program as principal thing, further excavated the effective way to reduce the construction cost. After six months efforts, the scientific and effectiveness of this program was proved by practice, and the significant achievements were got to reduce construction cost.

关键词: 降低施工成本;四新技术;优化施工方案;非开挖埋管技术;顶管

Key words: reduce construction cost;four-new technology;optimize construction program;non-excavate pipeline technology;top-tube

中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)03-0133-02

0 引言

随着市场竞争的日益激烈,降低成本,获得最大经济效益已经成为一个企业生存和发展的前提和必要条件,很多施工企业都在不断的寻找降低施工成本的途径。作为一个施工企业,在工程项目中应做到既开源又节流、既增收又节支。只开源不节支,或者只节流不开源,都不可能达到降低成本的目的。因此在施工中应全方位的考虑降低成本的措施。降低成本内的措施主要有四种:一是从工程项目的资源配置上降低成本,二是从施工过程中的管理上降低成本,三是从优化施工方案上降低施工成本,四是采用国家推广的四新技术上降低施工成本。本次针对哈尔滨市第二市政工程公司承揽的哈药集团制药总厂新厂区建设项目-环保车间工程,将拟定施工方案进行优化及将四新技术应用到工程实际中去,使工程在按期完工的同时能够有效的降低施工成本。

1 工程简介

环保车间工程位于哈药总厂的最西侧,总用地面积约39373平方米,用地呈不规则形,地势平坦。新建项目包括:中控化验室,综合工房,深度处理间及中间水池,危废转运间,应急储池,中、高浓度调节池及清水池,综合沉淀池,完全混合爆气池,AO池,深度处理沉淀池,出水仪表间,厂区给、排水及热网,厂区内弱点及电气外网工程。工期6个月。

2 应用新技术优化施工方案

2.1 分析原有施工方案 在对照施工图纸和查阅有关技术规范的基础上,仔细研究施工单位投标施工组织设计及专项施工方案后,发现给、排水工程投标施工方案为开槽埋管施工,开槽深度4-5m,最大管径2m,为保证工期,给、排水工程及其他外网施工与主体工程及池体构筑物同时施工。由于给、排水工程施工贯穿于整个厂区,且施工作业面大,势必对施工平面布置及其他工程施工产生影响。管理稍有不慎,将会造成施工混乱,对工期和施工成本产生严重影响。从全局角度出发,必须对投标施工方案进行优化。经讨论后决定,将部分影响施工总平面部署及关键工程的给排水及外网工程管线施工方案进行改变,由开槽埋管工艺改为非开挖埋管工艺。其中给排水管线工程部分采用人工顶管施工技术,弱电及电气外网改为定向钻施工。

2.2 应用非开挖埋管技术

2.2.1 非开挖埋管主要技术内容

①顶管法。直接在松软土层或富水松软地层中设置的施工方法,可以避免因疏干和固结土体而采用降低地下水位等辅助措施,从而大大加快施工进度。短距离、小管径类地下管线工程施工,广泛采用顶管法。近几十年,中继接力顶进技术的出现使顶管法已发展成为可长距离顶进的施工方法。

②定向钻进穿越。根据图纸所给的入土点和出土点设计出穿越的曲线,然后按照穿越曲线利用穿越钻机施工。其主要技术包括:1)根据套管允许的曲率半径、工作场地及岩土工程条件,确定定向钻进的顶角、方位角、工具面向角、空间坐标,设计出定向钻进的轨迹草图。2)导向孔钻进是采用射流辅助钻进方式,通过定向钻头的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转切削成孔的,以斜面钻头来控制钻孔方向。通过钻机调整钻进参数,来控制钻头按设计轨迹钻进。3)将导向孔孔径扩大至所铺设的管径以上,减少敷设管线时的阻力。4)用分动器将要敷设的管线与回扩头进行连接,在钻杆旋转回拉牵引下,将管线回拖入已成型的轨迹孔洞。

2.2.2 技术指标 顶管法的技术指标应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268、《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640的规定。定向钻穿越技术中,要按照控制点的准确位置进行。

2.2.3 适用范围 在松软土层或者富水松软土层中敷设中、小型管道适用于顶管法。而定向钻穿越法适合于岩石、砂土、粉土、黏性土性质的地下层条件。

2.2.4 已应用的典型工程 浙江镇海穿越甬江的顶管工程、上海穿越黄浦江的顶管工程、西气东输穿越黄河顶管工程等为已经应用的三个典型工程。

2.3 非开挖埋管技术在本工程中的应用 非开挖埋管技术首先要详细了解地质情况,根据本工程地质报告显示,素填土深度约为2.5米。灰黄-褐黄色,松散,欠压实。粘土:土层厚度约为5米。黄色饱和,硬塑,夹松散状粉砂,细砂分布不均匀,局部密集。地质条件适用于顶管和定向钻的施工。本工程穿越临时施工道路及生产区域的给排水管线采用人工顶管施工,弱电及电气外网采用定向钻进穿越的施工工艺。分别在不影响主体及构筑物施工的区域设置顶坑和接收坑。顶坑和接收坑兼做检查井基坑。基坑采用钢板桩护壁。工期比原计划工期提前3天。

3 新技术对施工成本的影响

顶管及定向钻越施工能避免阻碍和中间交通的优势,也不会破坏植被和绿地,还能正常维持实施秩序,解决因传统开挖对施工造成的干扰和对交通环境、周边建筑物造成的破坏和不良影响。而且施工不受季节性限制,对控制工期十分有利。现代化的穿越设备具有高准确的精度值,易于调整敷设方向和埋深,能够完全满足设计要求,并且避免地下障碍物对其的阻碍作用。定向钻与其它施工方法比较,具有进出场速度快、灵活调整的优越性,并且施工占地少、工程造价低、施工速度快的优势。本工程用顶管和定向钻施工代替原有沟槽开挖,使土方量减少为原方案的1/5,避免破坏和截断施工道路8条,减少了临时道路的重复修建,避免了开槽施工受原有地下管线的干扰。并且工程集中在工作坑中进行,降低了施工成本,提高了综合成本最低的优势。

4 结论

本文结合哈药总厂环保车间工程实例,应用非开挖埋管技术优化施工方案,使施工质量得到了保证,不仅在材料价格方面降低了施工成本,而且避免了因水池渗漏产生的后期修补费用,达到了降低施工成本的目的。

参考文献:

[1]李淑娟.非开挖技术在排水工程中的应用[J].中国高新技术企业,2010(01).

[2]龚红燕.城市污水管网顶管施工方法[J].中国水运,2009(11).

[3]杨粤.混凝土顶管管节的受力分析及结构改进[J].四川建材,2006(04).

[4]沈晔,祁峰.长距离顶管的地下对接方法探讨[A].中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会四届四次会议论文集[C].2007.

[5]冯海宁.顶管施工环境效应影响及对策[D].浙江大学,2003.

[6]金增华.探地雷达在地下管线探测中的应用[J].市政技术,2011(S1).

[7]刘远亮.水平定向钻进铺管防冒浆技术研究[D].中国地质大学,2010.

降水技术论文范文10

关键词:劳动力供给;经济影响;GTAP

中图分类号:F240 文献标识码:A 文章编号:1000-4149(2014)01-0080-08

一、引言

改革开放以来,大量廉价劳动力对促进我国经济持续高速增长起到了重要作用。然而,从2004年初开始,我国东部沿海地区开始出现“民工荒”,随后在长三角地区及在安徽、河南、陕西等中西部地区纷纷出现“民工荒”、“涨薪潮”,这些现象显示出我国劳动力供给形势出现变化。根据国家统计局的数据,2011年,我国劳动力人口占总人口比重出现了自2002年以来的第一次下降,比2010年微降0.1%,我国劳动年龄人口在2012年出现首次减少,其绝对量减少345万人,比2011年下降0.6%。基于我国的人口政策,可以预料未来一段时间,劳动力将逐步减少,我国经济发展的劳动力资源优势将逐步削弱。

劳动力作为基本的生产要素,对经济的增长起着重要的作用,古典增长理论中的哈罗德一多马模型、新古典增长理论中的索洛模型以及新增长理论中的卢卡斯模型中,劳动力数量对经济增长有着重要作用。在古典贸易理论和新古典贸易理论中,劳动力禀赋与其他生产要素的禀赋影响着一国的比较优势及产业、贸易结构。大量廉价劳动力作为我国经济发展的重要优势,对我国经济发展起着重要作用,也影响着我国的产业产出格局和贸易进出口格局。

我国劳动力数量的下降引起学者们的关注,他们分别从不同角度探讨这一问题,存在一定的意见分歧。在是否存在劳动力短缺的问题上,以蔡为代表的学者认为由于我国人口出生率下降,我国劳动人口的相对数量和绝对数量都将下降,并做出我国人口红利消失、刘易斯拐点到来的判断。也有学者认为虽然我国面临人口老化问题,劳动力占比下降,但只要企业改变用工模式或提高劳动力素质,目前我国出现的劳动力短缺问题会得到缓解,刘易斯拐点并未到来。在劳动力下降对我国经济的影响这一问题上,学者们有着不同的态度。悲观派认为由于低劳动成本对我国近10年的快速发展起到重要作用,所以劳动力的下降、工资的上涨将对我国经济发展构成重大威胁。中性派认为劳动力供给下降将使劳动成本升高,从而使得劳动密集型产业占比收缩,而资本和技术密集型产业比重上升,伴随着我国储蓄率下降、消费率升高,经济增长速度放缓。还有学者对此持乐观的态度,认为劳动力工资的上涨对出口竞争力的影响甚微却有利于经济的可持续发展,劳动力成本上升有助于转变经济发展方式,改变传统的低工资、低成本、低利润的制造业模式,优化经济结构。面临劳动力数量的下降,不同学者提出了不同的应对措施,大多数学者认为应提升劳动力质量以应对劳动力数量的下降,建议加大公共财政在教育、科研领域的支出比例,加强对劳动力(特别是农村剩余劳动力)的职业技能培训,加快由简单劳动力向技术熟练劳动力的转化,减少非技术劳动力,增加技术劳动力。

不同学者对我国人口红利是否消失、刘易斯拐点是否到来有不同的看法,但我国劳动力数量下降已成为事实,也势必对我国经济产生重要影响。我们有必要分析劳动力减少对我国经济的影响,以及针对这种变化可能采取的措施并评估这些措施的有效性。

已有的研究有助于我们评估我国劳动力减少的影响,但是,上述研究大都是基于局部均衡定性分析的,缺少用一般均衡的视角来分析劳动力市场与宏观经济、生产要素、各个行业之间的关系,更缺少用实际数据来模拟评估劳动力变化对我国经济影响的定量研究,这使得我们很难得到劳动力变化对我国经济影响的全面评估,无法准确分析劳动力减少的影响。鉴于此,本文运用可计算一般均衡模型GTAP来评估劳动力减少对我国经济的影响。

二、模型介绍与模拟方案设计

1.模型介绍

GTAP模型是一种可计算一般均衡(eompuble general equilibrium model,CGE)模型,由美国普渡大学教授Thomas w.Hertel所领导的全球贸易分析计划(Global Trade AnMysis Project,GTAP)开发出来。它以各个国家或地区的经济活动作为子模型,通过国际贸易将各个国家或地区联系成一个整体,用一系列数学方程来描述经济生活中各个经济体的经济行为及其相互间的关系,反映出整个经济现实,依托于实际经济数据,对经济活动作出描述、模拟和预测,分析某一变量变动对各国各经济主体宏观经济、行业、生产要素等方面的影响。虽然GTAP模型创建之初主要用于贸易分析领域,但由于GTAP结构的完善和数据的完备,经过学者的扩展被用于资源、环境、人口等方面。

GTAP模型中主要包括家庭、企业、政府、国外四类行为主体,含有土地、资本、劳动力、自然资源等生产要素,并包含虚拟的全球银行(Global Bank Sector)和全球运输部门(Global Transporta-tion Sector),这些部门将各国联系成整体。GTAP模型中的产品生产、消费都采用不同形式的函数分层嵌套。在商品价格方面,GTAP模型根据计价内容的不同,将价格分成生产者价格、市场价格等不同种类。

GTAP有不同版本的数据库,分别采用不同年份的数据,包含不同的国家、行业数目。GTAP第7个版本的数据库(GTAP-7)含有2004年113个国家、57个行业的数据,GTAP-8则含有2007年129个国家、57个行业的数据。在具体使用中,使用者需根据模拟的需要将不同国家、行业划分为不同组群,并可将数据升级到相应的年份。

2.模型方案设计

本文运用可计算一般均衡模型GTAP模拟预测在人口规模不变的背景下劳动力减少对我国经济的影响,以及当非技术劳动力数量减少一定比例时需要增加多大比例的技术劳动力才能维持我国原有的福利水平,并分析这种劳动力结构的变化对我国经济的影响。在对比方案中我们保持人口规模、行业技术水平、产业政策等其他经济变量不变,以分析劳动力减少的经济影响。

在此之前,有学者运用GTAP做过相似的政策模拟,在分析发展中国家经济发展对工业化国家相对工资影响时采用给予人口(pop)、劳动力qo(labor)、资本存量qo(capital)、投资qo(capital goods)等经济变量负冲击的方法以降低发展中国家的经济发展速度,在分析环太平洋国家经济发展与贸易模式时同样给予人口、劳动力、资本冲击以模拟发展中国家的经济发展,但他将非技术劳动力q0(unskilled labor)、技术劳动力qo(skilled labor)区别对待给予冲击。本文采用同样的方法,但是,本文保持人口变量的不变,给予非技术劳动力、技术劳动力不同的冲击以模拟劳动力数量和质量的转变。

为了提高模拟结果的预测精度,本文首先利用递归动态法将GTAP-8中各国的GDP、自然禀赋等经济变量的变化升级到2012年,以此作为比较的基准,在此基础上进行政策模拟。

虽然我国劳动力数量在未来一段时间将会持续减少,但难以预测劳动力减少的具体比例,为了研究的方便,我们在第一种模拟方案中模拟劳动力数量下降5%,我们固定pop变量(人口变量)以保持我国人口总数的不变,给予qo(unskilled labor)、qo(skilled labor)变量5%的负冲击(即分别减少5%)以模拟我国非技术劳动力下降5%,技术劳动力下降5%,从而我国总劳动力数量下降5%。

在第二种方案中,我们分析非技术劳动力下降一定比例时为了维持原有福利水平不变需要增加多少比例的技术劳动力,并评估这种变化对我国经济的影响。通过GTAP测算,我们发现当非技术劳动力下降5%时,技术劳动力需要上升15.4%才能维持原有福利水平。其次,我们在固定pop变量(人口变量)的情况下,给予qo(unskilled labor)5%的负冲击、给予qo(skilled labor)15.4%的正冲击以模拟我国通过职业技能培训,非技术劳动力向技术劳动力转变,非技术劳动力开始下降、技术劳动力开始上升。

本文采用GTAP-8的数据,根据本文的需要,在划分国家和地区时将中国单独归为一组,将其他国家或地区归为第二组。在划分产品部门时,我们采用资源集约度产业分类方法划分产业部门,即非技术劳动密集型产业、技术劳动密集型产业和资本密集型产业,为了分析的方便将农业、资源产业、食品业、服务业单独列出(见表1)。本文将生产要素归为5组,即土地、非技术劳动、技术劳动、资本、自然资源。其中,我们根据国际劳工组织(ILO)的定义来划分非技术劳动力和技术劳动力,非技术劳动力包括交易人员、公司职员、销售人员、服务人员、驾驶员、机械操作员、工厂职工、农场工人等,技术劳动力包括经理、管理人员、专业人士、专业辅佐人士。劳动力的具体数据来自于GTAP-8数据库。

三、模拟结果与说明

1.劳动力数量下降对我国经济的影响

(1)劳动力数量下降对我国宏观经济的影响。表2给出了劳动力数量下降5%时对我国宏观经济的影响,可以看出劳动力减少使我国福利受损798.923亿美元,GDP下降1.79%,居民收入减少2.07%。但劳动力减少会带来贸易条件的稍微改善,并伴随着进出口的减少,其中,总出口下降2.81%,总进口下降1.69%。

(2)劳动力数量下降对我国生产要素的影响。表3列出了劳动力数量下降5%时对我国生产要素价格和回报率的影响。从模拟结果可以看出,当劳动力数量下降5%时,除劳动力的价格和回报率上升外,其他生产要素的价格和回报率有不同程度的下降。其中,非技术劳动力价格上升程度最大,达到3.21%,回报率上升2.79%,技术劳动力价格上升2.83%,回报率上升2.53%。在其他生产要素中,自然资源的价格、回报率下降幅度最大,分别下降8.70%、9.01%,土地的价格、回报率也有较大程度的下降,下降7.11%、7.53%。资本的价格、回报率下降幅度较小,分别下降1.17%和1.54%。

(3)劳动力数量下降对我国行业生产、价格、进出口的影响。表4给出了劳动力数量下降对我国各产业产出、价格、进出口的影响。当劳动力数量下降5%时,各产业的产出都有不同程度的下降,非技术劳动密集型产业、技术劳动密集型产业、资本密集型产业的产出有约3%的下降。服务业的产出下降2.5%,农业、食品加工、矿产资源产业的产出下降约2%。

劳动力数量下降对不同产业价格的影响程度不同。服务业价格上升最大(0.65%),其次是非技术劳动密集型产业,价格上升0.63%,资本密集型产业的价格上升0.47%,接着是技术密集型产业和食品加工业,价格分别上升0.39%和0.27%。但矿产资源产业的价格下降0.49%,农业的价格下降0.1%,几乎维持原水平不变。

在产品出口上,劳动力下降带来非技术密集型产业、资本密集型产业、技术密集型产业、服务业的食品加工业出口的减少,其他产业出口的增加。其中,非技术密集型产业出口降幅最大(3.37%),资本密集型产业出口下降3.30%,技术密集型产业出口下降2.47%,服务业出口下降2.17%。但是,矿产资源产业出口增加2.52%,农业出口增加0.21%。

劳动力数量的下降带来各行业进口的减少。对矿产资源产业、农业的进口减少幅度较大,分别达到3.23%、2.49%.对其他产业的进口也有0.7%~1.66%的减少。

2.劳动力质量提升对我国经济的影响

前面通过GTAP测算得到,当非技术劳动力下降5%时,技术劳动力上升15.6%才能使我国福利维持在原水平左右(此时福利减少仅0.307亿美元)。以下分析给出了GTAP模拟非技术劳动力向技术劳动力转变,劳动力质量提升时的结果。

(1)劳动力质量提升对我国宏观经济的影响。表5给出了劳动力质量提升对我国宏观经济的影响。当非技术劳动力下降5%、技术劳动力上升15.4%时,我国各项宏观经济指标有较小幅度的变化,福利水平几乎不变,GDP下降0.41%,居民收入下降0.43%,贸易条件稍有恶化,但是总出口增加0.20%,总进口下降0.04%,几乎维持原有水平不变。

(2)劳动力质量提升对我国生产要素的影响。当非技术劳动力减少、技术劳动力增多时,会带来我国非技术劳动力价格上升4.01%,回报率上升4.09%,技术劳动力的价格、回报率出现较大幅度下降,其中价格下降13.07%,回报率下降12.89%。与此同时,其他生产要素的价格、回报率出现不同程度的下降,资本、土地、自然资源的价格分别下降0.83%、0.49%、0.32%,其回报率分别下降0.67%、0.35%和0.19%(见表6)。

(3)劳动力质量提升对我国行业生产、价格、进出口的影响。表7给出了我国劳动力提升对我国各个产业的影响。非技术劳动力减少、技术劳动力增多首先带来非技术密集型产业产出减少0.81%,技术劳动力密集型产业产出增多0.24%,资本密集型产业和服务业的产出也分别上升0.29%和0.21%。但农业、食品加工业、矿产资源业的产出分别下降0.72%、0.53%和0.29%。

非技术劳动力的减少、技术劳动力的增多也带来各行业市场价格的变化。对应于行业产出的变化,非技术劳动密集型产业的价格上升0.33%,技术劳动密集型产业的价格下降0.06%,资本密集型产业价格下降0.06%,服务业价格下降0.89%。与此相反,农业的价格上升1.44%,食品加工、矿产资源的价格分别上升0.63%和0.32%。

劳动力质量提升对各行业的进出口也有不同的影响。非技术劳动力的减少带来非技术劳动密集型产业出口的下降(1.38%)和进口的增多(0.40%),技术劳动力的增多带来技术密集型产业出口的增多(0.54%)和进口的减少(0.12%),同时,资本密集型产业和服务业的出口分别上升0.59%、2.89%,进口分别下降0.10%、1.64%。其他产业的出口减少、进口增多,其中农业的出口下降6.10%,进口增加2.81%,食品加工的出口减少2.61%,进口增加1.10%,矿产资源的出口减少1.93%,进口增加0.56%。

3.模拟结果小结

在对比方案中保持其他经济变量不变,减少劳动力数量,GTAP模型的模拟结果发现,在人口不变的情况下,劳动力数量的下降使我国福利受损,GDP和居民收入下降,虽然贸易条件得到改善,但总进口、总出口都下降。在生产要素上,劳动力的价格和回报率上升,但其他生产要素的价格和回报率下降。在行业层面,各行业的产出都有不同程度的下降。非技术劳动力密集型产业、劳动密集型产业、资本密集型产业的市场价格升高。劳动力减少使得非技术密集型产业、资本密集型产业、技术密集型产业、服务业和食品加工业出口减少,其他产业出口增加,但劳动力数量的下降带来各行业进口的减少。

GTAP测算得出,非技术劳动力减少5%时,技术劳动力需要增多约15.4%,才能维持原有的福利水平。此时,各项宏观经济指标有较小幅度的变化。但非技术劳动力的价格、回报率升幅较大.技术劳动力的价格、回报率降幅较大,其他生产要素的价格、回报率出现不同程度的下降。非技术劳动力的下降、技术劳动力的增多会带来非技术劳动密集型产业的产出下降、价格上升、出口减少、进口增多,也导致技术劳动力密集型产业出现相反方向的变化。资本密集型产业、服务业、农业、矿产资源产业也出现不同程度的变化。

四、结论

针对我国劳动力的减少,本文运用可计算一般均衡模型GTAP模拟预测在人口规模不变的背景下劳动力减少对我国经济的影响,评估了通过职业技能培训,实现非技术劳动力向技术劳动力转变以应对劳动力减少这一措施的效果。为了仅分析劳动力减少的影响,在模拟方案中我们保持其他经济变量不变,如人口规模、行业技术水平、产业政策等,使用GTAP模型可以得到以下的结论。

第一,劳动力减少对我国经济有着不利影响,会使我国福利受损、GDP和居民收入下降,总进口与总出口也都将下降。各行业的产出下降,市场价格会升高。虽然劳动力的价格上升,但其他生产要素的价格会下降。

第二,为了维持原有的福利水平,当非技术劳动力减少5%时,技术劳动力需要增加15.6%,劳动力结构的这种转变能有效应对劳动力减少对我国经济的不利影响。这一模拟结果肯定了加强职业技能培训,加快由非技术劳动力向技术劳动力的转化这一应对劳动力减少措施的有效性。

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关键词:高氟水;苦咸水;电渗析;反渗透;农村饮水;处理效果

1、研究背景

我国东部环渤海一带,包括天津南部、河北东部、山东北部的部分地区,浅层地下水苦成,深层地下水高氟,有些地方还会高氟、苦咸伴生出现,特别是河北的沧州地区,是重中之重。沧州市的青县、吴桥、东光、沧县、南皮、黄骅等县(市)是全省乃至全国较为严重的苦咸和高氟水地区。据2005年沧州市农村饮水调查和化验结果显示,全市560.4万农村人口中有267.96万人饮水不安全,其中水质不达标饮用高氟水的有199.89万人,饮用苦咸水的有37.71万人。

沿海地区的苦咸水主要是海水入侵造成的,长期饮用苦咸水导致肠胃功能紊乱、免疫力下降,诱发和加重心脑血管疾病。氟是人体必需的微量元素之一,饮用水适宜的氟浓度为0.5-0.1 mg/l。当饮用水缺氟,人易患龋齿病,摄取过量也会损害人体健康。如长期饮用氟含量浓度高于1.0 mg/l的水,则会引起氟斑牙病,长期饮用氟含量浓度为1.5 mg/l以上的高氟水,会引起氟骨病。沧州市的氟病是由于大量饮用深层地下水造成的,人群普遍出现弯腰驼背、脊椎变形、牙黄黑、手脚关节增生肿等现象,青少年牙齿普遍出现了“氟斑牙”,氟斑牙患病率达90%,已引起了该市对这种特殊水质的高度重视。wwW.133229.coM2001年以来,沧州市利用电渗析技术实施苦咸水淡化和降氟改水工程,后来发展利用反渗透技术,现在又探索使用活化沸石分子筛等吸附降氟技术,截止到2009年,全市已安装水处理设备475台,其中电渗析436台,反渗透39台,安装苦咸水淡化设备37台,使525个村、48.6万人饮用上了合格的卫生水。利用电渗析、反渗透两种方法实施苦咸水淡化或降氟,是采用除盐的办法,通过去除普遍的阴离子而去除氟离子。

2、除氟改水技术在沧州的应用和发展

除氟改水技术在沧州应用和实施始于20世纪80年代。80年代中期,在沧州地区推广了家庭式除氟罐。该设备利用离子交换原理,用粒状除氟剂进行除氟,其效果尚可,但由于除氟剂使用期短,处理后水的口感不好等原因,逐渐被人们放弃。80年代中后期,农村改水降氟主要采用以胶泥作为吸附剂的方式,在防渗坑塘边修建渗透井,渗透井与坑塘间用一定厚度的胶泥做间隔,坑塘中的高氟水通过胶泥层流入渗透井中以达降氟的目的。但这种方式供水量小,同时胶泥存有吸附饱和问题,加之卫生、管理等因素的影响,原修建的坑塘现已踪影全无。沧州市为了解决农村饮用高氟水和苦咸水问题,近几年,又利用电渗析、反渗透技术实施苦咸水淡化和改水降氟工程,实行农村分质供水,大大提高了人们的生活饮用水质量。下面通过对两种除盐、降氟技术的应用实例,分析比较了两种技术设备的除氟、脱盐效果,为进一步推广应用提供技术参考。

2.1 电渗析、反渗透设备淡化处理苦咸水的案例分析

电渗析(ed)法是利用离子交换膜,在直流电场的作用下,溶液中可溶性离子迁移,离子可以有选择地透过,即阴离子膜仅允许阴离子通过,而阳离子膜则仅允许阳离子通过。通过离子交换膜得到分离,以达到除盐和降氟的目的;反渗透(r0)法是在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力,改变自然渗透方向,把溶液中的离子压到半透膜的另一边,借助于半渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以达到除盐和降氟的目的。

本文结合农村分质供水示范课题,在黄骅市旧城镇小六间房村,建成苦咸水淡化分质供水示范点一处,先后对同一水源采用两种技术设备进行过咸水淡化处理。具体情况为,该村有村民980人、270户,村中饮用水水源为浅层地下水,原水中含盐量大于2.0 g/l,浅层地下水抽出后经自来水管道直接输送至各家各户,每天中午定时供应1 h,另处安装苦咸水淡化设备一套,供村民生活饮用水。在2009年12月28日前建有供水量1.0 m3h的电渗析设备1台,之后拆除立即更新为供水量0.5 m3/h的反渗透设备,村民自备桶到净化站接水,淡化的桶装水0.5元/25 l,村民只有饮用时才使用经处理后的桶装水,做饭、洗衣、清洁用水大都使用自来水。经河北省水环境中心石家庄分中心的水质检测分析,两种设备淡化效果如表1。

从表1看出,电渗析水处理设备对硫酸盐、高锰酸盐指数、钠、氟化物、硝酸盐氮、溶解性总固体、总硬度、氯化物的去除率从低到高在45.7%-86.5%之间,硫酸盐去除率最低45.7%,氯化物去除率最高86.5%,氟化物去除率为75.2%;反渗透水处理设备从低到高在80.3%-100%之间,氟化物去除率达到了100%。两种水处理设备出水水质均达到了我国生活饮用水卫生标准。总体比较,反渗透设备处理水质优于电渗析设备处理水质。

2.2 反渗透、电渗析设备净化处理高氟水的案例分析

2.2.1 反渗透设备降氟案例分析

黄骅市南排河镇赵家堡村,有村民3 300人、1 100户,过去靠一眼深井维持全村吃水,由于井位浅,地下水位下降,出水量降低,且水质高氟,不能满足饮水安全需求。为改善该村饮水状况,结合《农村分质供水技术集成与示范》课题和农村饮水安全工程,2007年该村新打650 m深机井l眼,出水量50 m3/h,埋设了地下管道向村民每天定时供应自来水,供村民做饭、洗衣、清洁等用水使用。同时安装了上海itt水处理公司的5.5 m3/h反渗透设备,建成改水降氟分质供水示范工程一处,向村民供应桶装净化水,解决了村民吃水难和喝高氟水的问题。经河北省水环境中心石家庄分中心2009年u月5日水质检测分析,水质净化效果如表2。2009年4月9日黄骅市疾病预防控制中心也对该村饮用水质进行了检测,水质净化效果如表3。

从表2看出,高锰酸盐指数指标去除率均最低,为23.9%,其他指标去除率均在70%以上,其中溶解性总固体、氟化物、硫酸盐、氯化物和溶解性铁指标去除率均在75%以上,从表3看出,5项指标去除率在76.2%以上,氟化物、氯化物、总硬度去除率在93.2%以上。两检测结果均达到了我国生活饮用水卫生标准。

2.2.2 电渗析设备降氟案例分析

结合《农村分质供水技术集成与示范》课题,在东光县大

单镇砥桥村建电渗析降氟分质供水示范工程一处:该村人口1000人、280户,有400m深井1眼,出水量50m3/h,每天向村民供应洗衣、做饭、清洁等生活用自来水1 h,另安装1.0m3/h的电渗析降氟水处理设备,处理水制成每桶18.9 l的桶装水,向村民供应标准桶装生活饮用水,每桶定价0.5元,由每家换桶自取。经河北省水环境中心石家庄分中心2009年11月5日水质检测分析,水质净化效果如表4。

从表4看出,高锰酸盐指标去除率均最低为2.3%,氯化物指标去除率最高为85.1%,氟化物和溶解性铁指标去除率较低,分别为51.5%和50%。其他指标去除率在70.9%-77.1%之间,氟化物指标略超,超标倍数0.11,但也不超过农村小型集中式和分散式供水指标限值1.2 mg/l范围。

电渗析、反渗透设备降氟净化效果比较:从表2至表4总体对比分析,反渗透设备指标去除率和降氟效果优于电渗析设备。

3、电渗析、反渗透技术多测点除氟脱盐效果分析

在机井原水水质方面,由于受自然条件、降雨补给条件、水文地质条件、成井深度等诸多因素的影响,不同机井的原水水质是不相同的。即使同一眼机井在不同季节、不同开采时段的水质指标含量也有差别;在净化水水质方面,由于各水处理设备生产厂家制造设备使用的材料、制造工艺、设计参数不同,所以处理后净水水质指标含量也存在着差异,所以水处理分析单测点个别案例可能存在着片面性,代表性不强,下面利用实测多测点水质处理数据,分析比较电渗析与反渗透的除氟、脱盐水质净化效果。采用美国哈希公司pcⅱ型单参数水质分析快速测氟仪检验水质的含氟量,同时用tm-03防水型电导仪检测水质的电导率,检测电渗析设备处理深井水水质降氟水样14个(表5),检测反渗透设备处理深井水水质降氟水样6个(表6)。检测结果对比分析,电渗析设备净水含氟量指标范围0-1.0,反渗透0-0.1;电渗析设备净水电导率指标范围32-544,反渗透25-131;电渗析设备除氟率范围64.3%-100%,反渗透94.1%-100%;电渗析设备脱盐率范围73.8%-98.6%,反渗透94.2%-99.1%;电渗析设备除氟率平均值83%,反渗透96.7%;电渗析设备脱盐率平均值88%,反渗透96.3%;电渗析设备脱盐率平均值,高于除氟率平均值,相反反渗透设备除氟率平均值高于脱盐率值;总体分析,反渗透设备无论是除氟还是脱盐均优于电渗析设备,见表7。

4、结论和与讨论

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中图分类号:TE2文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1 高密度钻井液的定义及研究现状

较早时期的钻井作业的理论与实践中,对于高密度钻井液的认定范围要比现在宽松的多,一般ρ≥1.50g/cm3的,即可以被认为是高密度。然而随着钻井工作的不断深入发展以及钻井工艺水平的不断提高,越来越多的实际情况表明,原有的判定标准已经不符合实际工艺中的需要,提高对于高密度钻井液的判断标准势在必行,可以说即使是现时重新认定的高密度钻井液的密度范围在随着时间的推移和工艺的进步的发展中依然逐渐成为常规钻井液的密度范围。从笔者的理论研究和实践经验来看,即使是每立方厘米提升0.2g依然不能满足现实工作中对于高密度钻井液的要求,也不再是钻井工艺所关注的热点问题。从国内外最新的研究成果和最近的钻井现场工艺技术实践来看,对于钻井液的维护工作和使用过程而言,重点应该集中在1.90gcm3≤ρ≤2.40g/cm3这个密度范围之内。因此笔者采用较宽松的标准将高密度钻井液定义为1.80g/cm3≤ρ≤2.50g/cm3的密度范围内。

国外高密度钻井液的理论研究所面临的问题,大致包括抗温性、流变性、抑制性等方面。实际上流变性差、滤失量大、泥饼厚、固相含量高一直是钻井液理论研究和工艺应用的世界性难题,只有开发新型的性能优秀的钻井液技术才可以顺利解决上述难题从而更好地勘探和开发复杂地理地质及油气层。 从国外的经验来看,其所采用的钻井液密度均高于每立方厘米2g的密度,加上其他方面的配套的工艺技术等因素的影响,其发展方向已经拓展到了无固相。在实际工艺中多使用油基或聚合物之类的高密度钻井液,部分使用甲酸盐可以将密度控制在每立方厘米2.3g,出于保护油气层的需要,这类钻井液加重材料的使用是非常合适的,然而其缺点在于成本难以降低。

从国内的理论研究方面来看,由于大规模的地质地理的勘探和开发的不断升级,我们对于高温高密度钻井液方面也有了自身的一定的理论成果。比如在降低不利于提高钻井液密度的方面,我们可以考虑减少其中的膨润土以及其他低密度固相的含量从而实现钻井液密度的提高,或者通过使用甲酸盐之类来提高液相的密度从而有效地提高高密度钻井液的流变性,甚至还可以彻底放弃使用固体加重材料从而有效降低钻井液粘度和提高其流变性。再者,还可以使用活化加重材料,使得高密度水基钻井液由此而产生粘度等效应上的减弱,为有效增强其流变性而释放自由水。理论指导了实践的应用,我们因此开发出了多种新型的加重材料,比如聚磺体系和磺化体系的活化加重材料由于使用时间长加上经验多、效果好从而很大的推动了国内关于高温高密度钻井液的应用研究。高密度钻井液在目前我国的钻井现场情况来看,其应用范围还有很大的拓展空间。从为数不多的使用高密度钻井液的情形而言,其密度范围多集中在每立方厘米2g至2.4g之间,高于此密度范围的实际例子相对比较少。而另一方面更关键的问题是,对于加重剂的研究和使用方面,我们的经验非常缺乏。一般而言,具有较好使用效果的加重剂主要有方铅矿、铁矿粉以及重晶石粉。在我们实际的优选加重剂材料的过程当中,首先采用的是调研重晶石粉,在采用活化重晶石粉的情形下,加重极限可以高于通常认为的每立方厘米2.64g。铁矿粉则由于其固有的某些缺陷——比如容易沉降、造成卡钻、钻具所受磨损较明显以及难以调整的流变性而不被广泛采用。加重效果最好的应当是方铅矿,可以将钻井液密度提升至每立方厘米3.8g以上,然后对于此类加重材料我们并没有正式投入到石油钻井行业,这不能不说是一个遗憾。

从国内外高密度钻井液的研究现状来看,其中所普遍存在的问题严重地影响了高温高密度钻井液的技术发展和实际使用效果。因此,对高温高密度钻井液做进一步研究与探讨是很有必要的。

2 高密度钻井液的技术难点

高温高密度钻井液目前的理论研究和现场经验中所存在的技术难点主要由三个方面,其一是钻井液自身性质方面的问题,其二是对于密度提高之后的控制问题,其三是某些情况下的维护处理技术问题。

第一个方面的问题是在钻井液自身性质方面,流变性与沉降性始终是困扰高密度钻井液研究和实践的首要难题,通常情况下,流变性的解决意味着沉降性不稳定的增加,这是由于高密度钻井液当中普遍存在的固相过高的原因所致,解决这一难题就意味着高温高密度钻井液的研究和实践方面的重大突破和关键性技术提升。另一个问题是由于钻井液中不同材料的使用对于自身体系的抑制和污染问题也是非常关键的。例如高密度钻井液的适用范围是较深的地层,其环境温度较高,再加上固相含量高的因素的影响,膨润土和剂的使用都存在着流变性和沉降性的矛盾,对于前者由于最佳限量的把握难以掌控,从而导致稠度过高过低都会影响钻井液的正常使用,而后者的存在对于流变性的影响不可忽视。再加上加重材料由于种类、密度和粒度方面尚未存在有效的控制手段,从而导致钻井液受到有害固相污染的情况比较严重,而我们现实所采用的手段基本上是通过加入多种无机盐来使之适应较为复杂的地层钻探。在现场使用高温高密度钻井液的情形中,由于地质条件的复杂和地层环境温度压力的非线性变化,比如同一井段会存在不同的温度和压力体系,而钻井液的安全密度范围在此时会变得相当狭窄,这就要求对于膨润土的含量要进行严格控制,对于最佳限量要有精确地把握。否则就会导致上述的流变性与沉降性之间的矛盾的产生,无论稠度的增高或者降低在高温高密度钻井液的使用中都会导致严重事故,比如卡钻,更甚的会导致井眼的报废。在某些极端情况下,使用超高密度钻井液(超过本文所规定的上限每立方厘米2.5g)时,过高的固相含量,由于其颗粒的不断分散,流变性无法有效控制从而导致稳定性变差,其处理过程又由于加入了稀释剂和胶液,很容易导致处理不当而引起增稠或者减稠的现象,其最终又会导致流变性和沉降性的矛盾问题的出现,使得钻井工作难以继续开展。第三个方面是维护技术的难度问题,合适的密度,良好的流变性,良好的高温稳定性,良好的失水造壁性,良好的抗污染性能,良好的性,较强的抑制性以及能很好地保护油气层等是对高密度钻井液的技术要求,因此我们必须合理使用加重材料以及调整膨润土的含量,在提高流变性,保持沉降稳定的基础上,满足深井施工的技术要求。

3 高密度钻井液的未来发展趋势

从国内外的最新研究成果来看,水基钻井液的使用是钻井行业工艺技术进步的必然趋势。对此国内的研究与国外相比,有成果也有不足。国外对此类钻井液的研究应用已经日趋成熟,需要着重深入的是针对现场需要在细节上不断优化,提高性能,针对特殊情况的地层具体提出详细的处理意见和解决方案;而对于国内现实情况而言,虽然我们在水基钻井液的研究上也取得了较多的成果,有了相当的进展,但是由于处理剂的使用上的经验缺乏和理论不足,导致我们在工艺水平和国外还有较大的差距,尤其是国外在成熟使用油基或合成基钻井液的同时,我们的研究实践仍然屈指可数,故而这应该是我们国内目前研究的重点和难点,对于如何推广使用油基或合成基的钻井液,从而有效回避流变性和沉降性稳定的矛盾是国内钻井液行业研究和实践中的关键问题。如本文开篇所述,对于目前情况下的超高温超高密度钻井液的研究使用,也必须加以重视,因为在未来的某一天,其就会转变为高温高密度钻井液。这一方面的难点依然在于处理剂的研制上。对于流变性和滤失量的控制、钻井液配方的优化以及钻井液抗污染抗高温的能力上,笔者认为以下几方面可以成为未来研究重点考虑的对象:一,乙烯基甲(乙)酞胺, 2-丙烯酞胺基长链烷基磺酸、N, N一甲(乙)基丙烯酞胺和异丙基丙烯酞胺等单体的工业化研究,尽快形成经济可行的生产工艺;开展N-(甲基)丙烯酞氧乙基N, N一甲基磺丙基铵盐、2-丙烯酞胺基2-苯基乙磺酸等单体的合成工艺研究;二,研制低相对分子质量的聚合物降滤失剂,以及抗盐高温高压降滤失剂、降黏剂、抑制剂、剂、封堵剂和井壁稳定剂等;三,通过接枝共聚改性和高分子化学反应获得低成本、高性能的超高温钻井液处理剂;四,引入新型超高温聚合物处理剂和低密度固相控制剂提高抗温性;五,研制超高温高密度钻井液重点解决流变性和高温高压滤失量控制问题;第六,研制超高温无黏土相钻井液和超高温高密度有机盐钻井液体系。

应当借鉴国外的成熟经验,在引进消化并吸收先进技术的基础上研制高性能的抗温超过20摄氏度、密度大于2.4kg每升的超高温高密度油基钻井液体系,以及有利于井壁稳定油气层保护乃至环境保护的合成基钻井液体系。在重晶石加工方面,应当选择新的加重剂或者通过研究高性能黏切剂和表面活性剂来提高钻井液的沉降稳定性并选择新型的合成基材料来降低成本。在油基钻井液的选择上,应该选择或者研制低毒或者无毒的基础油同时研究油基钻井液处理剂的可降解性,并研制适用于合成基钻井液的乳化剂,流型调节剂以及增粘剂。在回收利用方面,要循环利用油基钻井液,研究固液分离和含油钻屑的处理,探索合成基钻井液的现场应用工艺技术,重点是合成基钻井液的回收再利用。

4 结论

综合本文上述对于高密度钻井液的研究现状、技术难点和发展趋势三方面的探讨不难看出,国内在钻井液的理论研究和现场使用方面,与国外还是有一定差距,主要体现在油基钻井液和合成基钻井液的使用上。这也是我国钻井液工艺理论研究和技术发展的下一步重点所在。虽然国内在超高温水基钻井液方面也有接近国际领先水平的进展,但是对于现场应用以及针对具体的特殊情况的处理还远远不够。应当致力于把室内研究转化为现场应用成功上来。进一步开发新型处理剂和滤失控制剂、剂等。在完善和优化钻井液体系配方的基础上完善钻井液性能、提高钻井液技术,形成自身的钻井液体系。以解决高温高密度钻井液所存在的流变性、沉降稳定性以及滤失量控制等方面存在的问题。

参考文献

[1]蔡利山,胡新中,刘四海等, 高密度钻井液瓶颈技术问题分析及发展趋势探讨[J].钻井液与完井液,2007,9

[2] 刘永福, 高密度钻井液的技术难点及其应用[J].探矿工程,2007,5

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