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隨著計算機學科與各學科之間的關系越來越緊密,信息技術對人類社會全方位的滲透,計算機公共課程的基礎性地位不言而喻,但由于缺乏類似數學和物理課程那樣在教育體系中連貫的課程設置,很多高校計算機公共課程的設置長期以來一直處于20世紀90年代初的科普培訓模式框架中。部分任課教師由于缺乏對科研環節的投入,很難將不斷發展變化的信息技術很好地在一門基礎課中進行詮釋,在某種程度上浪費了基礎課量大面廣的教學資源。
近幾年來,許多高校都在積極地進行計算機公共基礎課程的改革,特別是對大學計算機基礎這門課程的改革最為活躍,形成百花齊放、百家爭鳴的態勢。筆者也想通過《計算機教育》雜志“清華基礎教育談”專欄,基于這門課程談談清華大學計算機公共基礎課程建設情況,與計算機基礎課程一線教師交流工作。
1 計算機公共課程的基礎定位
幾年前,我們曾在清華大學選擇了11個院系并對相關師生進行了一次大規模的教學調研,調研形式包括3個階段:前期個別訪談、問卷調查分析和教學座談。我們希望通過大規模的調研活動,了解學生在參與科研活動時遇到的計算機能力障礙,進一步明確清華大學計算機能力培養的目標。
調研結果顯示,學生的計算機能力障礙主要體現在兩個方面:(1)學生對信息技術沒有全局觀念,普遍缺乏對信息技術的鑒別能力,遇到問題不知道如何利用新技術解決或開拓思維,科研效率相對低下,很難談及科研創新,因此我們需要開設前沿技術導論、與專業訓練交叉的應用實踐課程等。(2)在應用能力上,文科專業學生的能力障礙主要體現在基本信息處理能力不足,如用Word和Ctex編排特殊格式的科研文章以及Excel、Origin中各種功能的使用等;理工類學生則集中表現為計算機編程能力不足,如用c++或Vc++編寫軟硬件接口的程序以及用Fortran編寫大型的計算應用程序等。
基于調研的數據分析以及與各院系教學主管和相關師生的座談研討,清華大學計算機公共基礎教學部進一步明確了清華大學面向非計算機專業的計算機能力培養目標,并啟動了新一輪的公共基礎課程體系建設。新課程體系的定位就是讓學習者領悟到信息技術在各學科領域中所扮演的基礎角色,并通過相關課程學習和系統訓練,得到以下3方面計算機能力的培養和鍛煉。
(1)技術鑒別的能力,能夠結合自己的學科專業理解某種信息技術的優點及不足;
(2)技術應用的能力,能夠了解問題的哪些方面適合用信息技術來解決,并具備對所采用工具和技術的解決力的評判能力:
(3)創新應用的能力,能夠將信息技術應用到新的地方,或者通過一種新的方式應用技術。
這3方面能力也就是清華大學面向非計算機專業的計算機能力培養目標,能夠讓學生像計算機科學家一樣思考,理解計算科學在解決技術問題時能夠和不能勝任的角色,哪些能做,哪些不能做,以及用什么方式解決復雜的問題,并且最終還能在自己的專業領域中創新應用。
2 讓學習者了解計算機公共課程的基礎定位
教師需要在改革后的第一次大課上向學生清楚地傳遞課程的定位,讓學生明確學習任務,這一點很重要。很多一線任課教師反映,面向全校各學科專業的計算機公共基礎課得不到來自各學科學生的“專業”認同感,因此針對授課對象缺乏足夠的耐心和投入,不能正視基礎課程的定位,導致課程定位趨向極端化:一端過低,淪為工具課,傾向技能培訓;一端過高,變為理論課,不接“地氣”。這樣的定位完全無視擁有量大面廣教學資源的計算機公共基礎課程所應承擔的教學責任。
首先,我們需要向授課對象明確什么是“專業人士”。百度百科的解釋是“具備專業技能并依賴此類技能為生的職業人士”。這正是基礎課任課教師閑惑的“專業”認同感,也是學習者對基礎課程學習態度浮躁和抱有成見的根源。我們建議在基礎課程的第一次課堂上,教師向授課對象修正這個概念。“專業人士”并不是我們過去習慣說的那些只會某樣技能、刻意地進行自我標簽化的人,而是指那些具有突破表面現象和洞悉本質能力的人,這樣的人才能在自己的專業領域中被稱為“專業人士”。
筆者認為計算機基礎課程的角色就是幫助學生認知數字世界中的各種現象,并從課程中得到具體訓練,以便打通這些看似并不關聯的現象和應用之問的聯系,得到更底層的共通認知,獲得更強的學習遷移能力,從而在專業領域或不同的領域中更好地展現自己的專業能力,成為專業的媒體人或專業的建筑設計師等。
3 計算機基礎課程內容的設置要兼顧“道”和“術”
計算機課程的教學通常都設置有實踐環節,學生通常也都能在這個環節“看到”自己的能力變化。教師在進行課程教學設計時,容易放大這個環節的地位,迎合了部分學生短視浮躁的情緒,將計算機基礎課淪為工具應用實踐課,弱化了課程的基礎性。筆者將以第一門大學計算機基礎課程為例,談談課程內容的設置。
目前,很多高校的第一門計算機公共基礎課程更名為大學計算機基礎知識,旨在突出其在知識結構中的基礎定位,同時有別于以往計算機應用教學的定位。那么,什么是計算機基礎知識?是指計算機學科本身的基礎知識,還是指計算機給人類社會帶來深刻影響后,人們應該了解掌握的知識?清華大學對于這門課程的定位比較傾向于后一種。
清華大學的第一門計算機公共基礎課程采用多管齊下的教學設計,體現“道”的課堂教學環節和“術”的實踐教學環節,通過互動的網絡教學支撐平臺將二者有機地結合起來。在教學過程中,教師通過作業環節的設置打通了課堂教學環節和實踐教學環節,發揮了網絡教學支撐平臺的互動作用,使計算機公共基礎課成為一門順應技術潮流、面向實踐能力、洞察發展熱點、啟發應用創新的基礎課。
體現“道”的課堂教學環節,選擇從“計算思維和計算文化”角度探討不斷涌現的新技術和應用及其引發的社會現象,讓學生在了解互聯網、IT產業及相關技術的基礎上,培養學生的技術鑒別能力,啟發學生對技術創新應用的思考。體現“術”的實踐教學環節以“案例驅動”組織形式“邊講邊練”,輔以“小步緊隨、大步提升”的課業設置,讓基礎有差異的學生都能夠為課堂學習環節積累相關的感性經驗。課程教學內容即使定位在計算機工具,也能讓學生擁有超越一般從業者的思維能力。第一門計算機基礎課程教學進度安排見表1。
作為大學第一門計算機課程,任課教師面對的是一群基礎差異較大的學生,因此我們并未遵循傳統的認知規律來組織課程內容的教學進度,從基礎知識概念講起,而是選擇學習者在感性認知上差異度最小的網絡應用作為課程具體內容的切入點,以便很好地將學生引入課堂。
網絡模塊內容的設置一方面鼓勵學生相互之間分享最新及流行的應用,另一方面在信息檢索和安全方面突出教師的引導作用,讓學生在擁有豐富的感性認識的基礎上,通過課堂教學及實踐作業,進一步了解該課程的教學特點,明確課程學習任務,適應課程的教學節奏。
多媒體技術模塊通過一份多媒體演示作品大作業的設置,采用任務驅動方式讓學生了解相關概念及各種流行應用并得到集成應用的訓練。大作業設置將眾人熟知的演示文稿制作工具PowerPoint定位為一個集成平臺,圍繞選定主題訓練學生利用網絡檢索各種媒體素材的能力,以及使用各種相關軟件加工處理素材的能力,最后通過PowerPoint工具完成一個完整的多媒體作品;同時還可讓學生利用課程網絡教學支撐平臺,相互分享和點評各自作品,得票數最高的前3名將獲得額外獎勵。
將基礎知識模塊放置在課程后半段,有利于基礎相對較弱的學生更好地跟上這部分知識內容的學習,而從實際的教學效果看,我們也確實達到了這個目的。經過大半個學期的學習,絕大部分學生不僅適應了課程的節奏,也積累了相應所需的感性認知,為系統講解計算機基礎知識作好了鋪墊,同時對這個模塊的系統梳理也使得學生的認知再上一個臺階。更特別的是這個模塊設置的大作業是一次采訪,要求學生以團隊合作形式完成,采訪各自專業的教師和高年級學長,了解信息技術在本專業科研中的角色和地位以及目前的熱點和瓶頸,然后將采訪結果形成論文并作課堂報告。該作業的設置使學生能夠從自己專業領域的角度審視信息技術,通過訪談及相關資料整理引發思考和討論,最終將該課程的教學目標具體化,更好地規劃后續選修課程。
【關鍵詞】人體工程學;室內設計
一、概述人體工程學
人體工程學是一門關于技術和人的協調關系的科學,也是一門多學科的交叉學科。它首先是一種理念,把使用產品的人作為產品設計的出發點,要求產品的外形、色彩、性能等,都要圍繞人的生理、心理特點來設計;然后是整理形成的設計技術,包括設計準則、標準、計算機輔助設計軟件等;這些設計技術再和特定領域的其他設計技術及制造技術相結合,就形成符合人體工學的產品,這些產品讓使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人體工程學研究的核心問題是不同的作業中人、機器及環境三者間的協調,研究方法和評價手段涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術的多個領域,研究的目的則是通過各學科知識的應用,來指導工作器具、工作方式和工作環境的設計和改造,使得作業在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。
二、概述室內設計
室內設計是指為滿足一定的建造目的(包括人們對它的使用功能的要求、對它的視覺感受的要求)而進行的準備工作,對現有的建筑物內部空間進行深加工的增值準備工作。目的是為了讓具體的物質材料在技術、經濟等方面,在可行性的有限條件下形成能夠成為合格產品的準備工作。需要工程技術上的知識,也需要藝術上的理論和技能。室內設計是從建筑設計中的裝飾部分演變出來的。他是對建筑物內部環境的再創造。室內設計可以分為公共建筑空間和居家兩大類別。當我們提到室內設計時,會提到的還有動線、空間、色彩、照明、功能等等相關的重要術語。室內設計泛指能夠實際在室內建立的任何相關物件:包括:墻、窗戶、窗簾、門、表面處理、材質、燈光、空調、水電、環境控制系統、視聽設備、家具與裝飾品的規劃。
三、人體工程學為室內設計奠定了基礎
人體工程學聯系到室內設計,其含義為:以人為主體,運用人體計測、生理、心理計測等手段和方法,研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環境之間的合理協調關系,以適合人的身心活動要求,取得最佳的使用效能,其目標應是安全、健康、高效能和舒適。人體工程學與有關學科以及人體工程學中人、室內環境和設施的相互關系。由于人體工程學是一門新興的學科,人體工程學在室內環境設計中應用的深度和廣度,有待于進一步認真開發,目前已有開展的應用方面如下:(1)為人際交往空間的確立奠定了基礎。根據人體工程學中的有關計測數據,從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等,以確定空間范圍。(2)為家具、設施的形體、尺度及其使用范圍奠定了基礎。家具設施為人所使用,因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據;同時,人們為了使用這些家具和設施,其周圍必須留有活動和使用的最小余地,這些要求都由人體工程科學地予以解決。室內空間越小,停留時間越長,對這方面內容測試的要求也越高,例如車廂、船艙、機艙等交通工具內部空間的設計。(3)為室內設計的視覺環境奠定了基礎。人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素,人體工程學通過計測得到的數據,對室內光照設計、室內色彩設計、視覺最佳區域等提供了科學的依據。
四、人體工程學為室內設計要素提供了依據
(1)合理的空間布局。根據人體工程學提供的數據一句,空間的合理分布給人們以美的感受是設計基本的任務。(2)合理的運用色彩。室內色彩除對視覺環境產生影響外,還直接影響人們的情緒、心理??茖W的用色有利于工作,有助于健康。(3)合理的采光。人類喜愛大自然的美景,常常把陽光直接引入室內,以消除室內的黑暗感和封閉感,特別是頂光和柔和的散射光,使室內空間更為親切自然。光影的變換,使室內更加豐富多彩,給人以多種感受。(4)合理的裝飾。室內設計根據結構和人的心理需求,結合功能需要加以裝飾,可共同構成完美的室內環境。充分利用不同裝飾材料的質地特征,可以獲得千變完化和不同風格的室內藝術效果,同時還能體現地區的歷史文化特征。(5)合理的陳設。室內家具、地毯、窗簾等,均為生活必需品,在符合審美的條件下,結合人體工程學的要求,更能體現其特點和個性。(6)合理的綠化。室內設計中綠化以成為改善室內環境的重要手段。室內移花栽木,利用綠化和小品以溝通室內外環境、擴大室內空間感及美化空間均起著積極作用。
參 考 文 獻
[1]劉峰,朱寧嘉.人體工程學設計與應用[M].遼寧美術出版社,2007
[2]劉昱初,程證渭.人體工程學與室內設計[M].中國電力出版社
[3]張月.人體工程學[M].中國建筑工業出版社
[4]劉盛璜.人體工程學與室內設計[M].中國建筑工業出版社
關鍵詞:人防工程;質量管理
中圖分類號:F253.3 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著中國經濟的快速發展,城市規模的日益擴大,人防工程的建設量也越來越多,但是從總體方面來看,我國的人防工程的施工質量的水平并不樂觀。因此,在人防工程建設中要非常重視其施工質量管理,將施工質量管理工作看做工程建設的重要環節,努力提高人防工程的質量管理,為國家的快速發展和人民的安居樂業提供強有力的安全保障。
人防工程是人民防空工程的簡稱,是指為保障戰時人民防空指揮、通信、掩蔽等而建造的防護建筑以及結合地面建筑修建的戰時可用于防空的地下室。
人防工程按戰時功能分為指揮通信工程、防空專業隊工程、人員掩蔽工程和其他配套工程四大類。人民防空工程是國防工程的重要組成部分,是戰時保障城市居民和物資就地就近掩蔽,減少人員傷亡和物資損失的重要途徑;同時也是平時為經濟建設服務,提高城市整體防護能力,實施城市可持續發展戰略的重要途徑。
人防工程在建設前都經過了可行性論證,既考慮到戰時防空的需要,又考慮到平時經濟建設、城市建設和人民生活的需要,具有平戰雙重功能。同時人防工程嚴格按建設程序辦事,從土建到裝修都注重質量。建成投入使用后,能取得顯著的戰備效益、社會效益和經濟效益。
1人防工程質量管理中存在的問題和現狀
1.1人防工程建設體制中由于人防工程的特殊性和專業性,加上傳統型的管理模式,由此形成的局部封閉管理,致使許多工程的業主、勘察、設計、施工、監理和質量監督單位缺乏人防工程的專業知識和質量管理水平。這種管理格局,基本上是一種內部的監督體系,很難實行嚴格、公正的工程監理和質量監督,不利于形成有效的機制。
1.2人防工程設計專業性強,市場準入中人防專業設計單位缺乏,非專業設計單位的設計人員掌握的人防工程設計知識參差不齊,造成人防工程設計問題較多,設計質量審查把關難度增加,使工程質量受到影響。
1.3人防工程的防護設備質量得不到有效保障。人防工程防護設備市場由于相關法律法規不健全,無法做到有法可依、有章可循,相關主管部門也無法嚴格做到有法必依,執法必嚴,無法有效遏制人防工程建設領域的地方保護主義,導致防護設備市場管理的不規范和競爭的無序化,致使當前人防工程的防護設備質量缺乏有效的監督,造成人防工程防護設備質量的持續低下,無法得到快速提升,這也就給人防工程的質量管理工作帶來嚴重的阻礙,無法保障人防工程的建設質量,在未來的戰爭中也無法實現對國家和人民安全的有效保障。
1.4人防工程的質量監督和管理機構相對落后。人防工程建設具有分布散、專業性強的特點,并且隨著我國社會主義市場經濟的飛速發展,國民經濟水平也得到了巨大的飛躍,近年來,我國對人防工程的建設也加大了投入,人防工程的建設規模越來越大,建設的標準也越來越高。我國人防建設主管部門設立的工程質量監督機構,其相對固定的編制、專業人員配備和其對人防工程建設項目質量監督檢查的形式、內容、方法、手段都較落后,難以適應我國這些年來人防工程建設規模大、標準高、分布散、專業性強、工程項目多的現狀,無法實現對人防工程質量的有效管理,也就不能保證人防工程高質量、高水準的建設。由獨家人防質監部門對工程質量等級認定的狀況,不利于工程質量責任制的落實。
2加強人防工程施工質量管理的對策
2.1加強對人防工程參建單位及參建人員資質審查管理
參加人防工程建設單位的資質條件,直接關系到人防工程建設質量的優劣。因此,加強對參加人防工程建設單位資質審查管理,是人防工程建設質量提高的基本保障措施。受資質審查的參建單位有:人防工程勘察單位、設計單位、監理單位,施工單位、建筑材料及構配件供應單位。人防工程質量監督管理部門,應對人防工程參建單位的資質進行嚴格審查,資質審查不合格的,不能參加人防工程建設。督促施工單位落實質量管理制度,核查項目部成員資格證書,加強對施工現場關鍵崗位人員的管理。查詢建筑施工企業項目經理、注冊監理工程師,并且監理單位要用經過人防監理培訓的監理員擔當人防總監。
2.2 開工前抓好圖紙會審工作
由于人防工程具有防護功能、密閉性能等不同于一般土建工程的特殊要求,人防主管部門應積極參與人防工程圖紙會審并進行技術交底工作;查閱施工組織設計(或施工方案)、監理規劃和監理細則,重點審查關鍵部位和主要分部分項的質量保證措施,完善質保體系。
2.2.1 建筑:設計任務書,建筑專業有關人防工程的內容;平戰功能、戰時防護級別、標準,防化級別、防護單元、抗爆單元、防火分區、防煙分區,每個防護單元出入口防護設施的位置、規格等;進排風、給排水系統有關設備房間的布置、建筑裝修設計標準、防火標準的要求、戰時轉化設計位置及主要措施等是否符合有關規范、標準。
2.2.2 結構:結構計算書,主要設計參數選用,等效荷載的計算及主要荷載的取值,地下水位較高時的結構抗浮計算,主體結構和主要構件的計算簡圖,主要結構、構件(底板、外墻、門框墻、臨空墻、頂板)及孔口防護計算結果,電算結果,伸縮縫、抗震縫和沉降縫的設計位置,主要結構材料的選用,防護設計及防護功能平戰轉換設計的主要技術措施。
經審查的人防工程施工圖必須符合人防工程設計規范的要求,合格的由審查技術人員簽發人防工程施工圖審查意見通知書(一式四份),并在施工圖上羞人防工程施工圖審查專用章。經審查不合格的施工圖,返回設計單位進行修改,修改后再報審。
2.3 加強防護設備產品質量與安裝的管理
防護設備是人防工程的重要設施,防護設備產品質量的好壞直接影響人防工程整體防護功能,事關工程質量的達標與否,加上防護設備產品加工圖紙為載體。因此,國家對人防工程防護設備的生產和安裝實行定點企業資格認定許可制度。
首先要把好防護設備進場驗收關。防護設備嚴格要求使用國家人防辦定點生產廠家的正規產品,在進場時首先核查許可證,檢查出廠合格證、試驗報告、型號、外形尺寸、材質與外觀。對有密閉性能要求的閥門可采用強光照射的方法,檢查閥門關緊后是否出現漏光、透光現象,合格的才準予安裝。建設、施工、監理等單位要加強對產品采購和進場環節的管理,以確保購買和使用合格的防護設備產品。其次檢查防護設備的安裝質量。人防主管部門在檢查防護設備時,應熟悉人防工程防護設備的技術規范和質量標準,懂一些防護產品的設計原理以及上級有關管理規定,同時利用互聯網搜索來獲知相關信息,確保防護產品的質量。
2.4規范人防專項驗收程序,把好工程建設質量關
人防工程竣工驗收,是人防工程項目建設過程的最后一個程序,是全面考核人防工程建設成果,檢查設計和施工質量的重要步驟,是投資轉入生產使用的標志。所以,人防工程竣工驗收是人防工程建設程序中十分重要的環節,強調和加強人防工程竣工驗收工作,具有十分重要意義。因此,加強人防工程竣工驗收工作管理,是促進人防工程建設質量提高的保障措施。附建式防空地下室作為一個單位工程,因其附建于地面建筑之下,是地面建筑的一個功能區(同時相當于建筑工程中的基礎工程),應在地面建筑竣工驗收之前進行人防專項驗收。這樣能促使施工單位重視人防工程施工質量,人防工程專項驗收不過關,則不能進行地面建筑的竣工驗收。
3結語
只有人防工程的質量管理部門加強人防工程的施工質量監督和管理力度,充分發揮其行政指揮能力和干預作用,做好人防工程竣工階段的驗收工作和維護工作,增強國民的人防意識,才能有效提高人防工程的質量管理,才能建設高質量高水準的人防工程,才能保證在未來的災難和戰爭中最大限度地保證國家安全和人民的生命財產安全。
參考文獻
駐村工作隊的主要目標和任務是:村出列、戶脫貧。要如期完成這一光榮而重大的使命,必須與村干部和貧困戶打交道。所以我們駐村工作的首要任務是如何盡快把工作對象變成熟人、變成“自己人”,盡快融入所在村這個集體之中,成為其中一員。
中國是一個講人情的國度,只有把生人變成熟人、變成“自己人”,工作才能更好的開展。
要真正融入這個群體,就要牢固樹立群眾觀念,俯下身子,放下架子,盡可能多的入村入戶,與他們同吃、同住、同勞動,真正與他們打成一片,時間久了,群眾才能真正消除戒心,把我們當成自己人,從而真正信任我們。也只有這樣,才能做到知民情、懂民意、達民心,才能做到真扶貧、扶真貧。
關鍵詞:人工濕地處理技術 城鎮生活污水 處理 應用
中圖分類號:U664.9+2文獻標識碼:A
1.人工濕地污水處理技術地位和優勢
人工濕地污水處理系統其實就是生態學中的人工濕地系統,在這個系統中,生態系統能流、物流可以得到正常循環,生物多樣性、人類的環境和動植物的生境均得到了很好的保護。人工濕地建成后可以節約水資源和能源消耗,增加城市綠化面積,推動城市建設走可持續發展道路,因此人工濕地污水處理技術在生態文明建設中具有舉足輕重的地位。
人工濕地污水處理技術在生態文明建設中優勢明顯,主要體現在以下幾方面:
1.1人工濕地能耗少、維持技術低
在人工濕地系統中,由于污水沿著基質的坡度自然流動,基本上不需要機電設備,因而對能源的消耗非常少,可是傳統工藝中的提升泵房和鼓風機房則需要消耗大量的電能。對于運行期間的維護,人工濕地也簡單得多,主要是清理渠道及管理作物,普通人員完全可以承擔,只需個別專業人員進行定期檢查即可。
1.2顯著的環境效益
人工濕地的建成和運行將起到涵蓄水源、調節水量、補充地下水資源的作用,而且處理后的出水還可作為灌溉用水、工業或城市生活用水的水源,有利于緩解用水緊缺的狀況,促進區域環境的良性發展。
1.3生態與景觀效益
人工濕地系統不僅可以為水禽類提供豐富的食物來源、繁茂的植物群落,也可以為多種水生生物提供棲息繁殖場所,在增加生物多樣性、生態系統的復雜和穩定性、維持自然平衡、調節局部氣候中起著非常重要的作用。
2.人工濕地植物類型
人工濕地的植物類型主要有
2.1漂浮植物
漂浮植物中常用作人工濕地系統處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。漂浮植物的特點:①生命力強,對環境適應性好,根系發達;②生物量大,生長迅速;③具有季節性休眠現象;④生育周期短,主要以營養生長為主,對N的需求量最高。
2.2根莖、球莖及種子植物
這類植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實等。它們或具有發達的地下根莖或塊根,或能產生大量的種子果實,多為季節性休眠植物類型,一般是冬季枯萎春季萌發,生長季節主要集中在4-9月。這類植物具有以下特點:①耐淤能力較好,適宜生長在淤土層深厚肥沃的地方,生長離不開土壤;②適宜生長環境的水深一般為40-100 CM左右;③具有發達的地下塊根或塊莖,其根莖的形成對磷元素的需求較多,因此,對磷的吸收量較大;④種子果實類植物,其種子和果實的形成需要大量的磷和鉀元素。
2.3 挺水草本植物類型
這類植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等,為人工濕地系統主要的植物選配品種。這些植物的共同特性在于:①適應能力強,或為本土優勢品種;②根系發達,生長量大,營養生長與生殖生長并存,對氮和磷、鉀的吸收都比較豐富;③能于無土環境生長。根據植物的根系分布深淺及分布范圍,可以將這類植物分成四種生長類型,即深根叢生型、深根散生型、淺根叢生型和淺根散生型。
3.人工濕地植物的選用配置原則
人工濕地植物的選用配置應遵循以下原則:
3.1植物應具有良好的生態適應能力和生態營建功能
構建人工濕地選擇物種的適地適種原則包括適應當地的氣候條件、地形條件和人文景觀條件。篩選適宜于人工濕地生境的植物種類。大多數植物對于污染這種特殊的逆境有個適應性,產生一定的抗性,并且這種抗性在一定程度上具有遺傳性,從而可以進行代間傳遞。利用植物這種對污染的適應性進化,可以篩選出符合要求的人工濕地植物,包括凈化特定污水的特異性植物。應用植物的相生相克原理,有可能篩選出對雜草具有克生作用的、能自身快速生長的濕地植物種類。
3.2植物應具有很強的生命力和旺盛的生長勢,即具有抗逆性
(1)抗凍、抗熱能力
由于污水處理系統是全年連續運行的,故要求水生植物即使在惡劣的環境下也能基本正常生長,而那些對自然條件適應性較差或不能適應的植物都將直接影響凈化效果。例如北方地區四季分明,冬季氣溫較低,植物生長受到一定影響。因此,應該在廣泛調查的基礎上,優先利用當地原有水生生物種類,對于引進的物種可以在開展實驗研究后再作出選擇。
(2)抗病害、蟲害能力
污水生態處理系統中的植物易滋生病蟲害,抗病蟲害能力直接關系到植物自身的生長與生存,也直接影響其在處理系統中的凈化效果。
(3)耐鹽能力
根據實際情況的需要, 如在鹽沼地區若需要選用人工濕地技術, 那么必須考慮選擇耐鹽能力強的植物物種。
3.3植物的根系發達且年生長期長,最好是冬季半枯萎或常綠植物
選用根系發達、莖葉茂密的植物。污水中的BOD5 、COD、TN、TP主要是靠附著生長在水生植物根區表面及附近的微生物去除的, 因此應選擇根系比較發達的物種。
人工濕地處理系統中常會出現因冬季植物枯萎死亡或生長休眠而導致功能下降的現象,因此,應著重選用常綠冬季生長旺盛的水生植物類型。
3.4易管理
管理簡單、方便是人工濕地生態污水處理工程的主要特點之一。若能篩選出凈化能力強、抗逆性相仿,而生長量較小的植物,將會減少管理上尤其是對植物體后處理上的許多麻煩。
3.5美化景觀
由于城鎮污水的處理系統一般都靠近城郊,同時面積較大,故美化景觀也是必須考慮的。
4.人工濕地污水處理技術的社會經濟性
目前處理大量生活污水的措施主要是采用二級生化處理工藝,但是這需要龐大的充氧曝氣設施,大規模的收集管網來輔助,而且運行起來往往需要較高的費用和管理水平加以維持,其中,較大的缺點就是去除磷、氮等污染物的能力較差,容易造成水體富營養化,另外,由于產生的污泥并未找到真正“減量化、資源化”的出路,目前國內大城市,均面臨一個“污泥圍城”的難題。而人工濕地污水處理技術的應用則不需要大規模的收集管網,運距的成本也比較低,其建設成本可由政府或采取BOT模式承擔,減輕了政府治理水污染資金短缺的問題。
人工濕地的土建施工比較簡單并且基本不需耗能,因而其處理系統的投資和運行費用僅為二級污水處理廠的1/10-1/2,一般每噸污水的處理費用僅為0.1-0.2元,基建費用分攤到每噸污水上也僅為150-800元,是傳統二級污水處理廠的1/5-1/2。現今,城市居民繳納的污水處理費足以承擔其必要的維護和運行費用。
人工濕地污水處理技術的重要優勢是其能夠將受污染的水體處理凈化后作為中水回收,對于城市生態建設來講,這樣不僅補充了區域的中水回用,還兼顧了綠化和美化區域環境的作用。另外濕地的水生植物還能創造經濟價值,例如席草可以用來編織草席,蘆葦可用作造紙或編制人造纖維布;同樣的,水生動物如魚、蝦等也可以創造經濟價值。人工濕地污水處理技術投資小、可充分利用閑置的荒地、綠地,具有良好的環境效益和經濟效益。
5.人工濕地污水處理技術處理城市生活廢水的可行性
城市生活廢水主要含有大量固體懸浮物、可化學或生物降解的溶解性或膠態分散有機物,并且含有大量的氮化合物、磷酸鹽、鉀鈉及重金屬離子等,如果污水不經過處理直接排除,則將導致生態環境惡化。人工濕地污水處理技術可以去除污水中的氮、磷等離子,具體如下:
(1)人工濕地污水處理技術對氮的去除主要包括植物吸收、氨的揮發、介質的吸附以及微生物的硝化和反硝化脫氨,濕地中氮的循環主要是通過一系列復雜生物化學作用方式發生的,包括直接轉化成氮化物和其他礦物質結合起來。
(2)人工濕地污水處理技術對磷的去除主要是通過基質吸附,植物攝取和微生物同化三方面一起進行,其中基質吸附是最主要的一個因素,而磷最終從系統中去除依賴于濕地植物的收割和飽和基質的更換。
(3)人工濕地污水處理技術對重金屬的去除主要集中在植物對重金屬的去除作用上,包括植物穩定、生物富集和攝取吸收,還可通過植物揮發、甲基化等作用達到目的。
(4)人工濕地對一些有機質、懸浮物、病原體和非金屬元素也有一定的去除效果。例如,在人工濕地水體的厭氧區域部分硫離子發生氧化還原反應后被還原成硫酸根離子,硫酸根離子隨著水流的波動在水體表層經過曝氣作用又被氧化成硫單質,從系統中去除。
人工濕地系統能全面利用自然中的濕地植物和基質的自然凈化能力,并在污水凈化工程中促進植物的生長,增加綠化面積,并為野生動物提供棲息地,有利于生態環境的建設。在當前國內許多城市努力爭創生態文明城市的前提下,選擇生態化的污水處理技術用于城市生活污水的處理、飲用水源的保護、綠地公共景觀的建設便成為一項重要的指標。在利用人工濕地處理城市生活廢水的同時可以美化環境,為市民和外來游客創造良好的生態人居環境,取得顯著的社會效益和經濟效益。
6.如何推動人工濕地污水處理技術的運用
首先,根據城市的功能區劃,結合地理條件和區域實際,規劃設計相對集中的人工濕地污水處理系統,對規模、收集區域、投資、運行維護、回報等方面進行科學籌劃。之后采用政府投資或BOT項目投資等方式解決項目投入問題。人工濕地對生活污水進行處理,能營造出一個綠化美景,經人工濕地凈化過的水,也可以用于灌溉植被、沖洗小區等,給居民產生許多方便,這樣的結果是居民所樂于接受的。
對于較大的人工濕地,還應該做好人工濕地的運行期管理工作,確保有足夠的專業人員、充足的管理費用來維護人工濕地的正常運作。其建成后結合城市發展實際,加大對人工濕地污水處理技術的科研投入,與科研單位聯合建立研究基地,將人工濕地打造成污水處理的示范基地,注重污水處理、生態旅游和環保教育為一體,推動城市環保事業的發展。
與此同時我們還可以利用濕地污水處理技術與濕地園林造景技術建成人工濕地生態公園,從根本上解決城市市區景觀單調的問題,另外還能改善水體質量,為城市居民提供休憩、娛樂的場所。利用濕地植被進行人工培植,打造一道獨特的城市風景線,開發利用濕地自身的生物學價值,為城市生態文明建設盡一份力。
7.結束語
綜上所述,人工濕地污水處理技術通過模擬天然濕地的結構達到污水治理的良好效果,不僅具有較好的經濟效益和生態效益,在處理城市生活廢水方面也具有獨到的可行性,能很大程度地改善當前的城市水體污染問題,對城市生態建設具有非常重要的推動作用。它非常適合中國建設節約型城市的國情,是創新思維與城市可持續發展相結合的一個新舉措,具有廣闊的應用前景。
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