環境工程趨勢范文

導語：如何才能寫好一篇環境工程趨勢，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1研究現狀

1.1空間輻射環境及模型空間輻射環境主要包括星體俘獲輻射環境、太陽宇宙射線、銀河宇宙射線以及人工輻射環境等。其中，星體俘獲輻射環境包括地球輻射帶、木星輻射帶、土星輻射帶等?？臻g輻射環境受太陽活動的調制明顯，太陽活動峰年對空間輻射環境的影響主要表現為太陽質子事件增多和太陽電磁輻射增強等。經過多年的發展，以美國NASA為代表的航天大國或機構建立了一系列空間輻射環境模型，極大地推動了空間輻射環境工程的發展。地球輻射帶質子輻射環境模型主要有NASA開發的AP系列模型[3]、CRRESPRO質子模型[4]、基于SAMPEX/PET數據開發的低緯度太陽平靜期質子模型[5]等；電子輻射環境模型則包括AE系列模型[6]、CRRESELE電子模型[7]、由Vampola改進的AE-8min升級版模型[8]和IGE-2006/POLE電子模型[9-11]。此外，ESA開發的AE和AP模型[12]、俄羅斯的輻射帶模型SINP電子質子模型（1991版）[13]和LOWALT電子模型[14]等。目前，廣泛使用的地球輻射帶模型為AE8和AP8模型。但由于AE8、AP8模型的最新探測數據已超過40年，且未覆蓋低能區域，加上模型本身存在較大不確定性，因此，以NASA為代表的航天機構正在開發下一代空間輻射環境模型AE9、AP9[15]，目前可應用于科學研究，但還沒有用于工程設計。模型將在以下兩方面進行改進：擴展能量覆蓋范圍（包括熱等離子體、相對論電子和高能質子等）和空間覆蓋范圍；給出由于儀器的不確定性和空間天氣波動帶來的模型不確定度（如AE9電子模型給出了不同置信度下的能譜變化曲線）。太陽宇宙射線是太陽耀斑爆發期間發射的大量高能質子、電子、重核離子流，其中質子占絕大部分，因此又被稱為太陽質子事件。用于太陽宇宙射線的統計模型主要有3個，分別是King模型[16]、JPL模型系列[17]和ESP模型[18]，其中：King模型可用于預示任務周期內太陽質子注量；JPL模型系列有JPL85和JPL91模型，目前常用的是JPL91模型，被推薦用于任務規劃；ESP模型可用于總劑量和最劣事件劑量的預測。此外，常用的還有October89模型。銀河宇宙射線是來自太陽系以外的帶電粒子，是由能量很高、通量很低的帶電粒子組成，其中質子成分占85%，α粒子成分占14%，重離子成分占1%。銀河宇宙射線模型主要包括Badhwar-O’Neill模型[19]、CREME86/CREME96模型[20]和Nymmik模型[21]等。國際標準化委員會針對太陽宇宙射線和銀河宇宙射線分別給出了ISO-15391[22]和ISO-15390[23]國際標準，對太陽宇宙射線和銀河宇宙射線的成分、能量、通量等進行了詳細的描述。在深空輻射環境及模型方面，目前，國際上主要對月球、火星、木星和土星等的輻射環境進行了研究，并建立了相關的模型。尤其是木星和土星，由于它們具有強磁場，因而有自己的輻射帶。其中，對木星輻射環境研究得最多，獲得的空間探測數據也最多，木星質子模型主要為D&G83模型和Salammbo模型，電子模型主要包括D&G83模型、GIRE模型和Salammbo模型[24]，此外，還有JOSE模型（包含電子、質子、碳、氧、硫等）[25]、IEM星際電子模型[26]、HIC重離子模型[27]等。太陽電磁輻射環境及其模型主要采用美國NASA的數據和世界氣象組織（WHO）的數據，其中太陽常數分別取(1353±21)W/m2和1368W/m2，多數文獻上采用1367W/m2。目前雖然建立了一系列空間輻射環境模型并應用于科研和型號研制任務中，但就空間輻射帶模型而言主要為長期的靜態環境模型，也沒有考慮各向異性對航天器的影響，模型的不確定性相對較大。

1.2空間輻射環境效應及機理空間輻射環境將對材料和器件帶來嚴重的輻射損傷效應（見圖1）。輻射損傷效應根據其類型可以分為單粒子效應（SEE）、電離總劑量效應（TID）、位移損傷效應（DD）（又稱為非電離總劑量效應，TNID）、充放電效應、輻射生物學效應、輻射誘導傳感器背景噪聲效應等。其中，單粒子效應比較復雜，按照損傷程度又可以分為：1）破壞性效應。如單粒子鎖定（SEL）、單粒子快速反向（SESB）、單粒子絕緣擊穿（SEDR）、單粒子柵擊穿（SEGR）和單粒子燒毀（SEB）；2）非破壞性效應。如單粒子暫態（SET）、單粒子擾動（SED）、單粒子翻轉（SEU）、多位翻轉（MCU）、單粒子多位翻轉（SMU）和單粒子功能中斷（SEFI）。輻射損傷效應根據影響時間不同，可以分為長期效應和瞬態效應。長期效應是指造成材料或器件性能的長期改變或退化，瞬態效應是指材料或器件所發生的性能改變或退化在短時間內可恢復。根據損傷模式可分為電離損傷和位移損傷。電離損傷的長期效應主要包括電荷激活、電荷傳輸、價鍵變化及分解等；電離損傷的瞬態效應包括光電流導致的終端瞬態電壓變化、雙穩電路鎖定等。位移損傷的長期效應包括缺陷密度增加、載流子壽命降低、載流子密度降低等；位移損傷的瞬態效應包括少數載流子壽命的快速退火等，見圖2。世界各國已經充分認識到空間輻射損傷對航天器在軌安全的影響，并開展了大量的研究工作，總體而言還有以下不足：1）開展了大量的空間輻射效應試驗研究，而空間輻射損傷機理研究相對較少，有些輻射效應機制仍不清楚。2）空間輻射效應數據缺乏，一些關鍵器件或材料的空間輻射效應有待評估，例如高性能、高集成度的電子器件單粒子效應或者CCD等光電器件的位移損傷效應等。3）多種輻射環境因素的協同效應或者輻射環境與其他環境要素的協同效應有待研究。

1.3空間輻射環境及效應試驗的評價標準國際化標準組織和航天大國紛紛制定了一系列國際標準、國家標準和行業標準，以指導本領域或本國家的航天活動。半個多世紀以來的航天實踐活動表明，空間輻射環境及效應試驗的評價標準（或規范）已經在航天器設計和運行中發揮了重要的作用。關于空間輻射環境的標準，有ISO標準（如ISO15391、ISO15390、ISO21348等），美國軍用標準如MIL-STD-1890，歐洲標準ECSS-E-10-04C等。關于空間輻射效應的標準，有如ECSS-E-ST-10-12C等[31]綜合性標準，ECSS-Q-ST-70-06C[32]和ASTM-E-512[33]等材料性能退化試驗標準，MIL-STD-750[34]和ESCC25100[35]等單粒子效應試驗標準，MIL-STD-883[36]、ASTMF1892-06[37]和ESCC22900[38]等總劑量效應試驗標準，ESCC23800[39]、ECSS-E-20-06[40]、NASATP-2361[41]等表面充放電效應試驗標準，NASA-HDBK-4002A[42]內帶電效應試驗規范，ISO23038[43]、ASTME1854-2007[44]和JPLpublication96-9[45]等位移損傷效應試驗標準。我國在空間輻射環境及效應標準方面也開展了大量工作，正逐步建立和完善以GJB/Z24—1991[46]、GJB2502[47]、GJB6777—2009[48]、GJB7242—2011[49]、GJB762.2—1989[50]等為代表的國家軍用標準，和以QJ10005—2008[51]、QJ10004—2008[52]等為代表的行業標準。但相關標準主要集中在單粒子效應和總劑量效應領域，而表面充放電效應、內帶電效應和位移損傷效應等標準仍然匱乏。

1.4空間輻射環境及效應地面模擬試驗方法航天器材料及器件的在軌性能退化情況可通過飛行試驗和地面模擬試驗來獲得。其中，地面模擬試驗由于具有周期短、花費少、方便等優點而被廣泛用來評估航天器敏感材料及器件的空間環境適應性?？臻g輻射環境及效應比較復雜，地面模擬很難再現真實的空間環境，主要原因包括以下幾個方面：一是空間帶電粒子輻射是連續能譜分布，帶電粒子涵蓋了從幾個eV到GeV的范圍，地面模擬很難實現多能量帶電粒子的同時模擬；二是高能帶電粒子地面模擬難度較高，尤其是對電子元器件的高能帶電粒子效應模擬；三是航天器在軌壽命長，從經濟角度考慮，地面模擬試驗通常很難實現全壽命周期的環境或效應的模擬。因此，針對航天器敏感材料與器件，通常采用地面加速試驗和效應等效相結合的方法，開展航天器空間輻射環境及效應的地面模擬試驗[2]。在航天器材料空間輻射環境效應地面模擬試驗方面主要采用劑量-深度分布法、等效能譜法和金屬薄膜散射法等。在航天器電子元器件模擬方面，主要是采用一種或幾種輻射源，利用效應等效原理來開展模擬。單粒子效應是利用重離子、質子、脈沖激光等作為模擬源，采用敏感度-LET值響應曲線的方法，總劑量效應采用輻射損傷等效法，位移損傷效應采用等效注量法、位移損傷劑量法、勞申巴赫法等[53-55]，表面充放電效應采用正向電位梯度法或反向電位梯度法，內帶電效應采用高能電子注入法，紫外輻射效應采用曝輻量等效法或能量等效法[2]。雖然世界各國在空間輻射環境效應試驗方法方面做了大量的工作，但在有些方面仍有相當大的差距，主要表現在以下幾個方面：1）在材料性能退化評價方面，目前采用最多的是劑量-深度分布方法，而效應等效的能譜等效法和金屬薄膜散射法的有效性有待進一步研究。同時，加速因子對材料性能的退化影響有待進一步研究。2）在紫外輻射材料性能退化方面，目前世界各國開展的近紫外輻射效應較多，而真空紫外輻射效應研究相對較少，尤其是對10～115nm波段的影響，由于地面模擬手段比較復雜而開展得較少；此外，溫度和加速因子等參數的影響有待進一步探討。3）單粒子效應試驗通常采用重離子和锎源開展，而利用質子和脈沖激光等輻射源開展單粒子效應的試驗方法有待進一步研究。4）電子元器件總劑量效應試驗通常利用鈷源開展，而高能帶電粒子、X射線等總劑量效應試驗方法有待進一步研究。5）空間多因素環境協同效應地面模擬試驗開展較少，其協同機理和協同效應模擬方法有待進一步研究。

1.5空間輻射環境及效應地面模擬試驗設備目前主要從環境模擬和效應等效模擬兩個角度研制了一系列地面模擬試驗設備。在太陽電磁輻射環境模擬方面，主要是以紫外輻射環境為代表的地面模擬試驗設備，相應的紫外源主要包括氙燈、汞氙燈、氘燈、射流式氣體噴射源等。在帶電粒子和中子等輻射環境及效應地面模擬方面，由于空間粒子的復雜性，地面試驗主要采用效應等效模擬的方式，利用地面加速器或者輻射源來開展地面模擬試驗。單粒子效應主要通過重離子加速器、锎源或者脈沖激光作為模擬源，其中重離子加速器又可以分為串列靜電加速器和回旋加速器。電子元器件的總劑量效應模擬試驗設備主要使用60Coγ射線源，材料方面的總劑量效應模擬試驗一般用電子加速器和質子加速器進行。表面充放電效應地面模擬試驗設備主要采用低能電子束作為模擬源，而內帶電效應地面模擬則主要采用中高能電子束來模擬。我國空間輻射環境與效應地面模擬試驗設備采用的模擬方式與國外基本相似，但存在以下不足：第一，已有空間輻射效應地面模擬設備的性能指標落后，模擬試驗水平較低；第二，新的模擬試驗由于缺少設備不能開展；第三，加速器終端用于模擬試驗的配套設備不具備或不完善。目前，航天大國建立了相對完整的空間輻射環境及效應地面模擬試驗設備體系，體現出以下特點：1）材料級空間輻射效應地面模擬試驗設備向多因素綜合環境方向發展，如SEMIRAMIS總劑量綜合模擬試驗設備同時具備電子、質子、紫外、真空、溫度等環境要素，見圖3[2]；2）器件級輻射環境效應通常采用高能加速器開展地面模擬試驗，尤其是單粒子效應、位移損傷效應、總劑量效應等；3）部分實現了性能的原位測試。但在設備指標上有待進一步改進，主要表現：帶電粒子能量仍然較低，不能有效開展地面模擬試驗；性能原位測試手段缺乏；微觀原位測試和監測手段較少。由于空間輻射環境與效應地面模擬試驗設備建設投資大、周期長，試驗技術本身涉及的關鍵技術需要突破，因此地面模擬試驗設備的建設應該有相當的預見性和前瞻性，要充分預計若干年以后的模擬試驗需求。

1.6空間輻射效應飛行試驗技術利用航天器進行的空間科學試驗，基本上可以分為密封艙內試驗，非密封艙內試驗和艙外（暴露）試驗3大類。暴露試驗是指把試驗裝置或被試樣品（材料、元器件或設備）放置于航天器的桁架或外表面，使之直接暴露于空間環境之中所進行的各種試驗。與密封艙和非密封艙內試驗相比，具有空間環境更加真實、性能研究更加準確的優點。航天大國非常重視空間飛行試驗，針對空間輻射環境下的航天器敏感材料、電子元器件的性能退化規律開展了大量的空間飛行試驗研究。一方面是為了獲得航天器材料與電子元器件在軌的真實環境效應數據，以指導地面設計；另一方面，也對航天器材料與電子元器件的地面模擬試驗進行比較，為地面模擬試驗方法與設備改進提供參考。從20世紀70年代開始，美國利用STS-5回收了已進行材料空間暴露試驗的返回式衛星，各航天大國開展了大量的空間暴露試驗。從空間環境特性監測平臺LDEF到國際空間站上搭載平臺，國外先后發射了20多種監測平臺，主要分為三類：一是以LDEF[56]和MISSE為代表的材料空間暴露平臺，主要研究空間環境對材料的影響，通過暴露平臺研究空間環境對材料的累積效應；二是以MEDET為代表的在軌環境因素監測平臺，主要是對空間環境因素進行監測；三是以OPM[57]為代表的在軌空間環境效應綜合監測平臺，可同時研究空間環境及其對材料的環境效應，見圖4。OPM的核心設備為反射計、真空紫外分光光度計、總積分散射計（TIS）、分子污染監測器、原子氧監測器、輻射監測器等。不但可以實現對材料性能（光學透射率、吸收率、反射率、熱發射率）的真空環境下原位測試，同時也可以探測空間環境，如原子氧、分子污染、太陽輻射等。單粒子效應主要通過衛星（如CRRES衛星）在軌飛行數據而獲得。美國和歐洲、俄羅斯等國家合作開展了總劑量效應在軌飛行試驗，先后進行了多次大型的長時間空間環境暴露下材料性能退化試驗。主要有長期實驗暴露裝置（LDEF）、光學性能監測器（OPM）、“和平號”空間站環境效應載荷（MEEP）和國際空間站材料試驗（MISSE）[59]。表面充放電飛行試驗包括SAMPIE[60]、PIX-Ⅰ、PIX-Ⅱ[62]、SFU、IPRE、科學探測衛星P78-2（SCATHA）[63]等。內帶電效應飛行試驗典型代表如集約環境異常傳感器（CEASE）[64]等。太陽電池飛行試驗包括Hipparcos衛星[65]、ETS-V衛星和MDS-1衛星[67]等。我國自1971年3月發射“實踐一號”科學試驗衛星開始空間輻射環境天基探測以來，以搭載方式或通過專門的探測衛星開展了空間輻射環境及效應的飛行試驗。在40多年的時間內，先后發射了用于空間環境探測的專業衛星和搭載星船30余顆（艘），包括“東方紅二號”衛星、“風云”系列衛星、“資源”系列衛星、“神舟”系列飛船、“北斗”衛星、“遙感”系列衛星以及“嫦娥”系列衛星等搭載多種空間輻射環境探測儀器。目前開展的天基空間輻射環境及效應探測主要包括高能帶電粒子、低能帶電粒子、太陽X射線、單粒子效應、衛星表面充電、輻射劑量等。尤其是“實踐”系列衛星和“神舟”飛船的探測，促進了對空間輻射環境及效應的了解，獲得了寶貴的數據。目前，世界各國開展空間輻射環境及效應飛行試驗呈現以下特點：1）專用試驗衛星和衛星搭載相結合；2）環境探測通常采用專業探測器，效應探測通常用航天器飛行數據來分析；3）飛行試驗平臺向著環境探測與效應探測一體化方向發展。

1.7空間輻射環境及效應數值模擬數值模擬方法則是飛行試驗和地面模擬試驗的有效補充，既可以對航天器遭遇的空間輻射環境及航天器內部的輻射環境進行預示，也可以對航天器材料與器件的性能退化進行預示?？臻g輻射環境的模擬采用直接建立環境模型的方法，而經過材料等屏蔽后的環境則采用蒙特卡羅方法或確定性方法來數值模擬。根據蒙特卡羅方法設計的程序很多，如GEANT、EGS4、MCNP、ITS、FLUCK、ETRAN等程序?？臻g輻射效應數值模擬軟件主要由歐美航天大國開發設計，分為綜合性仿真軟件和專用軟件，其中：綜合性數值模擬軟件如SpaceRadiation，SYSTEMA、SPENVIS、FASTRAD等；專用軟件主要針對不同的效應開發，如總劑量分析軟件ITS、SRIM等，表面充放電軟件NASCAP、NASCAP-2K、SPIS、MUSCAT、SENSIT等，內帶電效應軟件DICTAT、ESADDC、NUMIT、ATICS等，位移損傷軟件SAVANT、SCREAM等。下面對空間輻射環境及效應數值仿真的幾款典型軟件進行簡要介紹。SpaceRadiation軟件[68]的主要功能在于空間環境參數及空間輻射效應的計算，可以模擬分析航天器在范•艾倫輻射帶、太陽耀斑、銀河宇宙射線、中子、人工輻射等環境下的輻射損傷效應，用于對單粒子翻轉、總劑量、位移損傷、生物學等效劑量和太陽電池損傷進行預示。SYSTEMA軟件包括Dosrad、Earthrad、Matcharge、Perturbation、Plume、Thermica、Outgassing、Atomox等分析模塊，可以用來對空間輻射環境、航天器艙內的輻射劑量、太陽電池輻射損傷等進行模擬預示。FASTRAD是用于航天器三維輻射分析與防護設計的CAD軟件，可用于分析各種類型的元器件、面板、設備和衛星內任意一點的輻射劑量，不但可用于輻射劑量分析，而且可以用于輻射設計分析。SPENVIS是由ESA開發的一個用戶界面友好的在線網絡程序，可以開展銀河宇宙射線、太陽高能粒子、地球輻射帶、磁場、空間等離子體、高層大氣、微流星體和空間碎片、光照等空間環境的分析。其RadiationSourcesandEffects模塊包括輻射源（俘獲帶電子和質子、太陽宇宙射線、銀河宇宙射線）、單粒子效應、總劑量效應、太陽電池損傷效應等等。SpacecraftCharging模塊則可以對深層介質帶電、航天器表面帶電、太陽陣和航天器結構電勢、低軌道環境參數及航天器帶電數據設置等進行分析和設計。NASCAP-2K是一個三維的航天器等離子體環境效應模擬軟件，可以廣泛模擬各種等離子體現象。其具備的能力包括：定義航天器表面、幾何形狀、結構；計算航天器表面與時間相關的電位；計算航天器的靜電電位，柔性邊界條件和空間電荷；產生并追蹤電子和離子，計算表面和體電流與電荷密度；表面電位、空間電位、粒子徑跡、時間相關電位與電流的可視化。DICTAT是用于衛星內帶電效應仿真分析的軟件，其建立了平面或柱體簡單幾何體結構的一維模型，采用FLUMIC的惡劣電子環境模型，利用解析方程描述電子在屏蔽物上的運動和沉積。介質體最大電場根據歐姆定律獲得。最終，將程序代碼計算得到的最大電場強度和材料擊穿閾值進行比較來判定結構是否會發生放電。如果最大電場強度超過材料的擊穿閾值，那么該程序將建議修改航天器的防護層和厚度，直至達到材料的安全閾值為止。SAVANT是由NASA格林研究中心開發的基于位移損傷劑量模型的太陽電池陣驗證分析工具，可以方便地評估太陽電池陣在軌壽命末期的性能，對于不同太陽電池工藝的地面模擬試驗的開發和設計也有著重要的指導意義。SAVANT軟件不但可以對單結太陽電池進行性能退化模擬分析，而且能夠對多結太陽電池和薄膜太陽電池的性能退化進行預示。我國在空間輻射環境及效應數值仿真領域也取得了一定的成績，但與歐美航天強國相比，不論在輻射環境模型，還是在核心算法上，均存在著一定的差距，在型號工程的普及使用或商業化方面還需進一步努力。

1.8抗輻射加固技術針對航天器在軌的惡劣輻射環境，航天器材料、元器件、分系統等往往不能滿足航天器在軌壽命期間的抗輻射要求。因此，需要對其進行抗輻射加固。通常，抗輻射加固一般針對元器件和電子線路等，從硬件、軟件和結構設計角度進行，而很少針對航天器材料開展工作。單粒子效應抗輻射加固設計主要通過選用對單粒子效應敏感度低的器件，在電路防護設計方面采用硬件看門狗、冗余設計和降額設計，對將操作系統內核和與有效載荷安全以及飛行成敗有關的程序存放在ROM區，采用對特定工作信號進行監視的軟件“看門狗”，以及EDAC技術、三模冗余等技術來實現?？倓┝啃馆椛浼庸淘O計主要通過加強電子元器件和材料的選用、給予電子元器件和材料一定的設計余量、加強電子元器件的總劑量局部屏蔽防護以及對航天器內部的設備布局進行抗輻射優化設計等措施來實現。表面充放電效應抗輻射加固設計主要通過嚴格控制航天器表面材料的選擇與應用、加強接地系統的設計、嚴格控制關鍵材料及材料到結構地的電阻、充分利用濾波技術以及加強污染控制等措施來實現。內帶電效應抗輻射加固設計主要通過選用合適的星內介質材料、加強內帶電效應的屏蔽設計、加強結構地的設計等來實現。這有賴于對內帶電效應的機理、試驗與評價技術進行深入研究。位移損傷效應抗輻射加固設計則通過加強抗輻射光電材料的選用與研制、對光電材料的位移損傷性能給予充分考慮并留有設計余量、加強位移損傷效應評估和開展輻射損傷修復技術等來實現。雖然抗輻射加固技術經過多年的發展，取得了一系列重要成果，并在型號中得到了應用，但在抗單粒子效應的防護設計，光電器件（尤其是CCD等器件）抗位移損傷效應加固技術，內帶電效應的工程分析與評估、模擬試驗與測量技術，以及人工核輻射與激光輻射在軌加固技術方面仍需加強研究。

2發展趨勢

2.1空間輻射環境及模型空間輻射環境及模型的研究，對航天器的設計、防護及在軌故障的分析具有非常重要的意義。現有空間輻射環境模型具有較高的不確定性，因此，需要在以下方面開展工作：1）開發動態輻射環境模型。目前使用的輻射環境主要是長期平均的靜態輻射環境模型，需要進一步開發能夠反映太陽活動影響、地磁擾動和長期地磁漂移的動態環境模型。2）開發各向異性空間輻射環境模型。對于在軌航天器尤其是高軌道航天器及其內部環境，各向同性模型并不能真實反映其輻射效應，有必要開發具有工程應用性的各向異性空間輻射環境模型。3）開發更加準確的空間輻射環境模型。世界各國開發的空間輻射環境模型存在較大差異，尤其是在低能能譜段，需要開發更加準確的空間輻射環境模型，提供低能譜段的數據，并提高置信度。

2.2空間輻射效應及機理研究在空間輻射效應及機理的研究方面，以下兩個方向需要重點關注：1）開展不同的空間輻射環境要素或地面模擬源對航天器材料與器件性能退化微觀機制的異同性研究，并進一步完善空間輻射環境效應退化模型和試驗方法。2）航天器在軌環境是多種因素并存的環境，正確開展航天器敏感材料和器件的空間輻射效應評價就要關注多種因素對航天器的協合效應。3.3空間輻射環境及效應試驗評價標準目前，世界各航天大國均非常重視空間輻射環境及效應試驗評價標準的研究與制定工作。其中，對空間輻射環境效應地面模擬試驗方法標準的制定與修訂工作仍需進一步加強，主要包含以下幾個方面：一是制修訂和完善空間輻射環境標準與規范。在現有空間輻射環境標準與規范的基礎上，針對科學研究和工程應用，制修訂更加完備和精確的空間輻射環境標準與規范。二是完善空間輻射效應標準與規范。1）建立質子單粒子效應和脈沖激光單粒子效應地面模擬試驗的相關標準規范；2）針對利用60Co來代替高能粒子開展總劑量效應可能存在過試驗的問題，建立高能帶電粒子的總劑量效應試驗標準；3）建立表面充放電效應的國際通用標準和規范，開展航天器材料、器件與充放電效應相關的關鍵設計參數的驗證和研究；4）建立內帶電效應的標準和規范；5）建立光電器件的位移損傷效應通用的標準或規范；6）建立普適的航天器空間材料紫外輻射效應的標準，尤其是10～115nm波段，其試驗方法和標準有待進一步探討。

2.4空間輻射環境及效應地面模擬試驗方法空間輻射效應試驗方法是開展地面模擬試驗的前提和基礎。未來需要在以下幾個方面開展工作：1）在材料性能退化評價方面，開展能譜等效法和金屬薄膜散射法的試驗方法及其有效性的研究；2）開展10～115nm波段紫外輻射效應的試驗方法研究，同時，加強溫度和加速因子等試驗參數的探討；3）加強質子和脈沖激光單粒子效應的試驗方法及其等效性研究；4）研究高能帶電粒子、X射線總劑量效應試驗方法，以及鈷源總劑量效應試驗的等效性；5）開展空間多因素環境協合效應地面模擬試驗方法研究。

2.5空間輻射環境及效應地面模擬試驗設備未來研發空間環境效應地面模擬試驗裝置應該遵循以下幾條規則：1）包括的環境及效應要素全。在一個或多個組合試驗腔中集成電子、質子、近紫外、真空紫外、原子氧、空間碎片和微流星體、污染源等，從而可開展空間多因素環境的協同效應研究。2）設計性能指標可靠合理。既能滿足航天器材料與器件的性能退化評價，又避免不必要的高指標帶來的經濟浪費。3）監測手段全，布局合理。由于地面模擬空間環境存在一定的面積均勻性問題，因此，需要對監測手段進行合理布局，同時要盡可能多渠道進行監控，應該具備四極質譜儀、石英晶體微量天平、法拉第杯、真空計、溫度控制計、紫外輻照度計、速度干涉儀等。4）充分考慮原位測試的必要性。由于異位測試帶來回復效應的問題，因此，不論是宏觀性能如光學性能和電學性能需要進行原位測試，而且其微觀性能如成分、結構、缺陷、形貌等也需要進行原位測試，可以配備紫外/可見/紅外分光光度計、SEM、表面電阻率測量裝置、AES/XPS等。如果需要對試件的性能退化機理作進一步深入分析，可以配備電子順磁共振波譜分析設備、光致熒光光譜分析設備、紅外光譜設備等。低地球軌道環境及效應模擬腔見圖5。

2.6空間輻射效應飛行試驗技術未來，航天器空間輻射效應飛行試驗技術主要朝著以下方向發展：1）空間環境與效應飛行試驗平臺向著公用型、集成化、多功能等方向發展。要求飛行試驗裝置體積小、重量輕，能夠實現在任何衛星平臺上安放，長壽命、高可靠，可以同時實現多種輻射效應的探測或監測。2）實現空間環境探測及環境效應檢測的同時性。只有這樣，才能更加準確地分析空間環境效應與空間環境之間的關系，為長期的性能演化分析提供可靠支持。3）重視空間輻射效應的原位測試。在空間輻射環境作用后，很多航天器材料或器件的性能存在明顯的回復效應。因此，實現在軌性能原位測試就顯得非常有必要。

2.7空間輻射環境及效應數值模擬經過多年的努力，世界各國開發了一系列空間輻射環境及效應的數值仿真軟件，但仍待進一步完善和提高。未來，空間輻射環境及效應數值模擬將向以下方向發展：1）涵蓋的空間輻射環境要素和空間輻射效應要素全。未來的數值模擬平臺應該能夠涵蓋所有的空間輻射環境和環境模型，并能夠實現所有的空間輻射效應數值模擬分析。在同一數值仿真平臺中，既包含所有的空間輻射環境要素，如地球輻射帶、太陽宇宙射線、銀河宇宙射線、X射線、中子、太陽電磁輻射等，又能實現所有的輻射效應，如不同類型的單粒子效應、總劑量效應、位移損傷效應、表面充放電效應、內帶電效應、太陽電磁輻射效應等。2）具有較高的模塊化、可視化和便捷的可編輯功能。未來的空間輻射環境與效應數值模擬平臺中，空間輻射環境、空間輻射效應、航天器三維結構、輸入輸出應該做到模塊化，而且能夠實現互相調用；其數值模擬結果能夠實時可視化輸出；關鍵環境參數或航天器結構參數能夠比較方便地編輯。

2.8抗輻射加固技術世界各航天大國均非常重視航天器抗輻射加固設計工作，主要表現在以下幾個方面：1）將抗輻射加固納入到航天器研制的全流程中。從材料的設計與制備、選用與驗證，航天器結構設計與布局、在軌故障分析與處理等各個環節，都要充分考慮抗輻射加固的重要性。2）加強新材料、新器件的抗輻射加固工作。新型高性能、高集成度電子元器件或材料往往具有較高的輻射敏感度，容易發生單粒子效應等，需要加強其抗輻射加固工作。3）加強位移損傷效應、內帶電效應的抗輻射加固研究。相較于單粒子效應和總劑量效應等，位移損傷和內帶電效應逐漸成為航天器在軌輻射損傷的重要效應，因此亟需加強此二種效應的抗輻射加固研究。4）開展人工輻射環境的抗輻射加固技術研究。包括航天器敏感材料或器件對空間核爆炸、激光等的抗輻射加固技術研究。5）加強抗輻射加固的效果驗證與量化評估技術研究。有些材料或器件的抗輻射加固可以進行試驗驗證，而有些無法開展具體的試驗評價工作，需要進一步探討其效果驗證與量化評估方法。

3結束語

篇2

以除害防病，保護人民群眾身體健康為目標，深化病媒生物防制體制改革，將公共環境的病媒生物防制工作推向市場，促進政府職能轉變，提高工作效率，實現病媒生物防制常態化管理，鞏固國家衛生城市成果。

二、主要內容

(一)公共環境病媒生物防制市場化消殺范圍

城區公共環境的病媒生物防制市場化消殺范圍包括無物業管理的居民區、破產倒閉企業、閑置空地、爛尾樓工地等無主管地帶，以及單位居民區圍墻以外的道路、河道溝渠、河塘湖泊、游園廣場、機場和火車站外環境等地。消殺對象主要包括老鼠、蒼蠅、蚊子、蟑螂。

(二)保障經費

根據屬地管理的原則，各試點區(管委會)結合各地實際，公共環境病媒生物防制經費由市、區(管委會)財政按1:1承擔。市市政執法管理局、園林局等所管轄的公共環境消殺工作經費由市財政承擔。

(三)運作辦法

1．搞好摸底調查，選好試點，逐步推行。采取先試點后推廣的方式，在市內城區選擇一定數量的辦事處或部分公共區域作為試點，運行公共環境病媒生物防制市場化。試點單位由各區(管委會)選擇，并做好摸底調查，明確專業化消殺的面積范圍，制訂招標文件。市園林局、市政執法管理局等要做好所轄的游園廣場、道路、河道溝渠等公共環境基礎數據的調查統計，并配合做好日常消殺的監督管理工作。

2．組織招投標工作。各區(管委會)選好病媒生物防制市場化運作試點后，要根據招標項目的基本情況，明確專業化服務的范圍及服務標準要求，以各區(管委會)為單位組織公開招標。各相關單位管轄的公共環境消殺區域由市愛衛辦和相關單位組織公開招標。在招標過程中，要規范招標程序，確保招標過程的客觀公正、科學嚴謹。招標信息在媒體、政府網站公開；消殺公司投標，要求提供詳細的實施方案、技術方案和經費估算；依法組織評標，確定中標單位，簽訂書面合同。整個招標、評標過程透明，做到公開、公正、公平，以確保市場化運作的效果。

3．試點期限及經費支付。2009年市場化運作期限自2009年10月至2010年9月，或根據實際推行進度調整。根據工作實績進行考核，以考核結果支付經費，滅鼠、滅蠅、滅蚊、滅蟑和群眾滿意五項指標各占20%，按第一、四季度各支付承包金總額的15%，第二、三季度各支付承包金總額的35%的標準，分階段支付?？己宿k法如下：

現場考核：根據書面合同和市、區(管委會)愛衛辦制定的相關考核標準的規定，市愛衛辦每季度抽查一次，區(管委會)愛衛辦每月抽查一次，街道辦事處愛衛辦和無辦事處的管委會愛衛辦每月檢查二次。并且市愛衛辦將每年度組織一次年終綜合考核。

民意調查：根據制訂的公共環境病媒生物防制工作群眾調查表，每季度各街道辦事處至少調查訪問100名居民(其中市愛衛辦訪問10名，區(管委會)愛衛辦訪問20名，街道辦事處愛衛辦、無辦事處的管委會試點區域訪問70名)，以了解群眾的滿意度。

經費支付：綜合市、區、街道檢查結果，對于達到質量要求的項目，每季度按核發標準全額支付；未達到質量要求的項目，責令限期整改，暫緩支付，在限期內落實整改，按每季度原定金額的90%支付；未在限期內落實整改達標的，不予支付，并根據合同規定的其他內容進行處理。

(四)2009年至2010年時間進度

1．前期準備階段(2009年9月10日-2009年9月20日)。搞好摸底調查，明確試點，制作招標文件，制定規則。

2．招標公告、獲取響應文件階段(2009年9月下旬，或根據實際推行進度調整)。

3．組織評標、簽訂服務合同階段(2009年10月上旬，或根據實際推行進度調整)。

4．組織實施和績效考評階段(2009年10月中旬-2010年9月，或根據實際推行進度調整)。

三、工作要求

(一)高度重視，積極探索試點。各區(管委會)要把公共環境病媒生物防制市場化運作當成轉變政府職能、為民辦實事的重要工作來抓，組織人力物力，積極探索試點，總結先進經驗，逐步推向市場。要把保障公共環境病媒生物防制經費、深化完善病媒生物防制市場化運作納入區政府下達的年度愛國衛生任務，實現常態化。

(二)積極培育市場化主體。一定數量、具有競爭實力的有害生物防制公司(PCO)是市場化運作成敗的關鍵。鑒于目前我市現有PCO公司20余家，規模參差不齊，此次市場化運作要引進部分具有先進管理經驗的公司，帶動本地有害生物防制行業發展。

(三)市場化服務質量要求。開展病媒生物防制服務工作不得擾亂居民生活，危害公共安全，污染公共環境，消殺頻次合理，現場操作規范，用藥科學，病媒生物防制藥械符合國家規定。服務區域內病媒生物密度得到有效控制，最低達到國家衛生城市要求的標準，同時群眾滿意率達90%以上。

(四)轉變職能，加強管理。各級愛衛辦要及時轉變管理理念，發揮市

場作用，搞好公共服務，把自身工作重心轉移到日常監管上來，加強對PCO的日常監督，落實長效管理措施；建立巡查制度，以抽查暗訪為主，實行全程監督，及時發現問題，及時督促整改；建立健全檢查登記、上報制度，各區(管委會)在每月30日前匯總當月監督檢查情況，并上報市愛衛辦。

(五)完善基礎設施，搞好社會服務。各區(管委會)、各相關單位要完善垃圾收集、滅鼠毒餌、防蚊閘板等基礎設施建設；同時認真抓好環境日常保潔，垃圾做到日產日清，保持排水暢通，減少和鏟除病媒生物孳生場所，從根本上控制病媒生物孳生繁殖。各級愛衛辦要廣泛動員群眾，開展愛國衛生運動，普及群眾性病媒生物防制科學知識，提高群眾病媒生物防制法制意識，搞好家庭及周邊環境衛生，共同參與病媒生物防制工作。

篇3

關鍵詞：公路施工；自然保護區；環境保護；管理措施

引言

道路交通基礎設施的建設改善了人類的生產生活條件，但同時也對自然環境產生了不利影響，黨的十把生態文明建設納入中國特色社會主義事業總體布局，實施綠色交通、建設綠色可持續發展的道路基礎設施是未來較長時間的重要發展任務。公路項目建設期間，施工活動可能會破壞植被，污染環境，降低生物多樣性等，或多或少會給周圍生態環境帶來不利影響，不利于當地環境的持續健康發展。因此，在公路工程施工過程中，必須重視環境保護工作，從多角度分析施工活動帶來的不利影響，制定出完善的應對措施，從根本上降低生態環境破壞程度，實現自然保護區可持續發展。鑒于此，本文主要探討如何減小高速公路工程施工活動對周圍生態環境不利影響的管控措施。

一、工程概況

國道216線馬克項目路線全長25km，按照雙向四車道一級公路標準建設，設計速度100km/h，路基寬度26m。其中大橋8座、中橋3座，橋梁總長1,600.0m，占路線總長的6.4%，通道44座。U型轉彎1處。其中24km位于卡拉麥里山有蹄類野生動物保護區實驗區?？ɡ溊锷接刑泐愐吧鷦游锉Ｗo區是1982年4月成立的新疆準噶爾盆地干旱荒漠區野生動物保護區，位于準噶爾盆地東緣，總面積14,668.22km2，主要是以保護和發展普氏野馬、蒙古野驢、鵝喉羚、狼、沙狐等有蹄類野生珍貴動物及其棲息生存環境為主的野生動物類型自然保護區。動物種類繁多，據考察及資料記載共有58科288種，其中國家一級保護動物13種，國家二級保護動物36種。區域環境的生態條件較差，植被覆蓋率低，主要植物有梭梭、白梭梭、沙拐棗、駝絨藜、琵琶柴、紅柳、蘆葦及蒿類等，植被蓋度約10%~20%。

二、環境影響分析

1．臨時設施建設的影響性分析本項目設置的料場、棄渣場、取土場、施工便道、拌合場等臨時設施會破壞該區域內的植被，并影響周圍植被和覆土情況，損失一定的生物量。同時施工人員踐踏、施工活動也會使臨時場站及周圍林地植被受到不同程度的破壞，修建臨時便道會造成沿線地區地表植被帶狀破壞，降低原有生態系統的生物量。從沿線植被的分布和工程用地情況分析，工程臨時用地共占用林地、裸地約600畝，損失的植被主要為梭梭、白梭梭、駝絨藜、琵琶柴、紅柳等。2．施工過程主要影響性分析（1）對動物棲息地環境的影響本項目施工工期三年。公路施工期臨時用地包括施工便道、取土場以及工程人員生活占地等，將臨時占用動物棲息地并改變其內的植被和理化環境。由于荒漠地區降水和水源稀少，植被恢復十分困難。（2）對野生動物的影響進場施工車輛和人員使施工便道成為施工區域內受影響最頻繁的地帶。雖然施工便道車流量有限，但施工車輛噪音、燈光、震動和相關人類活動會造成動物回避，阻礙動物日?；顒?，形成一種動態屏障。進而對該區域內營巢的嚙齒動物、爬行動物和無脊椎動物的、繁殖及覓食、育幼等日?；顒釉斐筛蓴_；運輸和工程車輛進場，可能直接造成動物生命損傷；夜間施工車輛照明、場站生活區照明則可能對一些野生動物造成影響。同時可能存在部分施工人員缺乏野生動物保護意識，哄趕、捕捉、傷害野生動物，或處于好奇追趕和接近動物，對其造成心理和身體上的損害。（3）對重點保護植物的影響根據沿線調查結果，梭梭在沿線戈壁灘內均有分布，本段全線永久占地將破壞一定數量的梭梭等灌木面積，施工過程中應重點加以保護和恢復。（4）水環境影響橋梁基礎施工過程產生的鉆渣、淤泥，若處理不好，會污染周邊環境。施工機械的維修、保養及作業過程中的滴、漏會產生含油污水，對施工周邊環境造成影響；施工過程的砂石料沖洗、混凝土拌合、養護等過程產生的廢水；生活區污水一般含有較高濃度的COD、BOD5和SS，由于施工期長達36個月，如果污水未經處理直接排入附近水體，將會導致水體質量下降。（5）空氣影響在公路施工期主要空氣污染物是揚塵，施工揚塵污染主要來自以下幾個方面：路塹開挖、路基平整、土方運輸及填筑等施工作業；碎石加工廠、拌合站的降塵設施不到位，灑水不及時，生產過程均會產生粉塵污染；水泥、砂石料等運輸車輛在施工便道及施工營地運行過程中將產生大量塵土。（6）固體廢物影響施工期固體廢物主要包括廢土棄方、瀝青廢料、臨時設施拆除、施工人員生活垃圾等固體廢物。（7）施工噪音影響施工噪聲主要來源為工程機械，因不同的施工機械影響的范圍相差很大，晝夜施工場地噪聲限值標準有所不同，夜間施工噪音的影響范圍比白天大；施工車輛行駛過程中鳴笛等噪音影響。

三、環境影響管理措施

始終堅持“最小的破壞就是最大的保護”原則，堅持“保護優先、預防為主、防治結合”，始終堅持“環保核心理念”，減少場地干擾，尊重自然環境，實施科學管理，保證施工質量，即在施工的過程中采取響應措施，實現環境保護的目標。1．施工準備階段管理（1）前期策劃及方案管理項目進場后，對項目所在區域進行全方位了解，對施工內容全面熟悉，充分考慮施工內容，區域位置，施工周期等因素影響，對環境保護進行專項策劃管理，做到提前謀劃；選取合理位置作為臨時設施建設，盡可能避開林地、保護區用地；制定有針對性綠色施工實施方案，嚴按照方案進行施工管理，同時針對施工過程對環境因素的影響制定相應的保護措施。（2）加強人員教育培訓聘請熟悉卡山保護區動植物保護的有關專家，給全體參建人員進行野生動植物保持等專題培訓，并邀請森林公安局講解保護區內野生動物保護辦法，組織相關施工技術人員認真學習國家和地方關于環境保護的規定及條例。（3）加強制度落實，合同約束為減小公路工程施工對生態環境帶來的不利影響，在勞務隊伍合同簽訂上，勞務隊伍需要全面落實保護區內生態環境保護措施，在工程合同之中，明確保護區生態環境保護要求，并遵守安全文明施工原則，采取積極有效的環境保護措施，在提升建設質量的同時，減少生態環境破壞。2．施工過程控制措施（1）植被保護措施以臨時用地盡量少占自然保護區為原則，項目所有臨時駐地均設置在保護區外，為減少保護區內施工便道臨時用地，只在橋梁及涵洞位置征用了便道，施工便道兩側必須設置環保樁，并加貼醒目的紅黑相間的反光標簽；嚴禁施工車輛、機械設備駛離施工便道和主線用地范圍，其余便道均設置在主線范圍內，合理組織施工工序，左右幅交替施工，交替作為施工便道，有效減少了便道用地；對建設中永久占用林地部分的表層土予以收集保存，采用密布網進行覆蓋，待工程結束后，鋪筑在場站、駐地、便道上，以利于植被恢復。（2）動物保護措施施工期加強施工人員的教育、管理，嚴禁捕殺、驚擾野生動物；根據保護區提供的遷徙路線，采用糞便、食物設置誘導標志，引導動物沿著遷徙路線進行通行；在野生動物活動頻繁的時間段，禁止施工，確保動物遷徙不受影響。施工期間禁止鳴笛，夜間施工采用近光燈，精良避免驚嚇野生動物。（3）水環境保護措施一是樁基施工采用旋挖鉆干挖法施工，避免了泥漿的污染，同時鉆渣用于填筑路基，減少固體廢物的排放；二是設置合理的排水溝、截水溝，將水引至地表水收集池，沉淀后循環使用，達到了節約目標；三是施工廢水設置沉淀池，經處理后用于便道的灑水降塵；對施工營地設置化糞池；對洗滌污水設置三級沉淀池集中沉淀處理后排放，沉淀池做防滲處理，沉淀的固體廢物實行定期清理。（4）大氣環境保護措施。在碎石加工場設置粉塵消減和控制裝置，拌合站設置除塵器、減少粉塵對大氣的污染；加強施工現場的管理，對拌合站、便道等易起塵區域采取灑水抑塵，對易揚塵的施工材料進行覆蓋；土石方運輸車輛采用篷布覆蓋，防止運輸過程中的散落；在施工區、駐地、場站內嚴禁焚燒可燃物體，減少對大氣的污染。（5）固體廢物處理措施。施工期固體廢物采取“集中收集、分類處理、盡量回用”的原則，其中可利用的棄石方運至碎石加工廠加工成碎石后用于水穩施工，不能利用的、多余的廢棄土石方送至棄土場處置，按照先挖后棄的原則進行堆放，運送過程中車頂采用帆布覆蓋。保護區外設置施工營地，施工營地周圍建立小型的垃圾臨時堆放點，堆放點采用帶蓋桶裝形式收集垃圾。設專人定期清除，可回收的塑料袋、塑料瓶回收使用，不得對外逸散，不得焚燒，及時清運至垃圾處理站。（6）噪音影響的處理措施。施工期的噪音主要來源于施工機械和施工車輛，設備進場前對設備噪音進行檢測，不符合國家要求設備禁止進場，加強對施工機械的日常維修和保養；有野生動物出沒位置禁止鳴笛。3．施工結束保護措施施工結束后，在動物通道兩側設置野生動物飲水點，用于收集雨水，供野生動物引用；并在兩側撒布糞便、食物等措施誘導，引導動物沿著通道通行；拆除所用臨時設施，并恢復原有地貌，對取土場、棄土場采用放坡處理，坡度不得大于1：3，場地平整完成后，在上面覆蓋一層清表土，并選用采摘的草籽冬季下雪前及春季融雪后兩次撒播種子。

篇4

關鍵詞：水文；地質；工程；環境；科技；發展

中圖分類號：P62文獻標識碼： A

引言

水文地質既是巖土工程勘察組成的一部分，又直接影響了巖土工程的特性和質量，甚至還影響到建筑的安全性、穩定性和耐久性。因此在巖土工程中不僅要弄清水文地質和巖土工程之間相互作用的關系，還需要評價地下水對巖土體和建筑的產生的影響。

一、水文地質問題在工程地質勘查中的重要性

在對巖土工程進行勘查以及施工過程中需要對巖土工程周邊的水文地質進行仔細的勘察，而有些工程施工單位在工程施工過程中最容易忽視對工程周邊進行水文地質勘察。工程地質情況在很大程度上是受水文地質情況所決定的，因為巖土體中含有地下水，地下水可以對巖土體產生直接的影響，而且水文地質條件對于巖土工程的穩固性有非常大的影響。一些工程施工單位在進行工程勘察的過程中僅僅是對工程周邊表面的水文地質進行勘查，而沒有對地下的水文地質條件進行勘查，這樣便使得工程勘察工作沒有達到很好的質量，在工程建設過程中，或者建設完成之后，可能發生由地下水而導致的工程危害。為了保障工程的安全性和穩固性，則需要在工程勘察過程中加強對水文地質問題的勘察。

二、工程地質勘察中水文地質的危害

不管是地下水位的升降變化，還是動水壓力，都會在一定程度上危害到巖土工程。主要有兩方面的原因會造成地下水水位的變化，分別是天然引起的和人為引起的。如果地下水位有著較大的變化，超出了規定的限值，那么就會導致大量巖土工程質量問題的出現，促使危害的形成。一般情況下，可以將水文地質的危害分為三種情況：

潛水位上升造成的危害： 附近河流、水庫以及湖泊等水位的升高，都是在一定程度上升高潛水位，此外，一系列灌溉工程的滲漏問題也會升高潛水位，比如工業廢水、給排水管道、引水渠道等等，通過調查發現，潛水位的升高，會對建筑物的質量產生嚴重危害；具體體現在這些方面，潛水位的升高，會降低建筑

物地基硬度，土壤的含水率得到增加，這樣土壤的強度可能就會達不到要求，建筑物的沉降變形問題容易出現。潛水位的升高，會導致砂土出現飽和情況，這樣地震液化問題就容易出現，發生一些流砂或者管涌問題等。因為潛水位的上升，斜坡的臨空面會降低本身巖土的力學性能，導致滑移或者崩塌等現象的發生，正常功能會喪失掉。還會促使有浸水現象發生于建筑物的地下室，對于其正常使用產生不利影響。

地下水位下降給巖土工程造成的危害：通常情況下，是人為原因造成了地下水位的下降，他們大多是出于自身利益考慮，將地下水抽取出來進行補給，將礦床疏干，以便更好的采礦。地下水位如果出現了很大的下降，就會導致一系列地質災害的發生，比如地面沉降、地裂以及地面塌陷等等，水質惡化以及地面塌陷等也是容易出現的地質災害，嚴重影響到人們的日常生活，還會在一定程度上危害到環境。

地下水位波動給巖土工程帶來的危害：很多的因素都會引起地下水水位波動，比如氣候季節的改變、河流湖泊的改變以及水庫水位的變化等等；通過調查發現，地下水位的波動會給巖土工程帶來嚴重的危害，具體表現在這些方面，一是地下水水位的波動會壓密土體，再加壓土體，會增加其密度；二是建筑物基礎建筑材料的腐蝕程度會得到增加；三是地下水水位波動太懂，木樁的干濕度會出現不斷更替的狀態下，這樣木樁腐爛情況就會加快，泥炭土的危害會更加的大。四是在一些含鹽地層，比如鈉鹽層或者石膏地層等，溶解情況就會發生，進而使建筑有很大的位移發生。五是地下水水位的變化，會導致巖土出現脹縮變形情況，且這種變形是沒有規律的，如果水位變化比較的頻繁，巖土脹縮變形情況也會頻繁的發生，并且會加大脹縮的幅度，導致地裂事故的發生，給建筑物帶來一定程度的破壞。如果地下水是處于自然狀態下，只有十分微弱的動水壓力作用，那么破壞情況一般不會發生；但是如果在工程活動中，如果天然平衡條件被認為的進行了改變，或者受到了動壓力的作用，就會給巖土工程造成很大的危害，導致一系列災害的發生。

三、地下水對巖土工程的影響

（一）流沙現象。在巖土工程中，毀滅性的流砂現象是巖土工程的禁忌。如果挖掘地面低于地下水位，如果不是降水作業，地下水頭大于基座，地下水向上滲流是可能的，水底的流砂現象將給施工帶來極大的不便和困難，甚至影響附近的建筑安全。

（二）沙土振動液化。沙土飽和后，由于運動使它變得致密，導致土壤孔隙水壓力增大，沙土顆粒之間有效應力降低，抗剪強度降低。通過周期性振動，土壤孔隙水壓力增加，嚴重者可完全抵消沙土顆粒之間的有效應力，懸浮狀態下的沙土顆粒接近液體性質，土壤液化。如果沙土液化，通常會在地表裂縫處冒沙或是噴水，導致地基失去作用而發生沉降。

（三）地下水的腐蝕性。在沿海地下水中，鎂離子、氯離子和硫酸根離子的濃度相對較高，會導致鋼筋混凝土的腐蝕。

四、地下水對巖土工程的危害

（一）水文地質評價內容分析研究

調查以往的工程地質勘察報告發現由于很多土木工程在進行設計和施工時沒有考慮到水文地質的影響進而導致很多例因水文地質影響而造成建筑工程的建筑物開裂以及基礎下沉等工程事故的發生。因此為了保障人員和財物的安全在進行工程地質勘察時應充分考慮水文地質的影響。

（1）在進行工程地質勘察時應對勘察范圍內地下水的天然狀態和天然條件下的影響有詳細的了解進而預測地下水在人為工程施工中的具體變化情況以及地下水對建筑物和宕土體的作用效應。

（2）在調查水文地質時應根據實際建筑工程的需要能夠根據實際情況提供相關水文地質的詳細資料。

（3）從工程角度分析地下水對宕土工程的反作用并能夠根據實際的工程情況對地下水提出不同的評價標準：①對于在宕土工程地基施工范圍內的土質存在飽和、松散的粉土、粉細砂的情況應考慮到可能產生管涌、流砂、潛蝕以及地震液化等情況；②對建筑場地的承載部位地質選用膨脹土、殘積土、強風化宕以及軟質宕石等宕土體的情況，應預測上述宕土體由于地下水活動可能發生脹縮、崩解以及軟化等現象。

五、水文地質勘察中的地下水問題及相應措施

（一） 地下水的測量及存在的問題

一般情況下，巖土工程勘察中，地下水的測量與計算方法通常為鉆孔。通常是通過鉆孔提取巖芯后 0.5 h，測量孔內水位；有條件的，還可測量終孔后24 h 的水位，測量穩定的地下水位。然而，這種方法對于只有含水層貫通的地層是合理的；對于含水層不貫通的地層和局部不透層水的地層，則存在很大的漏洞，為以后的工程設計和施工造成很大的弊端。

（二） 解決地下水問題的措施

為了更準確的測出地下水位，準確找出透水層，可采用分段鉆進法進行測量。具體方法如下：1) 設計好每天鉆進的工作量，循序漸進。2) 每天鉆進工作結束后，可將孔中水抽干。第二天開鉆前再測量水位，以明確該地段含水的穩定性。

3) 如果上部地層都不含水，可以一直這樣進行下去，直到發現含水層。如果上部已有含水層，可將水抽干，把測量段暫時密封起來，第二天再測量，以查明該地段的水壓大小，含水性與水位的穩定性。

一般情況下，巖體完整段一般不含水。節理、裂隙密集段可能無水，也可能有水。通過以上的周密測量，可以把地層分為不含水段與含水段，再結合地球物理勘探儀，準確確定出地層的含水帶，從而根據含水帶的分布特點，結合裂隙滲透的原理，來準確判斷地下水對巖體穩定性的影響。

結語

綜上所述，準確的水文地質評估，明確的巖土水理性質，以及對地下水的全面勘察和正確處理，不僅使工程巖土勘察工作的可靠程度大大提高，而且還能更好地用巖土體的潛在能力，為人類的居住環境的長治久安做出重大貢獻。

參考文獻：

篇5

關鍵詞：半蓋半挖法；城市景區；施工

1 引言

隨著國民經濟的發展，城市交通擁堵問題日趨嚴重，特別是一些一線城市尤為突出，加快城市道路建設已經迫在眉睫，杭州紫之隧道工程，從紫金港路到之浦路，全長14.4公里，是全國最長的城市隧道。紫之隧道工程的建設，將對完善杭州市第三象限道路網、緩解西湖風景區交通壓力、加強主城西側南北向交通聯系以及對外聯系、經濟交往協作、改善周邊地塊道路環境均具有重要意義，對社會和國民經濟所產生的效益顯著。但紫之隧道位于西湖景區，施工環境保護要求高，同時施工用地限制大，工程項目建設以“不破壞就是最大的保護”為環保理念，實現了建設與自然地和諧。下面結合一個工程實例，介紹“半蓋半挖法”在城市景區環保型隧道負埋深段施工中的應用。

2 紫之隧道2#西線半蓋半挖法施工

2.1 工程概況及研究背景

紫之隧道2#隧道西線負埋深段位于距離洞口段60m處，長度15m，最大負埋深2.8m，原設計采用蓋挖法施工，即先在該段開挖邊仰坡，然后施作混凝土護拱，最后采用暗挖法通過。但此露頭段位于龍井茶園山坳，原設計方案必須征用紅線外茶園和林地，修建臨時運輸便道，在露頭段施做鋼架砼預支護拱，但臨時用地征用困難，而且投資巨大，并且對景區環境破壞嚴重。

2.2 施工方案比選

2.2.1原設計施工方案（蓋挖法）

1、邊仰坡開挖

邊仰坡自頂向下分層開挖，回填線以下坡率1：0.5，回填線以上坡率1：0.75，噴C25砼10cm，掛Φ8鋼筋網@20×20cm，Φ22砂漿錨桿L=3.5m，間距1.5m×1.5m，梅花型布置。

2、護拱施作參數

護拱采用50cm厚C30鋼架混凝土，拱部130°設置，拱腳處為擴大基礎，并采用Φ25中空注漿錨桿L=4.5m鎖腳。護拱內輪廓與原初支內輪廓保持一致，護拱內預埋初期支護中I22a工字鋼，縱向間距50cm，取消護拱范圍內的超前支護和系統錨桿。

3、回填

護拱施作完畢混凝土達到設計強度后，回填土石，上覆粘土隔水層，厚度50cm，保證拱頂附土厚度不小于1.5m，植草綠化。

4、排水設計

護拱回填層外施作M10漿砌片石渡槽引排原有地表水，設置范圍為隧道中線兩側各30m。

圖1：原設計K5+075～K5+090（15m）段施工圖

2.2.2 原設計方案存在問題

1、由于施工便道在原臨時征地紅線外，臨時征地審批手續繁瑣，耗時較長；

2、該方案需修建臨時便道，并且要開挖邊仰坡，對景區環境破壞較大；

3、該方案施工周期長，投資金額較大。

2.2.3 優化后施工方案（半蓋半挖法）

總體思路：以“不破壞就是最大的保護”為環保理念，不開挖邊仰坡，“零進零出”，對露頭段兩側的仰坡進行加固，然后強行出洞施工護拱，再二次進洞。

1、反向施工超前小導管

在負埋深段出口處反向打設Φ42mm雙層超前注漿小導管，外層小導管長度6.0m，以10°角打入，環向間距中距中30cm；內層小導管長度6m，以5°角打入，環向間距中對中30cm。打設范圍為拱頂120°范圍。與洞內雙層小導管形成搭接交錯的棚架作用，然后強行出洞。

2、半蓋半挖法施工

（1）機械出洞

隧道露頭后，根據挖掘機出洞所需要的高度（大約3m）開挖中槽，具備挖掘機出洞高度后挖機出洞。

（2）挖機出洞后先清除施工區域原地表的雜草和松散土。

（3）測量人員放出隧道二次進洞的實際里程（要求拱頂覆土1.5m以上）以及護拱施工開挖邊線，并根據現場實測高程計算開挖深度。

（4）根據地形測量結果開挖上臺階工字鋼腳板基礎，開挖高度為洞內三臺階施工上臺階高度。

（5）在負埋深段二次進洞處正向打設雙層超前注漿小導管，外層小導管長度6.0m，以10°角打入，環向間距中距中20cm；內層小導管長度6m，以5°角打入，環向間距中距中20cm。打設范圍為拱頂120°范圍。

（6）在15m負埋深里程段內立設上臺階工字鋼，工字鋼型號為I22a，縱向間距50cm，拱腳打設L=4.5m鎖腳錨桿（每榀8根），連接筋間距1m，通長雙面焊接，安裝雙層鋼筋網片@20×20cm，C25噴射混凝土厚度50cm（拱腳位置噴射混凝土厚度80cm）。為提高噴射混凝土密實度，工字鋼立好后，內模采用石棉板封閉，然后再采用從上而下噴射混凝土。

（7）洞內施工仍按照原設計施工。

（8）在初期支護封閉成環后，工字鋼外層（原設計套拱范圍內）用防水砂漿抹面，厚度5cm，然后鋪設“兩布一板”防水層，及時施工仰拱和二次襯砌。

（9）二次襯砌施工完成達到設計強度后，根據征地進度原設計施工洞頂護拱回填土及防排水系統。

圖2：優化后K5+075～K5+090處護拱施工圖

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關鍵詞：安陽河；環境影響；效益分析；水環境保護；建議

中圖分類號：X171.1 文獻標識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）14－0114－01

1 安陽河綜合治理工程概況

安陽河是流經安陽市區北部的一條河流，從1991年開始治理，至今已完成了市區西段、市區中段、市區東段的綜合治理任務。主要工程項目包括河道堤防、3座橡膠壩、污水截流治理、洹濱南路建設、平原路橋建設以及沿線征地拆遷、路燈亮化和兩岸綠化等。

2 環境影響評價

市區東段河道，特別是高速公路兩側河岸坍塌，凹凸不平。河道左堤殘缺，由于沿堤亂建房和堆存垃圾，不僅影響行洪安全，同時環境也遭到破壞。印染廠、造紙廠等污染源的污水排放，使水質污染日趨嚴重，沿河群眾的健康受到了一定損害。

東風壩以上市區段治理后，修建了洹水公園、河濱游泳場，沿河新建的綠化帶，水面游船的增設，美化了城市，凈化了空氣，環境大為改觀。

通過本次市區東段的河道治理，沿河林帶、草坪、河濱大道等建筑的修建，使市區人均綠地占有量由原來的3.43 m2增至5.36 m2。既改善了生態環境，又美化了市容市貌，于曹橡膠壩修建后，與殷都壩、東風壩形成梯級壩，蓄水后可形成36.18 hm2水面，使水質得到淡化，補充地下水源，增加水上景觀；污水截流工程的實施，截流污水4萬t/d，可使每年1 375萬t的污水截流于東區污水處理廠，避免了污水直接排入安陽河乃至污染衛河造成的危害。隨著水質污染問題的逐步解決，沿河群眾的健康、生活環境得到保護。

3 效益分析

3.1 社會、環境效益

安陽河治理主要是減少洪水災害帶來的損失，屬社會和環境公益性質的建設項目。治理后防洪標準達到50年一遇，確保了安陽市區、京廣鐵路、107國道、殷商文化遺址和京珠高速公路的防洪安全，減少了受災機會，保證市區經濟的發展。

安陽河河道治理后，打開了洪水出路，為保障社會穩定和經濟快速發展奠定了基礎；河道邊坡和兩岸植樹綠化及水面面積共99.763 hm2，對于凈化空氣、防止水土流失、改善環境，產生了良好的作用；梯級壩的形成，補充了地下水，有利于生態環境改善；安陽河的治理使安陽河市區段洹的綠化長度達到10.13 km，可促進古城安陽的歷史文化、旅游的發展，對改善我市的投資環境，也有重大意義，安陽市將會形成一個獨特的休閑、娛樂場所。

洹濱南路、平原橋的建設，完善了東部道路路網結構，改善了該區域的交通，還將帶動道路周圍的建設及土地增值，推動了經濟發展。

3.2 經濟效益

安陽河市區經濟效益費用比1.224，凈效益7 443.10萬元，內部經濟回收率8.98%，敏感性分析（投資增加10%）益本比也達到1.113，內部經濟回收率8.03%，從經濟分析看，是合理可行的。因此，要加快對該段河道治理的步伐，通過治理將造福安陽人民。

4 綜合評價

安陽市區東段綜合治理工程是改善我市城市生態環境和投資環境的形象建設工程，是增加城市防洪能力的需要和提高市民生活質量的需要。安陽河市區經過治理后，必將進一步增加我市的防洪減災能力，完善城市基礎設施功能，改善我市的水環境，塑造優美的城市形象，提高城市的吸引力，并帶動旅游業、房地產業等相關的發展，拉動我市經濟的增長。同時可形成水面36.18 hm2，加上河道兩岸綠化帶共形成綠地98.825 hm2，將構成我市又一道亮麗的風景線，給全市人民提供一個休閑娛樂的場所。

5 河道水環境保護建議

5.1 加強河道水資料保護的宣傳力度和執法力度

根據國家和地方有關法律和法規，大力宣傳教育，提高民眾的環境保護意識，使保護河道水環境成為全社會的共識。嚴格實行污染廢水的達標排放，對超標排放的工業污染源要堅決進行嚴格處理，并限期達標排放，制止先污染、后治理的錯誤傾向，把污染控制在源頭。

5.2 貫徹污染防治與生態保護并重的原則

貫徹污染防治與生態保護并重的原則，規劃、設計、整治安陽市的城市生態系統，建設好安陽市的城市綠色景觀體系，保護好安陽市可持續發展的環境基礎，建立起環境與發展的綜合良性循環機制。進一步加強自然保護區的建設和管理，建立自然保護區、風景名勝區。健全生態示范點的檢查考核制度，以確保生態保護政策得到正確實施。 （編輯：王昕敏）

Analysis of the Impact and Effectiveness of the Anyang River

Comprehensive Management Project of the Urban Environment

Sun Xiaoyong

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關鍵詞 變壓吸附技術 環境工程

1介紹變壓吸附技術的基本工作原理和特點

變壓吸附（Pressure Swing Adsorption.簡稱PSA），是一種新型的氣體吸附分離技術，常用于氣體混合物的分離。利用氣體組分在固體吸附材料上吸附特性的差異，再通過周期性的壓力變化進行氣體的分離，但是在壓力或者溫度不變的情況下，吸附量是各有不同的。因此，氣體的吸附分離方法，通常采用變溫吸附或變壓吸附兩種循環過程。對比傳統的氣體分離技術，其特點是能耗較小，壓力要求一般在0.1-2.5PMPa、產品氣體純度高、運行成本低、分離流程簡單，不需要復雜的工序就可以對多種氣體分離、還有自動化程度高和維護簡單、節省土建費用等等。

2分析變壓吸附技術在環境工程應用的優勢和現狀

變壓吸附技術的在環境工程中的應用優勢其實與變壓吸附技術自身特點是一樣的，具備了能耗低、投資少、流程簡單、操作方便、可靠性好等優勢，而且此項技術的分離提取使得產品純度高、可在室溫和不高壓的情況下工作、床層再生時也不需要加熱。

我國現今變壓吸附技術在環境工程中的應用現狀是用于多個不同類型的工業領域，有空氣干燥，氫氣、一氧化碳等氣體的分離提純，這是變壓吸附技術在投入環境工程中最初的也是最廣泛的應用，另外，如今還在廢水處理、廢氣處理、固體廢棄物處理方面、煤礦瓦斯氣濃縮甲烷和天然氣凈化等等環境工程方面應用，應用領域不斷擴大，PSA工業裝備的規模也在不停地擴大和制作自身的完善，加上PSA技術也是在不停地在提高，更加簡單便利。因此，在這些方面的的應用使得它在尾氣治理、環境保護的方面有更廣闊的應用前景。舉例：發展最早、推廣最多的PSA技術是提氫技術，這項工藝發展成熟，裝備單是中國已有200多套，制作氫氣的原料和方法也有很多，由于現在許多工業尾氣中含有較高的氫氣，有不同的分離提純流程，它的使用耗能遠遠低于電解法制氫，使得鋼鐵工業和石油工業也是逐步地使用PSA技術取代了電解法制氫，這就是目前其中變壓吸附技術在環境工程中的應用現狀，環保性能好，是最佳的選擇方法。但是，現在國際和國內的狀況是，某些相關的在環境工程中的應用只是嘗試運行中，還需要研究試用才能廣泛地進行，所以即使技術已相當成熟，國內技術發展還需繼續，有些合成裝備只能靠進口，而且制氧或制氮使用不同工藝的市場競爭激烈，這就是現狀。

3變壓吸附技術在環境工程中的應用的未來發展趨勢

通過市場競爭和技術的進步，我國的PSA技術已經是國際水平。如今變壓吸附技術在環境工程中的應用前景良好，那么接下來應如何提高和發展趨勢如何，是一個值得探討的問題。由于我國的變壓吸附空分制氧技術進展較慢，對于空分制氧吸附劑和其工藝循環過程的研究相對國外還是較落后的，所以在這方面的發展研究應加大，相關地，還要提高新型吸附技術的性嫩和分離效果，使得這項技術的優勢更加明顯，耗能更低，使用起來更便利。還有就是更多用于工業廢氣凈化和綜合利用中，如回收氮氧化合物、硝酸尾氣凈化、各種工業含氫廢氣回收氫氣等等方面，可以將本身排出不要的廢氣再次提取使用，這樣二次利用更加地環保和適用，使環境工程中的環保問題更加完善。當前PSA技術和深冷技術之間的競爭激烈，但是在發展面前，沒有什么是完全相對的，PSA技術是可以深冷技術等相結合的，這樣的一個發展研究方向能夠研究出一種復合型的氣體分離技術，其優勢會得到綜合，對于環境工程中的使用價值更高了。其次就是，PSA技術在合成工藝中使用地位的提高，應用會變得更加重要，由輔助工藝變成化工工藝的主要裝置，成為主要裝置中的重要組成部分，這也是它未來的一個明顯的發展趨勢。除此之外，變壓吸附技術還可嘗試利用PSA技術在一套裝備中生產多種產品，這樣的使用會使其在工業運行中更加明顯地體現了變壓吸附技術的優勢，是一個很好的發展趨勢。還有就是擴大其在環境工程中可以使用大范圍是其一，除了需要提取高純氧的環境工程外，還可以加大對不需要高純氧的中小規模的氧氣生產，并廣泛應用在有色金屬冶煉、甲醇生產、化肥造氣、醫療和軍事等諸多領域，這樣更具競爭力，也是未來要加大發展的一個方向。

4總結

本文通過對變壓吸附技術的分析，間接了解了它被廣泛應用的原因后，又對它在環境工程中的應用優勢和現狀后，就它的未來的發展方向進行了展望。其實，這項技術在中國也發展了二十多年，在廣泛使用后，能留意到其在優勢背后隱藏了問題，就其存在的好與壞不停改進，使其更好地被應用在環境工程中，這是我國工業界仍需努力和發展的方面。另外，變壓吸附技術能夠經濟高效地實現物質的分離，這不僅是分離技術在環境工程中未來的發展方向，也是對環保和工業生產作出的更大的貢獻，其具有了理論意義和現實意義。

參考文獻

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【關鍵詞】卓越工程師　實踐教學　環境工程　培養模式

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）11-0214-02

“卓越工程師培養計劃”是教育部著力實施的針對高等工程教育的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。2010年3月教育部正式啟動第一批試點高校工作，西南交通大學成功入選教育部“卓越工程師培養計劃”全國首批試點高校，環境工程專業被學校確定為首批卓越工程計劃試點專業。本文將以環境工程專業卓越工程師本科層次實踐教學體系為研究對象，介紹了西南交通大學環境工程領域本科層次卓越工程師計劃的實踐教學培養體系的構建，對環境工程專業卓越工程師的培養提供一定的借鑒。

一、卓越工程師計劃企業實踐教學的培養目標及定位

按照卓越工程師培養國家通用標準要求，西南交通大學制定了環境工程專業卓越工程師本科層次培養目標和定位。環境工程專業實踐教學將繼續秉承西南交通大學原校長茅以昇先生提出的“習而學”的工程教育理念，通過企業階段實踐教學的學習，將課堂基礎理論和專業知識學習與企業工程實踐鍛煉相結合、產學研相結合，通過校企合作，雙方優勢互補，聯合培養能夠解決工程規劃、設計、建設、運營、管理等方面環境問題的本科工程型人才，主動適應新能源產業中節能減排、環境保護和資源循環利用事業大發展對高端工程型人才的需求。

二、環境工程專業卓越工程師培養中對實踐能力的要求

1.具有一般性、專門的工程技術基礎知識和相關技能的能力

環境工程專業卓越工程師必須具備從事環境工程工作所需的工程科學技術知識以及一定的人文和社會科學知識；掌握環境工程基礎知識和專業知識，具備解決工程技術問題的技能；了解行業的基本業務流程、基本工作紀律、基本工作內容，熟悉行業的工作性質，能夠較快適應行業的相關工作，熟悉行業的行業背景，了解工程項目的運營、管理方面的關系；熟悉環境工程領域技術標準，了解技術發展趨勢。

2.具備解決工程實際問題的能力

環境工程專業卓越工程師在具有一定專業理論與實踐能力的基礎上，必須具備環境工程項目設計、應用和維護或解決實際工程問題的系統化工程訓練，具備解決工程實際問題的基本能力；善于對環境工程項目設計、應用和維護中出現的工程問題進行處理，并具備基本分析、解決問題的能力，具備環境工程方面的實驗技能和創新意識，能對環境工程項目變化的需求提出改進設計方案并制訂實施計劃，具備污染物處理技術開發、系統維護改造的能力。

3.具備環境工程項目工程管理方面的基本知識并具備參與能力

環境工程專業卓越工程師必須具有管理環境工程項目方面的思想和相關法律法規意識；具備在法律法規規定的范疇內，按確定的相關標準和程序要求開展工作的能力；具備應對環境工程項目需求變化的能力，能夠發現質量標準的變化，并采取恰當的措施應對；具備處理項目中出現的危機及突發事件的能力；參與評估環境工程領域設計的工程項目，具備提出項目改進建議及工程過程改進建議的能力。

4.具備有效的溝通與交流的能力

環境工程專業卓越工程師必須能夠熟練使用環境工程領域的技術語言，基本具備在跨文化環境下溝通與表達的能力，能夠進行工程文件的編纂，如可行性分析報告、項目任務書、投標書等，并可進行說明、闡釋；具備較強的人際交往能力和適應能力，能自信靈活地處理不斷變化的人際環境和工作環境；能夠跟蹤本領域最新技術發展趨勢，具備收集、分析、判斷、歸納和選擇國內外相關技術信息的能力；具備較強的團隊合作精神和組建、運行、管理、協作團隊方面的能力。

5.具備良好的職業道德，體現對職業、社會、環境的責任

環境工程專業卓越工程師必須具有良好的職業道德，掌握一定的職業法律法規、標準知識，以及應遵守的職業道德規范，遵守所屬職業體系的職業行為準則；具備良好的職業素質、積極進取精神、系統思維能力、創新精神、較強的社會責任意識和工程師角色定位。

三、環境工程領域卓越工程師計劃本科層次實踐教學體系建設

在對環境工程領域卓越工程師計劃本科層次實踐教學認識的基礎上，學校通過轉變教育思想，教育觀念的大學習、大討論，進一步明確卓越工程師計劃實踐教學的地位和作用：注重實踐教學與理論教學、經濟建設、學科發展及科學研究、普遍性培養與個性化教育、校內外五結合，拓展實踐教學的空間，構建新型的立體化實踐教學體系。

實踐教學體系依托學校與中鐵二院建設的土木工程與環境工程國家級工程實踐教育中心，學生可以直接接觸到企業的最新技術，初步構建體現教學與科研結合、理論與實踐結合、綜合設計與工程應用結合、基礎與前沿結合、經典與現代結合的，具有學科特色的實踐教學內容，為切實提升實踐教學質量奠定了基礎。實踐教學體系的設計圍繞環境工程“環評、設計、監理”核心能力的培養而展開。

新型的立體化實踐教學體系以學生工程實踐能力、創新能力與科學研究能力的培養為核心，以工程實踐與科研訓練為主線，重點放在了各類工程實習、技能實訓、專業實踐、畢業論文（設計）四個線性層次上的實踐環節，并將部分綜合性、設計型、創新型實驗項目環節納入實踐教學體系中。

四、實踐教學質量保障機制

參照西南交通大學本科教育質量保障體系及實踐教育相關質量保障措施，建立實踐教學質量安全動態保障機制，構建了新型工程實訓考評體系和面向工程應用的論文（設計）考評體系。

以執業能力評價為準繩，改革傳統實踐教育考評體系，著力構建工程實訓考評體系。以面向工程應用為目標，著力構建新型畢業論文（設計）考評體系。根據環境工程領域卓越工程師本科層次人才需求能力要求，構建不同層次的“環境工程人才能力評價矩陣法”，依托能力評價矩陣對知識、技能和素養的綜合實現質量開展面向執業能力提升的全面考評。

五、師資力量的配置及完善師資工程能力的培養機制

1.師資力量的配置

企業學習階段實行“雙導師”制，即學校導師和企業導師負責制。學校導師由學校所在學院的環境工程專業具有一定的工程背景和實踐經驗，有責任心，有較強的組織協調能力教師隊伍中遴選。企業導師經校企雙方商定后，由學校（或學院）在企業工程技術人員、管理干部中聘任，并簽訂指導合同。由學校導師和企業導師共同成立指導小組，研究和解決進行現場教學、實習、工程實踐、科研實踐中的問題，總結和積累指導經驗。實行“雙導師”制的關鍵是要明確導師的責、權、利。學校導師要教育學生尊重企業導師，要充分發揮企業導師的作用。學校導師與企業導師要經常溝通信息，協調指導事宜。

2.完善師資工程能力的培養機制

提高青年教師的工程實踐能力符合“卓越工程師教育”人才培養的要求，是環境工程專業教師隊伍建設的一項重要任務。通過與企業簽訂聯合培養合作協議，一方面確保卓越工程師專業人才的完整的培養體系的建立，另一方面為高校青年教師實踐工程能力的提高提供了途徑，通過深入企業現場指導學生，極大地促進了青年教師工程實踐能力的提升。通過建立科學、合理的工程人才引入機制，確保了企業中個別具有豐富工程經驗和較高學術水平的工程技術專家進校講學并參與工程型專業人才的全面培養。

六、工程實踐認證標準及認證方式

工程認證是對學生工程實踐成果的認定和提高學生學習積極性的有效手段。通過工程認證，能夠提高工程實踐的效率，達到更好的培養效果。學生在實踐過程中，由企業指導教師和學校指導教師根據學生的現場操作、實踐報告、畢業設計對學生進行考核，考核合格者通過相應部分的工程認證。工程實踐的最后階段，學生在實踐中心完成畢業設計，各階段成績合格且畢業設計答辯通過后，由中心頒發工程認證證書。

表6-1環境工程專業的認證標準

七、結論

“卓越工程師培養計劃”是國家改革工程教育人才培養模式的重大教改項目，其中主要是針對實踐教學環節的改革。卓越工程師人才培養是一項復雜的系統工程，根據環境工程專業學科的特點和卓越工程師培養目標要求，強化企業實踐教學環節，建立新型的實踐教學體系和質量保障機制是非常必要的。環境工程專業以此次“卓越工程師培養”為契機，著力培養學生的工程實踐能力、創造能力和國際競爭力，進而保證環境工程專業的本科畢業生能夠達到“卓越人才培養計劃”的培養目標，得到社會及用人單位的肯定和歡迎。

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篇9

微課程在高職環境工程專業課程教學改革中的應用主要包括前期準備、內容設計、資源整合、學習評價等環節，要做到“以學生為本”，因材施教，取得實用性強、促進教師隊伍向專業化發展等實際效果。

【關鍵詞】

微課程；高職；環境工程專業；教學改革；應用；效果

一、微課程概述

隨著網絡信息化的不斷發展，新媒體的出現帶給整個社會重大影響，教學方式順應時代召喚，使長期以來刻板單一的課堂上教學有所改變，如果能有效的利用網絡技術，是最好的辦法，于是就有了微課程的定義。微課程最早的出現，是美國和英國的教授們所提出的六十秒演講和一分鐘視頻教學，其核心就是“短期課程”。用移動化、個性化等方式進行線上教學，針對某一知識點，特別是學生在學習中遇到的難點、疑點專項練習，提高學習效率，更促進學生實踐能力，成分體現現在社會中“以人為本”的理念，適應時展趨勢。

二、微課程在高職環境工程專業課程中的實施效果

1、做到“以學生為本”，因材施教如果說傳統的教育方式中學生還只是一個“聽眾”，那么在微課程上學生直接搖身一變成為知識的主人，極大的加強了學生的自主學習能力。學生在微課程上可以簡單、有針對性地找到自己在學習上需要的內容，把整體的復雜的知識體系“碎片化”，與知識的互動性加強，微課程的簡短性這一特點也正好滿足現代學生耐心差的特點，圖片、視頻、動畫、聲音等多位一體的方式能刺激學生集中力，實現因材施教。例如：環境工程這一專業對于剛上大學的學生們來說絕對是一個全新的領域，學生們很容易產生迷茫的情緒，微課程就可以讓學生在學習初期直接尋找到一個適合自己的方式，從初步的概念，比如學習環境工程的意義，當前資源危機的影響等等，再到深度的分成水污染、大氣污染、噪聲污染等多個方面的學習，對整個學習流程都有幫助，也對日后的練習測評，學習反饋起著引導作用。2、實用性極高傳統的教育方式中，學生被限制在課堂上，時間與空間上都不能自己去掌握，局限性高，方式也很單一、固定，這樣的教育方式實用性低。而微課程卻妥善利用了可操作這一特性，主張學生隨處學，隨時學，不被任何時間地點限制?，F階段是新媒體盛行的時期，幾乎每個學生手中都有智能產品，學生通過這個產品就可以進行學習，方式新穎，激發學生好奇心與求知欲，加大學生維度。例如：高職院校學生在學習環境工程專業課程時，如果因為課堂上教師講授的快，同時上課的學生多不能一一解答問題，就可以通過微課程進行再次學習，寢室、教室、甚至家里都是微課程學習的好地點，點開課件就可以把今天學過的但是還有疑問的課程再次學習，并通過線上練習題加以鞏固，同時對明天的課程做一個提前的預習，方便跟上思路。環境工程這個學科非常復雜，如果不能及時掌握專業知識，有知識斷點，會導致整個專業技術學習的漏洞，微課程在這方面起到重要的促進作用。3、促進教師隊伍向專業化發展微課程的大力推進是不是就代表傳統的教師授課隊伍即將過時了呢？這個想法是絕對錯誤的，可以確定的是，微課程的設計也離不開人的作用，其核心還是人來設計教學內容，只是換了一種學生更喜歡的方式。教師隊伍在面對微課程時，也是對自身教學水平的提升，一些年紀較大的教師也可以通過微課程與時代接軌，走科學化道路。設計符合專業的素材軟件，把教學上缺少的生動化彌補，課件通過微課程展示，促進師生間交流，同時也可以進行教學反思，把整個職業生涯做的更加信息化、先進化。例如：環境工程專業課的教師，就可以按照自己的經驗，先設計出一款微課程，再在日后的教學中根據學生的實際情況不斷調整，也可以單獨針對其中一個模塊，比如環境噪聲控制工程進行有針對性的教學，提高效率，保持科學。

三、微課程在環境工程專業中的應用方式

1、前期準備

環境工程絕對是現在的熱門專業，社會的發展給環境帶來的壓力導致國家急需環境工程專業性人才。因此環境工程專業在前期準備中就要做足功課，選擇一個適合的主題，定制合理的教學目標，比如：選擇“固體廢物處理與處置”作為主題，并針對這一主題設立“切實解決固體廢物污染”的教學目標，方向明確且具體。

2、內容設計

對環境工程這一專業進行內容的單元劃分，環境工程這種大概念能衍生出的分支很多，比如大氣污染控制工程、水污染控制工程、環境噪聲控制工程等等，針對每一個單元，形成具體的教學設計，采取不同的方式，多樣化，系統化，讓環境工程枯燥的內容變得生動起來，使學生每一節課都充滿學習勁頭與興趣。

3、資源設計

針對環境工程專業課件的制作也很關鍵，因為涉及到環境，最直觀的像環境污染圖片，環境污染視頻都是最好的課件資源，同時對于每一節課都設計不同的習題，讓學生勤于思考。教師也要不斷的整合資源，更新課件，保證教學的內容，所用的例子都是新鮮的或者說是時下熱門的。

4、學習評價

因為環境的復雜性，學生在學習環境工程專業時，即使掌握的理論知識非常多，也需要親身實踐，但是簡單的實踐可以在現實中完成，很多實踐內容卻并不能輕松實現，比如環境微生物學等，微課程就可以設計專門的虛擬實踐項目，仿真化教學，學生可通過在智能軟件上操作，總結實踐成果。學生在每個學期結束的時候，做出學習評價，反思學習遇到的困難，爭取更加科學的學習專業知識。

四、結語

微課程可以說代表了新時期的教育方式，把網絡全球化的意義很好的詮釋。雖然現階段，微課程本身還有不少漏洞，這種教育方式也沒有被全面接受，但是這條路的方向是對的，科學化、技術化的核心是對的，在未來除了要大力宣傳微課程這種教育形式，也要在源頭上對微課程的系統技術、內容資源設計進行管理，相信微課程的應用會給教育界帶來巨大的促進作用。

【參考文獻】

[1]姜玉蓮.微課程研究與發展趨勢系統化分析[M].北京:中國遠程教育,2013.11-14.

篇10

關鍵詞：卓越計劃；改革；培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0074-02

一、背景

隨著經濟的快速發展，我國環境污染、生態破壞、資源和能源短缺等問題日趨嚴峻，因此，環境保護產業被公認為21世紀的“朝陽產業”，而當前國內高校環境工程專業人才卻面臨就業冷遇。就業難的原因之一是人才培養忽略了工程實踐能力的培養，不利于現代環境工程人才的輸出。

為適應工程教育發展趨勢和企業對人才的需求，增強畢業生的核心競爭力，滿足建設創新型國家的需要，2010年，教育部推出了重大改革項目“卓越工程師教育培養計劃”（即“卓越計劃”）。截止到2013年，共計36所院校的環境工程專業先后入選“卓越計劃”。2013年6月20日，我國獲批準加入《華盛頓協議》，成為準會員國。隨著今后更加開放的人才政策，環境工程技術人才的國際交流合作將日益頻繁，而如何培養合格的、適合社會需求的、創新型的環境工程專業人才是高校環境類專業教育工作者面臨的一個重要課題，因此探討環境工程“卓越計劃”的實施與改革，對于高質量環境工程人才輸出具有重要意義。

二、代表性院校課程設置及學分分配

選取第一批入選“卓越計劃”的國內知名環境工程辦學院校――清華大學、同濟大學和哈爾濱工業大學，及第三批入選的以工科培養見長的西安交通大學為代表，比較了各高校環境工程專業理論課程教學和實踐教學。各高校理論課學分分布在132.5～141之間，實踐教學學分分布在32～38之間，總學分約為170左右。各高校課程分類體系略有差異，但總體來看理論課設置基本分為三大模塊，即通識教育課程、相關的自然科學基礎課程、專業課程。各高校在通識教育、自然科學基礎、工程基礎和專業基礎課程設置類別上差別不大，個別課程學分有所差異。自然科學基礎課程體現了寬口徑、重基礎的特點，保證了環境工程人才培養必備的數、理、化等寬厚的知識基礎。工程基礎和專業基礎課程為環境工程人才培養提供了全面系統的工程及環境基礎知識。各高校專業課程設置存在一定差異，分別基于自身的學科方向和優勢開設了相應的特色課程，體現了各院校教師的研究特色，學生可以根據自己的興趣選修，在教師的講授下接觸相關領域學科前沿。

實踐教學環節的目的是使學生在實驗操作、科學研究、工程設計方面得到初步訓練。各高校在實踐教學設置中分為三個模塊，即實驗、實習和設計。各高校注重的實踐環節存在一定差異，同濟大學和哈爾濱工業大學在專業課程設計環節有所偏重，清華大學更注重綜合實踐能力的培養，西安交通大學在實驗教學環節中較其他高校有所側重。

三、人才培養現有問題

目前環境工程專業人才培養存在以下幾點問題。

1.畢業生對專業工程基礎理論和專業技能掌握得不牢固。由于考核不夠嚴格，導致學生只要能應付考試就行，對專業知識與技能沒有真正的領會與掌握。另外，由于就業前景堪憂，學生對專業認同感不足，導致學習動力不足，對專業基礎課程的學習不夠重視，基礎知識和基本技能掌握得不扎實。

2.學生工程設計與創新能力不足。環境工程專業具有較強的交叉性和包容性，這對學生的知識面提出了更高的要求，學生需拓寬學習視野，重視邊緣和交叉學科的發展。而我國基礎教育模式導致學生自主學習能力較差，學生普遍受到知識面較窄的局限，制約了學生工程設計和創新潛能的開發。

3.教師工程素養的不足。新進教師大多數是博士畢業后直接進入學校工作，缺少在企業學習和工程訓練的經歷，在工程實踐方面缺乏經驗。

四、“卓越計劃”實施與改革探討

1.調整人才培養方案。通過對國內外同類專業教育培養模式的調研，及與國家大中型企業、專業設計院、科研院所和行業協會、學會的交流，研究環境工程專業的發展趨勢及人才需求特點，分析我校環境工程專業人才培養現狀及存在問題。根據調研成果，結合我校環境工程學科建設特點，調整課程體系的結構，重點突出工程教育，將職業資格培養引入課堂，設置“工程師模塊”課程，形成產學研合作的人才培養模式。重新修訂各專業基礎和專業課程的教學大綱，強化工程設計和實踐教學環節，以適應課程體系結構的變化。在專業建設中，實施本項目所制訂的人才培養方案，并通過意見反饋，修改與完善培養方案。

2.建立產學研教育機制。以互利互惠為原則，把生產、教學、科研緊密結合，發揮各自優勢，彌補不足，形成產學研三方利益共同體的一種教學、科研、實踐相結合的人才培養模式。（1）采取“走出去”的辦法。選派教師（主要是青年教師）到環科所、設計院、環保公司等單位掛職鍛煉、跟班工作等方式參加工程實踐，提高教師工程素質。不斷派遣教師出國進修，加強國際交流，提高教師國際視野和國際化水平，使教師能夠與國際社會的大環境接軌，時刻把握國際前沿知識，掌握領域最新動態，從而為學生傳授。（2）采取“引進來”的辦法。引進國內外知名高校、科研院所，甚至國有大企業的高級工程專業技術人才來充實和優化教師隊伍。從國內外環保企業、科研院校、設計院所等單位聘請具備豐富經驗的高級工程技術人員，為學生開設系列講座課程，讓學生更深入地了解工程案例，加強對專業知識的掌握。（3）加強校企雙向合作，促進產學研聯盟辦學。通過與環保公司、環保設備制造企業、設計院等單位的橫向課題合作，加強工程管理、工程設計等方面雙向聯合，在合作良好的企業中培育產學研聯盟辦學基地，促進學生動手能力、實踐技能、工程設計和創新能力的提升。

3.建立學業導師制度。學生從入學開始，選配學業導師或學業導師組，對學生大學四年的學習和生活提供全程指導。倡導以學生為本，注重學生專業生涯的個性化發展，做到“因材施教”。隨著專業知識學習的不斷深入，在學業導師的引領下，鼓勵學生能夠根據自身個性和興趣，參與項目設計、創新性實驗、科研訓練等活動，從而構建自身的知識結構，發揮創造性和創新能力，最大限度地利用專業教師資源和實驗硬件資源，參與導師的科學研究，使學生能夠接觸學科前沿，培養專業認同感和興趣，增加學生科研的深度和廣度，并提高學生的實踐能力，精英化地培養符合社會需求的專業人才。

4.加強實踐教學。（1）深入推進案例教學法，強化實踐和工程教育。環境工程學科具有很強的實踐性，傳統的教學方法很難滿足培養學生專業技能的要求。因此，在授課過程中選擇與教材緊密聯系的具有時效性、典型性和區域性的2～3個真實案例展開教學和討論，在加深學生理解所學內容的同時，產生強烈的現實感和使命感，面對實際環境問題，能激發學生的學習和鉆研興趣。通過學生的課前準備、課上討論、教師點評和總結等過程完成教學，充分調動教師教學和學生“我要學”的積極性，把傳授知識和提高能力有機統一起來。最大限度地給學生提供思考、研究、創新的時間和空間，培養學生的創新能力和工程意識。（2）通過校企合作，在課程教學中，安排4～6課時進行課程實習，加強理論教學與實踐結合的實效性，并逐步將來自于生產一線的高素質高級技術人員的授課和講座制度化和規范化。

5.加強科研創新能力的培養。（1）大學一年級安排學生在學業導師的指導下，廣泛閱讀本專業領域的中英文文獻。邀請國內外知名學者開設本專業系列講座，使學生了解當前本專業的國內外研究熱點，拓寬學生的專業國際視野，培養學生的專業興趣。（2）大學二年級鼓勵學生參與學業導師的科研課題，參加導師課題組的學術例會，開展相關課題的文獻調研、創新實驗和科學研究，培養學生的實踐動手能力及科研創新能力。（3）大學三、四年級，根據課程設計、項目設計和畢業設計的需要，安排學生深入開展學業導師或者項目指導教師相關課題的研究，旨在進一步提高學生的科研創新能力和團隊合作精神，并期望借此階段的培養，提高學生繼續深造的競爭力。

6.加強教學管理制度規范。（1）在學校和學院的教學管理規章制度的框架下，結合基層教學單位的特點，進一步細化貫穿本科教學各環節中所涉及教師和學生的教學質量管理規范和措施，使得專業教學工作的開展有章可循，有據可依，為教學質量的監控措施在基層教學單位的實現提供必要的監督保障機制。（2）定期開展課程的教學方法活動和教學方法交流，特別是邀請來自企業的高級工程技術人員與專業教師共同參與，不斷提高教師的工程創新意識，并使之貫穿到課程的教學中。

五、小結

在當前我國環境問題不斷涌現的社會現實背景下，環境工程專業必將是21世紀重點發展的學科領域之一，如何貫徹和實施“卓越計劃”，培養出適合社會需求的創新型環境工程人才，是環境工程教育工作者面臨的一個重要課題。本文期望分享專業教育改革經驗，探索具有特色的環境工程教育培養模式，提升環境專業工程教育質量，培養出面向工業界、面向世界、面向未來的高質量環境工程技術人才，為全面改善我國環境污染問題，增強國家核心競爭力和綜合國力做貢獻。

參考文獻：

[1]張惠芳：產學研合作教育與環境工程專業應用型人才的培養[J].教育理論研究，2013，（10）：2-9.