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能源與環境系統工程賞析八篇

發布時間:2023-01-26 22:10:24

序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的能源與環境系統工程樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。

能源與環境系統工程

第1篇

Abstract: The new way of heat(cool) supply and advantages in the current project are narrated and the main technical index and requirement are presented.

關鍵詞:供暖(冷);新方式;優勢;標準

Key words: heat (cool) supply; new way; advantages;standard

中圖分類號:TU83文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)03-0160-02

我國的環境污染在世界上較為嚴重,主要污染源之一便是燒煤。哈爾濱市是全國47個環境保護重點城市中人均采暖用煤量最多的城市。據有關部門監測,哈爾濱市進入冬季采暖期后,空氣污染指數由日均68驟增至90左右,空氣質量下降1/4。哈爾濱市每年耗煤量800萬噸左右,大量直接燒煤造成哈爾濱空氣污染十分嚴重。因此,必須實施國家能源政策,改善能源結構,提倡使用清潔優質能源。哈爾濱市首期推廣使用型煤100萬噸,如果這部分鍋爐均使用型煤,將減少煙塵2.88萬噸,使全市煙塵總量下降1/3,并可節約36-58萬噸散煤。

開發利用各種可再生能源將是實現我國經濟可持續發展的關鍵。利用地表水、土壤或工業廢水等地下淺層地能的低溫位熱源,經少量電能拖動的熱量提升裝置轉換為可用于供暖(冷)的高溫位熱能,冬季可以供暖、夏季可以供冷,并可以提供正常生活用熱水,這種取代傳統供暖(冷)方式的中央液態冷熱源環境系統將是我國乃至世界的發展方向。

1實現“三聯供”提高生活品質

該環境系統具有為各種建筑物冬季供暖、夏季制冷和日常提供熱水的“三聯供”功能采用了國際供暖(冷)新模式,技術達到了國際先進永平。與歐美發達國家同步是21世紀取代傳統供暖(冷)的新方式。

中央液態能熱源環境系統應用熱泵的基本原理,采用單井抽灌技術,以地下水為介質,采集利用土壤中低品位的熱量(或向土壤中排入熱量)實現冬季供暖(或夏季制冷)和日常生活熱水。

所謂熱泵的基本原理是指利用壓縮機實現的逆卡諾循環,即在做功的條件下,使熱量從低溫物體向高溫物體傳輸。理論分析和工程試驗都證明了在這樣的條件下,每消耗1kW的機械功率,可以傳輸4kW以上的熱功率。

由于系統不斷地轉移熱量,因此在工作中產生了冷端和熱端,通常稱為冷熱源。熱泵采暖系統與傳統采暖系統相比最大的特點是,它所提供的熱量既不是化學反應所產生的(如鍋爐中的燃燒過程)也不是其他能量,如電能(電鍋爐)轉化來的。它是在熱泵的特殊條件下從低溫熱源轉移來的。

一般地說,低溫熱源可以是地表水(如江、河、湖、海等)地下水,工業廢水或城市污水等。恒有源公司自主開發的以淺層土壤為低溫熱源的單井抽灌技術,達到了國際先進水平。

淺表層土壤吸收了太陽熱輻射能量的47%,是全世界所有能耗的總和的500多倍,是國際能源理事會列出的首選可再生能源。以淺層土壤為熱源,可以實現安全穩定運行。

該技術可應用于各類公共與民用建筑供暖、供冷、供應生活熱水,還可以利用其單井抽灌低位熱能采集技術作為工業冷卻井,景觀水池冬季防凍、夏季降溫,草坪綠化,區域溫度、濕度環境調節等多種用途。

中央液態冷熱源環境系統推出后得到了社會各界的廣泛關注和大力支持。本系統目前已獲得十余項專利技術,覆蓋了從能量采集到能量轉移和能量儲存等各個關鍵環節。單井抽灌低位熱能采集技術已向14個國家申請了專利。

2技術創新性、先進性和成熟性

(1)初始投資少。該環境系統工程具有最佳的性價比。比其它供暖方式(燃油、燃氣機組和用電直接供暖機組等)外加夏季空調的冷水機組的初投資都少。

①一套頂三套。一座建筑物要實現冬季采暖、夏季制冷和日常提供生活熱水三項功能,如果采用傳統方式,一般需要安裝各自獨立的供暖系統和制冷系統,有的還需再獨立安裝供熱水系統。而如果采用中央液態冷熱源環境系統,安裝一套就可以了。②投資項目少。安裝中央液態冷熱源環境系統,只需要幾十平方米的機房和直徑1米左右的井位,不必再建燃料儲存場地和運輸燃料的通道,不必配備特殊的消防裝置,不必對配電系統做大規模的增容。③設備成本低。中央液態冷熱源環境系統主機由國外名牌廠家按恒有源提出的設計要求生產,輔機在全球擇優采購。由于定點生產、全球采購和大批量進貨,不僅大大提高了設備的質量,也降低了成本。

(2)運行費用低,效率高。該環境系統在達到同樣供暖效果的前提下,在總能量中吸收3/4的自然界低位能量,只消耗1/4左右的電能,所以用戶的運行費用比任何一種供暖(冷)方式都少。由于大大節約了電能,因此運行費用很低。中央液態冷熱源環境系統在采暖季主要依靠免費得到的土壤中的低位熱能來供暖,用1kW的電能即可產生4kW的熱能。在夏季制冷時,由于地下水溫度較低,循環水經井口換熱,制冷效率很高,大大節約了用戶的開支。

(3)保護水資源。單井抽灌式的中央液態冷熱源環境系統在實現“三聯供”過程中,冷熱水回路全部為封閉循環,無一滲漏、無排放。低位能量(低溫井水)采集系統,采用國內外首創的“單井抽灌”專利技術,用井口換熱方式,只提取井水中的低位能量,不消耗水。換熱后地下水經過封閉回路,直接就地回灌井下。系統不消耗水、不污染水、不破壞地下水位。“單井抽灌”新技術還較好地解決了移沙、地面不均勻沉積和水量損失等問題。單井抽灌技術,以水為介質,循環往復采集利用土壤中的熱能。單井抽灌技術設置了三個獨立循環系統,以求最大限度地保護水資源。井水在地下幾米處經過封閉的不銹鋼換熱器換取熱量后,經過加壓,即刻、就地、原位回灌。這樣,只提取水中的低品位能量,不消耗水,也不污染水。不會破壞地下水的正常分布,最大限度降低了對地下水資源的依賴程度,從根本上避免了雙井抽灌造成的問題。單井抽灌與雙井抽灌的本質區別在于,單井抽灌以水為介質,利用淺層土壤中的熱量而不只是地下水中的熱量。因此能源更可靠,為熱泵技術在利用淺表層地下低品位熱能制暖(冷)方面開辟了新路。

(4)環境效果顯著,實現零污染。中央液態冷熱源環境系統使用清潔能源電,運行過程中無燃燒、無任何固態、液態和氣態污染物排放。也不排放造成溫室效應的二氧化碳(CO2)等,徹底解決了燃煤、燃氣、燃油產生的污染問題,對改善大氣質量的作用是直接而顯著的。是“綠色”供暖氣(冷)的環境系統工程。以中央液態冷熱源環境系統推廣應用1000萬平方米為例,可以減少使用傳統燃煤鍋爐(需要燃燒80萬噸煤)所排放的大量污染物:300萬立方米煙塵、6萬噸顆粒物、2.5萬噸二氧化硫、8000噸氮氧化物、120萬噸二氧化碳。此外,還可減少運輸環節(需要8-10萬輛汽車運煤)產生的大量污染物:碳氫化物620-780萬噸、碳氧化物3900-4900萬噸、氮氧化物260-330萬噸、鉛80-100萬噸、顆粒物20多萬噸。

3主要技術指標

4對提高經濟、社會和生態效益方面所起到的作用和意義

本環境系統住宅用戶只需投資285元/平米,商業用戶只需投資395元/平米,用戶每個采暖季的實際費用不足20元/平米,夏季制冷能耗只有中央空調的50%,極大降低了用戶使用成本。目前已有50萬平米的工程投入使用,全部運行正常,夏季制冷溫度可達18-28度,冬季供暖溫度可達18-26度,生活熱水溫度可達40-80度,使用效果十分理想,單井工作極為穩定。

中央液態冷熱源環境系統在運行過程中不產生任何形態的污染物,是一個高效節能的環保產品。使用這套系統可以帶給用戶高品位的享受,在供暖、制冷的同時,還可根據用戶要求,提供生活熱水。

5節能效果突出

該環境系統由于利用了大量的低位能量,在實現"三聯供"的過程中每消耗1KVV的電功率.即可獲得4KW以上的熱(冷)功率,這比任何一種傳統熱源與冷水機組的供暖(冷)方式都明顯節電。與采用分體空調和直接用電采暖相比,節電達50%-75%。

6節約場地,擴大居住(使用)面積

該環境系統的機房占地面積小,也不需其它輔助建筑。機組布置靈活,可安裝在建筑物地下室或任何樓層的房間內。不需要傳統供暖鍋爐房、煤灰場、油庫、燃氣站和消防系統等設置,節省建筑面積,節省建筑費用。室內采用末端吊掛式風機企管系統,取代了占地大的傳統散熱囂。擴大了有效使用面積。

7運行安全可靠,易于分戶計量

該環境系統采用優化設計,定點國際知名廠家加工提升器和選用知名品牌的配套裝置和配件,運行效率高,壽命長,且無需專設消防、通風等設施。系統的工怍壓力和溫度較低,安全可靠。機組采用智能控制,可實現遠程監控,無需跟班職守人員。用熱(冷)量易于分戶計量。

第2篇

關鍵詞:系統工程;系統工程應用;經濟領域

系統工程這一術語,一般認為是1940年由美國貝爾電話公司為了統籌安排微波通訊網而提出的,后來在第二次世界大戰期間為了戰爭的需要而發展起來的。然而,關于系統工程的定義,學術界版本也很多,也是各有側重。日本工業標準JIS所給的定義是,系統工程是為了更好地達到系統目標,而對系統的構成要素、組織結構、信息流動和控制機構等進行分析與設計的技術。亦有版本說,系統工程根據總體協調的需要,綜合應用自然科學和社會科學中有關思想、理論和方法,利用電子計算機作為工具,以達到最優規劃、最優管理和最優控制為目的的學科。但這都可以概括為一句話,系統工程是實現系統最優化的學科。

由于系統工程的研究對象――系統無處不在,人類社會、生態環境、自然現象、和組織管理等中都有各樣的系統,所以系統工程的應用領域也是相當廣泛,在這里我們主要討論社會、經濟、科技、軍事以及環境等領域。

一、社會領域

系統工程在社會領域的研究,主要是對整個國家和社會關系的運用的研究,例如,通過搜集數據,并模擬分析罪犯的心理來預防犯罪、維護社會治安等。

二、經濟領域

經濟是一個國家的發展命脈,也是一個企業乃至我們每個人的生活必須。系統工程在這里大的方面要研究宏觀經濟發現戰略、經濟目標體系、宏觀經濟政策、投入產出分析等,這就要求分析我國經濟現狀指標,如GDP等,然后作用計算機進行模擬我國的經濟總體發展,最后國家適當的干預經濟發展,例如干預房價、油價的上漲,也可通過模擬,以及對結果的分析,對經濟形式預測,減少由于全球化帶來的經濟危機對我國的影響。小的方面包括農業和企業兩部分,一部分是農業方面,另一部分是工業方面。農業方面主要是借助對市場形勢的研究模擬和預測,為了對市場做出快速反應來改變進行農業綜合規劃,改變農業結構,促進農業又好又快發展;對于工業,除了類似農業的市場預測,結構研究之外,還包括企業的管理,主要是對生產管理系統的研究,例如MRP、ERP等,都運用了系統工程的思想來管理企業的物流系統乃至整個公司的運作系統。

三、科學技術領域

“科學是第一生產力。”“科教興國。”這些都表明科學技術在現代社會中的重要性。而系統工程在科學技術領域的應用,也當然是必不可少的。其應用主要是兩個方面,一方面是運用模擬預測設計的手段,研究科技發展戰略,預測規劃以及評價科學技術等,另一方面是人才需求預測,通過分析人才市場,以及對未來人才需求的預測,來重新布置人才結構分布。另外,在教學中也逐漸運用了越來越多的系統工程,例如運用計算機模擬軟件檢查學生的學習情況,并且及時反饋,這比有時的人工評價更客觀、更全面。

四、軍事領域

系統工程在軍事領域的應用,主要在于研究國防總體戰略作戰模擬、情報通訊指揮系統、參謀指揮系統和后勤保障系統等。例如,衛星、發射的控制,起初是一定要分析各個力的作用,收集數據,然后用計算機模擬真是情況、突況,最后有了把握才敢發射。

五、環保領域

大自然是我們賴以生存的地方,所以我們要重視環保。系統工程在這里面也出了不少的力,具體有環境系統和生態系統的規劃、建設、治理,能源的合理利用結構,能源需求預測,能源發現戰略等。環境方面,主要是運用優化分析的方法,如線性規劃,模糊分析法等,對綠化的建設進行合理的規劃,使我們在不破壞自然的同時還可以收獲更大的利益。資源方面,除了同環境方面一樣的以外,還有通過分析現有的利用情況,自己人口的發現情況,預測未來資源的需求,以采取合理的資源戰略部署,為未來做打算。

系統工程在各領域可謂功不可沒,它必將為我們帶來更多可靠的信息,為我國實現現代化建設,為世界和諧做出更大的貢獻。

參考文獻:

第3篇

一個地區的環境容量是有限的,所以不僅要求一個企業要達到排放標準,而且要綜合考慮本地區全部企業的排放總量是否符合地區環境容量的允許限度。控制污染的上策,是把污染物消滅或減少在工藝生產過程中,把非排不可的污染物減少到最低限度后,再去凈化處理。所以,在大中型新建、擴建企業,要采取一系列的預防措施,從建設期的可行性研究到廠址選擇,要搞好環境影響評價,使廠址選擇和工業布局更加合理,防止對環境產生不可恢復的破壞。在建設過程中,要搞好總體設計,確定合理的工藝流程、產品結構、原材料路線和環境保護措施。這樣控制污染才是既經濟而又有效的。國內外的實踐證明,事后處理污染,單純依靠排出口處理技術,耗資巨大,經濟上難以接受,而且難以根治。以我國污水控制為例,全國日排污水量已超過10億噸,如果不加控制,到2020年,全國污水將達到每日20億噸,按傳統的二級處理費用每噸300元計算,將是一個天文數字,這顯然是我國經濟條件不能負擔的。因此,控制污染,必須從事后處理污染,轉到預防為主的道路上來。

把預防措施做好,綜合協調各種關系,使污染治理單項工程處在比較理想的優化狀態,才能減少治理費用。這樣,不僅使各項治理技術工程在我國財政能夠接受的條件下,得到有計劃的實施。而且由于處理污染物的負荷減少到比較理想的程度,治理技術工程建成以后維持運轉的各種條件,如人員配備、能源消耗、設備維護檢修等都比較合理可行,減少企業過重的經濟負擔,無疑將能保證治理技術工程得以順利運行。

二、回收資源與凈化處理相結合,以回收資源為主

隨著科學技術的進步和社會生產力的不斷發展,國際上在處理工業排泄物的技術路線上,發生了重大的變革。不僅在凈化工藝技術和凈化裝備上采用現代化技術,更重要的是采用無廢物工藝,建立無廢工業企業,組織無廢生產聯合組織。所謂無廢工藝,實質上是在物質生產過程中,采用先進的生產工藝和先進的技術裝備,現代化的管理手段,最大限度地減少投入的資源和能源而增加產品的產出量,從而減少排泄物的產出量,這是主導的而且也是最積極的措施。

當今世界能源日益緊張,資源日趨枯竭,很多國家把“資源再利用”作為一項重大經濟政策提出,而且日益為人們所重視。“資源再利用”也越來越為國際上認為是劃時代的環境保護對策。因此,當前控制污染措施的重點,首先應從技術改造、合理利用資源、能源,綜合利用“三廢”入手,即從生產的內涵入手,在簡單再生產中獲得擴大再生產的經濟效益和環境效益。對于非排不可的,采取無害化處理措施。

我國現有工業企業的“三廢”排放量大,正說明我國工業的工藝技術和裝備落后以及企業管理水平不高,資源和能源的浪費大。同時表明資源的再利用的潛力也是很大的。“三廢”作為資源利用是隱藏價值的再實現,雖然這種再實現并不總是可以無條件地達到的,但社會化大生產的條件一旦存在以及政策對頭,其經濟效益是非常顯著的。各工業部門的實踐都證明了,在國家獎勵綜合利用,實施企業“三廢”綜合利用產品利潤提留辦法的鼓勵下,調動了企業治理“三廢”,開展綜合利用的積極性,進一步挖掘企業內部資源潛力,擴大資源來源,增加產品品種和產量,節約能源消耗,降低企業生產成本。

三、企業防治與區域防治相結合

企業防治與區域防治,從系統工程的角度講,一個區域的環境系統工程是地區、城鎮、企業環境系統工程的總和。它們之間的關系,是整體和局部或者說是大系統和小系統的關系。他們之間是有機的整體,是相互依存、不可分割的。

企業防治是區域防治的基礎,就控制一個區域污染來說,目前主要是控制工業企業的污染。一個企業的污染防治程度,決定著企業的環境質量。一個地區或城市的全部企業的環境質量,也基本決定這個地區或城市的環境質量。從這個意義講,積極開展企業污染源防治,無疑是當前環境保護工作的重點,它為區域綜合防治奠定基礎。但是企業的污染防治,又必須在區域綜合防治的統一規劃下,按區域對企業的要求進行,這樣既是最經濟的又是最有效的。因為一家一戶的單獨治理污染,往往投資大、效果差,特別是中小型企業往往不可能單獨治理,而區域綜合防治可以合理利用區域環境容量和自凈能力,可以調動全區域的力量,發揮地區優勢,綜合利用資源和能源,集中處理某些共性的污染物,以較小的代價,獲得較大的效益。

通過各地區進行區域防治的實踐,企業防治與區域防治相結合,有以下幾種:

第一:合理利用區域環境容量。各地區的環境有明顯的差異性,其環境容量也不相同。因此,在控制污染的對策上,有著比一個企業更為廣闊得多的選擇余地,可以因地制宜,按照當地的生態條件和環境質量目標,實行分階段的總量控制,在各階段規定各污染源不同的排放定量。這樣,有助于使企業污染處理系統獲得較好的效果。

第二、集中處理污染物。在一個地區,特別是一些工業企業比較集中的城市,在同行業和不同行業中,往往產業相同的污染物,在地區環境保護部門的統一規劃下,進行跨行業、跨地區集中處理這些污染物,發揮社會主義專業化協作的精神,克服一家一戶的分散治理的那種經濟不合理、技術上困難重重、環境效果差的弊病。例如分散的電鍍工業的含鉻廢水集中處理,不僅可以徹底消除整個地區的鉻污染,而且可以把各種含鉻廢渣、廢液綜合利用起來,制成化工原料,經濟效益也是顯著的。又如一些劇毒廢渣,一時無法利用,分散處理,技術上有困難,也不經濟,可以由城市建立統一的毒渣庫,以地區為整體,可以傳遞“三廢”資源信息,打通供需通道,建立供需關系,使行業間、企業間、工、農、牧業間“三廢”的再資源化成為可能。

第4篇

關鍵詞:建筑節能;觀念;建筑環境與設備工程專業;暖通空調

作者簡介:李炎鋒(1971-),男,河南新密人,北京工業大學建筑工程學院副院長,教授;王慧琛(1989-),男,河南濮陽人,北京工業大學建筑工程學院碩士研究生。(北京?100124)

基金項目:本文系北京工業大學2011年教育教學改革重點項目(ER2011-A05)資助的研究成果。

中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)29-0021-02

隨著社會的發展,建筑能耗在社會總能耗中所占的比例越來越大,在發達國家已達到30%。在大型城市中建筑能耗比例遠高于這個比例。而在建筑用能種類中,用于供暖、通風、空調系統(簡稱暖通空調)的能耗占到建筑能耗的30%~50%。[1]隨著人均建筑面積的不斷增大以及暖通空調系統的廣泛應用,用于暖通空調系統的能耗將進一步增大,勢必會使能源供求矛盾進一步激化。另一方面,現有的暖通空調系統所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用造成地球資源日益匱乏,同時也帶來嚴重的環境問題,對生態環境和可持續發展帶來了很大影響。

建筑節能是指在建筑物的規劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過程中,執行節能標準,采用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品,提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統效率,加強建筑物用能系統的運行管理,利用可再生能源,在保證室內熱環境質量的前提下,減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。[2]建造過程中的能耗包括:建筑材料、建筑構配件、建筑設備的生產和運輸以及建筑施工和安裝中的能耗;使用過程中的能耗,包括房屋建筑和構筑物使用期內采暖、通風、空調、照明、家用電器、電梯和冷熱水供應等的能耗。

建筑環境與設備工程專業(原暖通空調專業)是培養具有室內環境系統與設備及建筑公共設施系統的設計、安裝調試、運行管理以及能在建筑環境與設備的設計研究、制造安裝、物業管理等部門及相關的科研、生產、教學等單位從事工作的高級工程技術人才。注重建筑、機械、電氣、熱工、和環保等多學科的交叉與融合。[3]通過培養,使學生掌握建筑物理環境、環境空調系統的基礎理論和基本知識,接受建筑設備系統的設計、調試和運行管理等方面的基本訓練,具有進行建筑供暖、通風和空調系統及設備的設計、運行、實驗研究的基本能力。建筑環境與設備工程專業在專業體系中與我國實施建筑節能策略有著密切的聯系,因此在學生培養中貫徹建筑節能觀念有助于學生走向工作后在設計、管理、安裝、運行等環節重視建筑節能。

一、建筑環境與設備工程專業知識體系

按照住建部建筑環境與設備工程專業教學指導委員會的要求,該專業主干課程包括:工程熱力學、傳熱學、流體力學、機械設計基礎、建筑環境學、流體輸配管網、熱質交換原理與設備、供熱工程、空氣調節、通風與空氣潔凈技術、建筑給排水等。培養內容包括建筑熱舒適環境技術、建筑自動化集成技術、建筑給排水技術、建筑節能設計理論的綜合知識,要求學生具有進行工程設計、運行、施工、經營管理以及應用研究的能力。

可以看出暖通專業的課程涵蓋了空調系統的能源、輸配環節、末段運行等各個環節。如果在專業教學中系統滲透國家的節能政策、標準和規范將是降低建筑能耗和保護環境非常重要的手段。在暖通專業的主干課程教學中以節能為導向,將不僅宣傳了國家的相關政策、規范和標準,提高了建筑從業人員的業務能力和節能意識,而且他們走上工作崗位時也能學以致用,造福社會。

二、培養學生建筑節能觀念的相關教學環節

建筑節能涉及很多專業領域,而暖通空調系統的節能也是一個系統工程,只有在建筑能源利用的各個環節,包括能源利用、能源輸配、終端用能以及系統從設計到運行的全過程中貫徹節能的理念,才可能達到整體節能的效果。單純追求局部環節的節能反而容易造成整個系統能耗加大。因此要加強學生在系統設計、設備選型、系統運行等階段的建筑節能觀念。

1.暖通空調系統設計環節

(1)注重建筑維護結構的節能。暖通空調系統進行設計首要的環節是計算建筑物的負荷。建筑負荷中,通過圍護結構傳熱產生的冷熱負荷在空調負荷中占有很大的比重。建筑圍護結構保溫性能在建筑的節能中起著很重要的作用。采取遮陽、外保溫、節能窗等措施提高圍護結構的隔熱性能,可以減小由室內外溫差而引起的熱量交換,從而有效減小空調冷熱負荷,達到節能的目的。在該環節強調維護結構選擇節能,要求學生嚴格按照國家和地區的節能標準進行維護結構設計。

第5篇

[關鍵詞]水利水電工程;生態環境;保護對策

中圖分類號:X820.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)36-0388-01

要正確處理好興建水利水電工程與保護生態環境的關系,就必須科學地、實事求是地估計修建水利水電工程可能引發的環境問題及生態環境的具體制約的表現是什么?一般意義上講,水利水電工程對生態環境的影響主要包括對泥沙和河道的影響,移民問題,對氣候、地質、土壤、水文、水體、魚類和其他生物種群的影響,以及對景觀和文物的影響和對人體健康的影響等。

一、水利水電與生態環境的關系

1.環境是水利水電工程的載體。水利水電工程都是具有一定規模的,同時它的興建是以環境為載體,作為載體中細胞的水利水電工程將不可避免地對環境產生諸多影響。同樣,環境對工程的影響也是多方面的,如庫區滑坡、地震、水土流

失等均將對工程的運行造成一定的危害。

2.水利水電工程同時是環境不可或缺的組分。新的環境要素的增加,新環境系統兼容性的好壞,取決于水利水電工程與原有環境中各要素的相互協調程度。如果協調一致,新的環境系統將具有更大的環境效益,提供更適合人類與自然界生存和發展的環境條件。

二、水利水電工程對生態環境的影響

1.水利水電工程建設對生態環境的有利影響

(1)能源作用。水利水電作為一種清潔能源和可再生能源,其開發和利用能夠緩解當前能源資源不足,還能減少化石能源燃燒過程中二氧化碳等有害物質的排放,減少社會生產和生活對生態環境的影響。

(2)對環境的保護作用。除了能源利用方面,水利水電工程的防洪減災功能能減少對生態環境的影響。同時,還增加了水產養殖、航運、濕地等,新旅游景觀也逐漸形成。尤其值得說明的是,水電溫室氣體的排放量比其他能源發電的溫室氣體排放量要低得多。

2.水利水電工程建設對生態環境的不利影響

(1)對氣候的影響。水利水電工程建設會對氣候產生影響,特別是水庫的建設,由于蒸發量增多,在大氣循環中,增加了該區域的降水量,也導致霧覆天氣的增多,也增加了該區域極端天氣的出現。

(2)對水質的影響。水利水電工程建設導致水循環速度減慢,導致污染物擴散遷移能力和水汽交換速度降低,從而影響了該區域的水質,甚至會造成嚴重的金屬污染。

(3)對河道生態系統造成了影響。從一些大型水庫來看,由于水流較緩且水面較寬,導致特殊水溫結構的形成,蓄水水溫會高于天然河道的水溫,導致某些低溫生物生長環境的改變,影響了生物的正常生長。

(4)對陸地植被的破壞。由于水利水電工程需要占用較大的面積,導致植被破壞嚴重,棲息在該區域的生物也受到影響。加之污染物排放速度較慢,造成該區域內的動物、植物遷移,甚至是滅亡。

(5)水利水電工程建設雖然能避免農田大范圍淹沒,但改變了土壤的熱狀況和養分,降低土壤自身的肥力和酸堿性,導致土壤沼澤化和鹽堿化程度加劇。同時水庫水位的波動容易造成滑坡、崩岸等災害,不僅造成環境破壞,還對沿途居民生命財產安全造成很大的威脅。

(6)對社會環境的影響。由于水利水電工程建設會涉及到移民安置問題。移民對環境等的影響非常大。在移民安置中,應減少毀林開荒政策所造成的環境影響。就移民安置過程而言,將庫區居民從一地遷移到另一地,本身就會對生態環境造成嚴重的破壞,不僅包括工程建設中廢氣、廢水、固體廢棄物排放等對庫區居民和生態環境的影響,還應該包括因水利水電工程建設造成的人文景觀、自然景觀的破壞。

三、水利水電工程建設對生態環境的影響的對策

水利水電工程的建設在一定程度上改變了當地的自然面貌和生態環境,改變了原有的生態平衡將導致一定的環境問題。因此,我們必須充分應用現代科學技術,深入研究自然界各生態要素的平衡機制,掌握人類改變自然時對生態的近期和長遠的影響規律。為了建設生態友好型的水利水電工程,還需要重點做以下工作。

1.增強生態環境保護意識。在水利水電工程規劃、設計、及施工過程中要充分考慮生態與環境的要求,在取得社會效益、經濟效益的同時,一定要取得良好的環境效益。加強生態環境保護法規的執行力和環保知識的宣傳力度。同時,進一步確保提高在水利水電工程建設過程中公眾參與環境保護的程度。

2.開展水利水電工程建設的生態環境評價。從水利水電工程建設的實際情況來看,水路水電工程建設對生態環境的影響是必然的 如何趨利避害才是水利水電工程建設中應注意的問題。因此,從工程建設的情況出發,以環境科學的經濟價值理論對工程建設的價值進行評價,在評價過程中,應對工程的自然生態、環境價值、社會生態等變化情況,包括有形、無形變化兩種,立足現狀,但也應注重長遠的利益。

3.根據生態環境評價采取相應的改進措施,針對風險評價和經濟評價的結果,形成了一個相對完整的工程建設立體評價體系,對工程建設的不確定因素進行分析,采取相應的環境保護對策。如在葛洲壩水利工程建設中,以扶助放養的措施,使原處于瀕危狀態的中華鱘能夠順利繁衍,從而擺脫了物種滅絕危機。再以青銅峽水庫為例,在工程建設中,充分利用淤積形成了大范圍的濕地和農田,大大改善了該區生態環境。長江三峽建設過程中,修建了一個大型的污水處理系統,改善了長江沿岸的污水處理能力,保證了長江的水質。

4.健全移民政策,保證移民的利益移民政策的完善,不僅對生態環境的持續發展有重要作用,也對水利水電工程的整體效益產生重要的影響。因此,在水利水電工程建設中,應注重以人為本,健全移民政策,保證移民的利益。雖然高額的移民安置費會增加水利水電工程建設的成本,降低水利水電工程等的實際意義,但也應認識到,人才是整個水利水電工程建設最重要的組成部分,只有保證人民的利益,才能促進水利水電工程的順利實施。從目前來看,可以將房屋、土地等有償設施作為股本,參與到水電開發建設中。

5.盡快建立和實施生態補償機制。要嚴格按照“誰開發、誰補償,誰受益、誰補償,誰破壞、誰恢復”的原則來進行生態補償。根據環境影響評價的具體補償措施,通過設置過魚設施、增殖放流、生境補償等辦法,協調工程建設與水生生物保護的關系。如針對河流上建設水電工程對水生生物的不利影響,采取過魚設施、建立自然保護區等措施,同時,采用人工增殖放流等補償措施,以遏制相關生物物種的衰退。

水利水電工程建設對生態環境的影響是必然產生的。如何減少水利水電工程建設對生態環境的不利影響,如何趨利避害,發揮出水利水電工程的最大價值,是當前水電開發和利用中應特別注意的問題。當前,在水利水電工程建設中,應特別重視生態環境的保護,認識到水利水電工程建設對生態環境的潛在影響,做好水利水電工程規劃、設計和施工,在造福人類的同時,還應該將對生態環境的影響降到最低,促進我國水電事業的快速發展。

參考文獻

[1] 鐘華,何家華.淺談水利工程對社會經濟發展的重要性[J].民營科技,2012(9):20.

第6篇

一、我國新能源科學與工程專業開設狀況

2008年世界金融危機之后,為了推進我國產業結構的轉型,總理提出了發展戰略性新興產業的構想。2010年國務院通過了《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》,提出要培育和發展包括新能源產業在內的七大戰略性新興產業。隨后教育部發文鼓勵有條件的高校申辦戰略性新興產業相關專業,并于2010年首次批準浙江大學、華北電力大學等11所大學開設“新能源科學與工程”專業,2011年和2012年又先后批準了23所大學開辦該專業。截至2012年,教育部共批準國內34所大學開設了新能源科學與工程專業,詳見表1。

從表1可以看出,開設新能源科學與工程專業的大學中“985工程”大學有7所,“211工程”大學13所,還有3所農業院校。這些大學分布在全國的17個省市,其中,江蘇最多有10所,占總數的近三分之一;其次是北京和遼寧,各3所;河南、山東、福建、江西和湖北各2所;吉林、黑龍江、廣東、河北、陜西、浙江、上海和重慶各1所。從地域分布狀況看,開設新能源科學與工程的高校主要集中在中東部省份,西部省份開設該專業的高校只有2所。

二、新能源科學與工程專業人才培養方案對比

作者對各所大學網上公開的人才培養方案進行了收集整理,并進行了對比分析。從收集到的資料看,各所大學關于新能源科學與工程專業的人才培養模式大體可以分為兩類:一類在課程體系的設置上充分體現本科人才培養的“寬口徑”原則,課程內容涵蓋各種新能源,包括風能、太陽能、生物質能、地熱能、氫能、核能等;另一類在課程體系的設置上更多地體現了“專業化”要求,設有專業方向,側重于太陽能、風能和生物質能中的某一類。基于上述第一種思想進行的課程設置,體現了新能源的綜合性和交叉性,但存在的問題是難以兼顧風能、生物質能和太陽能等不同的新能源對專業基礎知識要求的不同。風能的專業基礎側重于機械和電氣,生物質能的專業基礎主要有熱能、化學和生物學,而太陽能的專業基礎是物理、化學和材料科學。因此,由于缺乏相關專業基礎知識做支撐,這樣的課程設置對每種新能源專業知識的講解會存在內容深度方面的局限。基于第二種思路所開展的課程設置強調了專業的方向性,其不足在于削弱了對學生新能源綜合知識的培養。表2是國內部分高校新能源科學與工程專業主要課程設置情況。

通過對表2的分析,可以得出以下幾點結論:

(1)即使是同一類型的培養方案,各個高校之間在課程設置上也存在著較大差別。比如同屬于“寬口徑”型培養方案的西安交通大學與重慶大學和浙江大學的課程設置均存在較大差異。從課程所涉及的專業內容看,西安交通大學的培養方案涵蓋了風能、太陽能、生物質能、水能、地熱能、氫能,以及儲能和節能等專業內容。而浙江大學的課程內容除了涉及太陽能、風能、生物質能和氫能外,還有三門與環境相關的課程,分別是能源與環境技術進展、能源與環境系統工程概論和低碳能源技術。

(2)上述人才培養方案課程體系的共性在于大部分培養方案體現了能源動力類專業的學科基礎,這些課程包括工程熱力學、傳熱學、流體力學等。這與教育部新修訂的《普通高等學校本科專業目錄(2010)》將新能源科學與工程專業設為能源動力類特設專業的要求是一致的。

(3)分析測試能力的培養受到重視。作為應用性很強的專業,培養學生具備從事現代能源技術與裝備研究及應用的能力十分重要,因此一些學校開設了相關課程,比如,西安交通大學開設了《新能源過程、狀態與材料性能測試與分析技術》,華北電力大學開設了《生物燃料分析與測試》、《太陽電池材料測試與分析》等課程,上海理工大學開設了《動力工程測控技術》等。

(4)課程設置充分體現了創新性。許多高校的課程設置都充分體現了方案設計者的創新意識,比如浙江大學設置的《低碳能源技術》、《能源與環境系統工程》等課程考慮了能源與環境的關系,這些課程可以起到拓寬學生知識視野的作用。再比如一些學校設置的《儲能技術原理》則符合新能源這種分布式能源產業化發展的重大需求。享有國際聲譽的社會批評家杰里米·里夫金在其新作《第三次工業革命》中提出,組成第三次工業革命五大技術支柱中“儲能技術”是其中一項。

三、國外高校新能源專業開設及人才培養方案的設置情況

美國的一些高校已開辦相關專業來培養新能源方面的人才。2005年,俄勒岡州技術學院開設了美國第一個可再生能源工程本科專業,之后,伊利諾斯州州立大學和約翰布朗大學開設了可再生能源專業,埃弗格來茲大學開設了替代能源與可再生能源管理專業,威斯康辛大學普萊維爾分校開設了可持續與可再生能源系統專業,紐約州立大學坎頓技術學院開設了可再生能源專業。在歐洲,德國歷史最悠久的國立農業大學、歐洲農業大學綜合科研實力排名第一的霍恩海姆大學開設了生物基產品與生物能源專業;挪威阿格德爾大學和挪威生命科學大學開設了可再生能源專業。此外,美國的一些高校開設有新能源相關的輔修專業,比如,科羅拉多礦業大學開設了能源輔修專業,學生可以在可再生能源和傳統能源之間選擇一個方向進行學習,托萊多大學設置了可再生能源輔修專業。表3是國外部分開設新能源專業大學的課程設置情況。(表中主要課程為筆者翻譯,原英文課程名可登陸相應學校網站查詢)

從表3所列幾所大學的情況可以看出,國外大學的新能源類專業人才培養方案與國內大學在兩個方面具有較大的相似性。一是國外新能源專業人才培養方向也存在“寬”與“專”兩種類型,前者如約翰布朗大學、埃弗格來茲大學等,這些學校的專業培養方向涵蓋了太陽能、生物質能等多種可再生能源;而霍恩海姆大學則屬于后者,其專業名稱即是生物基材料和生物能源。二是不同大學之間的課程設置同樣存在著較大差別,充分體現了每所大學自身的特色。

國外一些大學雖然也有分專業方向的做法,但是這些做法與我們國內的設計有不同之處,國外是按照在共同的基礎課程之上,通過專業課的不同來劃分方向,這與國內完全根據專業方向對應設置基礎課的做法明顯不同。比如,紐約州立大學坎頓技術學院設置了10門涵蓋風能、太陽能、生物質能、地熱能的專業課程模塊,但只要求學生從中選修4門,這其實是為了便于學生自主選擇專業方向所進行的一種設計。威斯康辛大學普萊維爾分校的培養則從另外一個角度劃分了專業方向,分為設計與分析方向、開發與管理方向,一個方向側重于培養學生的設計研究能力,另一個方向側重于培養學生從事新能源開發和管理的能力,每個方向單獨設有相對應的課程模塊。

國外大學在課程設置方面普遍比較重視經濟及管理類課程的開設,并將這些課列為必修課。比如Principles of Management(管理學原理),Principles of Supervision(監督原理),Project Management(項目管理),Project Management for Renewable Energy(可再生能源項目管理),Economics of Biobased Energy Production(生物能源生產經濟學),Managing an Alternative Energy Project(替代能源項目管理)等。國內大學對這類課程的重視程度不如國外大學。

美國的大學對高年級學生開設有Capstone Course(國內翻譯為頂峰體驗課程),比如Alternative and Renewable Energy Management Capstone Course(替代能源與可再生能源管理頂峰體驗課程),Renewable Energy Capstone(可再生能源頂峰體驗課程),Capstone Project(頂峰體驗項目)等。這是一門將所學知識應用于特定主題、問題或設計的課程,過程包含資料(文獻)收集、量化分析、產品設計、小組討論與合作等,類似于我們的畢業設計。但是二者之間也存在較大區別,畢業設計是一個必修的、學分較多的項目研究課程,而頂峰體驗課程表現出了緊湊多樣的課程形式、多層次的課程目標、人性化的選修制度,具有團隊合作、學術整合和產學融合的特點,被許多國家的高等教育引進。

四、結論與建議

通過對我國新能源人才培養的現狀進行分析整理,可見:

(1)我國已初步構建了新能源人才培養的專業體系,在各所大學所制定的新能源科學與工程專業人才培養方案中,既有面向培養具備新能源綜合知識與能力人才的方案,又有側重于培養系統和深入掌握某類新能源專門知識人才的方案。不同的培養模式可以為新能源技術和產業的發展提供不同類型的專門人才。

(2)新能源種類多樣且處在快速發展的過程中,加之不同種類的新能源對專業基礎知識的要求存在差別,這些因素加大了專業課程體系構建的難度,在“專”與“寬”之間如何平衡和取舍還需要各個大學在現有人才培養方案的基礎上,開展廣泛深入研究,以便對人才培養方案進一步完善和改進,使其更符合新能源產業發展需求。

(3)我國新能源科學與工程專業與歐美等發達國家的新能源專業的人才培養方案和課程體系,無論是在設計理念,還是在具體內容方面都有很強的相似性,在體系先進性方面與國外處在同一水平上。但同時,我們也應積極學習和借鑒國外大學優秀的教學改革成果,比如美國大學頂峰體驗課程的設置。

基于以上結論,筆者就我國的新能源人才培養提出以下幾點建議:

(1)作為一個新興專業,很多課程沒有現成的教材可供選用。如果按目前的培養方案,大多數課程都需要各學校單獨來編寫,而要完成如此多新教材的編寫,無疑是一項非常繁重的工作,而且也難以在較短的時間內完成。因此,從新能源科學與工程專業的長遠和健康發展角度考慮,應該分類構建面向全國的專業基礎課和專業課課程體系,在此基礎上各大學可再根據各自的特點設置體現自身特色的課程。只有這樣才能為全國性專業教材的編寫奠定必要的基礎。

第7篇

【關鍵詞】綠色生態;居住區規劃;建議

隨著現代生活節奏日益加快,如今的都市人都渴望回歸自然,希望更多的與大自然接觸,因此,綠色技術也更多的被運用到住宅建筑設計中。無論從建筑設計到組織施工、清潔能源、建筑節能、綠色環保建材、水資源綜合利用等方面,生態住宅建設都有較好的反應。最有效的生態解決方法就是通過與環境的融合而更持續的發展,使我們自我構建的環境中所有的排放物和產品將不停地循環,最終融合到自然環境中。發展綠色生態建筑,加強生態建設的大眾參與,為人性化住區營造一個自然、和諧的環境。

1.生態住宅概述及其特點

生態住宅又稱為綠色住宅,在上個世紀80年代,西方發達國家就已經對生態住宅有嘗試性研究。進入新世紀以來,在能源價格上漲和可持續發展理念深入人心的時代,人們對生態住宅有了更深入的認識。生態住在以可持續發展為指導思想,意在尋求自然、建筑和人三者之間的和諧統一,即在“以人為本”的基礎上,利用自然條件和人工手段創造一個有利于人們舒適、健康的生活環境。生態住宅小區是對這一理念的深入發展。它更加密切的聯系周圍環境與其他單體住宅,又能將各種資源的利用最有效,環境清潔、優美、舒適,可大大降低因自然災害、生態環境破壞或暫時失衡等影響而產生的各種風險,有利于提高小區文明程度的穩定、協調、持續發展的人工復合系統。

生態住宅立足于節約能源和保護環境兩大主題,其本質可概括為“健康舒適、高效清潔、和諧優美”三大特點。從更深入的意義上說,它對社會的好處還有以下幾點:

(1)節約土地資源。由于新型建筑材料的使用,降低了對粘土實心磚的依賴,間接地節約了土地資源。

(2)節約水資源。我國的人均水資源并不豐富,各大城市甚至出現過水荒。綠色生態住宅能夠有效地循環利用各種污水,把污水變成中水,用作澆花、洗車、沖廁所。當然,生態住宅的水資源利用絕不是簡單的重復利用,而是自成一個循環整體,從本質上節約水資源。

(3)充分利用光學資源。住宅采光設計是生態住宅的另一個重點,優良的采光性,可以減少對電能的依賴。加之太陽能能照明熱水系統,都是充分利用自然資源的有效途徑。

(4)對垃圾的處理更加環保。對垃圾的分類,是屬于綠色環保、住宅物業管理范圍內的,與業主息息相關。發達國家早就將垃圾分為有機物、無機物、玻璃、金屬塑料等類回收處理。就地處理垃圾,能極大限度地降低垃圾對環境的污染,最大限度地化廢為寶,循環利用。

2.綠色生態住宅的設計要點

根據國際綠色建筑協會對生態建筑的評定指標(共有9個指標)和建設部于2001年7月頒發的《綠色生態住宅小區建設要點及技術導則(試行)》,我們可以總結出綠色生態建筑的設計原則和要點:

(1)能源系統。對電、燃氣、煤等常規能源進行分析優化,采取優化方案,避免多條動力管道入戶。鼓勵采用新能源和綠色能源,如太陽能、風能、地熱、廢熱資源等。全年日照在2 500 h以上的地區,建議裝太陽能設備。

(2)水氣循環系統。設立中水系統、雨水收集利用系統等。小區綠化、水景觀、洗車、道路噴灑、公共衛生用水等可使用中水或雨水。居室內達到自然通風,衛生間裝備通風換氣設施,廚房設有煙氣集中排放系統,異味氣體能在瞬間散發。居室內的空氣質量達到二級標準。

(3)聲光熱支持系統。光環境系統強調滿足日照要求,室內要盡量采用自然光,注意避免居民遭受光污染,在室外公共場地采用節能燈具,提倡由新能源提供的綠色照明。它包括室外、室內和對小區以外噪聲的阻隔措施。室外設計應滿足:日間噪聲小于50 dB,夜間小于40 dB。室內聲環境,日間噪聲小于40 dB,夜間小于35 dB。光環境系統強調滿足日照要求,室內要盡量采用自然光,注意避免居民遭受光污染,在室外公共場地采用節能燈具。應滿足居民的熱舒適度要求和建筑節能要求以及環保要求。冬季室內適宜溫度為20℃~24℃;夏季為22℃~27℃。住宅采暖,空調應該采用清潔能源,并因地制宜地采用新能源和再生能源。

(4)環保系統。提倡使用3R材料(可重復使用、可循環使用、可再生使用),選用無毒、無害、有益健康產品。生活垃圾的收集要全部袋裝,密閉容器存放,收集率達到100%,垃圾實行分類處理,分類率至少達50%。具備“生態環境、休閑活動、景觀文化等”三大功能。

3.對發展綠色居住區的建議

綠色生態建筑在社會的普及度并不高,出現了雷聲大,雨點小的狀況。人人都說好的東西,為什么不會被大規模的運用呢?究其原因有以下幾個方面:首先就是認識的不足,人們普遍意義上對“生態建筑”的含義的有誤解的,以為就是“高度綠化的建筑”。在工程建設上,也往往局限于這一方面。對建筑的模塊也是拼湊為主,不能形成一個系統。例如,開發商認為要節水,就加上了中水循環系統,認為要節能,就加上太陽能燈箱。這些小項目的修補,實際上不能深入理解生態建筑的內在含義。另一個重要的原因就是建筑的成本高,投入大。因為其附加功能多,對于居民的生活品質有更高的支持,所以成本必然提升。似乎現在生態建筑已經成了富人的專屬建筑。還有一個原因是技術與理論支持的原因。我們對生態建筑的探討還處于初級階段,現在社會上所建成的生態建筑,實際上并不是真正意義上的生態建筑。沒有足夠的理論和新技術的支持,使我們的工作有了很大的困難。

針對以上問題,作者有幾個發展綠色生態居住小區的建議:

3.1樹立綠色生態生活的觀念

綠色生態觀念古已有之。“苔痕上階綠,草色入簾青”,說明綠化、人、住宅自古就有著不解之緣。21世紀的綠色生態觀念就要求把保護環境、節約能源放在重要的位置,使“綠色生態觀念”同市場、效益、質量、競爭、創新等觀念一樣成為人們的指導思想。

3.2樹立更廣泛的社會認同和政府的支持

要加深人們對于綠色生態建筑的認識,產生巨大的需求力,在市場杠桿下,自然會有更多的開發商愿意為此投資。只有在社會上廣泛的形成認識,才能有更多的人對其展開技術和理論研究,在革命性的建設方案出現后,會很快的降低建設成本,從而加速綠色建筑的普及速度。由于現在對于綠色生態建筑的投資沒有明顯的利益回報,所以這時候,政府應該出臺扶持性政策,鼓勵社會力量大膽的從事這項工作。實際上,綠色生態建筑的理念,與我國科學發展觀的指導思想相輔相成,都是為了更高,更長遠的生活品質著想。因此在政策支持上的難度不大。

3.3增強綠色生態建筑的魅力

大規模的使用無害化建筑材料,在宣傳上也已此為主,吸引業主。將高科技建筑與環境相融洽,豐富住宅的功能,將人居環境水平達到智能化、村落化、詩意化。實行住宅綠化技術,避免住宅被各種煙塵污染的黯然失色、骯臟不堪的那種“遺憾”,使得綠色住宅小區更加有吸引力。

4.結語

本文從綠色生態建筑的理念和含義入手,探討了其設計和建設的要點與原則,針對國內綠色生態小區建設過程中出現的問題,給出了自己的意見。

【參考文獻】

[1]李利納.淺議綠色住宅品牌建設[J].山西建筑,2006.

第8篇

摘 要:本文構建旅游-經濟-生態復合系統評價指標體系,采用耦合協調度函數,對桂林市進行可持續協調發展評價研究。結果表明:1990年以來桂林市旅游子系統和經濟子系統的綜合序參量總體呈上升趨勢,但旅游子系統的綜合序參量波動性較大;生態環境綜合序參量在1990~2000年間呈緩慢上升的趨勢,2001年后發展趨勢有所下降。旅游-經濟-生態系統的協調發展關系處于頡頏狀態,協調發展的程度還處于中低水平;系統耦合協調類型正在以旅游發展超前型,逐漸演變為經濟發展超前型。

關鍵詞:可持續發展;耦合協調度;旅游;經濟;生態環境;桂林市

一、引言

旅游-經濟-生態關系,是世界各國政府和社會各界普遍關注的問題。這一問題的研究,具有重要的理論和實踐意義。桂林市是中國著名的風景游覽城市和歷史文化名城。旅游產業作為桂林市經濟的主導產業,其發展對桂林市社會經濟建設和發展起著極其重要的作用。桂林市旅游業的發展依靠的是獨特的“山清水秀、洞奇石美”的旅游資源,這些旅游資源具有不可再生性,而旅游產業的發展不可避免地會對這些旅游資源產生破壞性的影響,這在旅游學上稱之為“旅游摧毀旅游現象”。經濟要發展,資源環境要保護,就不能單一地采用“發展第一的經濟決定論”或是“零增長的環境優先論”。因此,可持續協調發展觀的提出,給桂林市旅游經濟的不斷發展提供了新的契機,同時也給旅游資源的合理開發、利用和保護提供了新的價值觀。

可持續發展是一種全新的價值觀。它以資源的永續利用和環境改善為標志,體現了公平性、持續性和共同性原則。可持續發展的根本點就是經濟社會的發展與資源環境相協調,其核心就是生態與經濟相協調。圍繞這一課題,國內外不同專業背景的學者開展了多方位多角度的研究。在國外,Konstantion Bithas和Peter Nijkamp提出在不確定信息下,利用專家知識系統進行環境――經濟協調模型的建模方法[1]。Boulding將系統方法應用于經濟與環境相關性的分析,倡導的是儲備型、休養生息、福利型的經濟發展,其目的在于建立既不會使資源枯竭,又不會造成環境污染和生態破壞的、能循環利用各種物質的“循環式”經濟體系來代替過去的“單程式”經濟[2]。Norgaad提出了協調發展理論,認為通過反饋環節在社會與生態系統之間可以實現共同發展[3]。在國內,袁旭梅等從“生態-社會-經濟”復合系統協調的角度,運用非平衡系統理論對自組織與組織機理進行了分析,并根據大系統理論,提出復合系統協調控制與管理方式[4]。白華對區域“經濟、資源、環境”復合系統的協調機理作了分析[5]。曾嶸闡述了人口、資源、環境與經濟的協調發展復雜系統的結構特征,各子系統之間內在協調機制及系統發展過程[6]。李后強等提出人地協同論是構建協調發展模型的基礎[7]。馮玉引入協調度概念描述了區域PREE系統發展的協調程度[8]。孟慶松對復合系統的協調度模型進行了研究,并指出復合系統具有自然系統與人造系統的雙重特點[9]。然而,這些研究多數側重于協調發展理論與機理的論述,對某一特定區域內具有區域特色的子系統間的可持續協調發展關系和發展程度的動態演變趨勢的研究比較少。因此,本文以旅游發展、經濟發展與生態環境資源保護之間的關系,構建三者之間的復合系統,并以桂林市為例,實證分析該復合系統可持續協調發展程度的動態演變趨勢。

二、模型的建立

1. 建模的原則

協調是系統之間或系統組成要素之間在發展演化過程中彼此的和諧一致。發展是指系統或系統組成要素本身從小到大、從簡單到復雜、從低級到高級、從無序到有序的變化過程[10]。 本文研究旅游、經濟與生態環境系統的可持續協調發展是指3個子系統內部各要素間,按一定數量和結構所組成的有機整體,配合得當、有效運轉。這個整體的目的是提高旅游產業及經濟發展水平、使其對生態環境的影響控制在生態環境的承載力之內[11]。旅游發展、經濟發展與生態環境之間的可持續協調發展不是從最優的旅游、經濟目標出發或從最優的生態目標出發而實現的可持續協調發展,而是在特定的自然環境和社會條件下實現的最適的旅游和經濟發展目標,與最適的生態環境目標的有機統一。旅游發展子系統、經濟發展子系統與生態環境子系統具有自我調節能力,當系統外界或系統內部條件的變化,未超過系統自身的調節和控制能力時,系統能恢復并維持原有的協調狀態;當系統外在或系統內在條件的變化超過系統的承載力時,原有的協調狀態被打破,系統會在新的條件下建立新的平衡。因此,人類活動在遵循生態規律、經濟規律和旅游規律的基礎上,運用科學技術,采取各種經濟措施和政策、法律和法規等有效的宏觀調控手段,調節和控制其發展變化進程,使旅游發展、經濟發展與生態環境之間的協調運動沿著人類社會發展目標發展。

2. 評價指標體系

桂林市“旅游-經濟-生態環境”系統可持續協調發展的指標體系構建應以區域可持續發展的指標體系和可持續協調發展的指標體系的設計原則為指導,遵循整體對應、比例適當、重點突出、層次分明、完備性、一致性、可行性等構建原則,根據桂林市的實際情況來設計,指標權重由熵值法[12]計算得出,原始數據來源于1991~2005年的《廣西統計年鑒》和《桂林市經濟社會統計年鑒》,計算結果見表1。

(1) 旅游-經濟-生態系統綜合序參量分析

從表2可以看出,旅游綜合序參量波動幅度較大,東南亞金融危機和“非典”疫情的發生,引起1998年和2003年旅游綜合序參量下降,其中2003年降幅很大;2000年該指標達到這15年中的峰值,其余年份呈現緩慢上升的發展態勢。經濟綜合序參量一直呈現較快速度的增長態勢,經濟發展勢頭良好。生態環境綜合序參量在1990~2000年間呈緩慢上升的趨勢,但2001年后發展趨勢有所下降。

(2) 旅游-經濟-生態系統耦合度與綜合調和指數的時序分析

從桂林市旅游-經濟-生態系統耦合度的時序變化來看,這15年來增長速度非常緩慢,其間有小幅波動。從耦合度數值大小來看,其數值都處于0.3~0.4之間,表明了這15年來桂林市旅游-經濟-生態系統的發展關系都為頡頏狀態,以旅游業為主導產業的桂林市經濟發展方式屬于粗放型發展模式,旅游與經濟的發展對生態環境影響較大。旅游-經濟-生態系統的綜合調和指數呈增長趨勢,說明了雖然系統耦合度變化不大,但在這15年間,桂林市政府通過政策措施來大力發展旅游業和區域經濟,并加大舊城改造和生態園林景點的建設,使得旅游-經濟-生態系統的整體協同貢獻不斷增大。

2. 耦合協調度的計算及等級評估分析

根據模型Ⅳ,可以計算出桂林市旅游-經濟-生態系統的耦合協調度(D),并可根據其耦合協調度數值劃分相應的等級(見表3)。

(1) 桂林市旅游-經濟-生態系統耦合協調類型分析

由表3可知,1990~2004年桂林市旅游-經濟-生態系統的耦合協調類型以旅游發展超前型為主,逐漸演變為經濟發展超前型。旅游業作為桂林市的主導產業,對桂林市經濟的發展起著重要的影響。旅游業本身涉及食、住、行、游、購、娛,涵蓋旅游者消費的各個方面,很多產業借助旅游業的繁榮而保持持續發展的態勢。桂林市地、市合并后,隨著行政區域范圍的擴大,經濟總量的增加,經濟產業的多元化發展,旅游業對全市國民經濟增長的貢獻率顯著下降了。隨著桂林市經濟綜合實力的明顯增強,粗放式的經濟增長方式對生態環境造成的負面影響開始制約經濟的持續發展,旅游業和經濟的發展已經超出了生態環境系統的承載力閾值范圍。

(2) 桂林市旅游-經濟-生態系統的耦合協調度分析

1990~2004年桂林市旅游-經濟-生態系統的耦合協調度數值處于0.2469~0.4726之間,說明15年來桂林市旅游、經濟與生態環境發展的協調程度處于中低水平,總體上是向著不斷協調的方向發展。東南亞金融危機和“非典”疫情的發生給桂林市旅游業帶來了重大的打擊,使1998和2003年的耦合協調度下降;而2002和2004年是桂林市旅游業15年來發展的高峰。中低度的耦合協調發展表明資源未得到合理利用,經濟效益不高,旅游與經濟產值的增加是靠消耗大量資源換取的。在旅游與經濟發展的同時,自然資源不斷受到破壞、資源基礎削弱,一些主要資源已出現嚴重短缺。隨著旅游業發展帶來的大規模人口的流動和社會經濟的增長,環境污染日益嚴重,生態環境治理速度趕不上破壞速度,將會使旅游業和經濟的發展大大超出生態系統的承載閾值,導致不可持續發展的狀態。

四、結論

本文將“旅游-經濟-生態”系統的影響因素與協調發展程度的評價分析結合起來,從“旅游-經濟-生態”系統發展過程中各序參量之間的協同作用的強弱程度入手建立可持續協調發展模型,并以桂林市為實證對象,從綜合序參量、耦合協調度和耦合協調類型等方面來描述這一復合系統可持續協調發展的動態變化趨勢,具有簡單、概括、易操作等特點。但是,本文只是對某一特定區域的“旅游-經濟-生態”系統整體協調發展狀況及所處的發展層次進行實證分析,如何實現對各子系統內部和整體協調的綜合評價將有待于進一步研究。

1. 從桂林市旅游-經濟-生態各子系統綜合序參量的時序變化來看,除了生態子系統在2000年以后呈下降發展趨勢外,旅游子系統和經濟子系統總體上呈現上升發展趨勢,旅游子系統的波動性較大。旅游業作為桂林市經濟發展的主導產業,雖然容易受到客源地和目的地各種自然環境、政治經濟因素的影響而發展略有波動,但是總體上是發展快速的,并極大的促進了社會經濟的發展;旅游業和經濟的快速發展,能源、資源的消耗量增大、資源效率低、污染物排放嚴重、土地資源利用不合理使得生態環境遭到破壞,生態環境綜合序參量持續下降。

2. 從桂林市旅游-經濟-生態系統耦合度的時序變化來看,耦合度數值處于0.3~0.4之間,增長幅度非常緩慢,表明了這15年來桂林市旅游-經濟-生態系統的發展關系都為頡頏狀態。旅游業本身就是一個對自然資源高需求、高消耗的產業。桂林市經濟增長方式尚屬于粗放式的生產方式,經濟增長的質量和效益不高,旅游業和經濟的發展必然會給生態環境帶來負面的影響,必須以新型的發展模式來代替那種傳統的消耗大量資源的發展模式,實現經濟發展戰略的根本性轉變,向集約型的經濟生產方式轉變。旅游-經濟-生態系統的綜合調和指數呈增長趨勢,說明在這15年間,桂林市政府通過調控工業發展和加大環保投資等政策措施的實施,在一定程度上遏制了生態環境的惡化。

3. 從桂林市旅游-經濟-生態系統耦合協調度的時序變化來看,桂林市旅游、經濟與生態環境發展的協調程度還處于中低水平,耦合協調類型以旅游發展超前型為主,逐漸演變為經濟發展超前型。造成中低水平協調的原因是旅游業的發展和社會經濟的發展利益是相一致的,但是和生態環境卻存在著經濟增長對資源需求的無限性與資源供給能力的有限性之間的矛盾。隨經濟社會的發展,生態環境的再生產能力與人類日益增長的物質文化需求能力之間的差距在拉大,一方面生態資源過度消耗,造成生態系統結構簡化、功能下降;另一方面,經濟發展過程中所排放的各種廢棄物超過生態環境的自凈能力,生態平衡被打破,生態環境惡化。這種兩難選擇要求全面客觀地處理經濟發展與生態環境的關系,不能因為保護生態環境就限制經濟發展,而是要想方設法在生態環境的承受范圍內來發展經濟,促使經濟發展與生態環境的矛盾關系由制約性向促進性轉化,最終實現矛盾的統一,達到經濟發展與生態環境系統整體協調。

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Construction of Evaluation Model and Empirical Study of Sustainable Coordinated Development of

Tourism-Economy-Ecological System:A Case Study of Guilin in Guangxi

ZHANG Yan1,XU Jianhua1,ZENG Gang1,WU Yuming2

(1.School of Resources & Environmental Science,East China Normal University,Shanghai 200062,China;2.School of Economics & Management,Guangxi Normal University,Guilin 541004,China)

Abstract:This paper adopted the coupled coordination degree function to construct a evaluation index system composed of tourism,economy,and ecology with the aim of evaluating the sustainable coordinated development of Guilin. The results show that from 1990 the synthesis parameters of both tourism subsystem and economic subsystem have been taking an upward trend with the volatility of tourism a little higher;that from 1990to 2000 the synthesis parameter of ecological environment subsystem there had been slowly rising and the development trend has been declining after 2001;that coordinated development relation of the tourism-economy-ecology system is antagonistic at a medium-low degree;and that the systematic coupled coordination types are gradually evolving from advanced tourism development as the main type into advanced economic development one.

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