工程侵蚀（精选9篇）
工程侵蚀 篇1
0 引 言
对开发建设项目产生工程侵蚀的监测是近年来水土保持领域关注的热点[1,2,3,4,5], 也日益成为水土流失监测工作的重点。在采矿、交通、电力、冶炼、水利水电、城镇建设等开发和建设项目中表现尤其明显。这些工程无论在施工期间还是在运行期间都对地表有着较大的扰动。如何针对各类工程项目的特点选择监测方法、拟订监测指标、确定监测时段, 都需要全面对工程侵蚀监测进行理论研究。建设项目对地表的扰动情况变化频繁, 计算弃土弃渣量、评估植被破坏、水土保持工程措施效益都需要不同于常规地面观测的监测方法。当前监测部门急切希望, 在基于工程类型、水土流失影响类型的分类研究基础上开展工程监测方法研究, 以便为监测工作提供有益的方法和思路。
工程侵蚀监测工作是从20世纪90年代末期逐步快速发展起来, 如马述萍等[6]利用测钎法在贮灰场中进行了水土流失监测;张晓云等[7]通过GIS和USLE对朱溪河小流域土壤侵蚀量进行估算;这些监测方法都能起到较好的效果。而随着近景摄影测量的发展, 通过摄影测量的方法能够快速、精确地将不同时期的监测对象的体积快速获取, 从而计算出对应的侵蚀量。
1 摄影测量简介
摄影测量学是测绘科学的一个重要分支, 摄影测量的最大优点是非接触的成像, 而且是面状的成像系统, 及一次测量能够获取被测量对象的整个表面数据。利用摄影的手段可以确定目标的外形、形态和几何位置。把摄影距离大约小于100 m的摄影测量称之为近景摄影测量, 它已广泛应用于科学技术的各个领域, 如建筑工程、地质、考古、医学、生物、机械制造、采矿、冶金、船舶制造、航天技术等各个方面[8,9]。摄影测量随着硬件和理论的发展, 已经成为监测的一种重要的手段, 相对于其他传统测量手段有如下优点。
(1) 监测速度快:
摄影测量是一种瞬间获取被测物体物理信息和几何信息的测量手段。
(2) 监测简单易行:
摄影测量是一种非接触性量测手段, 对不易接触的测量对象 (如高陡坡的弃渣场) 有着非常大的优势。
(3) 精度高:
摄影测量是一种基于严谨的理论的测量方法, 可提供相当高的精度测量手段。根据监测相机等硬件的投入情况, 测量精度有变化。
本项研究采用近景摄影测量来提取被测地形的三维信息, 然后进行工程侵蚀量计算。通过摄像设备 (数码相机) 非接触式地拍摄目标, 获得数字影像, 然后对目标点或特征点进行识别、坐标量测, 采用各种解析方法解算目标点或特征点影像的空间坐标, 最后通过数据处理得到所需要的各种数据。该方法具有测量快速、非接触、外业强度低、获取信息全面、可提供高精度等众多优点。
2 基于摄影测量的工程侵蚀监测
2.1 工程背景
襄渝铁路二线陕西省段白河县新小米溪弃渣场, 是有工程修建产生的一座弃渣场。该弃渣场长约160 m, 高约25 m, 坡度约为65°。弃渣场内堆积物主要为碎石废弃物, 少见废土。在弃渣场上修建了一条小的乡村公路, 并有挡土墙对其进行支护。弃渣场已停止弃渣, 长有少量的植被。图1描述了新小米溪弃渣场的全貌。
2.2 相机检校
近景摄影所用的相机不需要摄影测量的专业相机, 只需要对所采用的相机进行检校就可以了, 检校相机最主要的是光学畸变系数的检校和内位元素的检校。
2.2.1 光学畸变系数的检校
图像中存在的非线性畸变对图像质量有重要影响, 图像的非线性畸变是由畸变图像中的实际像点坐标偏离理论像点的位置坐标而产生的误差。可以通过采用图像畸变系数的求解方法来求得相机的畸变系数。具体步骤如下。
(1) 建立检校方格网。
(2) 相片透视变换。
(3) 利用方格网上对称的四个点的物方及像方坐标计算8个投影变换系数。
(4) 利用这8个投影变换系数和至少5个方格网点的物方坐标, 反算格网点的像方坐标, 进而求出其与量测的相片坐标的差值Δx, Δy。
(5) 用至少5个点的畸变差改正值Δx, Δy, 用间接平差法进行最小二乘平差, 求出畸变系数。
(6) 用畸变系数对过程3中用到的四个以上点的像方坐标进行畸变改正, 利用改正后的像方坐标和已知的物方坐标重新计算投影变换系数, 然后重复2、3步骤, 直到每相邻两组畸变系数变化比较稳定。
2.2.2 内位元素的检校
恢复 (摄影时) 光束形状的要素称为相片的内方位元素。内方位元素是确定摄影中心S与所摄相片P相对位置关系的要素, 依据此相对位置即可恢复摄影时光束的形状。本次通过三维控制场方法进行方位元素测量。具体步骤如下。
(1) 建立三维控制场:利用单张相片进行空间后方交会解算相机的内方位元素需要建立高精度而稳定的三维控制场, 并要求:控制场中控制点要达到一定数目且在控制场前方能看到所有控制点, 控制场稳定清晰、控制场的尺寸适合拍摄成像等。控制场中控制点的坐标通过空间前方交会法进行解求。
(2) 对控制场进行相片拍摄。
(3) 方位元素的测定:利用测取的畸变系数对控制场的像方坐标进行构象畸变差校正。然后利用共线方程, 建立像点坐标与物方坐标的联系。
2.3 监测数据采集
2.3.1 摄影站布设
根据工程的实际情况进行摄影站进行布设, 由于小米溪弃渣场为长条形坡面, 而且受到地形的限制, 不能一次性对目标进行拍摄, 所以采用多站的布设方式, 摄站间隔4.6 m, 共拍摄7个立体像对 (8张影像) 摄影距离为30 m。拍摄站点布置图如图2所示。
2.3.2 控制点的选择
控制点标志包含人工标志和选取特征点标志两种, 对于不能布设人工标志的现场, 可以采用特征点作为标志, 如特殊形状岩石的角点等易于辨识的特征点。小米溪弃渣场因现场坡面又陡又高, 危险性高, 无法预先布置控制, 故选择影像容易判读的明显地物点作为控制点, 共采集分布均匀的10个控制点。控制点分布图如图3所示。
2.4 基于VirtuoZo的近景摄影测量
在野外按照摄影测量的方式后, 需要将摄影测量的影像生成数字地表模型, 从而对数字地表模型进行量测获得拍摄区域的体积数据。在此我们使用武汉适普软件公司的VirtuoZo工具进行数字摄影测量的处理。
2.4.1 VirtuoZo简介
VirtuoZo系统是适普软件有限公司与武汉大学遥感学院共同研制的全数字摄影测量系统, 属世界同类产品的五大名牌之一。此系统是基于Windows平台的全数字摄影测量系统, 利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业。
2.4.2 数据处理步骤
通过拍摄的影像, 利用VirtuoZo软件进行处理, 主要分为以下6个步骤:
(1) 导入影像:在VirtuoZo下选择引入影像文件, 在弹出的对话框中填入相应的参数, 如相机参数文件、影像是否反转、转换的原始数据格式类型、影像的扫描分辨率等参数, 然后载入相应的原始影像文件, 编辑影像的输出路径, 即可开始转换。
(2) 建立测区:打开主界面程序, 选择打开测区;在弹出的对话框中输入相应的测区名, 即可新建一个测区, 输入相应的测区名确认后, 将出现对话框;填入相应的测区路径、控制点文件路径及文件名、加密点文件及文件名、摄影比例尺、成图比例尺、DEM采样间距、等高线间距等参数后确认即可。
(3) 建立模型及设置模型参数:打开主界面程序, 选择打开模型, 在弹出的对话框中输入相应的模型名, 即可新建一个模型, 输入相应的模型名确认后, 将出现对话框;填入相应的模型路径、左右影像文件路径及文件名、临时文件存放路径、产品文件存放路径等参数后确认即可。
(4) 模型的相对定向:选择模型定向, 进入相对定向界面后, 鼠标右键选择菜单“选项”栏中的“寻找近似值”、“自动精确定位”功能取消, 手工在影像边缘添加几对同名点后再做自动匹配, 自动寻找同名点;自动匹配完成后, 用户可检查同名点的误差, 对误差较大的点进行调整或删除。
(5) 模型的绝对定向:在相对定向界面中, 在菜单中选中功能选项“寻找近似值”、“自动精确定位”, 在左片中找出控制点对应的像点位置, 使用鼠标左键在该区域点取, 在弹出的1∶1影像显示窗口中精确刺准后, 右片上将自动匹配出相应的同名点, 在弹出的对话框中精确调整左右片的像点位置 (或使用右下角的微调按钮调整) , 使左右测标分别对准控制点, 给出相应的控制点点名 (与在加密点文件中的点名对应) ;同样的方法刺出其他控制点点位刺完足够控制点后, 可选择右键菜单“绝对定向-普通方式”, 即显示绝对定向的结果和各控制点误差, 也可点击“立体显示”按钮, 检查控制点是否刺准。绝对定向的结果可以通过“工具-质量报告”查出。
(6) 非水平核线影像的生成:在相对定向界面中, 作完相对定向后, 选择右键菜单“定义作业区”, 然后在左影像上用鼠标左键拉框选择核线影像的生成范围, 存盘;若不想手工设定, 可选择右键菜单“自动定义最大作业区”, 系统会自动找出可生成核线影像的最大范围, 存盘;选择右键菜单“生成核线影像-非水平核线 (或水平核线;注:要生成水平核线影像, 必须在作完绝对定向后方可;非水平核线则无此限制) ”, 即可生成核线影像。至此, 基于普通数码影像的立体模型已经建立。
2.5 工程侵蚀量的计算
在通过摄影测量对小米溪弃渣场进行两次测量后 (两次测量的时间间距为5个月) , 将测量的离散点进行插值、剖分, 计算得到弃渣场的体积。在获得两次测量的成果, 形成了对应的DTM (数字地形模型) 后, 将DTM进行了体积量算, (二次计算所选取的区域范围保持一致) 。将两次测量得到的弃渣场模型高程相减, 就得到各点的地表侵蚀量的大小, 然后采用等值线绘制算法, 得到工程侵蚀量在空间上的分布情况, 根据具体的侵蚀空间分布, 相关人员可采取有针对性的措施进行工程侵蚀预防。
分别计算了两次测量的区域地形体积, 结果表明第二次测量得到体积较第一次测量体积减小了74.3 m3, 即该边坡在两次测量时间间隔内造成的工程侵蚀量为74.3 m3。工程侵蚀量的空间分布如图5所示。
而根据平常的经验, 工程侵蚀主要发生在雨水冲刷和风力侵蚀。一般在每月每百平米的流失量为0.3～0.5 m3。降雨的发生对工程侵蚀相对比较大。
2.6 误差分析
近景数码测量距离控制点越远, 点位精度越差, 因此在实际工作中, 控制点的分布应首先环绕被测目标, 其次在其包容范围内, 均匀分布。当控制点数量在8个及以上时, 可获得较好的点位精度, 当控制点数量在10个以上时, 点位精度提高不明显, 当控制点的数量少于8个时, 点位精度迅速下降, 因此在实际工作中, 应该至少利用8个及以上的控制点进行像物关系模型的建立, 这样既可以提高建模精度, 同时也可以检验模型的可靠性, 因此, 控制点的数量在8个及以上是获得测区内均匀较高点位精度的必要条件。
影响工程侵蚀量计算精度的主要有两种误差。一是数码测量相关的误差, 这些误差的积累影响最终生成的不规则三角网的精度;二是不规则三角形法模型误差。不规则三角形法将研究对象地形表面抽象成由三棱柱组成的集合, 该方法用直线代替了呈现不规则曲面的地面, 除了这项误差外, 不存在其他误差, 另外在用不规则三角形法计算模型时, 采用全解析法计算, 整个计算过程精度高、误差小。因此, 与传统的地形体积计算相比, 此项误差可忽略不计。
3 结 语
数字摄影测量作为一种最新崛起的测量手段, 相对其他监测而言有很多优势, 特别是作为一种非接触式的测量手段, 不需要接触到地面就可以通过摄影的方式获取数据, 所以特别适合危险区域的测量, 如弃渣场、地塌陷等。
而作为面获取信息的方式, 相对其他非接触的测量方式如无棱镜全站仪, 摄影测量能够更加快速。
由于工程侵蚀对象一般分布在河流周围, 而且监测的对象比较陡峭。所以适合采用非接触式的摄影测量方法。但是对拍摄位置的选择也提出了较高的要求。需要进一步在拍摄位置的随机分布上进行更加深入的研究。
参考文献
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工程侵蚀 篇2
只要办理一个“挂床住院”就能在医院任意用医保卡开药，而且医院还会提供很多其他的优惠政策。在大型医院周围，有出租医保卡赚钱、高价收药的贩药团伙，他们的生意越来越“红火”。而这一做法几乎是普遍性行为，且是“半公开的秘密”。不断更新的骗保手段正在侵蚀作为“救命钱”的医保基金。倒买倒卖形成产业链
《经济》记者在北京市大兴人民医院蹲点发现，每到上午，都会有两个中年男子骑着电动车在医院斜侧面停留收药。而且，这两个中年男子似乎并不愁生意，一停下车，早就在这等着卖药的人就围上去，他们并没有发名片或者竖着广告牌告诉其他人自己的身份。
《经济》记者等两人忙过一个小高峰后以卖药者的身份与其交谈。其中一位告诉《经济》记者：“我们只收一些治疗高血压、心脏病的药，比如心可舒片、阿司匹林等。日常那些小疾病的药、保质期一年以下的我们不收。”对于收益，该男子表示还算满意，按他们的话叫“大钱赚不到，但比上班赚得多”。
随后，一位看着60多岁的妇女拿着一袋氯沙坦钾片过来找他们收药。收药价格是23元每盒。《经济》记者随后去药店发现，该药在药店有46.8元、47.2元两个价位。相当于这些收药团队按正规药店一半的价格进行回收。
据《经济》记者了解，这些人收来的药一般都流向农村，或者个体诊所、小药店。他们这些人并没有《药品经营许可证》，这样擅自买卖，属于无证经营，违法行为。
东南大学公共卫生学院医疗保险系主任张晓告诉《经济》记者，这些药品来源很复杂，有医保患者的药品、有来历不明的药品，甚至假药，加上运输的条件、存储环境较差，药品安全极其没有保障，危害健康。
而这种擅自买卖药品，且套取医保基金的行为实在太多。《经济》记者随便在QQ加群一栏打上“收药”二字，搜索出来的结果有50多个群，群人数多则425个人、少则10余人。群聊高频词汇是“求长期合作、长期供应”。供应的药品一般也是络活喜、安博维、百令胶囊、心可舒、尿毒清等价格高的药品。
实际上，早在2011年，通信管理部门和搜索引擎，就一直采取屏蔽链接、消除信息、关闭站点等多种措施对网上非法收药信息进行屏蔽和清除，已成功切断70%的非法收药信息源。但现在打开网站、朋友圈、淘宝、QQ，依旧有大量的收药广告。虽然各地执法部门已经连续多年下力气整治“贩药”乱象，但光靠监管部门检查、执法部门抓捕的方式，只能治理一时，等风头过去，又会死灰复燃。
目前一些地方骗保、套保的手段可谓五花八门。除了上述情况外，还有开大处方、“挂床住院”等多种方式。例如四川广元市心血管病医院2013年和2014年两年间，通过开“阴阳处方”，共骗取医保基金749万元；2015年福建省福州市第二医院通过对34人次“挂床住院”方式，违规套取医保基金4.84万元；安顺康复中心医院采取伪造病历、将门诊病人转成住院病人等手段，骗取新农合国家医疗基金250多万元。骗保涉嫌违法
审计署对外发布2017年第1号公告中表示，涉嫌套取医保基金大致有三类问题。第一类属于“内部”问题，表现在部分地区医疗保险费征缴不到位、上缴不及时，财政补贴补助资金不到位；部分地区医保基金支出使用不够规范，少数存在挤占挪用，有的基金被扩大范围用于其他社保制度支出。比如，截至2016年6月，天津市职工医保和城乡居保基金收入户月末余额共计199041.65万元，未及时上缴财政专户。第二类属于“制度衔接”问题，表现在制度间不衔接造成重复参加基本医疗保险和重复报销医疗费用，部分封闭运行企业存在拖欠定点机构医疗费用等问题。比如，截至2016年6月，国电江西电力有限公司等4户企业医疗保险各自封闭运行，涉及参保人数15.19万人。第三类属于“外部”问题，表现在部分定点机构或个人骗取套取医保基金；部分医疗机构违规收费。比如，2015年至2016年6月，山东省淄博市张店区建联药店等3家药店上传虚假药品销售记录，违规套取职工医保基金265.69万元，作为单位收入核算。
国家卫计委卫生发展研究中心医疗保障研究室副主任顾雪非向《经济》记者表示，医院和患者骗保，最后受损失的还是老百姓。“如果医保基金不合理使用，为保持已有的医疗保障水平，保费也越来越高。而医保费用一部分个人缴纳，一部分是财政补贴，其实都是老百姓支付的。”
张晓认为，骗取医保基金是否直接影响老百姓权益的问题要从两个层面来看待。“首先，总体来说，医保基金最终是由政府兜底的。即使医保基金收不抵支，通过财政拨付资金弥补缺口也能保证参保人的合法医疗权益不受影响。但从另一方面看，尽管政府对基金承担兜底责任，但对于侵蚀医保基金的骗取套取行为，也必须严厉打击，防范穿底风险。”
顾雪非最后总结，骗保本质是“道德风险”问题，部分情节严重的涉嫌违法。医疗保险制度建立后，医患双方对医疗费用（成本）敏感度大幅下降，医、患多提供（利用）医疗服务的目标和动机一致，基金超支风险在主要付费方即医保，而不在医患。无论个人或医疗机构单方行为，或者双方达成默契，门诊转住院、分解住院尚属于“道德?L险”范畴。虚假就医、虚假发票、编造病历则涉嫌违法。事实上，“骗保”不仅存在于医疗保险，也存在于其他保险（包括商业保险）乃至一般公共政策。
“此类问题不可能完全杜绝，但应设法将其控制在最小的范围内，在技术层面主要是通过信息技术加强实时监控；在政策层面医保应从后付制变为预付制，改革按项目付费的支付方式，促使医疗机构转变行为，强化成本意识，这样至少让所谓‘医患合谋’失去土壤。但变革后又要防范服务提供不足、诊断升级等问题。”顾雪非表示。医保基金并没有“收不抵支”
近期，不少官方媒体和自媒体账号发布关于医保基金“收不抵支”的贴文，引发行业内与老百姓的关注。特别是关于一条来源于第一财经日报的报道写到，清华大学医疗服务治理研究中心最新的一项测算显示，中国的卫生医疗总费用在进入老龄社会之后快速增长，具有指数式增长的趋势。如果不加以控制，中国医疗卫生总费用将由目前的3万亿元增长到2040年的273万亿元，这将给财政、医疗保险基金和个人带来不可承受的负担。
《经济》记者为此联系清华大学医疗服务治理研究中心证实这条内容是否是该研究中心发布的，如果是，预测的根据是什么？但至记者截稿前，该研究中心始终以研究员繁忙为由未予回复。总体收支平衡，局部存在风险
财政部社会保障司在2017年11月27日发布《关于2016年全国社会保险基金决算的说明》。2016年城镇职工基本医疗保险基金收入10082亿元，比上年增加1156亿元，增长13%。本年收支结余1994亿元，年末滚存结余12736亿元；2016年居民基本医疗保险基金收入6095亿元，比上年增加690亿元，增长12.8%，完成预算的101.6%。本年收支结余623亿元，年末滚存结余3330亿元。
张晓向《经济》记者表示，我国现行医保资金的管理“以收定支，量入为出，收支平衡，不能出现赤字”。从近十年数据来看，医药制造业收入增速与医保基金支出增速趋势基本一致。
而对于上述2040年中国医疗卫生总费用是否能达到273万亿元的问题，顾雪非也认为，我们卫生总费用的规模在2009年是1.3万亿元，到目前是4.7万亿元左右。据估算，到2020年大概也就能达到6万亿元―8万亿元，几百万亿元的数字是不可能达到的。而且总体来看，医保基金是以一个财政或者一个时间来计算，所以现收现付制度能够保证目前的收支平衡。
“但也不排除各别地方会有收不抵支的?L险。”张晓补充说，比如医保制度中职工医保和居民医保是两种制度，斥资也不一样。那么在职工医保制度退休人士不缴费的老工业基地，退休的人比较多，缴费的人相对变少，基金压力就比较大。“但据我了解，出现这种情况，最后只有财政去补贴亏空。但从总体来说，各个地方都采用了总额预付制度，不可能出现大面积的失衡。”
而中国社会保障学会副会长、浙江大学民生保障与公共治理研究中心主任何文炯对《经济》记者表示，虽然目前全国绝大多数地区的基金都有结余，但最近几年来，各地人均基金结余量正在逐步降低，部分地区已经出现当期收不抵支的现象。如果继续采用现行制度和管理方式，从长远看，职工基本医疗保险基金存在收不抵支的风险。“主要因素，一是医药费用上涨过快，这主要是由于医疗服务供给机制改革滞后；二是基本医疗保险‘系统老龄化’，即参保人群中缴费人数相对减少、享受待遇人数相对增加的趋势，如果制度政策不变，必然导致基金支出增长速度快于基金收入增长速度；三是管理环节的各种漏洞，例如参保人员、医药服务机构及其工作人员的违规，甚至欺诈行为，医疗保险缴费基数不实等。因此，经济增速较慢、人口老龄化严重、医疗服务供给机制改革滞后、管理相对薄弱的地区，容易出现基金穿底的现象。”
“现在的情况是，总体医保基金安全没问题，但是确实存在老百姓不满意的情况，那是因为医改问题还有待完善。”张晓坦言。医疗控费压力大
那么为何在巨额财政投入下，部分地区医保基金还存在穿底的风险，而且老百姓又没有感受到多大的实惠？
顾雪非告诉《经济》记者，一方面是资金费用的上涨，另一方面是人次增加。“比如，从2009年到2016年的门急诊人次就翻了一倍，每年看病的人比过去更多，这样平摊到每个人身上，医保筹资就被稀释了。如果从住院人次来说，目前职工医保报销比例是17%左右，而在2003年，100个人里边也就四五个人是住院的。由于医保全民覆盖带来的需求释放，因此医疗控费的压力不言而喻。”
还有一点值得注意的是，这巨额的投入大部分也被浪费掉了，流向了医生、医院管理者、卫生主管部门官员、药品价格管理部门官员、药品生产经营企业，他们获得了巨大的隐性利益，但患者得到的服务和质量并没有提升。的确，央视早在2011年就报道出医生吃回扣的问题。比如价格虚高20倍的克林霉素磷酸酯注射液，每支给医生回扣4.4元，占中标价40%；医生收入的95%来自药品回扣，巨大的回扣利益刺激下，医生大处方、滥用药，导致我国药物滥用问题在世界“名列前茅”。如我国2009年大输液达104亿瓶，人均达8瓶，是世界人均的3倍。中国抗生素人均年消费量在138克左右，是美国、英国的10倍。
而造成上述问题的原因之一是，“从国际上来看，医生的收入远高于社会平均工资。但我国医生的收入是按事业单位薪酬水平界定的，没有反映出医生应有的技术劳务价值。那医院只能靠药品、耗材、检查项目的收入来维持医院的运转，这也导致医院的过度医疗。”顾雪非表示。
顾雪非补充说，部分地区和单位存在医保基金筹集不到位，部分地区医保基金支出使用不够规范等问题。“此类问题涉及开源节流，影响医保基金的可持续性，也涉及公平问题。资金筹集、拨付不到位，直接影响医保和医疗机构运行。若部分企业未按规定基数和标准缴纳保费，未实现应保尽保，影响制度公平。职工医保个人账户套现或用于购买日用品，提示除了加强监管也要加快个人账户的改革。这些问题涉及单位、个人、医保经办、财政、医疗机构、药店等，也体现了医保相对于其他保险的复杂性。”
其次，制度衔接不到位和部分企业职工医保封闭运行。顾雪非表示，重复参保、重复补贴、重复报销问题在城乡居民医保整合后会大幅减少。而职工医保和城乡居民医保的重复参保问题，反映的是人口流动、城镇化、户籍制度改革的大背景，需要通过信息互联互通乃至参保管理方式的变革来解决。部分企业职工医保封闭运行，统筹层次过低，基金超支的风险受企业员工老龄化程度影响会比较大，亦不符合社会医疗保险发展的要求。协同统一是改革关键
不可否认，各地人均基金结余量正在逐步降低，再加上个过度浪费医疗资源，医保基金不排除会发生穿底的风险，那么如何才能实现医保基金的高效运用？
毋庸置疑，过度医疗的问题是应该首要解决的。目前我国对过度医疗的定义虽然很明确，但在现实中难以界定。因为临床医学非常复杂，每个患者同一种病都有不同的表现、不同的阶段，那在治疗过程中无法形成统一模式。而在2018年伊始，广西、浙江、四川、河南等多个省份陆续密集发布扩大按病种收付费范围的通知，至此，全国近三分之二省份已经实施或正试点实施按病种收费。而医保控费这一举动被业内称为是2018年医改的“第一枪”。
张晓认为，此次改革是为了提高基金的使用效率。按病种付费，其原理是鼓励医院、医生减少不必要的服务，而节约下来的钱，合法地转移到医院和医生身上，鼓励优化诊疗路径，提高资金使用效率。“我们预计，到2020年按病种收付费会覆盖全部的病种、全部的医疗机构。”
不过，顾雪非提醒，在这种新的付费方式下，也需更多考虑医疗质量的考核。“医疗服务质量好、费用低是一种理想的状态，但往往难以实现。”顾雪非说，如果通过这样的改革，费用下降的幅度超过质量下降的程度，那也是一个可以接受的次优的结果。
另外，张晓认为，从医保审计所发现的一些问题看，有制度执行的问题，也有制度改革不到位的问题。那么从宏观讲，首先要将分散式、碎片化的制度形成统一。这也是此次成立国家医疗保障局的目的之一。
除此之外，审计署副审计长孙宝厚曾公开称，医疗、医保、医药三项改革密切相关，财政对公立医院投入不足、药品价格和流通管理混乱等，都对医保制度和医保基金有较为重要的影响。不能就医保谈医保，必须统筹协调，增强“三医”改革的协同性、系统性，确保医保基金管理规范有序。
工程侵蚀 篇3
黄河三角洲是中国最年轻的一块陆地,它是由于黄河携带大量泥沙入海,在入海口受到海水顶托,流速缓慢,使得大量泥沙在此落淤,填海造陆形成的。黄河三角洲地域辽阔、自然资源丰富,被誉为我国“最具有开发潜力的三角洲”。
黄河三角洲的海岸线曲长,具有丰富的海岸带资源,其经济价值大,对于推动区域经济的发展有着重要的作用。然而,由于近几年来黄河中上游建设的各种水利水保工程、大型工程的拦沙、下游河道的淤积以及引水引沙的作用,使得进入黄河口的水沙呈现逐渐减少的趋势,造成了黄河口沙嘴难以保持稳定而不断被侵蚀[1]。因此,研究黄河三角洲海岸侵蚀,分析其防治对策,有利于做出合理的防御侵蚀的工程,有利于获取良好的发展区域经济的环境。
本文主要以黄河三角洲为研究区域,分析了海岸侵蚀的现状及原因,综述了目前黄河三角洲地区主要采用的防护工程技术概况及其发展情况。
1 黄河三角洲海岸侵蚀原因分析
沿岸泥沙亏损和海岸动力的强化是导致侵蚀发生的直接原因,而引起泥沙亏损和动力增强的根本原因是自然变化和人为影响。
1.1 引起黄河三角洲海岸侵蚀的自然因素
1.1.1 海洋动力作用增强
海水运动过程中产生的潮流、波浪等是造成海岸侵蚀的主要动力。近岸潮流决定了沿岸泥沙的离岸移动方向,并成为海岸侵蚀的重要原因之一。波浪作用主要表现为起动泥沙、搬运泥沙。黄河三角洲岸线侵蚀一般是受到潮流和波浪两者的共同作用引起的,增强了海岸的侵蚀作用。
1.1.2 全球变暖导致海平面上升
全球变暖导致很多地区的平均海平面相对于陆地有缓慢上升的趋势。由于岸滩剖面会逐渐调整以此来适应升高的平均海平面,因此,会造成岸线的缓慢蚀退。短时间内海平面上升不会引起海岸侵蚀;但长期变化,则会诱发或加速海岸的侵蚀。海平面相对上升,导致近岸水深增加,使到达岸边的波浪作用增强而侵蚀海岸[2]。
1.2 引起黄河三角洲海岸侵蚀的人为因素
1.2.1 河流来水来沙量减少
黄河泥沙是黄河三角洲迅速形成的主要动力。据利津水文站1950~1999年50年的资料统计,其多年平均径流量为343.3亿m3,多年平均来沙量为8.68亿t[3]。因此泥沙量的多少对黄河三角洲海岸线的后退淤进有着举足轻重的作用。
引起黄河下游河段来水来沙量减少的原因有很多,主要有黄河中上游的各种水利水保工程的减水减沙作用、小浪底水库修建后的拦沙作用、下游河道的淤积作用和下游引水量增加导致泥沙流失等原因。
1.2.2 开采地下资源造成陆地下沉
黄河三角洲自然资源丰富,尤其是石油的含量较多。从19世纪60年代开始,三角洲地区陆续开发了胜利、孤岛、河口等油田,伴随着石油等资源的开采,势必会造成陆地和岸滩的下沉,使得岸滩剖面缓慢调整,造成黄河三角洲地区海岸的蚀退。
2 黄河三角洲海岸防护工程技术研究
目前,黄河三角洲绝大部分海岸段因为河流泥沙供应量的减少,造成海岸侵蚀。我们可以在局部海岸段,通过工程措施改变近岸泥沙的运移格局,使泥沙堆积下来[4]。主要的防护工程有以下几种:
2.1 海堤
海堤是人类传统的海岸防护方法,它建造在海滩较高地区,是用来分界海滨陆域和海域的建筑物,走向一般与海岸线平行。它在固定海岸和防潮防浪方面发挥了很大的作用。但它一般不能用于保滩,作为防浪的长期防护方式也是不合适的,除非作为其它工程措施下的辅助或应急措施。这种工程结构,一般只适用于海浪不大的海岸或淤积海岸以防异常海沉[5]。
2.2 丁坝及丁坝群
丁坝及丁坝群是一种与海岸线近乎垂直的海岸建筑物,它的作用是拦截海岸上游输来的泥沙,形成宽阔的海滩而保护海岸。丁坝在淤泥质海岸有较成熟的运用,可以运用在黄河三角洲地区。丁坝及丁坝群是靠拦截的泥沙来达到防护海岸的目的,而黄河三角洲的上游输沙量逐年减少,不利于丁坝拦截大量泥沙形成海滩,因此,这种防护方法存在不足。
2.3 离岸堤
在海岸线外一定距离的海域中建造大致与岸线相平行的防波堤称为离岸式防波堤,简称离岸堤[6]。其作用与丁坝相似,能够造成离岸堤上游侧岸滩的淤积。可以采用大块石或各种混凝土块作为护面。但是离岸堤开口较小,污染易在海湾内积聚而不易排出。因此选择离岸堤作为海岸防护工程应该考虑环境污染问题。
2.4 人工河滩补沙
从海中或陆上采集合适的沙补充到被侵蚀的岸滩上是解决海岸侵蚀最自然的对策。海滩补沙已被证明是一种经济有效的措施,而且它对下游岸滩的影响也比其它防护设施小。由于人工填筑到海滩上的沙,在各种海洋环境条件,特别是海浪的作用下,仍会被冲刷,因此必须每隔几年对海滩进行补沙[6]。
3 结论
黄河三角洲是我国主要的三角洲之一,近年来由于自然变化和人为因素的干扰使得黄河三角洲海岸侵蚀现象日趋严重,进而造成周围海洋资源或油田设施的破坏,这应该引起我们的密切关注。
虽然海岸防护工程的形式比较多,但是我们可以根据海岸侵蚀的特点和黄河三角洲地区的具体情况,对三角洲地区的海岸侵蚀采用不同的防护工程或多种技术结合的形式,使工程达到最好的防护效果,减少黄河三角洲海岸的蚀退。
参考文献
[1]薛芳,胡金叶,张子峰,等.浅析黄河三角洲海岸侵蚀现状与生态保护对策[J].山东环境,2003(6):39-40.
[2]杨世伦.海岸环境和地貌过程导论[M].北京:海洋出版社,2003.
[3]黄河三角洲科研信息网.黄河三角洲海岸线变迁[EB/OL].http://www.bzcm.net/node/2010-03/11/content-89688.htm,2010-03-11.
[4]左书华,李九发,陈沈良,时连强.河口三角洲海岸侵蚀及防护措施浅析——以黄河三角洲及长江三角洲为例[J].中国地质灾害与防治学报,2006(4).
[5]丁训凯.海岸防护措施及工作程序[J].苏盐科技,1995(2).
《雨水对土地的侵蚀》评课稿 篇4
白龙小学
郁金华
沐老师是老教师，虽然在课堂细节处理方面还需要加以斟酌，沐老师的这节课足见她花了很多心思去思考准备。
一、教学设计循序渐进，环环相扣，教学过程思路清晰
沐老师设计的这节课让学生有机会完整的经历一个探究过程。先是由出示的资料中发现问题：下雨会使泥土发生什么变化。学生进行猜测。但是仅仅是学生的猜测是不够呢？一个问题抛出来：到底有什么变化呢？想知道就要做实验。但是在实验室内马上进行一次下雨是不可能的，自然而然引出模拟实验。学生饶有兴趣的讨论如何去模拟雨水对泥土的作用这个实验。在讨论中进行实验的细致指导。学生对实验方案进行补充。最后定下来的实验方法是经过学生自己思考，是学生智慧的总和。再进行实验，观察实验过程，汇报发现，共享集体成果。最后由学生的实验结果出发提出下一个研究问题：你们实验土地被侵蚀都是一样的结果吗？为什么不一样？学生自然会思考到底是什么因素在影响雨水的侵蚀呢？引申到下节课的研究问题。较好的完成本节课的教学目标。
二、课前准备充分，呈现有结构的材料
沐老师导入部分呈现的资料和学生的生活紧密联系，给学生一个强刺激。而且准备的实验器材十分完整，有利与学生实验的设计和实验过程的观察和发现。亦有利于研究过程和方法目标的达成。
三、注重学生有证据进行推测和得出结论
沐老师在教学过程中十分注重学生尊重事实，尊重证据的科学思想。教学中沐老师对于学生的猜测都不与肯定，而是追问到底是不是这样的呢？ 确定了吗？有哪些证据拿出来？学生在老师的追问下会养成猜测也需要理由，结论需要充分的证据这样的想法。有利于学生科学情感价值观目标的落实。
四、教学细节还需继续琢磨，磨出更成熟的课
教学过程中还是存在一些需要再推敲的细节。本节课两个比较重要的概念：径流和侵蚀。老师在上课过程中引导比较模糊，概念的描述不够明确。如果的汇报实验结果时深入挖掘一下表格的作用。对实验前和实验后的泥土和雨水进行充分的比较描述，可能这两个概念的推出会更加容易让学生们接受。
工程侵蚀 篇5
关键词：地下水,侵蚀,防治措施
城市市政基础设施中的排水管道系统是进行城市各项经济活动的保证体系, 是现代城市生存和发展的命脉。因此, 我们在进行排水管道和构筑物工程设计时, 必须注意地下水对混凝土的侵蚀, 并且采取相应的防治措施。
1 排水管道管材的特性
目前排水管道最常用的管材有钢筋混凝土承插管和新型管材, 新型管材包括:玻璃钢夹砂复合管、高密度聚乙烯管等。现对这几种管材的优缺点论述如下:
1.1 钢筋混凝土承插管:该类管材目前被广泛使用在排水工程中, 主要有平口管和承插口管两类。
优点: (1) 承插式胶圈柔性接口对各种地基的适应能力强; (2) 施工后回填要求不严格; (3) 造价低。
缺点: (1) 重量大, 一般需要机械吊装安装; (2) 尚无标准配件, 不宜使用于配件及支管过多的管线。
由于该管材造价低, 承插口适应软土地基, 故在设计中经常采用。
1.2 玻璃钢夹砂复合管
优点: (1) 本地管材节约外运费用; (2) 耐腐蚀性好, 不需做内外防腐处理; (3) 自重轻、强度高, 运输安装方便; (4) 摩擦阻力小, 运输能力高, 玻璃钢管的粗糙系数为0.0084, 因此玻璃钢管能显著减少管道的沿程损失, 减小管道埋深, 可带来显著的经济效益。
缺点: (1) 管材价格较高; (2) 回填要求严格。
目前, 该类管材因为管材价格问题受到一定的制约。
1.3 高密度聚乙烯管 (HDPE) :
优点: (1) 耐腐蚀性好, 不必做内外防腐; (2) 自重轻、强度高, 运输安装方便; (3) 摩擦阻力小, 输送能力高, 能显著减少管道的沿程。
缺点: (1) 管道采用电热熔接口, 日常维修困难。
该管材由于管道接口、不易切割和维修等原因, 尚未大量在埋地工程使用。
1.4 增强聚丙稀管 (FRPP) :
优点: (1) 具有较大的强度、刚性和抗冲击性; (2) 摩擦阻力小、寿命长、安装方便; (3) 内壁耐腐蚀性好, 不需做内外防腐处理;光滑、不结垢、接口允许转角大; (4) 摩擦阻力小, 运输能力大。
缺点: (1) 管道覆土在4m以内; (2) 要求回填处理严格。
增强聚丙烯价格比玻璃钢夹砂复合管和HDPE管便宜, 其管道的综合效益较好, 在条件允许的情况下, 可以作为沿海地区首选管材使用。如果因为条件限制工程必须采用钢筋混凝土管材, 则必须提前预订高抗 (或抗) 硫酸盐水泥制作的钢筋混凝土管道。若施工很急, 而无法定购时, 可在钢筋混凝土管道表面涂热沥青两道, 两端接口留出20厘米不涂, 待管道安装接口做好后补做。
2 管道基础
根据沿海地区工程中构筑物遭到硫酸盐结晶性侵蚀的规律来看, 钢筋混凝土较混凝土严重, 为此将钢筋混凝土基础改成素混凝土基础, 混凝土可以采用以下防护措施:
2.1 根据《工业与民用建筑工程地质勘察规范》结晶
性侵蚀的判定标准中规定, 宜优先采用高抗硫酸盐水泥, 其次可考虑采用硫酸盐水泥。若工程紧急无法定购, 可采用铝酸三钙含量小于8%的普通硅酸盐水泥, 外加水泥重量的1%的亚硝酸钠 (该剂有缓蚀作用) , 并严格控制水灰比, 不得大于0.5, 以增加混凝土的密实度。
2.2. 掺加外加剂:
沿海地区工程为了提高混凝土的抗渗性、耐久性、在混凝土搅拌时应掺加减水剂和引气剂, 从而提高抗侵蚀能力。
3 钢筋混凝土管道及构筑物四周回填材料
3.1 钢筋混凝土管道及构筑物四周回填碎石。
在碎石中掺加一定量的粘土。从水文地质学中得知, 当砂粒强透水中含10%得粘土时, 其渗透系数将降低90%以上, 若含土量在增加, 渗透系数还将大幅度降低, 根据这个原理, 可使回填的碎石形成不透水层, 或不良透水层, 从而堵塞管道和构筑物四周由于碎石形成的地下水流通道。既不使管材强度受到影响, 又增加碎石层的密实度, 防止以后路面沉降。
3.2 钢筋混凝土管道及构筑物四周回填灰土。
在钢筋混凝土管道和构筑物施工过程中, 采用可行的地下水降水措施, 将地下水位降到基础以下0.5米, 回填时采用3:7灰土回填, 直至路基, 回填范围为管道和构筑物外皮1.0米。
工程侵蚀 篇6
一、工程概况
库塔干渠东干渠 (上段) 输水工程地处尉犁县境内, 东干渠首端接希尼尔水库分水闸, 尾段接孔雀河第五分水枢纽 (孔雀河阿恰枢纽) ;渠线沿塔里木河盆地东北部的库鲁塔格山山前冲积平原由北向南延伸, 最后投入孔雀河第五分水枢纽, 全线长4 3.459km。是塔里木近期综合治理规划项目——博斯腾湖输水工程的子项目。东干渠设计流量为25m3/s, 加大流量为30m3/s。
渠道全线均采用梯形断面, 结构由下向上依次为:40cm厚砂砾土垫层、一布一膜防渗层、苯板、10~12cm厚混凝土护砌层。混凝土设计技术指标为C20、W6、F150, 配合比见表1。
混凝土所使用的天山32.5普通水泥 (P.O) 中熟料的矿物成分C3S含量为52.06%, C3A为7.99%;秦龙32.5普通水泥 (P.O) 中熟料的矿物成分C3S含量为54.97%, C3A为6.30%。
二、侵蚀破坏宏观特征与地下水
(一) 侵蚀破坏宏观特征。
库塔干渠东干渠混凝土侵蚀破坏主要发生在地下水出露并被淹没的渠道底板混凝土部位。凡是淹没在地下水里的混凝土均酥松崩解, 失去强度;有些渠段的渠道底板, 虽没有被地下水淹没, 但凡是有地下水从底板伸缩缝渗流出来的混凝土部分也遭到同样破坏, 伸缩缝处两边的混凝土也酥松崩解。侵蚀破坏最严重的渠段是渠线35~38公里处, 渠道底板原来坚硬的混凝土表层已变成稀糊状或松散层, 完全丧失了强度;在没有地下水明显出露的渠段11公里处的渠道底板混凝土表层分布有膨胀疏松的不连续斑点状的侵蚀症状。
东干渠渠线, 凡是没有地下水出露或没有被地下水染指的渠道混凝土基本完好无损。显然, 东干渠渠底板混凝土侵蚀破坏与地下水紧密相关。造成东干渠地下水水位抬高的主要原因是处于上游的希尼尔水库蓄水的渗漏, 其次是东干渠附近排污渠污水外泻, 导致东干渠渠道沿线地下水位普遍升高0.3~1.16m。渠道上游段在2006年3月份前, 还没有地下水出露;但随着附近农田春灌的开始, 东干渠上游段渠线的地下水也逐步, 将渠道底板混凝土淹没或侵润。无疑将加剧对整个渠线渠道底板混凝土的侵蚀。
(二) 侵蚀外因——地下水与侵蚀介质。
混凝土的侵蚀实质上是水泥的侵蚀, 更确切的讲是混凝土中水泥石的侵蚀。混凝土或水泥石的侵蚀有内外因之分, 侵蚀内因是水泥石中水化产物Ca (OH) 2和CAH (水化铝酸钙 (3CaO?AI2O3?6H2O) 以及水泥石中与外界相通的孔隙 (也称为开口孔隙) 的多少;侵蚀外因是混凝土所处环境水和环境水中的侵蚀介质。东干渠渠道内出露的地下水就是渠道底板混凝土所处的环境水, 凡是被地下水淹没或染指的渠道混凝土发生酥松崩解, 说明地下水中有侵蚀介质。东干渠地下水水质检测委托通过国家级计量认证的巴音郭楞水环境监测分析中心承担, 测试结果详见表2。
由表2明显看到, 东干渠地下水普遍含有硫酸盐和镁盐侵蚀介质, 渠道混凝土又普遍使用32.5普通水泥, 按照GB50287-99《水利水电工程地质勘察规范》中附录G“环境水对混凝土腐蚀判定标准” (见表3) 。
在这里须强调一点, 东干渠直接对渠底混凝土产生侵蚀的是硫酸盐, 通常把这类侵蚀物质称为侵蚀介质;而东干渠地下水是侵蚀介质的载体。所以, 环境水对侵蚀介质所产生的危害, 起推波助澜的作用。
三、电镜、能谱微观测试与侵蚀产物
(一) 侵蚀产物。
东干渠渠底的板混凝土侵蚀是侵蚀介质—硫酸盐 (以SO42-形式计) 随着环境水 (既出露的地下水) 从水泥石与外界的孔隙侵入水泥石内部, 与水泥石孔隙中水化产物Ca (OH) 2和CAH (3CaO·AI2O3·6H2O) 发生化学反应, 化学反应为:
这些化学反应生成二水石膏 (CaSO4·2H2O) 和钙矾石 (Aft, 既3CaO·AI2O3·3CaSO4·31H2O) , 将这些生成物称为侵蚀产物。起初, 这些产物在水泥石孔隙中起填充作用, 宏观上使混凝土强度提高;当孔隙被这些产物填满后, 由于二水石膏和钙矾石 (AFt) 具有结晶膨胀作用, 使水泥石结构沿孔隙胀裂, 最后导致混凝土酥松崩解破坏。
正常的水泥石, 既未发生侵蚀的混凝土的水泥石结构中有较多Ca (OH) 2, 没有石膏;但有极少量的钙矾石 (AFt) 。这些钙矾石 (AFt) 是由水泥石中加入适量的石膏与水化产物CAH反应生成的, 其作用是在水泥早期水化过程中抑制水化, 调整水泥凝结, 使初凝时间不早于规定时间。这些钙矾石主要在水泥石结构初期形成过程中产生, 而且数量少, 不足以对水泥石产生结晶膨胀破坏的负面效应。但是对发生硫酸盐侵蚀的混凝土来说, 水泥石孔隙结构中过量的二水石膏和钙矾石的结晶膨胀破坏作用是致命的。
因此, 侵蚀混凝土水泥石中, 有无石膏存在和钙矾石多少是微观结构判定混凝土是否发生硫酸盐侵蚀的一个重要标志。
(二) 电镜、能谱微观测试结果。
电子显微镜 (简称电镜) 可用于水泥石微观结构观测, 能直接观察到水泥石微观结构的形貌形态和相对微观组成数量的变化, 特别适合于观察水泥石中晶体产物。水泥石中的Ca (OH) 2和硫酸盐侵蚀后的产物石膏和钙矾石 (AFt) 都是晶体结构, Ca (OH) 2是六方板块和层状结晶, 石膏CaSO4?2HO多是棱柱状的晶体, 钙矾石是针状和长柱状晶体。通过电镜观察水泥石中Ca (OH) 2和钙矾石晶体相对数量变化以及有无石膏Ca SO4·2H2O存在, 再结合混凝土所处环境水水质分析和混凝土侵蚀宏观特征, 就可判断分析出是否发生了硫酸盐侵蚀?程度如何?能谱测试是在电镜观测某种形态微观结构不知是什么或两种形态类似而不能区别时采用, 它能及时直接提供这种形态微观结构的化学元素组成及数量, 从而帮助人们确定这种结构物是什么。
东干渠沿渠线在渠底板混凝土上取侵蚀破坏典型式样两个, 进行了电镜和能谱观察与测试, 电镜观察及能谱测试结果见图一、二。
从图一所示水泥晶体结构形貌形态看, 东干渠被侵蚀的混凝土水泥石结构有大量的针状晶体钙矾石 (AFt) , 这是水泥石被硫酸盐侵蚀的典型微观特征之一。图一所示水泥石中针状晶体结构是钙矾石 (AFt) , 其分子式是3CaO·AI2O3·3CaSO4·31H2O, 因此能谱图中有大量的Ca、AI、S元素峰值显示。图二水泥石中有长柱状CaSO4·2H2O, 外形类似于针状的钙矾石, 但因它的分子式只有Ca、S元素, 而无AI元素;故其能谱图只有Ca、S元素峰值, 而AI元素峰值较低。钙矾石 (AFt) 和CaSO4·2H2O的显著区别就在于此。图能谱图证明东干渠被侵蚀的混凝土水泥石中有CaSO4·2H2O出现, 这也是水泥石被硫酸盐侵蚀的又一典型微观特征。
混凝土水泥石的侵蚀过程, 是其宏观和微观变化的过程, 混凝土宏观上的外观和强度变化必然和水泥石微观结构与化学组成直接相关。宏观现象是微观结构与化学组成变化的结果与表现, 微观结构的变化是宏观现象发生的动力和依据。也就是说, 东干渠渠底板混凝土侵蚀后之所以呈酥松、崩解、丧失强度, 就是因为水泥石中生成过量结晶膨胀的针状钙矾石和柱状CaSO4·2H2O所致, 是水泥石中钙矾石 (AFt) 和CaSO4·2H2O数量的变化, 导致水泥石或混凝土发生质的变化与破坏。
四、结论
根据东干渠出露的地下水的水质分析, 水中含有硫酸盐侵蚀介质, 其浓度 (SO42-) 已达到或超过对普通水泥混凝土的强侵蚀标准。东干渠衬砌的混凝土全部是使用32.5普通水泥配制的混凝土, 从已观察到的混凝土宏观破坏特征和水泥石微观结构的测试结果, 都证明了东干渠渠底板凡是被地下水淹没或染指的混凝土均发生了硫酸盐强侵蚀。
今后, 在有环境水 (地下水或裂隙水) 的混凝土工程中, 要像重视强度一样重视混凝土的抗侵蚀性, 首先做好预防, 及时检验、分析环境水中有无侵蚀介质, 而后按照GB50287-99《水利水电工程地质勘察规范》中“环境水腐蚀判定标准”分析可能产生的侵蚀类型和程度, 正确选择采取相应抗侵蚀技术措施。
摘要：对库塔干渠东干渠已完成的渠道混凝土通过环境水的抽样检测及混凝土试件的电镜、能谱微观测试分析渠道混凝土被侵蚀原因。
关键词：东干渠,混凝土,硫酸盐,侵蚀,原因分析
参考文献
[1]孙兆雄 (新疆农业大学水利与土木工程学院) .克孜尔水库廊道混凝土侵蚀检测分析报告, 2002;
工程侵蚀 篇7
1 耕作侵蚀过程
耕作侵蚀是一种在外营力的作用、干预下, 母质土壤被循环搬运、沉积和亚表层土壤被不断破坏的侵蚀过程。在耕地范围内, 依赖于耕作方向, 土壤产生耕作位移, 上坡与下坡产生的耕作位移差值为耕作侵蚀量, 即耕作过程起到了土壤的传输、堆积和重新分配作用影响。从大尺度范围的景观生态学上看, 以往的研究集中在自然侵蚀力 (水蚀) 对农田景观格局的能流、物流影响, 而忽略了基本的耕作诱因。直到C s-137技术的发展、成熟, 土壤侵蚀量的计算不足以用单一的水蚀进行解释时, 耕作侵蚀问题才开始被关注。如今此类研究已成为欧美国家在土壤侵蚀研究领域研究的热点之一, 然而与传统意义上的侵蚀研究相比, 还有待补充加强。
2 水蚀与耕作侵蚀的异质性
水蚀作为农田景观中重要的侵蚀过程, 是指土壤及其母质、岩石等受水力作用造成的侵蚀。作为传统意义上的侵蚀过程, 水蚀与耕作侵蚀的差异性主要体现在以下5个方面。第一, 侵蚀发生部位:耕作侵蚀主要发生在上坡 (凸坡) 的耕层土壤;而水蚀发生在中至下坡的表面薄层土壤。第二, 侵蚀力及产生的微地貌变化:耕作侵蚀为耕作工具 (农机具) 作用于土壤, 具有夷平坡面效应, 主要在耕作范围内;而水蚀是降雨和径流等自然力作用形成细沟等水蚀沟, 可发生在其他景观。第三, 土壤运动形式:耕作侵蚀可以一次性的大范围移动土壤, 导致土块滑动和滚动, 但是单一事件下, 土壤运动距离短;水蚀则对土壤有分选性, 对土壤颗粒的搬运形式为, 大颗粒滚动、小颗粒悬浮, 沉积物可长距离运输。第四, 侵蚀速率影响因子:耕作侵蚀取决于微地貌 (坡度、坡曲率和土壤表面状况) 和耕作人员 (耕层深度和耕作速度的控制) ;而水蚀取决于土壤本身的性质。第五, 单次事件的侵蚀征状:耕作侵蚀征状不明显;水蚀则是一个快速性的过程, 产生征状明显。
3 耕作侵蚀对水蚀的影响
在农田坡地上, 耕作过程会搬运走表层土壤, 暴露出可蚀性高的亚表土层, 从而更易于水蚀侵扰。另外, 耕作侵蚀所造成沉积物的位置是水蚀开始的会聚区域 (细沟和集水地带) , 从而加速了总的土壤侵蚀过程。同时, 耕作影响了细沟的形成, 在降雨与径流的冲刷下, 细沟又会变大, 形成冲沟, 加速了水蚀的侵蚀力作用。
4 水蚀对耕作侵蚀的潜在影响
如果在已有的水蚀地区进行农业耕作, 那么耕作侵蚀过程所能产生的土壤侵蚀量有何变化, 对耕作侵蚀量如何测定?本研究认为有以下五个方面值得考虑。一是水蚀沟的破坏与再形成, 耕作工具在一次有效的耕作作用后, 可将原有的水蚀沟 (细沟) 完全破坏掉, 而在反复的耕作作用下, 沟堑会再次形成, 这时降雨或径流再次作用于土壤表面会填充侵蚀沟, 形成新的水蚀沟, 对新的水蚀侵蚀量或新的耕作侵蚀量需要进行重新计算评估。二是对耕作侵蚀量的评估, 室内模拟实验可以很好的了解在水蚀作用下耕作侵蚀量所占总土壤侵蚀量多少, 但是在野外试验中, 受限于天气状况和土壤条件, 在雨量充沛的田间坡地, 很难将水蚀与耕作侵蚀的先后顺序区分开来, 因此需要在野外设置对照, 对整体试验进行精确控制进而求算土壤总侵蚀量。三是总体土壤位移距离, 由于水蚀沟的存在, 土壤是被不断填充进去, 因此耕作作用下所产生的能量有很大一部分被耗散。土壤位移距离会比单一的耕作侵蚀作用 (无水蚀作用) 要短。这也取决于水蚀沟的宽度与深度, 宽度越大、深度越深其能量消耗越大, 土壤位移越短。因此, 不能直接计算比较, 较为可行的办法是在计算中算出上坡和下坡的侵蚀量取坡度对侵蚀量的线性方程, 比较方程斜率 (消去水蚀沟存在的影响, 可理解为可蚀性因子) , 间接进行比较, 或进行其他有效的数学分析计算。四是对上坡的土壤后置位移和偏侧位移的影响, 土壤后置位移发生在上坡的耕作上, 由于重力作用, 少量的土壤会翻滚向后移动。而偏侧位移则发生在上坡和下坡上, 土壤在耕作作用力下向两侧分展开, 产生最大与耕作方向90°的偏移。在水蚀沟存在的情况下, 两者位移距离产生变化程度取决于耕作位置与水蚀沟所在位置是否相同, 相同时则会出现能量先耗散, 然后土壤重新分配;如果位置作用不相同则会出现土壤重新分配, 然后能量消耗的过程, 总之两者位移距离是产生耕作侵蚀长尾效应的主要因素, 在分析中是必须得考虑进去的因素之一。目前, 在单一的耕作侵蚀作用下, 对两者的量化测定存在一定技术和科学界线划定上的困难, 加入水蚀因素后这一过程又变得复杂起来, 这也是今后需要考虑的方向。五是建立水蚀对耕作侵蚀的嵌入式模型, 单一的土壤侵蚀模型不能够真实地反映复杂地形农业景观土壤的侵蚀状况。需要将两者有效的结合起来, 才能得到较为准确的效果。由于耕作侵蚀力与气候无关, 因此与水蚀模型比较, 耕作侵蚀模型更具有普遍性, 而水蚀对耕作侵蚀的模型建立应该是以耕作侵蚀模型为背景, 水蚀模型作为模块嵌入形式存在, 所以未来的模型建立可具有价值和普遍性。
5 结论
陕南地区降雨侵蚀力分析 篇8
1 研究区概况
陕南地区包括汉中、安康、商洛等3个市, 该区域是由秦岭和期间汉水流域的河流构成高山峡谷以及冲积平原等多样地形地貌。陕南长江流域地处秦巴山地, 群山起伏, 沟壑纵横, 大约有8 554条河流, 其中<10 km2的有6 803条, 沟谷十分发育。陕南山区坡耕地的水土流失较严重, 与林草地相比其侵蚀程度要大几十倍, 侵蚀模数一般达4~5 t/km2, 山洪、沟谷侵蚀现象在人口相对集中、植被稀疏、地形破碎的浅山丘陵区尤其严重。随着秦巴山区兴修公路、铁路、水电、矿产开发对地表不同程度的破坏, 每逢大雨, 泥沙、碎石涌入河沟, 加重了水土流失程度。省内长江流域占整个长江流域总面积的4%, 而悬移质的年输沙量达0.8亿t, 占长江输沙量的12%, 若加上推移质, 陕西省长江流域泥沙共约2亿t。陕南长江流域污染严重, 包括了工业、生活污水等各种污染, 主要为难以控制的面源污染, 随着大面积使用化肥和农药, 增加了土壤中的有害物质, 使得面源污染扩大, 更加难以控制, 江河、水库因水土流失而带入大量可溶性化学成分, 导致水质污染严重超标。
2 数据来源与研究方法
2.1 数据来源
本研究是利用陕南地区7个具有代表性的地区的气象站点1952—2010年的逐日降雨量数据, 数据来源于陕西省气象站数据资料室。借助Matlab对降雨侵蚀力进行了计算, 完成了逐月降雨侵蚀力变化参数的计算分析工作和降雨侵蚀力的计算。
2.2 降雨侵蚀力的计算方法
降雨侵蚀力R值计算方法可以分为基于EI30的经典算法和基于常规气象资料的简易算法两大类, 其中以日降雨量的简易计算方法最为常用。本文采用的降雨侵蚀力估算方程, 是由周伏建等[10]提出的降雨侵蚀力估算模型演变而来的, 其公式如下:
式中:Pi为月降雨量 (mm) ;R为年降雨侵蚀力指标, R为英制单位 (Ft·T·In/A·h) (在USLE中使用的单位) 。
3 结果与分析
3.1 降雨侵蚀力的统计特征
区域变化量既具有随机性和结构性等特性, 可以用经典的统计学进行描述, 降雨侵蚀力在空间上呈随机分布, 通常采用SPSS进行统计分析 (表1) 。对陕南地区站点的降雨侵蚀力平均值、极大值、极小值、标准差进行了统计分析。通过平均值的比较可以分析出, 汉中市和安康市降雨侵蚀力相对比较严重, 商州市台站降雨侵蚀力相对比较弱。
(Ft·T·In/A·h)
3.2 降雨侵蚀力的空间分布特征
利用陕南地区7个气象站点1952—2010年的降雨量资料统计出降雨侵蚀力的分布情况。汉中和安康等地盆地相对较高, 大致的趋势是从西向东逐渐降低, 大部分值在130 Ft·T·In/A·h以上, 其中安康市达到202.124 1 Ft·T·In/A·h, 西部地区值大部分在150 Ft·T·In/A·h左右, 东部地区值在220~240 Ft·T·In/A·h。降雨侵蚀力的空间分布特征与陕南地区降雨分布规律相似, 降雨侵蚀力与年降水量呈正相关, 从盆地到山区降雨侵蚀力会随着降水量的减少而降低, 从安康、汉中地区大于50 Ft·T·In/A·h降低到40 Ft·T·In/A·h, 这种情况的出现主要是由降雨强度引起的。
3.3 降雨侵蚀力年际变化特征
通过计算出各月多年平均降雨侵蚀力R值, 并以此绘制出陕南地区多年平均降雨侵蚀力R值的分配曲线。各个站点都有明显的最大值和最小值, 年均降雨侵蚀力大致在130 Ft·T·In/A·h上下浮动。7个站点年降雨侵蚀力都出现了最大值, 在汉中1983年为243.501 4 Ft·T·In/A·h, 是当地年平均降雨侵蚀力平均值的1.8倍。佛坪、镇安、石泉都在1983年出现最大值, 佛坪最大值为229.075 8 Ft·T·In/A·h, 是该地区平均年降雨侵蚀力的1.6倍, 镇安最大值为204.292 4 Ft·T·In/A·h, 是该地区平均年降雨侵蚀力的1.7倍, 石泉最大值为239.326 Ft·T·In/A·h, 是该地区年平均降雨侵蚀力的1.7倍。略阳最大值出现在1983年, 最大值为223.897Ft·T·In/A·h, 是该地区年降雨侵蚀力的1.8倍, 商州年降雨侵蚀力最大值出现在1958年, 最大值为182.967 6 Ft·T·In/A·h, 是该地区年降雨侵蚀力的1.7倍, 安康年降雨侵蚀力在2010年出现最大值, 最大值为202.124 1 Ft·T·In/A·h, 是该地区平均年降雨侵蚀力的1.6倍。由降雨侵蚀力的最值与均值的比较分析, 可以发现各站点降雨侵蚀力值在年际变化上波动范围比较大, 有明显的增长和下降趋势。
比较7个站点降雨侵蚀力和降水量的年际变化图可以发现, 降雨侵蚀力与降水量的年际变化的趋势是基本一致的, 但也有部分年降水量出现相对高的值而同期降雨侵蚀力相反, 出现低值的情况。年降雨量同样出现在汉中1983年, 最大值为1462.8 mm, 佛坪、镇安、石泉同样也在1983年出现了最大值, 佛坪最大值为1 382.3 mm, 镇安最大值为1 462.8 mm, 石泉最大值为1 439.5 mm。各站点降雨侵蚀力与降水量的最大值大致在相同时期出现, 降雨侵蚀力与降水量呈现出密切相关性, 年际变化趋势也呈现出较好的一致性。
3.4 降雨侵蚀力年内分布特征
鉴于不同区域的多年平均降雨侵蚀力年内分配不一致, 所以对陕南地区逐日降雨资料进行了筛选, 将≥12 mm的日降雨量列入侵蚀力计算, 将<12 mm的日降雨资料剔除。降雨侵蚀力集中在5—9月, 占全年的80%。降雨侵蚀力与各站点降水量相比, 二者的年内分配规律大致相同, 而它们的季节变化有所差异, 且各月间的差异也明显不同, 前者大于后者, 其中4—10月多为大雨或暴雨, 此时降雨侵蚀力比同期降水量高出很多, 而1—3月和11—12月降雨雨强小, 此时的降雨侵蚀力比同期降水量低很多, 主要是由不同时期的特性引起的。因此, 即使降雨量相同, 降雨侵蚀力也会随着雨强的变化而变化, 且呈正相关。
4 结论与讨论
陕南降雨侵蚀力的空间分布和降雨量的空间分布基本一致, 降雨侵蚀力与降雨量、侵蚀性降雨量均达极显著相关水平。降雨侵蚀力年内集中度高, 夏秋季降雨侵蚀力较大, 冬春季降雨侵蚀力较小, 陕南地区5—10月可能发生较大的水土流失, 侵蚀潜在危险性由北向南递增, 因此在进行水土保持工作时, 应重点加强对石泉以及周边地区的水土流失监测预报工作, 并及时采取措施治理水土流失。陕南地区降雨侵蚀力的年际变化也较为明显, 不同地区年降雨侵蚀力差异及波动程度都比较大, 西部地区降雨侵蚀力的年际变化大于东部地区的分布。精确估算降雨侵蚀力的方法和算法是本研究仍需进一步探讨的问题, 在计算降雨侵蚀力时应该考虑到降雨强度和降雨时间等因素。
摘要：降雨是我国陕南山区土壤侵蚀的主要动力因素, 降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力, 分析研究降雨侵蚀力的分布变化趋势对我国陕南地区土壤侵蚀的监测、评估、预防和治理等都具有重要的意义。利用汉中、略阳、佛坪、商州、镇安、安康、石泉等7个具有代表性地区的气象站点近60年的日降雨量数据, 计算各站台的降雨侵蚀力, 分析降雨侵蚀力的统计特征。研究结果表明, 陕南地区多年平均降雨侵蚀力属于中等变异, 陕南地区降雨侵蚀力从西向东逐渐减少。
关键词：降雨侵蚀力,时空分布特征,陕南地区
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混凝土硫酸盐侵蚀研究 篇9
关键词：混凝土,硫酸盐侵蚀,影响因素
自从波兰特水泥诞生之日起, 混凝土因取材方便、价格低廉、施工性好广泛用于各类工程中, 成为目前工程界用量最大的人造材料, 并且在今后相当长的时间内仍将在各类土木工程中占主导地位。但是由于混凝土多孔的材料特性, 为自然界中各种离子的侵蚀提供了天然通道, 因此耐久性不足时常用普通混凝土的主要缺点之一。硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一项重要内容, 同时也是影响因素最复杂、危害性最大的一种侵蚀。近年来, 由于硫酸盐侵蚀导致结构破坏的工程实例屡见不鲜, 有的甚至已经危及了工程的安全运行, 在铁路、公路、矿山和水电工程中均发现了地下水、及地下土壤对混凝土结构的硫酸盐侵蚀破坏现象。因此有必要对混凝土硫酸盐侵蚀问题进行深入的研究和探讨。
1 混凝土硫酸盐侵蚀机理
在实际工程环境中, 硫酸盐侵蚀混凝土结构破坏是一个复杂的物理化学过程, 破坏机理主要是外界侵蚀介质中的硫酸根离子渗透到混凝土结构内部, 遇到水泥石的某些组分发生化学反应生成膨胀性产物, 而产生膨胀内应力, 当膨胀内应力超过混凝土的抗拉强度时, 就会使混凝土强度严重下降, 导致混凝土遭受破坏[1]。混凝土遭受硫酸盐侵蚀破坏的主要特征从外观上看是表面发白, 破坏往往从棱角处开始, 随着侵蚀时间增长, 混凝土产生裂缝开裂并剥落, 反应生成的非凝胶产物使混凝土强度降低, 混凝土呈现出易碎的, 甚至松散的状态。根据硫酸盐侵蚀产物和破坏形式的不同, 把硫酸盐侵蚀破坏分为以下四种类型[2~3]。
1.1 钙矾石膨胀破坏
在实际工程环境中遇到绝大多数硫酸盐, 对混凝土都有危害, 主要表现在环境中的硫酸根离子与水泥石中的Ca (OH) 2反应生成CaSO4, CaSO4再与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石。由于钙矾石的溶解度极低, 并且钙矾石的形成过程中结合了大量的结晶水, 其自身体积增大2~5倍。由于钙钒石晶体的形态是针棒状, 在混凝土内部生成后以针刺状向各个方向析出, 导致相互挤压而形成具有破坏性的内应力, 当应力超过一定混凝土自身抗拉强度时, 混凝土结构物开裂产生破坏。以Na2SO4为例, 其反应方程式为:
1.2 石膏膨胀破坏
当侵蚀溶液中硫酸根离子浓度相当高时 (大于1000mg/L) , 水泥石的毛细孔若为饱和石灰溶液所填充, 不仅会有钙矾石生成, 而且在水泥石内部还会有二水石膏 (CaSO4·2H2O) 结晶析出, Ca (OH) 2转变为石膏, 体积增加为原来的两倍, 产生的局部内应力导致混凝土产生破坏。以Na2SO4为例, 其反应方程式为:
1.3 Mg2+和SO42-复合侵蚀
Mg2+的存在会加重SO42-对混凝土的侵蚀作用, 因为生成的Mg (OH) 2的溶解度很小, 反应可以完全进行下去, 所以在一定条件下硫酸镁的侵蚀作用要比其他硫酸盐侵蚀更加激烈。Mg (OH) 2与硅胶体之间还可以进一步反应, 也可以引起破坏, 主要是因为氢氧化钙转变成为石膏的过程中伴有溶解度极低的低碱氢氧化镁, 导致C-S-H稳定性下降并且也容易受到硫酸盐侵蚀, 其反应方程式:
1.4 硅灰石膏型硫酸盐侵蚀
在实际工程环境中, CO2的存在使硫酸盐侵蚀变得更加复杂, 直到近几年才被国内外的学者所关注。溶解在水中的CO2与水泥石中的氢氧化钙会反应生成C a C O3, CaCO3作为硅灰石膏型硫酸盐侵蚀的反应物, 受到硫酸盐和碳酸盐的不断侵蚀, 混凝土中的水泥石逐渐被分解, 受到侵蚀后的混凝土成为一种无粘结能力的泥状物质, 其反应方程式为:
2 影响混凝土硫酸盐侵蚀因素
影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素从种类上分可以分为内因与外因。
2.1 影响混凝土硫酸盐侵蚀的内因[2]
混凝土本身的性能是影响混凝土抗硫酸盐侵蚀的内因。混凝土存在硫酸盐侵蚀问题的最根本原因是它本身的孔隙和微裂缝, 以及本身所含有的可反应物质的量, 因此混凝土的密实度与其抗硫酸盐侵蚀能力密切相关。混凝土的密实度越高, 混凝土内部的孔隙数量就越少, 硫酸盐就越难渗入到混凝土的内部, 破坏速度就越小。混凝土所用的水泥品种、矿物掺合料的种类及数量与混凝土中可反应物质的量密切相关, 因此它们也是混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要影响因素。另外水灰比、外加剂以及施工条件等, 都会影响它的抗硫酸盐性能。因此合理设计混凝土的配合比, 提高混凝土的密实度对改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能是非常重要的。
2.2 影响混凝土硫酸盐侵蚀的外因
混凝土结构所处的环境是影响硫酸盐侵蚀的外因, 其中主要包括硫酸盐离子浓度、环境酸度、环境温湿度等。硫酸盐离子浓度与环境温湿度直接影响着反应速度, 而侵蚀溶液的pH值决定了混凝土硫酸盐侵蚀破坏的反应过程与反应产物, 侵蚀反应随着溶液pH值的不同而变化。侵蚀溶液的pH为12.5~12时, 主要发生矾石膨胀性破坏;当pH=11.6~10.6时, 二水石膏大量析出, 主要发生石膏膨胀性破坏。
由于混凝土结构的服役环境往往比较复杂, 因此实际工程中的硫酸盐侵蚀破坏并不是单一因素作用的结果, 往往是多种因素综合作用。为与实际情况相符, 我们在研究分析混凝土硫酸盐侵蚀破坏问题时, 不仅要研究单一因素的作用, 更重要的是要研究多种因素的耦合作用, 分析它们的相互作用机理及效应。
3 掺合料对混凝土硫酸盐侵蚀的影响
3.1 粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响[4~5]
已有研究表明, 适量粉煤灰的加入能明显改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能, 主要因为以下几个方面: (1) 粉煤灰效应使混凝土内部的孔隙更加细化, 提高它的密实度; (2) 粉煤灰活性混合材代替一部分水泥后, 降低了混凝土水化产物中C3A的含量, 其水化产物水化铝酸钙的浓度也相应降低, 减少了膨胀性物质钙矾石, 降低了混凝土内部的膨胀压力; (3) 粉煤灰的二次水化反应可以吸收部分Ca (OH) 2, 降低Ca (OH) 2浓度, 导致硬化水泥石中可反应物质的数量减少。中国建筑材料科学研究院高礼雄、东北大学程云虹等人通过试验研究, 表明适量粉煤灰可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。
3.2 硅灰对混凝土硫酸盐侵蚀性能的影响
一般情况下, 硅灰能提高混凝土抗硫酸盐 (硫酸镁除外) 侵蚀能力。硅灰的成分主要以二氧化硅为主, 能与水泥水化产物中的氢氧化钙发生反应, 降低氢氧化钙的浓度, 侵蚀速度也将随之下降。杨德斌等人通过试验研究了硅灰对混凝土的硫酸盐抗蚀能力的影响, 试验结果表明普通水泥中掺入硅灰可显著提高抗硫酸盐侵蚀性能, 并且在15%掺量范围内, 掺量越大, 其抗蚀能力越强。
4 提高混凝土抗硫酸盐侵蚀措施
混凝土硫酸盐侵蚀破坏可能对结构造成严重的破坏, 甚至影响到结构的安全性, 国内外很多学者都在积极探讨提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的有效措施[6], 只要集中在以下几个方面。
(1) 选择合适的水泥品种。C3A水化产物水化铝酸钙是形成钙矾石的必要组分, C3S水化产物Ca (OH) 2是形成石膏的必要组分, C3A和C3S的含量是影响混凝土硫酸盐侵蚀的重要因素。不同品种水泥中的C3A和C3S含量存在差异, 配制的混凝土具有不同的抗硫酸盐侵蚀的能力。因此选择合适的水泥品种, 降低C3A和C3S的含量可以提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。
(2) 合理设计混凝土配合比, 提高混凝土密实度, 降低混凝土孔隙率是提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的有效途径。
(3) 选择合适的掺合料种类及掺量。掺合料的加入能够提高混凝土的密实性, 加强混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能, 但掺合料掺量超过一定限值, 就会影响混凝土的强度。因此在实际工程中, 要把掺合料的掺量控制在一定范围内, 使混凝土的抗硫酸盐性能和强度都达到预期的效果。目前一般采用以单一的掺合料为主, 可以通过加入两种不同的掺合料, 使其性能达到互补的目的, 从而提高混凝土的抗硫酸盐性能。
5 结语
硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一项重要内容, 同时也是影响因素最复杂、危害性最大的一种。我们在实际工程中要选择合适的水泥品种、矿物掺合料, 并把掺合料的掺量控制在一定的范围内, 合理设计混凝土配合比, 以此来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能, 做到防患于未然。
参考文献
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