工程建设与气候（精选10篇）
工程建设与气候 篇1
气候变化是当前国际上关注的热点和焦点问题之一,2009年的哥本哈根世界气候大会,将这一问题的关注程度提到了一个新的高度。如今气候变化已不只是科学问题、环境问题,同时也是经济问题、政治问题和国家安全问题,因此我们必须从战略的高度来看待气候变化。
一、气候变暖有效应,自然人为各有因
所谓气候,是指某一地区范围内各种气象要素和天气的现象,至少30年以上的平均统计结果,是反映该地区冷、暖、干、湿等基本天气特征的一个气象概念。气候变化则是指某一时期的平均天气情况与多年平均情况的离差,如同水文系列一样,距平均值越大,气候就越异常。
1、全球和中国气候在变暖
(1)全球
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组的第四次评估报告《气候变化2007:自然科学基础》指出:近100年地球表面气温上升了0.74℃,全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化,近50年的平均线性增暖速率为0.13℃/10a,其增速几乎是近100年平均值的2倍。
中国气象局国家气候中心主任肖子牛认为:自1850年有系统仪器观测记录以来,2000—2009年是全球平均气温最暖的10年。1998年以来,全球地表平均温度的上升速率虽明显变小,但仍处于高温水平上。
(2)中国
水利部南京水科院和中国水科院联合承担的《应对气候变化和发展低碳经济的水利对策研究》揭示:中国近百年的气候变化趋势与全球气候变化趋势基本一致,平均气温升高0.5~0.8℃,与全球平均增温幅度相近,并出现了两个明显的“暖期”:20世纪20—40年代和80年代以后。与此相对应,降水也呈现出明显的年际震荡,在20世纪10年代、30—40年代和80—90年代降水偏多,其他年代偏少。
中国国家气候中心的研究表明,未来20年中国年平均气温将继续变暖。
(3)黄河流域
黄河水利科学研究院王云璋研究员的研究成果显示:黄河流域6—9月降水、年平均气温变化的主要特点,一是气温均呈上升趋势,北部和下游更明显;二是流域南北温差减小;三是20世纪90年代气温升高最甚;四是降水多呈下降趋势,流域南部和下游更显著;五是90年代降水量减少幅度最大;六是伏汛和秋汛降水量减少最甚;七是强降水过程明显减少。
2、气候变化原因探析
全球气候在变暖是事实。气候变化的影响将是长远的、巨大的,其中更多的影响还是负面的。那么,全球气候变暖的主要原因是什么呢?目前呼声最高的是“温室效应”带来全球气候变暖。1822年,法国人J.Fourier首次把地球大气层比作“温室”。1938年,英国工程师Gallendar提出人类活动和工业发展排出的二氧化碳和甲烷等气体不断加热大气,从而增强温室效应。事实上,“温室效应”对全球气温上升的确起到了一定的作用,但是否全球气候变化全是“温室效应”的作用呢,这就需要探讨了。
气候变化的原因,笔者认为和水土流失一样,首先是一种自然现象,其次才是人类活动的影响。
(1)自然因素和自身规律
气候变化是一种自然现象,自然因素是其主导因素,并有其一定的规律。引起全球气候变化的主要自然因素有太阳辐射、气候系统自身震荡、大气环流、地球构造、火山爆发等,这些因素是气候变化的主导因素,是客观存在的。
如同黄河早在2000多年前的西汉时期就叫黄河一样,那时人烟稀少、植被良好,当时有位叫张戎的曾记载黄河的水是一石水六斗泥。到了西汉后期(汉哀帝初年),黎阳(今河南浚县)附近“河高出民屋”,可见那时的黄河已经是“地上悬河”了。
(2)人类活动的影响
人类要生存,经济社会在发展,工业化进程在加快,引起了对资源的过度开发甚至是掠夺式地开发,水、土、矿产等资源被过度开采,陡坡开荒、草原超载放牧、乱砍滥伐,使植被遭到了严重破坏。近50年来人类活动虽造成大气中“温室气体”增多,但地表植被减少则是导致气候变化的又一主要因素。
(3)解决问题的途径
自然因素是人力不可抗拒的,也是不以人的意志为转移的。人为因素加剧了水土流失,加大了温室气体排放,严重影响着气候变化,这些人为因素却是可以调整、扭转、改变的。因此,应善待大自然,可以通过理念提升、观念转变、思路调整、举施改进,采取综合防治措施减少水土流失。采取节能减排措施、搞好水土保持生态建设及大面积恢复与保护植被,有利于吸收二氧化碳,提高陆地生态系统的吸碳固碳能力,减少温室气体排放量。
(4)沙尘暴天气
2010年3月19—21日,我国发生了强沙尘暴天气过程,影响了21个省(区、市),侵扰约2.7亿人,这种现象既是气候变化又是水土流失风力侵蚀的典型表现。沙尘暴发生有3个条件,即降雨少、土地干燥裸露、风力大。据中国气象局组织的专家分析认为:沙尘暴属于正常的自然现象,而气温回升、冷空气势力强等是主要原因。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告指出:影响亚洲沙尘暴发生的主导因素是天气和气候变化,而不是在部分地区发展的、只占很小比例的沙漠化过程,这也说明大自然的影响是主要的,而人类不合理的开发活动特别是对地表植被的破坏,只是加剧了沙尘暴的发生。
二、国际应对靠碳汇,共同区别有责任
1、《京都议定书》和碳汇
在2005年2月16日正式生效的《京都议定书》中,形成了国际“碳排放权交易制度”(简称“碳汇”)。碳源定义为向大气中释放二氧化碳的过程、活动或机制。“碳汇”定义为从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制,它主要是指树木、林草等植被通过光合作用吸收大气中二氧化碳的多少,并固定在植被与土壤当中,或者说是林草吸收并储存二氧化碳的能力,从而减少大气中二氧化碳浓度的过程,达到减缓温室效应的目的。
《京都议定书》确立了清洁发展机制,鼓励各国通过绿化、造林来抵消一部分工业源二氧化碳的排放,原则同意将造林、再造林作为第一承诺期合格的清洁发展机制项目,这意味着发达国家可以通过在发展中国家实施林业碳汇项目抵消其部分温室气体排放量。
2、哥本哈根世界气候大会
温家宝总理2009年12月18日在世界气候大会最后一天会上强调:“共同但有区别的责任”原则,是国际合作应对气候变化的核心和基石,应当始终坚持。温总理指出:发达国家必须率先大幅量减排并向发展中国家提供资金和技术支持,这是不可推卸的道义责任,也是必须履行的法律义务。
三、林草植被能吸碳,你排我吸作贡献
1、吸碳固碳放氧气,林草植被功盖世
林草植被除了具有治理水土流失、改善生态系统等作用外,在改善气候环境方面也有其独特的作用。林草植被通过光合作用吸收二氧化碳,生成有机物并释放出氧气,从而起到减少空气中二氧化碳的作用。科学研究表明,树木每生长1m3,平均吸收1.83t二氧化碳,释放1.62t氧气。
据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)估算,全球陆地生态系统2.48万亿t碳储量中,有1.15万亿t储存在森林生态系统中。
第6次全国森林资源普查(1999—2003年)结果显示,我国森林系统总碳储量约319.3亿t,2004年森林年净吸收二氧化碳约5亿t(碳储量),年释放氧气量约3.65亿t。根据第7次全国森林资源普查,我国森林面积1.95亿hm2,森林覆盖率达到20.31%,活立木蓄积量为149.13亿m3。
2、高瞻远瞩发号召,山川秀美齐努力
1997年8月5日江泽民总书记发出了建设秀美山川的伟大号召,我国水土保持进入了治理水土流失、改善生态环境的新的发展时期。国务院在陕北召开了全国会议,国家制订了《全国生态环境建设规划》,水土保持被列入了国家基本建设计划的大本,朱镕基总理1998年8月视察延安时提出了“退耕还林(草)”政策。全国人大农委和水利部联合总结推广了内蒙古乌盟1994年实行“进一退二还三”战略、陕西吴旗县1997年实施“封山禁牧、舍饲养畜”政策,陕西省2003年4月在全省实施“封山禁牧”等措施,水利部推出了“生态修复”新举措,水土保持实现了历史性突破,全国水保生态建设掀起了新的高潮,大面积的林草植被得到恢复和保护,为吸碳固碳放氧奠定了扎实基础。
3、综合治理在深化,生态修复展新绿
“综合治理+生态修复”的理念得到了全社会广泛认同。据水利部统计,截止2008年年底,全国27个省、自治区、直辖市的136个地市和近1200个县实施了封山禁牧,国家水土保持重点工程区全面实施了封育保护,全国共实施生态自然修复面积72万km2,其中有39万km2的生态系统得到初步修复[3]。生态自然修复效果日益显现,有效地促进了当地干部群众思想观念和生产方式的转变,实现了生态环境和农牧业发展的良性互动,收到了事半功倍、一举多得的效果。
在全国每年完成的3万~5万km2的水土保持综合治理面积中,有60%~70%是水土保持林草植被面积,为吸碳固碳放氧、改善气候发挥了巨大作用。
4、水保方案“三同时”,工程林草有作用
开发建设项目编制水土保持方案,实行与主体工程“三同时”制度,是在项目开发建设过程中,采取工程和林草等有效措施,把水土流失和环境损坏减少到最低程度的做法,是水土保持工作的深化和创新,这些年得到深入贯彻落实。
据水利部统计,从2000年到2008年年底以来,全国共审批生产建设项目水土保持方案25万多个,其中国家大中型项目1800多个,特别是西气东输、青藏铁路、西电东送、神东煤田等一大批国家重点工程在执行“三同时”制度中做出了表率,全国1.5万km新建公路、1.2万km新建铁路实施了水土保持方案;先后完成1000多个项目的水土保持验收,其中国家重点项目上百个;生产建设单位投入水土保持资金1450多亿元,防治水土流失面积8万km2,减少土壤流失量17亿t,由大规模生产建设活动导致的人为水土流失得到有效遏制[3],为恢复保护植被、吸碳固碳放氧发挥了显著作用。
5、林业建设生力军,功不可没作贡献
林业建设作为水土保持生态建设的一支生力军,多年来在植树造林、绿化国土等方面发挥了重要的作用,功不可没。2009年全国完成造林588.47万hm2;经过多年不懈努力,提前完成了2010年森林覆盖率达到20%的奋斗目标。
我国深化集体林权制度改革取得重大进展,据《2009年中国国土绿化状况公报》显示,全国已确权林地面积1.01亿hm2,占集体林地面积的59.4%,大大调动了广大林区群众造林护林的积极性,为改善生态环境、加快林区群众致富奔小康作出了贡献。国家林业总局2010年决定,确保今后10年年均造林586.67万hm2以上,这为发挥水保生态林草植被吸碳固碳放氧作用创造了可靠条件。
四、黄土高原在变绿,林草植被大碳汇
1、综合治理,成效显著
从20世纪80年代以来,国家开展了黄土高原水土流失综合防治,水土保持综合治理得到了广大群众的拥护和支持。经过几十年的艰苦奋斗,黄土高原陆续出现了许多“土不下山,泥不出沟,清水长流,群众富裕”的综合治理小流域典型。
进入新世纪以来,黄土高原实施“综合治理+生态修复”的技术路线,实行小范围治理、大范围封育保护的方针,在退耕还林还草、天然林保护等政策支持下,黄土高原的乔灌草得到了恢复和保护,广袤的黄土高原由过去到处是黄色变成了夏秋季呈绿色、冬季是一片黑色草灌覆盖的喜人景观。
2、世行贷款有项目,成效突出行长奖
从20世纪90年代起,世界银行按照改善生态环境、加快脱贫致富的目标,对黄土高原的水土流失综合防治项目先后给予了贷款支持。黄土高原水土保持世界银行贷款项目卓有成效,被世界银行授予全球扶贫世行行长特别奖。
3、美籍华裔刘登立,哥本哈根颂中国
美籍华裔刘登立,携黄土高原绿色巨变的纪录片《气候变化的希望》参加了2009年12月7—18日在哥本哈根举行的联合国气候大会,把中国治理黄土高原的经验向世界介绍。刘登立作为哥伦比亚广播公司新闻摄像记者,他用镜头记录中国变化,1995年走进黄土高原,15年跟踪拍摄陕西延安安塞县侯家沟村发展变化。侯家沟村通过持之以恒地实施国家水土流失综合治理工程,其中包括使用世界银行贷款项目,使得当地生物多样性增加、植被覆盖率提高、水循环恢复正常、土地肥力增加,当地农民的收入增加了10倍。刘登立从一个外国人的角度,见证了该村生态系统的恢复过程,反映了中国农村通过水保生态建设为改善气候所作出的贡献。
五、水土资源育林草,吸碳固碳放氧气
水是生命之源,土是生存之本,水土不存,人将焉附?没有林草植被,就谈不上什么吸碳固碳放氧作用。水土保持生态建设是个系统工程,必须全面客观地认识生态建设,抓住建设中最根本的问题,干旱地区的生态危机就是典型的教训。
1、挽救干旱地区的生态危机靠什么
在我国西北等干旱少雨地区,有水就有绿洲,无水一片荒凉。
20世纪末,新疆塔里木河、甘肃内蒙古黑河下游断流,文学家笔下形容生命力极其顽强的“生长一千年不倒,倒后一千年不死,死后一千年不朽”的胡杨树也遭到了衰败、枯死的厄运。针对该地区的生态问题,党中央、国务院决策紧急输水,进行及时抢救。塔河从2000年5月以来,每年都从博斯腾湖通过大西海子水库向塔河下游输水,黑河也是通过紧急输水来挽救其下游生态危机的,这些举措都取得了明显成效。
国家还开展了青海“三江源”水土保持生态修复保护工程。有关科研单位的监测资料显示,长江源水域生态趋好,黄河源湖泊变深变大。
2、挽救地球之肾———湿地靠什么
湿地对全球的生态发挥着重要作用。我国湿地面临着严峻挑战:一是湿地萎缩,面积减少;二是功能退化;三是污染严重;四是基础薄弱。从东北的扎龙湿地到华北明珠———白洋淀等,我国都是通过补水来挽救湿地生态危机的。
3、森林与水资源,全面正确认识
多年来,社会上对森林与水资源的关系和作用存在种种看法,什么“有林地方比裸露地表年降水量可增加17%左右”(《北京青年报》2010年3月12日《今日植树节》),什么“一棵树就是一个小水库”、“一棵树就是一个抽水机”等等。森林到底是消耗水还是产生水,认识很不一致,更有甚者提出什么“森林引水器”理论。
对此,中国工程院副院长沈国舫先生于2000年8月上书国务院主要领导,认为:“森林对大气环流的影响是一个全世界还没有解决的课题,对森林能否增加垂直降水(关键在于垂直降水)争议很大,研究方法不严密,观测数据矛盾重重。即使有认为森林能增加降水的,大多数人承认其增幅也相当有限,占当地原降水量的5%以内,而且这里增加了降水,是否同时减少了临近地区的降水,从而并未增加大范围的总降水量,也是说不清楚的。学术界比较普遍肯定的是,森林的分布和结构是受地区水分条件制约的,而不是相反;在温带干旱、半干旱及亚湿润地区森林耗水[我们称为森林的蒸发散(evapotranspiration)]要比其他植被类型(灌丛、草地、裸地等)多,从而对流域的径流量(即通常所说的水资源量)产生一定的不利(降低)影响。但森林同时能削洪补枯,减少土壤侵蚀,改善水质,其总的水文作用仍是正面的,积极的。”沈院士的科学观点有助于加深我们对森林作用的全面、客观认识。
六、减排吸碳两手抓,末端源头一起治
按照建设生产发展、生活富裕、生态文明的目标,进一步搞好水土保持生态建设,加大林草植被建设力度,发挥其吸碳固碳放氧作用,就是对“低碳经济、绿色发展”最有力的响应,就是最大的“碳汇”能力建设工程,就是对减缓气候变化的最大贡献。为此,特提出以下建议。
1、增强保护水土资源意识
人类只有一个地球,水土资源是人类生存和林草植被生长、发挥吸碳固碳放氧作用的根本。应对气候变化,一是人人要牢固树立起珍惜和保护水土资源的意识;二是实现“低碳生活、绿色发展”要从我做起,这是取得成功的关键所在;三是要充分认识水保生态建设的长期性、复杂性、艰巨性,不能急于求成、急功近利,必须持之以恒方可见效。
2、坚持减排吸碳两手抓
(1)减排。应对气候变化,一手是大力推进节能减排,发展低碳经济,提高资源、能源的利用效率,促进经济结构优化升级,转变经济增长方式。如电力系统上大压小,废弃5万k W以下的燃煤机组;煤炭行业采取废水回收处理再利用措施等等。
(2)吸碳。应对气候变化,另一手是重视水保生态建设,搞好“综合治理+生态修复”,恢复和保护植被,加强林业建设,做好“碳汇”能力建设工程,充分发挥林草植被的吸碳固碳放氧作用。
3、重视绿色建设,发展典型引路
20世纪90年代初,水利部在江西省兴国县开展了水土保持试点工作,县水保办与沼气办合署办公。为了制止乱砍滥伐并解决农民生活燃料问题,兴国县在全国积极创新,开创了发展沼气的新途径。如今“猪—沼—果”模式被广泛采用,收到了显著效果。建议大力推广家庭沼气、节柴灶、太阳能和小型风力发电等低碳经济、绿色发展的举措。蒙牛乳业的总裁杨文俊在2010年博鳌论坛上提出:用牛粪沼气发电,1头牛的粪每年发的电够5台电冰箱用1年;大型企业应该争创“绿色冠军”。
北京市以人与自然和谐相处、顺应自然规律新理念为指导,开创性地推出建设生态清洁小流域,构筑生态修复、生态治理和生态保护三道防线的新举措,实行“综合治理+生态修复”的做法,整合并优化水利、水保、农业、林业、环保、国土等部门的先进技术和资金等,效果明显,深受群众欢迎,其发展前景广阔。
开发建设项目如公路、铁路等线性工程建设,在郑州—西安高速铁路全线建设中大量采用“以桥代路”的做法,隧道、桥隧长度占线路总长的77%,节省了1130多hm2土地。在动车组列车沿线建设中,同步实施桥下植被绿化、边坡绿色防护等,既有效地防止了水土流失,又绿化美化了沿线环境,有利于发挥林草植被吸碳固碳的作用,节能环保成效显著。
4、探索建立生态补偿新机制
陕西省榆林市是煤炭、石油等能源基地,1997年在水利部指导下,积极探索收缴水土流失补偿费。2008年底,省上出台了《陕西省煤炭石油天然气资源开采水土流失补偿费征收使用管理办法》,明确规定在陕西境内从事煤炭、石油、天然气资源开采企业,均应缴纳水土流失补偿费,标准为:原煤陕北每吨5元,原油每吨30元,天然气每立方米0.008元,由地税部门统一代征,在所得税前抵扣。这是全国第一份省级单位出台的生态补偿专门文件,打响了进行行业生态补偿的第一枪,据水保司估算,一年生态补偿费收缴约13亿元,有力地支持了水保生态建设。
建议尽快制定国家生态补偿法规,明确企业资源补偿、生态环境保护与修复的主体责任,以促进生态补偿机制的规范,保障经济发展方式转变的有效推进。
5、争取水保生态建设实施碳汇项目
国家目前正在大力推进清洁发展机制项目,积极推动气候友好技术的研发与应用,这意味着发达国家可以通过在发展中国家实施林业碳汇项目,用于抵消部分温室气体排放量。
建议争取把碳汇与水保生态建设结合起来,在异地加快综合治理,加大种树种草力度,营造可以吸收二氧化碳的林草植被,并实施以封禁为主要内容的生态修复措施,依靠大自然自我修复的力量,坚持“小范围治理、大面积保护”的方针,大面积恢复、保护植被,做大做强吸碳固碳放氧的碳汇能力建设工程,改善环境,以扎实有效的行动来应对气候变化。
参考文献
[1]气候变化2007:自然科学基础[R].联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组的第四次评估报告.
[2]应对气候变化和发展低碳经济的水利对策研究[R].水利部南京水科院和中国水科院.
[3]陈雷.深入贯彻落实科学发展观开创水土保持生态建设新局面[R].2009年4月12日在全国水土保持工作会议上的讲话.
工程建设与气候 篇2
关键词：化工园区 规划建设 气候论证 建议
泸州市纳溪区，座落在长江之滨，永宁河畔，属亚热带湿润季风气候，地形以深丘、低山为主，森林覆盖率达44％。纳溪区因其资源优势、区位优势和化工存量优势，规划为我国西部以煤和天然气为原料的化肥、甲醇能源化工、烯烃化工和精细化工最大的“西部化工城”的核心园区，分为东区和西区。东区位于河东棉花坡镇，规划面积7.57平方公里。现有泸天化集团公司、西南化工研究院等企业，适宜发展煤化工、天然气化工、精细化工产业。西区位于河西新乐镇，规划面积8.48平方公里，地形开阔，属浅丘地带，具有高速公路、铁路、港口、机场形成的综合交通优势，适宜发展煤化工、建材、重型机械及物流产业。合理利用气候资源，科学规避气候风险，对化工园区健康快速发展具有重要意义。
1 化工园区的气候安全分析
影响纳溪化工园区建设与发展的气候因素主要是降水、气温、雷电和风。化工园区的气候安全是指正确认识化工园区气候及气候变化问题，了解当地气候变化规律，充分利用当地气候资源，积极预防极端气候事件造成的不良影响，趋利避害，减轻或避免气候变化带来的损失，从而在复杂的气候变化背景下，实现化工园区健康、安全、快速发展。纳溪地理环境较为复杂，气候背景决定了本区域内强降水、极端气温、大风、雷电等气候要素变化引起的各种致灾因子不确定性很大，必须科学规划、合理防范。
2 影响化工园区气候安全的主要气候要素特征
2.1 大强度降水
降水量是指天空降落到地面上的液态或固态降水，未经蒸发、渗透、流失而积聚在水平面上的水层深度。本文所述大强度降水是指1小时内的雨量大于16mm或24小时内的雨量大于50mm。纳溪降水量一年四季分布不均，主要集中在4至9月，占全年降水量81.3%，年平均降水量1150.8毫米（1971-2000年），最多年（1991年）1547.2毫米，最少年（1995年）850.6毫米。纳溪大强度降水特点主要体现在3个方面：一是日降水量强度大。二是持续时间长。三是大强度降水次数多。纳溪大强度降水的特点，对工农业生产和生活有较大影响。
2.2 极端气温
气温是表征空气冷热程度的物理量。极端气温也叫绝对气温，它是指历年中给定时段（如某日、月、年）内所出现的气温极端值，可分为极端最高气温和极端最低气温。本文所述极端最高气温是指空气温度达到或超过35℃以上，连续高温酷暑会使人体不能适应而影响生理和心理，甚至引发疾病或死亡。极端低温是影响植物生长、发育及其地理分布的重要环境限制因素之一，当环境温度低于10℃时就会受到冰冻等伤害，严重影响植物的正常生长、发育甚至造成死亡。纳溪年平均气温17.4℃，极端最高气温为40.2℃（1972年8月27日），极端最低气温-2.0℃（1991年12月28日），极端最高气温天数多于极端最低气温。
2.3 大风
气相对于地面的水平运动，用风向、风速表示。纳溪以东北风、西北风为主。年平均东北风风向频率7%，西北风风向频率7%。各月分布：春季至秋季（4至10月）最多风向为东北风；冬季至初春（12至3月）因北方冷空气影响，以西北风为最多。年平均风速1.4米/秒，月平均风速最大为8月，2.2米/秒；最小为秋冬季（11月至12月），仅0.8至0.9米/秒。
2.4雷电
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹等。主要特点：（1）放电时间短，一般约为50-100微妙；（2）冲击电流大，其电流可高达几万到几十万安培；（3）冲击电压高，其感应电压可高达万伏；（4）释放热能大，瞬间能使局部空气温度升高至数千度以上。（5）产生冲击电压大，空气的压强可高达几十个大气压。因此，雷电极具破坏力。年平均雷暴日数31.4天、最多年可达41天，主要集中在4-9月。
3 主要气候要素对化工园区安全的影响
3.1 降水的影响
天气和气候因素是引发强降水的直接原因，而地理环境则是影响灾害发生的重要因素。强降水会造成很大的地表径流，洪水会冲毁建筑物、公路路基和桥梁，中断交通，在山区还可能引发泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害，在城市会出现街道积水、房屋进水，淹没工厂、机器、冲毁工业原料和成品等。而降水显著不足，会严重影响化工园区的生产、生活用水。因此我们要避免破坏森林植被，引发水土流失；避免城市建筑垃圾阻止洪水下泄不畅等人为因素的影响。
3.2 气温的影响
（1）城市下垫面特性的影响。（2）大气污染。（3）人工热源的影响。（4）城市里的自然下垫面减少。
3.3 风的影响
化工园区的风向与风速，可以影响空气污染物的扩散路径和扩散速度，以及化工园区建筑物的风荷载和室内通风。风对空气污染物的主要作用是平流输送。风对化工园区的影响表现在强风的影响方面。风会对建筑物产生风压和风振，强风会影响建筑施工的安全，会损坏建筑物的结构，原材料设备的堆放，造成房屋倒塌，原材料流失等，危及人的生命安全。大风还会对桥梁、车辆、电讯设备、输电线路等造成危害。
3.4 雷电的影响
强的雷电常可导致雷击灾害，园区内最易发生雷击的部位：（1）缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、化工原料储罐等；（2）没有良好接地的化工生产车间等金属屋顶；（3）潮湿或空旷地区的建筑物、高大树木等；（4）由于烟气的导电性，烟囱特别易遭雷击；（5）建筑物上有无线电而又没有避雷器和没有良好接地的地方。所以化工园区企业的设备、厂房、电力系统、通讯系统的防雷装置设施好坏，将严重影响到安全生产，必须按照雷电安全防护的相关技术规定进行合理的设计和施工，确保安全。
4 根据气候条件对化工园区建设的建议
4.1科学合理地制定和完善化工污染处理规划。化工园区的污染排放处理规划建设要尽量符合大气环境质量标准，尤其对于化工污染尽可能做到集中处理，从源头上把住和控制污染。
4.2化工园区建设对局地气候有着重要影响。从动力效应分析，办公楼、厂房等建筑群使自然风速减弱。高层建筑也会改变气流的方向，造成近地面层局部地区风速会陡然增大或植被在背风方向茂盛等。修建建设群时要布局合理，化工园区内尽量保持自然气候状态。
4.3热岛效应。工业集中区平均气温比自然绿地高0.8～1.5℃，出现闭合热中心。化工园区内建筑物和道路基本上是不透水层，降雨后很快流失，再加上植被面积小，因此蒸散量小，使湿度减小1％～8％。工业废气的排放使园区上空大气含有大量凝结核，使降水增加3％～9％，工业废气不仅污染了大气环境，使空气混浊度增加，而且使大气中气溶胶大量增加，致使太阳辐射减弱。霜日减少20～25天，雷暴日数比郊区多5～10天。因此尽量避免人为制造高温因素，保证化工园区恒温及员工的健康。
工程建设与气候 篇3
1 柴河水库混凝土建筑物破坏的表现形式
混凝土地面工程表面破损严重, 出现剥蚀、掉渣、坑洼麻面, 并伴随裂缝、开裂和碎裂;屋面工程混凝土硬覆盖严重碎裂、大面积剥蚀、表面松散、砂化, 进而出现防水层开裂、褶皱, 裂缝贯通、裂隙发育, 导致屋顶漏水, 室内装修毁坏, 设备受损;砌体结构库区办公楼、酒店在春、夏、秋季使用, 冬季楼体闲置。该建筑为仿古建筑, 经多年使用运行良好。2010年春后, 女儿墙多处开裂, 墙体出现多处贯穿性裂缝, 雨水、雪水经缝隙渗入, 流入各个楼层, 导致多房间漏水、墙体霉变, 琉璃瓦崩裂、破损严重;混凝土渠道小型渠道钢筋混凝土出现裂缝、破损或整体倾覆、移位。
2 破坏原因
2.1 建筑材料原因
2.1.1 水泥选用不当。
柴河水库库区民用工程多采用当地生产的矿渣硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥具有抗腐蚀性高、水化热低、早期强度低、后期发展快、易干缩裂缝、抗冻性差等特点。用这种水泥浇筑的混凝土易透水, 冬春季节雨雪渗入后, 经反复冻融, 使混凝土结构遭受破坏。
2.1.2 砂石含土量大。
混凝土由石子、砂、水泥、水按一定比例混合形成, 配置混凝土用的砂中含有较多泥土时, 泥粘附在砂或骨料的表面, 妨碍水泥与骨料的粘结, 降低混凝土的强度, 增加混凝土产生干缩的几率, 降低混凝土抗冻、抗渗指标。砂及骨料中含有泥块时, 在拌和混凝土过程中泥块不宜被搅拌散开, 对混凝土的力学指标和耐久性指标将产生严重的影响。
2.1.3 配合比不合理。
大型工程, 混凝土浇筑前必须进行配合比试验, 科学合理的配合比是确保混凝土强度的必要前提。但小型民用工程, 通常根据经验配比, 不经过专门的试验。作业人员为了施工方便, 喜欢多用小骨料、砂子、少用粗骨料, 这样的混凝土施工操作方便, 混凝土和易性、稠度好, 容易振捣, 但后期强度低。有些作业人员喜欢流动性强的混凝土, 在浇筑混凝土时随意加水, 致使水灰比过大, 水灰比越大, 干缩变形越大[1]。
2.2 设计原因
2.2.1 排水不畅。
地面工程或屋面防水工程, 纵横向坡比小, 没有考虑冬春季节雨雪后温度骤降, 水体流动缓慢, 或冻融期间, 树叶等随风飘落物阻水、滞水等原因, 使水不能及时排走, 并经反复冻融, 导致混凝土结构遭受冻融、硫酸盐等腐蚀破坏。
2.2.2 混凝土厚度。
混凝土设计厚度过薄, 整体性不好, 抵御冻涨破坏能力不足。
2.2.3 混凝土地面垫层。
软基上必须设计足够的垫层, 特别是广场等承载力大的混凝土地面, 必须设计足够厚度的砂石垫层, 否则, 重型车辆作用下混凝土地面很容易产生裂缝, 并在反复冻融下破坏。
2.3 施工原因
2.3.1 未按规范要求施工。
混凝土施工有严格的规范要求和技术标准, 按国标和规范要求施工是确保施工质量的前提。但有些作业人员为省工省力, 不严格按施工程序施工, 存有侥幸心理和不负责任的态度, 图一时的轻快, 使施工留下质量和安全隐患, 给管理工作带来严重后果。
2.3.2 未达到设计要求。
施工人员应严格按施工图纸和技术要求施工, 但由于技术水平、缩减工序等原因, 混凝土表面平整度差, 达不到设计坡比, 或局部低洼不平, 排水不畅、表面压光不够等。
2.3.3 振捣不规范。
混凝土振捣工作是混凝土建筑物密实度控制的关键程序, 由于振捣时需要接电等工序, 有些作业人员, 为简化程序, 采取用锹拍击等方法, 但压实效果无法与机械振捣相比。也有些是使用了机械振捣, 但没有全方位振捣, 存在振捣不充分、漏振等问题。
2.3.4 养护不力。
当混凝土在水中硬化时, 会引起微小膨胀, 当在干燥空气中硬化时, 会引起干缩。干缩变形对混凝土的危害较大, 它可能使混凝土表面开裂, 严重降低混凝土的耐久性。养护是确保混凝土强度的关键程序。由于混凝土固结时产生大量的水化热, 需要大量的水分, 必须有充足的水分供应。因此, 混凝土浇筑后必须及时养护, 并持续养生, 直至达到规范要求的养生标准。混凝土在养护时, 如果湿度不够, 不能满足水泥水化热的需要, 将影响混凝土的强度增长, 易引起混凝土干缩裂缝, 使混凝土表面疏松, 抗冻性和耐久性变差。因此, 混凝土浇筑后, 必须保持经常性的湿润。
2.3.5 冬季、雨季施工。
混凝土硬化过程中, 温度的增长与养护温度和湿度有很大关系, 保持一定湿度, 养护温度越高, 混凝土的强度增长越快, 反之则越慢。当温度低于0℃时, 混凝土强度便停止增长, 且可能因冰冻使混凝土强度降低或破坏。雨季施工, 遇到降雨, 刚浇筑后的混凝土表面被雨水冲击, 使水泥流失, 出现不同程度的蜂窝、麻面, 如果处理不好, 虽然外形上已经平整光滑, 但整体强度达不到要求, 后加上去的水泥易剥蚀, 经一段时间的运行后, 回到原来的蜂窝、麻面状态, 在反复冻融、侵蚀作用下遭到破坏。
3 防治措施
3.1 混凝土冻融破坏的预防
3.1.1 正确选用水泥品种及水泥用量。
由于水泥是混凝土冻融、腐蚀破坏的重要原因之一, 正确选用水泥品种对混凝土抗冻、耐腐蚀性能影响很大。普通硅酸盐水泥的抗冻性好于矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥。尽量选用普通硅酸盐水泥, 保证必要的水泥用量, 尽可能减少水灰比。
3.1.2 使用引气剂。
普通水泥的抗冻性都不是很好, 如果在混凝土中加入大量高张力而稳定的微小气泡, 可提高混凝土的抗冻、抗渗性能。
3.1.3 混凝土配合比设计与试验。
施工前进行混凝土配合比设计与试验, 采用科学合理的配合比。
3.1.4 砂石材料的选取。
选用含土量少的优质砂石料, 当发现砂石料中含土量高时, 要进行清洗, 并在拌制混凝土时, 扣出相应水量。
3.1.5 严格按施工规范作业。
混凝土的抗冻性主要取决于混凝土的密实度、孔隙形状、分布情况, 因此提高混凝土的密实度, 加入引气剂等混凝土外加剂, 可改善混凝土的内部结构和分布状态, 是提高混凝土耐久性的重要措施。加强施工管理, 施工中做好平仓、振捣, 尽可能使混凝土达到最大的密实度。振捣时间长短以混凝土不显著下沉、不出气泡并开始泛浆为准。为排除混凝土中的多余水分, 可采用二次振捣、二次抹面、压实压光等措施, 以提高表层混凝土的密实性, 保证混凝土均匀、密实。混凝土浇筑12~18 h后即可开始养护。在夏季高温时可采用饱和水的草袋遮盖, 避免太阳光照射。每块混凝土一般养护时间不得少于14 d[2]。
3.1.6 合理安排施工时间。
尽量避免冬季施工, 如果一定要在冬季施工, 应按冬季施工技术要求进行施工、养护。要在混凝土中加入必要的早强、速凝等添加材料, 并采用蒸汽等养护措施, 确保混凝土的强度。尽量避免雨天浇筑混凝土, 如果浇筑期间突然降雨, 应立即停工, 并对已浇筑的混凝土进行遮雨防护。
3.2 混凝土破坏的治理
3.2.1 混凝土更新。
混凝土受损面较严重时, 将已劣化的混凝土全部清除, 然后清洗干净, 在表面潮湿状态下支摸浇筑混凝土。为增加新老混凝土间的粘结力, 在界面上涂刷处理剂。新浇筑的混凝土应带模养护24 h。拆模后洒水养护以防产生干缩裂缝。
3.2.2 涂抹砂浆法。
在修复已破损的混凝土结构表面时, 先将破损面清除, 并用水冲洗干净。然后采用环氧砂浆或玻璃纤维砂浆涂抹或喷涂, 每层喷涂均匀后待其硬化后再喷涂下1层。为提高混凝土的耐腐蚀性、不透水性、抗冻性, 在修补后的混凝土表面再涂抹1层树脂或聚合物水泥。
3.2.3 表面密封法。
对于修补宽度小于0.2 mm的细小裂缝, 先用钢丝刷将混凝土面打毛, 用水清洗干净, 然后用环氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酯树脂等封闭材料将裂缝处涂刷腻平[3,4]。
参考文献
[1]赵晓光.如何提高沥青混凝土的拌和质量[J].交通世界, 2010 (9) :72-73.
[2]张晓静.腐蚀对混凝土结构的影响及防治[J].黑龙江水专学报, 2004 (4) :105-106.
[3]闫志霞.混凝土收缩影响因素分析[J].交通世界, 2010 (9) :146-147.
气候与穿着 篇4
冷与穿着
世界上寒冷地区的居民，为了抵御寒冷，都喜欢并善于穿皮衣。衣料的来源大都是就地取材，以动物的毛皮为材料，缝制各种衣裤和袍子，而且反动物之道而行之，皮向外以挡风雪，毛在内以发挥疏松保暖之功能。爱斯基摩人的衣服就多以驯鹿皮或海豹皮制成；西伯利亚拉普人也以毛密绒厚的驯鹿皮制衣。
我国冬季最冷的大、小兴安岭地区的鄂伦春人主要用狍皮做袍，而且把狍子头的皮做成帽，戴上后很像狍子，既惹人喜爱，打猎时又有伪装作用，黑龙江东部的赫哲族人以捕鱼狩猎为主业，他们的皮衣许多是用鱼皮制成的。由于黑龙江江水冬冷夏凉，因而江里多产大鱼(如怀头鱼、哲罗鱼等)，皮厚且质好，晒干后经捶打变软，就成了轻便、保暖、耐磨且不进水的鱼革。用此制成的鱼皮长衫是他们过去居家、串亲的礼服，既轻盈漂亮，又挡风保暖。
热与穿着
在炎热天气下，由于气温较高，着装一般都以宽松肥大为特点。例如，马来西亚男女都喜欢穿“沙笼”裤子、“巴汝”上衣(这种上衣没有领子，袖子十分宽大)。我国四川盆地夏季也很热，所以彝族男子的长裤就宽大如裙。
天热时，女性常常和裙子密不可分，这不仅因为裙子特别宽松，而且还因为行走或活动时，裙子能产生较大的“鼓风”，因而显得特別凉爽。许多赤道和热带国家，为了战胜酷暑，男子也穿裙子，甚至连军队和政府官员也不例外。太平洋岛国西萨摩亚和斐济的官员一律穿素色的裙子，这已成为一种民族习惯。
中东沙漠地区气候炎热，光照强烈，所以这一地区的阿拉伯人喜欢穿白色的宽袍大袖的衣服，并且戴头巾，这种穿着能够有效地反射和遮挡阳光，虽然中东地区的气温也很高，但空气十分干燥，宽袍大袖通风良好，穿起来也不觉得闷热，
风与穿着
我国台湾澎湖地区妇女着装很奇特。她们用两条毛巾蒙面，上一条下一条，只在眼部留一条缝，乍看有些可怕，其实，这种奇怪的着装既不是怕晒，也不是怕冷，而是怕风，气象资料表明，澎湖地区大风日数很多，随大风刮起的海水常常侵袭人的肌肤(包括脸部)，所以爱美的女性就用毛巾保护脸部。在丹麦法诺岛北面港口的妇女，为了避免大风刮起的沙子伤脸，竟然戴起了面具。
在南美洲南端的火地岛，气温可低到零度左右，但过去的土著居民却极少穿衣，而是披一件海豹皮或水獭皮做成的短披风。事实上，这里的寒冷主要就是因为风大，聪明的土著居民知道“挡风就是避寒”的道理。爱尔兰全国气温普遍不低，但盛行强西风，因而男女老少都喜欢披羊毛斗篷，斗篷连有风帽，大风时可以保暖头部，兼防风沙，
湿与穿着
凡是世界上多雨的国家，“雨衣”都是室外作业人员(如建筑工人、交通警察等)不可或缺的劳保用品，雨天出门当然要穿雨鞋(靴)。我国古代劳动人民为了“不畏泥湿”，就在鞋底上贴两块木底(掌)，这大概就是当今“雨鞋”的雏形。
荷兰木鞋是“荷兰四宝”之一，荷兰冬季气温较低且地面潮湿，为了不使脚受寒受潮，人们常穿用厚木镌空的木鞋，这种鞋里面填有松软的保暖物，外观上看，两头向上微翘，形如木船。与荷兰木鞋的“保暖防潮”不同，日本木屐纯粹是雨季用品，它的功能就是“防湿防滑”，木屐的结构很简单；在板上钉一条人字形皮带或布带，在板下刻出几条木齿即可。
(文章代码：1821)
应对气候变化,建设生态文明 篇5
孙桢说，在研究气候变化的过程当中，我发现一个现象，很多国家把气候变化问题跟一些相关问题联系起来，像英国，气候问题和能源安全问题联系起来;也有一些国家把经济竞争力与气候变化问题联系起来。还有一种就是其反向的联系，他们把气候变化与别的问题联系起来，而其目的是否定气候变化。
在西方有些人从自由经济的角度怀疑一切，他们有一个词叫做“西瓜”，指责从事气候变化相关工作的人士外表是绿色的皮，内心却主张政府管制和社会主义。总之人们总是把一些问题和气候变化牵连起来，包括从正面和反方面进行联系，从而达到一定的目的。
孙桢认为我国也存在这样的问题，我们更多的是从发展路径来考虑，比如能源的安全是否是自给型的，我们强调内涵式地来解决能源问题，提高能效，转变发展方式等。同时，中国也在考虑我们的国际关系，怎样在国际关系中考虑应对气候变化因素，怎样促进开放，并使我们发展的外部环境得到改善。
但现实是，气候变化仅仅依靠搭相关政策的顺风车是不能解决的。气候变化工作离不开节能，所以在操作上应强调政策协调。相关部门，例如国家能源局、发改委环资司、气候变化司之间的协调配合也十分重要。但是在战略层面，应给气候变化更多的协调层级，不能讲“即使没有气候变化，也要低碳发展。”
为此，需要从生态文明这个高度来认识气候变化。国家“十二五”规划中把气候变化放在了第一章，孙桢认为这有助于我们加强对生态文明这个概念的认识，并提出两点建议：首先在理念上要以人为本，环境优先。“环境优先，就是以人为本。”孙桢说。气候变化的政策，今后发展的方向和现在的实践关系是一个很重要的问题。我国在使用很多行政手段，在一段时间里面还会加强，未来还会有气候变化法。我们能不能够在市场化方面，明确地提出来要支持市场化的改革，要推进碳税和碳交易，和能源的改革一块前进，这个将是我们探索的路径。
而在国际关系的问题上，气候变化问题要支持我国开放、合作的政策。在谈判中，从全球来看，我们更多的是从事情本身的是非曲直出发，而不仅仅以意识形态或站队这样一种方式出发。
孙桢认为关于生态文明，还是要从解决资源环境问题的对策这个角度去理解。有些人把生态文明理解为一种社会形态，和农业文明、工业文明一起排序，是比较牵强的。还不如直接说，生态文明建设是一个任务。孙桢谈到，生态文明是以资源节约和环境保护作为对象，并且在管理发展问题上，要明确、明智地采取一些预防原则来体现生态文明。相对于可持续发展、循环经济等，孙桢认为生态文明是一个更具综合性的方案，它的综合性在于包含很多政治涵义，在以往有环保技术、有排污收费方面的一些手段，今后在政治理念上，可能会有更多的元素，我们应该容纳更多环境方面的理念。再则，过去我们也讲究长远发展，但作为生态文明这个层次，是某种终极意义上发展道路上的选择。各国之间有政策对话很常见，文明对话则是站在很高层面上的对话。生态文明拥有更多的世界眼光和整体眼光。
发挥气候优势 建设宜居福清 篇6
“宜居”是一个综合的概念, 而且这个概念随着人们物质文化水平的提高而不断深化。从改革开放之初的“安居”到20世纪后期提出的“人居”概念, 表达了人们追求较高档次生活的愿望。而“宜居”的提出, 反映了人们对居住从简单要求到综合要求的提高, 即对居住条件特别是对环境的要求。所以提出宜居城市的概念, 是时代的进步, 也是深入学习实践科学发展观、构建和谐社会的要求。
宜居, 首先必须有一个好的环境——气候环境与生活环境, 舒适、健康、方便、安全。不仅适合人们居住, 而且要和自然界友好相处, 人与人和睦共处[1]。
随着经济发展和社会进步, 为身心舒适惬意而选择理想的居住环境置家立业, 以健身延年, 增强自信, 全面提高生活质量, 已渐成时尚。而气候, 是影响人居环境的重要因素之一。福清气候宜人, 怎样充分发挥气候资源优势, 提升福清的人居环境, 也越来越受到人们的关心和重视。
2 福清气候优势分析
福清市地处福建东南沿海, 西部、北部为山区, 东部、南部为沿海, 龙高半岛西靠兴化湾, 东、南临福清湾和海坛海峡, 海岸线长。独特的地理环境使福清市形成典型的南亚热带海洋性气候, 夏无酷暑, 冬无严寒, 空气湿润, 阳光充足, 降雨量充沛。
福清年平均气温为19.7℃, 最热月7月平均气温为28.2℃, 最冷月2月平均气温为11.0℃。从1960年有气象记录以来, 日极端最高气温超过37℃仅出现2d, 为1978年8月1日38.7℃和2005年9月11日37.1℃;≥35℃高温天气每年平均不到2d, 2006年和2007年最多为5d, 而全年无≥35℃高温天气的年份多达20年。这在近年来气温不断攀升, 全国各地频繁悬挂高温预警信号之时, 福清市的宜居气候优势尤其突出。而福清市日极端最低气温低于零度也仅出现2d, 为1963年1月27日-1.2℃和1991年12月29日-0.3℃, 年无霜期日数为350d。年平均相对湿度为78%, 年日照时数为1796.5h。冬半年盛行偏北风, 夏半年盛行偏南风, 年平均风速2.5m/s, 大风天气基本上是在台风影响时出现。福清降雨量较充沛, 年平均降雨量为1436.0mm, 年平均暴雨日数为5d。雨季、干季分明, 降水集中在3～9月, 而10月至次年2月为少雨季节。
福清每年3～4月气温逐步回升, 春雨滋润, 春暖花开, 偶尔北方有较强冷空气影响时仍有短暂的低温天气出现。5～6月温暖舒适, 多为晴雨相间天气, 雨季高峰期会出现连续性大雨或暴雨。7～9月为盛夏季节, 以晴热天气为主, 白昼热而不炎, 夜间较凉爽, 降水主要是热带气旋 (俗称台风) 影响和午后热雷雨造成。10～11月为秋高气爽的天气, 最为舒适, 有些年份会出现秋旱。12月至次年2月为冬季, 冷空气频繁南下影响, 但因远道而来到达沿海而成为强弩之末, 维持时间不长, 天气多晴朗、虽冷而不寒。福清市的主要气象灾害为台风、暴雨和干旱。台风常带来狂风暴雨, 造成灾害, 但台风却能缓解高温酷暑, 它带来的降水在一定程度上减轻或解除夏旱, 也是夏季宝贵的淡水资源。暴雨会引发城市内涝和地质灾害。
3 因地制宜, 减轻“热岛效应”
在全球气候变暖的大背景下, 福清市的气候也出现较明显的变暖趋势。选取2000～2009年最近10年与1971～2000年30年月平均气温和年平均气温资料作对比分析, 全年各月的平均气温均明显升高, 上升最多的是2月高达1.5℃, 最少的8月为0.6℃, 见图1, 年平均气温升高1.0℃, 升温明显, 图中近10年为2000～2009年, 30年为1971～2000年。
再将2000～2009年最近10年与1971～2000年30年≥35℃高温天气年平均日数资料作对比分析, 发现福清市近10年≥35℃高温日数明显增多, 从1971～2000年的年平均1.3d增加到近10年的年平均3d。但近10年的极端最高气温37.1℃没有突破历史记录, 且超过37℃也仅出现1d。
分析气候变暖的原因, 除了大气环流背景因素外, 与福清市的城市化进程加快, 人口快速增长 (目前城区常住人口已达45万人) 、工业快速发展、汽车数量激增而造成碳排放明显增加, 产生城市热岛效应有关。
城市“热岛效应”是城市气候中典型的特征之一[2], 是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放;另一方面, 城市中建筑群密集, 沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量 (可吸收更多的热量) , 而反射率小, 使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多, 夜晚城市降温缓慢气温仍比郊区高。城市热岛是以市中心为热岛中心, 有一股较强的暖气流在此上升, 而郊外上空为相对冷的空气下沉, 这样便形成了城郊环流, 空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下, 聚集在城市上空, 城市空气污染将加重, 人类生存的环境被破坏, 导致人类发生各种疾病, 甚至造成死亡。城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水。为了保持福清现有的气候优势, 避免将来城市“臃肿”而产生更严重的“热岛效应”, 在以后的城市规划中应注意如下问题:根据福清市夏季风向多为偏南风的特点, 在以后的城市规划中应该多考虑南北走向的主干道, 以增加空气流通的速度和流通量;城市规划建设应以“扁长”形为主, 切勿将城市建成“又圆又胖”, 高楼应分散建设, 拉宽大楼间距离, 否则, 城市热岛中心尤为明显, 局地高温突出;增加城市绿化面积, 保留水体湿地, 减少地面对热辐射的吸收, 缓解“热岛效应”。
4 考虑“气象因素”, 避免城市内涝
福清市在经历200102号“飞燕”台风巨大灾难后, 政府有关部门和社会各界对防御台风灾害高度重视, 防范意识明显提高。有效的防台措施在近10年的防抗台风过程中凸显成效, 最大限度地减少了人员伤亡和经济损失。但对于200519号“龙王”台风以及200709号“圣帕”超强台风所带来的特大暴雨, 仍不可避免地出现严重的洪涝灾害。2010年6月22日傍晚到夜里的大暴雨, 由于短时强降水雨量非常集中, 再次使福清城区部分低洼地带出现内涝。致灾的原因除与降水强度有关外, 也与城市的排涝不畅有关。“龙王”台风过后, 母亲河龙江的治理成效显著, 减轻了城区防涝的压力。但内河淤塞仍较为严重, 城市建设过程中, 绿地不断减少, 建筑及硬化路面不断增多, 土地的渗透功能降低, 地下排水系统的设计滞后, 面对暴雨城市建设的弱点就暴露出来了。
为了更好地建设宜居的城市, 除加强对气象灾害预警预报和防御外, 还要尽量做到趋利避害, 充分利用暴雨带来的淡水资源, 同时在城市规划设计中尽量做到科学合理, 避免或减轻气象灾害的不利影响。一方面, 充分考虑福清市的地形地貌, 本地和周边县市的降水极值, 以及在全球气候变暖, 极端气候事件频发的当今乃至未来可能出现的崭新的降水记录。特别是根据短时强降水的数据和不同的地形条件来科学设计地下排涝设施系统, 着重考虑低洼处对高处径流而来的雨水的承受能力。如福清东门一带地势低洼处, 强降雨时容易受淹, 应提高地下排涝设施标准。另一方面, 为城市设计更多的公园和绿地, 提高土地的渗水功能;疏通内河和水塘, 增强储水和排水能力, 避免城市内涝的发生。
5 减少灰霾天气的影响
灰霾天气能见度较差, 最重要的是对空气质量影响较大, 对人畜的呼吸不利。1971～2000年30年福清市年平均灰霾天气日数仅6.6d, 而2000～2009年近10年的年平均灰霾天气日数剧增到64d, 灰霾对空气质量的不利影响明显加剧。一方面我国西北部地区沙漠化日益严重, 西北气流携带沙尘南下影响;另一方面, 城市建设土尘、工厂及车辆的排放明显增加, 而城市绿地减少, 树木植被的净化作用减弱。建设宜居城市, 应大力倡导节能减排, 提倡绿化, 美化家园的同时, 减少灰霾天气的影响, 提高空气质量。
6 低碳发展, 建设宜居福清
与全国大多数城市相比, 福清市拥有宜居的气候优势。而全球气候变暖的背景下, 在发展经济和城市建设过程中, 我们要坚持低碳发展, 保护气候资源免遭破坏。福清市在海西发展规划中, 被定位为以工业发展和港口建设为主的县级市。发展工业, 电力必须保证。而火力发电是高污染、高碳排放的项目, 福清市应在已开始建设核电的基础上, 充分利用我市海岸线长, 风能资源丰富的有利条件大力发展风能发电, 以及利用丰沛的雨水资源有效发展水利发电等清洁能源。引进低碳工业, 减少碳排放[3]。还应积极开展低碳科普宣传, 提高全体市民的低碳意识, 大力提倡低碳生活方式, 从自己做起, 从点滴做起。通过全社会的共同努力, 为减缓全球气候变暖, 减轻极端气候的不利影响, 以及保持本地优良的气候环境条件, 建设宜居福清做贡献。
摘要：分析了福清市的气候特点及福清市舒适宜人的气候环境条件、得天独厚的气候优势, 探讨了通过全社会的共同努力, 应对气候变化, 因地制宜, 减轻“热岛效应”, 避免城市内涝, 减少灰霾天气的影响。提出了坚持低碳发展, 大力提倡低碳生活, 减缓气候变暖, 减轻极端气候的不利影响, 以发挥气候优势, 建设宜居福清。
关键词：福清,气候,优势,宜居
参考文献
[1]赵勇.国内“宜居城市”概念研究综述[J].城市问题, 2007 (10) :76～79.
[2]肖荣波, 欧阳志云, 张兆明, 等.城市热岛效应监测方法研究进展[J].气象, 2005, 31 (11) :3～6.
工程建设与气候 篇7
一、临夏州北部旱区近十二年气候变化特征
(一)1997年～2008年温度变化特征比较位于临夏州北部干旱区的永靖、东乡县1997年～2008年十二年间,当地实测年平均温度分别为10.2℃和6.1℃,与1971年～2000年均值相比,年均温度升高了0.8℃,温度升高速度如此之快是临夏地区少见的。1998年东乡县年温为6.7℃,2006年永靖县年温为10.7℃,创下了自该县1968年有气象记录以来的最高值。十二年间永靖、东乡两县年温差率不断加大,高温年与低温年温差分别达到1.4℃和1.8℃之巨。作为≥10℃农业界限温度来说,十二年间,永靖县均值为3213.3℃,东乡县为1805.7℃分别比1971年～2000年均值提高了154.2℃和234.3℃,增温幅度也非常之快。
(二)1997年～2008年降水变化特征比较1997年～2008年永靖县古城实测年均降水量为282.3毫米,东乡县索南镇为536.8毫米,与1971年～2000年当地均值相比,两地年降水量分别减少了6.4毫米和8.3毫米。从年际变量来看,永靖县最少年(2001)降水量为215.4毫米,比年均值偏少65.8毫米,最多年(2007)为422.1毫米,偏多140.9毫米,东乡县最少年(2001)为404.8毫米,比年均值偏少135.8毫米,最多年(2007)为711.5毫米,偏多170.9毫米。充分说明这一干旱区年际降水变化幅度较大,并且有减少之趋向。
(三)1997年～2008年干旱变化特征比较我们将月降水量比历年平均偏少30%以上作为干旱,偏少50%以上作为重旱条件,统计了1997年～2008年北部两县干旱发生频率。从统计结果看,进入九十年代后北部干旱发生频率明显增多,八十年代之前从两县气象资料来看,这一地域伏、秋干旱不明显,九十年代伏、秋干旱变为明显,几乎各季都有干旱发生(见表1)。十二年来,干旱发生频率最高的是春、秋两季。春旱出现频率为45.5%,几乎两年一发生,重旱东乡为22.7%,永靖县31.8%,秋旱为30.0%～50.0%,重旱两地均为30.0%。其次是初夏旱和伏旱,其中初夏旱出现频率为27.3%～40.7%,重旱为13.6%～22.7%,伏旱为22.7%～27.3%,重旱两地均为9.1%。春秋两季干旱则严重影响着当年和次年春播和出苗,初夏旱和伏旱直接威胁着夏作物和秋作物正常生长和发育。
二、夏秋作物生态与气候资源利用率
临夏州北部干旱区地形复杂,沟壑纵横,作物种植海拔高度悬殊很大。以春麦为主的夏作物播种期从山谷到山顶是2月下旬～3月份,收割期为7月中旬～8月上旬。以玉米、马铃薯为主的秋作物播种期从3月下旬～4月中旬,收获期从9月下旬～10月份。
(一)1997年～2008年夏作物全生育期平均降水量永靖县为175.1毫米,东乡县为310.8毫米,全生育期降水资源利用率两县分别占全年降水资源的62.1%和58.2%。夏作物主要生长期≥10℃平均积温,永靖县为1933.5℃,东乡县为1209.0℃,十二年中≥10℃热量利用率两县分别占全年的60.2%和63.9%。夏作物播种和生长期难以避免上年伏秋干旱和当年春旱、初夏旱的严重影响,这对于本来作物需水量不足的少雨地区来说,真是雪上加霜。
(二)1997年～2008年秋作物生育期平均降水量永靖县为266.1毫米,东乡县为464.2毫米。十二年秋作物两县平均降水资源利用率分别占全年气候降水资源的94.3%和87.0%。秋作物生育期≥10℃积温永靖县为3136.0℃,东乡县为1805.7℃,十二年平均≥10℃热量利用率两县分别占全年的97.6%和100.0%。5月～6月份是秋作物出苗至拔节期。作物需水量较小,初夏旱影响不大。马铃薯现蕾、开花至块茎膨大期和玉米抽雄前期至雌穗迅速长大期是作物需水关键期。此时,当地正逢(7月～9月)降水峰期,永靖县平均降水量为150.6毫米,东乡县平均降水量为295.4毫米,自然水有效地为秋作物供给所需水份。
三、思考
工程建设与气候 篇8
关键词：气候资源,方位,建筑表皮,建筑节能
从我国现行的建筑节能设计标准来看,无论是居住建筑还是公共建筑的节能设计主要是通过控制建筑外围护结构的传热系数、窗墙面积比以及建筑的体形系数等途径来达到节能降耗的目标。但由于各地区气候条件不同,外部气候对建筑作用程度上的差异,建筑节能技术应具有很强的地域特征。即使是同一地区不同的位置、同一建筑不同朝向的围护结构,因微气候条件的不一致,建筑节能措施也不能一成不变。例如,研究表明,在南方夏热冬暖地区,建筑室内外温差相对北方寒冷地区小得多,单从提高建筑外围护结构的隔热性能来看,对建筑节能的贡献并不大,而窗口遮阳和自然通风对降低夏季的建筑能耗效果明显。此外,在夏季,外围护结构外表面平均温度随着围护结构的总热阻增大而增大,即墙体的保温隔热性能越强,围护结构的外表面温度就越高,其值就越接近室外平均综合温度。高温的建筑表面会使室外的空气温度升高,这对于缓解城市热岛效应是不利的。由此可见,以提高围护结构保温隔热性能即以“防”为主的现行建筑节能设计模式,未能充分考虑气候资源的有效利用,同时,建筑各朝向外围护结构热工性能要求的一致性与建筑方位气候资源的差异性之间的矛盾,造成了节能效果不显著、气候资源浪费以及环境的不利影响。因此,应采取与气候特点相适应的节能技术措施,结合建筑所处的地理气候环境,利用可再生气候资源,提高建筑节能效率和建筑生态环境品质。
1 建筑表皮的气候资源属性
1.1 建筑表皮
早在1966年,美国建筑师罗伯特·文丘里在他的《建筑的复杂性与矛盾性》一书中,首次将建筑问题分解为空间问题与表皮问题,指出在有限的空间创造之外,还有无限丰富的表皮创造的可能。从此以后,建筑表皮逐渐成为人们关注的热点问题。当今,许多建筑师从不同的角度诠释建筑表皮在建筑中的意义和发挥的作用。“表皮”(surface)的概念最先源于生物学,以此将建筑与生物作一个类比,形象地将建筑的外围护系统类比动物的皮肤,建筑的支撑结构类比动物的骨骼。对建筑表皮虽谈论得多,但就建筑表皮这一概念还没有人下过明确而权威的定义。这主要是由于研究者依据对表皮的研究内容的范围和侧重点不同,各自有不同的对建筑表皮的解释。从建筑的历史看,“表皮”也不是一个清晰和单一的概念,相反具有复杂多样的内涵。例如,建筑表皮通常被理解为建筑空间的外围护结构,是建筑内外空间的交界。然而,在不同情况下,表皮又可能指向围护结构的表面、表层或围护结构本身,这种复杂状况很容易带来对表皮认知的含混不清。此外,当代建筑学已引入了更加广泛的理论和哲学范畴,“表皮”亦获得了新的建筑学概念。它已经不是一个僵硬的名词,而成为了在不同语境中呈现不同内容的动态概念[1]。
基于本文研究的问题,将“建筑表皮”定义为具有改变建筑室内外物理环境(热、光、声)功能的建筑外围护结构,包括外墙体、门窗、屋面、和底层架空的楼板以及与上述围护结构共同作用改变建筑室内外物理环境的附属构件,如各种遮阳设施、表面绿化等。与建筑环境密切相关的、在建筑周围一定范围内(通常指建筑基地范围)的室外地面也属于本文建筑表皮涉及的范围,因它承载着相当丰富的自然资源,对改善建筑及城市的物理环境具有一定的作用,可以将它视为外墙面在地面上水平方向的延伸。建筑表皮作为建筑内外空间转换的物质系统,通过室内外物质、能量、信息等交流对物理环境因子具有反射、吸收、透射和转换等作用,不同程度地改变建筑室内外人居环境的品质。建筑表皮的功能性不能只简单地反映在空间限定、围护方面,而应表现在对环境资源的有效利用和改善人类生存环境方面的积极作用。
1.2 气候资源的特点
气候资源这一科学概念,形成于上世纪70年代。《世界气象组织第二个长期计划草案(1988-1997)》第一句就提出:“气候既是有益于人类的一项重要自然资源,又可能导致自然灾害。”在《吕氏春秋》中写道,“凡农之道,原(即候,指时令)之为宝”,将气候称为农业生产的资源(宝)。我国古代的二十四节气与七十二候等,便是以掌握农时,利用好气候资源的科学方法。
气候资源是一种特殊的资源。它和其他资源不同,主要有如下几点:(1)气候是光照、温度、湿度、降水、风等要素有机组成的。其资源的多少,不但取决于各要素值的大小及其相互配合情况,而且还取决于不同的服务对象,以及和其他自然条件的配合情况,不像黄金、煤炭等矿产资源那样多多益善。 (2)气候有时空差异。气候变化具有周期性,有时周期性不明显,难于捉摸。因此,气候资源的利用,必须因时制宜。地球上不同的地区,气候条件相差很大。因此,气候资源的利用,还必须因地制宜。 (3)气候资源是一种可再生资源。 (4)气候变化受人为因素的影响。由于气候条件与其他自然条件密切相关,人类在生产和生活活动中,在改造自然过程中,常常自觉或不自觉地改变了气候条件。例如,城市化和工业化对大气污染,引发温室效应,造成气温升高,城市热岛效应加剧,可能导致气候产生长远的、大规模的、对人类生存有重大影响的变化。
1.3 建筑表皮的气候资源要素
建筑通过其表皮获得的气候资源主要包括以下要素:(1)漫射光源,建筑采光之源:有历时性,呈周期性变化,无方向性,无明显热效应。(2)直射光源(太阳辐射),建筑日照之源:有方向性,有明显热效应,也有时效性,因而建筑获得直射光源的机率比漫射光源少。(3)自然风源:受大气候的影响,大气候风源是小区域内实现有效自然通风的必要条件,而非充分条件。(4)自然气源:气源与风源意义不同,引入风源的目的在于改变室内空气的热运动,满足热舒适要求。引入气源的意义在于改变室内空气的组成成分,满足卫生要求。(5)热源,热交换:只要建筑表皮两侧的温差存在,通过传导和辐射的热交换就存在。温差越大,热交换就越多。(6)水源:降水(包括雨水、雪、冰雹等)通过建筑表皮承载、输送、分配、净化等过程用于改善建筑微气候环境和生活用水。除气候资源外,建筑表皮资源还包括景观、声景资源等。其中“声景”为Soundscape由Sound(声)和Scape(景)构成,是借鉴Landscape而来。Landscape在中文被译成“景观”或者直译成“地景”。所以,Soundscape可以译为“声音景观”,简称“声景”[2][3]。
1.4 建筑表皮气候资源的时空差异性
建筑与在地球上其他能移动的物体不同,在一般情况下,一旦建成其所在位置不能改变。换言之,建筑各个表皮的位置和朝向将被固定下来。由于外界资源要素在时空分布的不均匀性,使得上述的资源在不同位置及朝向的建筑表皮存在着很大的时空差异。其中,太阳辐射的时空差异是气候要素时空分布差异的根本原因,进而造成建筑表皮资源属性的差异。首先,建筑表皮因空间位置上的差异而带来获取资源程度的不同,如水平向、南向和北向的建筑表皮在获得太阳辐射机会和程度上的差异,此为共时性差异;其次,气候的动态变化,导致同一朝向或方位的建筑表皮在不同时间获得外界气候资源的差异,包括季节差异和昼夜差异等,此为历时性差异。比如建筑表皮的采光和日照功能在夜间丧失,而通风和换气功能依然存在。还有,在冬季,太阳辐射是天然的热源,有利于建筑的采暖,建筑表皮应考虑尽可能地吸收太阳辐射热量,表皮的开口需尽量向阳并避免遮挡;而在夏季,强烈的太阳辐射会造成室内过热、空调负荷增大,因此,建筑表皮开口应考虑尽量避免太阳辐射,表皮的外遮阳措施就显得十分重要。外界气候资源分布的共时性与历时性差异,要求建筑表皮在气候资源利用时,要特别强调因地制宜和因时制宜。赋予建筑表皮充分利用外界气候资源的功能,是建筑生态、节能建筑设计的重要内容。通过对不同气候方位的建筑表皮技术措施实现对气候资源利用的最大化和受不利气候影响的最小化[2]。同样,无视气候资源在时空上的差异性,将建筑表皮单一化处理,也会导致对气候资源的浪费。反观当下的绝大多数建筑,其表皮性能特征在各朝向或方位的一致性以及表皮的固定不可应变性都无法使得其对气候资源的有效利用,这种依赖不可再生能源的建筑表皮形式,一方面消耗了宝贵的能源,另一方面将大量的废热、废气和废水等排出室外(图1),进一步加剧城市人居环境品质的下降。
建筑表皮在建筑中承担着气候资源(能源)汲取器的角色,它应该作为一种有效高效地利用资源的载体和发生器。在建筑的设计和建造过程中,我们应该理性地分析并恰当地处理好每一朝向方位建筑表皮的性能品质,使得建筑能够最大限度地利用气候等外界资源,从而实现降耗节能、集约高效的生态目标[2],保持建筑的可持续性。
2 建筑表皮节能与气候资源利用技术策略
2.1 建筑表皮与建筑节能
建筑物在建造和运行过程中不仅需消耗大量的自然资源,而且需耗费大量的能源。在全世界日益增长的能源消耗中,无论是工业发达的国家还是发展中国家,建筑能耗所占的比重都较大。建筑能耗包括建材生产、运输、建筑施工、建筑日常使用及建筑拆除等项目的能耗。其中比重最大(约占80%以上)的是建筑日常使用能耗,主要为采暖、空调、热水、照明、电器等用能。
在建筑日常使用的能耗中,由于通过建筑表皮散失的能量和供暖制冷设备系统的能耗占大部分,因此,世界各国的建筑节能工作主要围绕如何提高建筑表皮的保温隔热性能和提高供暖制冷设备效率两个方面展开。近年来又在可再生能源利用方面,如太阳能、地热能、风能等开展了卓有成效的研究。但无论利用哪一种能源方式,由于建筑物与其所处外部环境的能量的交换是通过建筑表皮来实现的,所以建筑表皮是影响建筑能耗的重要因素。要达到建筑节能的目的,除了要增强建筑表皮的保温隔热性能减少建筑中的能耗外,同时,还要提高建筑表皮对可再生气候资源的利用效率,降低建筑对不可再生能源的消耗,而后者更具有可持续发展的积极意义。
2.2 结合气候方位的建筑表皮节能设计策略
结合气候方位的建筑表皮节能设计策略,就是要从当地的气候条件和建筑表皮所处的位置或朝向出发,依据建筑表皮气候资源在空间分布的差异性,因地制宜,采取与气候条件相适应的建筑表皮节能技术措施,积极利用可再生的气候资源,降低不可再生能源的消耗。
就我国决大部分的地区(北回归线以北地区)而言,在建筑的六个朝向的表皮中,太阳辐射强度由强到弱的顺序依次为屋面、南向、东西向、北向,架空楼地面。因此,屋面和南向的建筑表皮是太阳能利用的最佳位置,可通过设置如 “特隆布墙(Trombe Wall)”、“太阳墙”、“透明保温隔热墙体(Transparent Insulated Wall,简称TIW)”、光电、光热一体化等建筑复合表皮系统,对太阳能进行利用;对于北向表皮,太阳辐射强度弱,但光气候因素相对稳定,是增加建筑采光的有利朝向;屋面除了太阳能利用外,和室外基地表皮一起可构成雨水利用系统和生态绿化系统。对于大进深大体量的建筑,通过屋面表皮的透光材料或开口,可解决内部采光的不足等问题。建筑的自然通风除了依靠风压通风外,还可通过架空底层楼板表皮开口与屋顶开口形成热压通风,底层架空楼板表皮具有丰富的自然气源和自然风源,建筑设计中应予以充分利用。
2007年新落成的清华大学环境能源楼(SIEEB)是一座智能化、生态环保和能源高效型的新型办公楼。作为一项示范性工程,该项目的建设通过建材选择、设计、施工、运行管理等各个环节,提供了一个适合中国国情的环保节能办公建筑的技术方案。为达到尽可能降低温室气体排放、提高能效、利用气候可再生能源等目标,首先,在建筑的形态上,采用了C 形平面、阶梯状由北向南对称跌落,楼层的层层退台是为了能够接收到最大限度的日照和给予内部花园更大的空间。其次,结合气候资源在建筑方位朝向上的差异和北京气候的特点,建筑的各朝向采取了不同的表皮构造。南向采用了出挑钢架上设置表面覆盖有太阳能PV板的遮阳表皮系统(图2)。
依据北京冬至(27.3°)和夏至(73°)正午太阳高度角进行设计,在夏季可以减少太阳辐射量,而冬季又允许阳光进入室内。据模拟分析,采用遮阳板后太阳得热量能减少约1/3。同时,太阳能PV板又能为大楼提供清洁能源。南向凹空间的东西北三侧表皮设计成双层幕墙。外侧幕墙由玻璃百叶构成,其中部分玻璃百叶可被计算机控制旋转角度,反射阳光至室内天花,形成均匀的室内自然采光效果,减少人工照明的能耗。每层上部的两个遮阳百叶能够通过旋转一定角度保证反射光线可最大限度地到达室内。如图3所示,建筑北侧采用单层幕墙表皮系统,设置开启的透明玻璃窗,并在窗框外侧覆固定的激光穿孔铝板,它的功效是既可阻挡北侧冬季的寒风,又不影响室内的自然采光和观景。东西两侧表皮为带金属检修走廊的双层幕墙。其外层采用丝网印刷玻璃;内层上下为填充岩棉的坎墙,中部为透明玻璃窗。它不仅能有效地阻挡强烈日照,并保证室内采光,还可在两层幕墙中间形成空气对流通风层,将太阳得热排出中间夹层,从而大大减少夏季空调系统的能耗。在建筑周围的基地表皮,采用透水性铺装,有利于地下水的涵养和生态环境的改善,在大楼西北侧种植常绿高大乔木,阻挡冬季西北侧寒风对建筑的不利影响[4]。
依据气候资源在空间分布的差异性,采取了结合气候方位的建筑表皮节能设计策略,使得SIEEB 的CO2 排放远低于中国同等公共建筑的排放量,节能效果显著。
2.3 结合气候变化的建筑表皮节能设计策略
如上所述,气候资源不仅在朝向方位上存在差别,而且随时间的变化而变化。以往固定不变的建筑表皮只能是被动地接受外部气候因素的作用,缺乏主动适应外界气候变化和利用气候资源的能力,造成气候资源的浪费。结合气候变化的建筑表皮节能设计策略,就是要赋予建筑表皮以“类生命”特征,使其具有一定的自我调节、自我控制等功能,根据室外气候因素的变化,因时制宜,对进入室内的物质流与能量流进行调节和控制,以尽可能低的环境负荷来达到尽可能高的气候资源利用率,创造可持续的、健康、舒适的建筑室内环境。
作为结合气候变化的建筑表皮节能设计策略,首先,可赋予建筑表皮具有开启、闭合、转换等功能,使建筑表皮能动地适应气候的变化,趋利避害,充分利用气候资源。其次,可在建筑表皮表面附着植物,构成具有生态气候适应特征的绿色建筑表皮,利用植物形态的季节变化,如夏遮阳、冬日晒,解决建筑的防热与采暖问题。此外,还可利用建筑表皮本身材料的特性,如基于相变材料的蓄热型表皮,在冬季,白天可吸收太阳辐射热,夜间将热量释放出提高室内温度,减小温度的波动,节约采暖能耗。
2003年在托马斯·赫尔佐格设计完成的德国建筑工业养老金基金会办公楼中,片状金属板在立面上的应用是该设计的一个特征。其建筑表皮不仅注重形式上的美感,并且能起到采光和遮阳的作用。在建筑北面,这些金属板可将顶光反射到房间内部,而在南立面,设计了一个近似镰刀形的调节装置。正是这个精致的可调节构件协调好建筑表皮遮阳与采光的关系,它可在阴天时将天空扩散光反射到室内;而当阳光照射时,构件则转到垂直方向的遮阳板的位置上。在正立面顶部,向内绕轴旋转,可使光线转向的构件提供最大角度的遮阳措施,而在中段,必要的直射阳光经反射进入室内(图4)[5]。
3 结语
建筑表皮作为人类的“第三层皮肤”,是人与自然的联系纽带,建筑表皮的存在状况将直接影响人类生存环境的品质。因此,建筑表皮不仅具有庇护功能,还具有重要的人类生存的环境意义。由此可见,构建有利于改善人类生存环境的“第三层皮肤”的建筑表皮应成为建筑设计的重要内容和目标之一。结合气候资源利用、高效节能的建筑表皮设计无疑是一条符合可持续发展的必由之路。
参考文献
[1]冯路,表皮的历史视野[J],建筑师,2004(110):6~7.
[2]吕爱民,建筑围护结构的资源属性[J],华中建筑,2003(6):27~28.
[3]秦佑国,声景学的范畴[J],建筑学报,2005(1):45~46.
[4]张通,清华大学环境能源楼—中意合作的生态示范性建筑[J],建筑学报,2008(2):34~38
国名与气候 篇9
埃塞俄比亚：国名意为“晒黑了的面孔”，在古希腊语中是“被太阳晒黑的人聚居的土地”之意。因为那里的居民属黑色人种，面色黝黑，古人误以为是受强烈阳光直接照射所致。埃塞俄比亚位于非洲东部，北纬4°～18°N，地处热带，气温很高，东北部的达洛尔年平均气温高达34.5℃，是世界上年平均气温最高的地方。
立陶宛：其名称来源于波兰语“Litwa”，意为“多雨水的国家”。立陶宛是波罗的海沿岸国家，纬度较高，但因受西风带和大西洋影响，年均降雨量超过700毫米，几乎均匀分布于全年各月，全年大约有三分之二的时间太阳被云雨所遮。它的国名便反映该国气候这一特点。
智利：南美洲的智利，国名是“寒冷的土地”之意，这一名称与智利气候的实际情况并不相符。智利是世界上领土最狭长的国家，大部分地区属于温带，北部一部分地区属于热带，由北向南依次为热带沙漠气候、地中海气候、温带海洋性气候，最南部火地岛上的彭塔阿雷纳斯（53°02′S，海拔35米），冬季平均气温也在0℃以上。
冰岛：提起这一名称，人们自然会联想那里一定是冰天雪地，气候严寒。冰岛位于北极圈附近，约有八分之一的地面终年为冰川覆盖，因此有“雪地”、“冰的陆地”之称，因其为岛国，故汉译为“冰岛”。然而，由于有一股“暖流”环岛而过，加上冰岛多火山、温泉，是个“冰与火”并存的国家，气候并非十分严寒，其南部还属于温带海洋性气候。
苏丹：非洲国家苏丹，国名意为“黑人之国”。因其气候炎热且多风暴，故称“火炉国”、“风暴之国”。苏丹大部分地区为高原盆地，全境炎热、少雨，夏季气温高达47℃以上，素有“世界火炉”之称。每年夏季，来自非洲大陆内部又干又热的大风，卷起沙土，袭扰苏丹北部广大地区，有时大风卷起许多高达六、七百米的沙柱。气象学上称这种现象为“尘暴”。“尘暴”每年平均出现20余次，每次持续几小时。遇到这种天气，飞机要停航，火车、汽车要停驶。
气候变化与农业用水安全 篇10
关键词：气候变化,农业用水,水安全,需水管理
当前,气候变化正在对世界各国产生日益重大而深远的影响,受到国际社会的普遍关注。科学研究表明,人类活动导致了近50年来以全球变暖为主要特征的气候变化。这种变化已经并将继续对自然生态系统和人类社会经济系统产生重大影响,成为人类可持续发展最严峻的挑战之一。
水资源是受气候变化影响最直接和最重要的领域,气候变化已经对我国的水资源系统产生了重要影响。近50年来我国主要江河的实测径流量多呈下降趋势,其中,海河流域1980年以后河川径流较前期减少了40%~70%。未来气候变化将对全球及区域水资源安全产生严重影响。而我国水资源赋存条件和生态环境状况并不优越,加之近年来经济社会发展迅速和城镇化进程的加快,水资源分布与国民经济发展布局不相匹配的矛盾日趋显现,部分地区出现了严重的水资源危机。
农田灌溉作为国民经济发展的用水大户,在保障粮食生产、促进经济社会和谐发展具有重要作用。随着全球变化研究的不断深入,气候变化对农业用水安全构成的威胁逐也日趋显现,并直接关系到国家粮食安全问题。为此,国内外广大学者进行了广泛研究。政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)在其评估报告中指出,气候变化将显著影响灌溉需水、生活需水变化过程[1]。结合印度灌溉作物发展规划,采用IPCC A2和B2气候情景,分析了未来灌溉需水量变化过程,结果显示,受气候变化影响,印度未来灌溉需水在2020年将增加1%~3%,在2070年将增加2%~7%,并指出在B2气候情景下灌溉需水量达到最大[2,3];德国环境部(Federal Environmental Agency,FEA)分析了欧洲大部分国家的气候变化趋势,指出未来气候情景下,来水条件将发生明显改变,同时温度升高将加速土壤蒸发,增加灌溉用水过程,尤其是夏季和冬季的季节性变化,使供需矛盾更加尖锐[4];加拿大环境保护部(Environment Canada,EC)分析了气候变化对加拿大水资源的影响,指出气候变化加速作物蒸腾过程,使水资源供需矛盾更加尖锐,并提出适应气候变化的策略[5];2010年11月,美国水业协会(American Water Works Association,AWWA)针对全球变暖的趋势和未来气候变化的不确定性,指出当前气候变化背景下需水预测的不足,拟投入巨资深入开展气候变化对需水的影响机理研究[6];我国在流域水资源综合规划中,也明确提出要充分考虑气候变化带来的影响与挑战,充分考虑各种可能的影响[7]。因此,全面分析我国农业用水现状,深入了解气候变化对农业用水安全造成的影响,加强水资源应对气候变化的适应性管理,趋利避害,已成为当前我国水资源管理的重要问题。
1 我国农业用水现状
农业用水包括灌溉用水、林牧渔用水。其中,农田灌溉需水量包括农田灌溉净需水量和农田灌溉毛需水量,可采用灌溉定额与灌溉水利用系数方法进行计算。而林牧渔业需水量包括林果地灌溉、草场灌溉、鱼塘补水和牲畜用水等4项[8]。长期以来,农业用水一直是国民经济用水大户。资料显示,1949年,我国农业用水量为1 001亿m3,占总用水量的97.1%,至2009年,农业用水总量虽保持在3 723亿m3,但其占总用水量的比例已缩至62.4%,见图1。尽管如此,农业用水比重依旧超过工业和生活用水比重。
除了用水总量的变化之外,我国农业用水效率在过去多年间也发生了显著改变。1949年我国农业灌溉用水定额为8 565 m3/hm2,至2009年已提高到6 465 m3/hm2,其中海河、淮河流域分别提高到3 480 m3/hm2、4 200 m3/hm2。尽管我国农业灌溉用水效率有了很大提高,但当前我国灌溉水利用系数只有0.4,与发达国家0.7相比,相差甚远。同样,灌溉水分生产率平均1 kg/m3左右,与以色列2.32 kg/m3相比,亦存在明显差距。农业用水效率的变化是我国国民经济发展、农业产业结构布局、农业灌溉技术等多方面因素综合影响的结果。在全球变化的大背景下,我国农业用水效率低下将直接威胁到农业用水安全。
2 气候变化对农业用水需求的影响分析
众所周知,水分是决定作物生长发育的主要因子之一,水分不足对作物生长发育有关的许多生理生化过程都有影响,严重的水分胁迫将导致作物产量的大幅度的下降。一般情况下,作物需水量的大小,取决于该作物的耗水强度,即日均需水强度,而作物的需水强度过程线则是其生物学特性与环境条件综合作用的反映,受到气温和降水等外部环境条件的显著影响[9,10,11]。
首先,气温变化直接影响作物腾发量,进而改变作物需水量。根据1990年FAO对参考表面的定义,即“参考表面为生长均匀茂盛、完全遮蔽地面、供水充分、植株高度0.12 m、具有固定的表面阻力和反射率的面积无限大的绿色草地”。在此环境中,FAO推荐Penman-Monteith公式、Blaney-Criddle公式等多个计算参考作物需水量。Penman-Monteith公式表达形式如下:
式中:ET0为参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;Rn为植被表面净辐射量,MJ/(m2·d);G为土壤热通量,MJ/(m2·d);Δ为饱和水汽压~温度关系曲线的斜率,kPa/℃;γ为湿度计常数,kPa/℃;u2为在地面以上2 m高处的风速,m/s;e0为空气饱和水汽压,kPa;ea为空气实际水汽压,kPa。
这是一个组合方程,可分成2个部分,前一部分为辐射项(ETrad),后一部分为空气动力学项(ETaero)。方程中涉及到的均是标准气象资料,包括旬平均温度、旬平均最高温度、旬平均最低温度、旬平均日照时数、旬平均相对湿度和旬平均风速[12,13]。
FAO-Blaney-Criddle公式表达形式如下:
式中:ET0为参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;Tm为平均温度,℃;P为月内日平均昼长小时占全年昼长小时的百分比[12]。
可以看出,在2式中气温是影响 的主要因素,且随着温度的变化,ET0亦呈明显变化。
其次,温度升高会导致大部分作物的生育期发生变化。气温升高导致春季作物物候期提前,秋季物候期推迟,从而延长作物生长过程,并最终影响作物需水量[2]。研究表明,冬小麦一生中的日需水强度变化很大,出苗后到冬前分蘖期间,日需水强度逐渐有所增加,进入越冬期后逐渐减小,返青后又明显增大,至孕穗-扬花期冬小麦日需水强度达到最大,以后有所减少。因此,在冬小麦日需水强度过程线上有2个峰,即冬前分蘖期的小峰和孕穗-扬花期的大峰,而后一个高峰期所需水量,约占冬小麦全生育期需水量的65%左右。
此外,降水作为作物生长的主要水源,通过贮存于作物根区后用于蒸散过程,可有效减少作物灌溉用水量[13]。但当降水强度超过土壤的入渗能力或降水超过土壤储水能力时,一部分降水将作为地表径流流走,或形成深层渗漏流出作物根区,从而不能被作物利用。同时,降水特性、土壤特征、作物种类等多种因子,均影响有效降雨。有效降雨系数作为综合反映降水量、降水强度、土壤质地、作物生长等因素的综合因子,被广泛应用于当前的研究与设计中[14]。
气候变化对林业的影响与灌溉相同,即随着温度的升高,植被蒸腾加速,进而使需水量增大。
笔者利用区域经济发展、灌溉用水、种植结构等因素之间动态反馈关系,采用系统动力学建模方法,构建了气候变化背景下灌溉用水响应模型。以关中宝鸡峡灌区为例,分析了未来不同气候情景下灌区灌溉用水的变化过程。结果显示,随着未来气温升高趋势的增加,灌溉用水亦呈明显升高趋势,不同情景稍有差异,但差别不大,而不同作物间差异较大。以B1情景为例,温度升高1 ℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量420 m3/hm2。玉米约增加120 m3/hm2,温度升高对灌区用水安全带来极大挑战[15]。
3 应对策略
随着未来气温的升高,灌溉用水量的增加,世界各地也采取了广泛的应对措施。其中,需水管理作为新的管理手段,近年来先后受到联合国粮农组织(FAO)、世界银行(WB)、国际水资源管理研究所(IWMI)等国际组织和机构的重视,并逐渐成为国际上一种先进的水资源管理理念,被广泛应用到各国的水资源管理中[16,17]。而我国的需水管理起步较晚,目前尚处于初步研究阶段,但是在灌区节水改造、水权制度建设的实践中,积累了丰富的经验[18,19]。2010年12月31日,《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》正式发布,这是新中国成立62年来中共中央首次系统部署水利改革发展全面工作的决定。文件明确提出力争通过5年到10年努力,从根本上扭转水利建设明显滞后的局面。到2020年,基本建成水资源合理配置和高效利用体系,全国年用水总量力争控制在6 700亿m3以内,农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上,“十二五”期间新增农田有效灌溉面积266.7万hm2。可以看出,实施需水管理,调控用水总量,提高用水效率已成为缓解有限资源与无限需求间矛盾的必然选择,是当前落实最严格水资源管理制度的重要手段[20]。为此,笔者认为根据未来气候变化情景和经济发展状况,充分考虑种植结构调整与农民收入水平,妥善考虑农业用水户经济承受能力,严格控制用水总量,不断提高用水效率已成为应对气候变化的有效手段。
(1)严格农业用水总量控制。
在一定流域或区域内,由于能够持续支撑经济社会发展规模、维系良好的生态系统能力的水资源有限,所以水资源承载能力也是有限的。因此,根据水资源承载能力,充分考虑国民经济各行业用水之间的相互关系,对取水建设项目严格审批,确保合理分配有限的水量[20] 。当用水户达到或者超过用水总量指标时,应积极推进水权转换,不断促进工农业各部门在总量约束下,科学合理地使用有限的水资源。同时尽快完成大型灌区、重点中型灌区续建配套和节水改造任务。不断完善现有的各项水资源管理法律、法规,严格水资源管理。在大力发展节水灌溉,推广渠道防渗、管道输水、喷灌滴灌等技术的同时,充分考虑农民经济承受能力,适时给予节水、抗旱设备补贴政策。积极发展旱作农业,广泛推广地膜覆盖、深松深耕、保护性耕作等技术。
(2)千方百计提高农业用水效率。
农业用水效率受到灌溉条件、科技水平、来水条件等多方面因素的影响,常常是一个动态的变化过程。通常,节水技术的推广、用水水平的提高、重复利用率的提高都直接影响用水定额[21]。因此,要加大农业灌区节水改造力度,不断改善灌溉条件,逐步提高用水水平。同时结合不同地区水资源开发利用条件和经济发展状况,调整农业生产结构,逐步推行节水灌溉制度和节水栽培措施,减少农作物蒸发蒸腾,提高水的利用效率。逐步推行水资源有偿使用制度,进行农业水价改革,建立科学的水价政策[20] 。此外,要逐步推广节水灌溉的产业化模式,加紧制订和尽快实施节水灌溉设备产业化计划,同时加强产品质量监控,规范市场行为,不断提高节水设备的产业化和服务产业化程度。积极组建农民用水者协会,让广大农民参与灌溉用水管理,提高农业用水的组织化程度和对农田水利设施的管理与维护水平。
4 结 语
(1)农田灌溉作为国民经济发展的用水大户,在保障粮食生产、促进经济社会和谐发展具有重要作用。随着全球变化研究的不断深入,气候变化对农业用水安全构成的威胁逐也日趋显现,并直接关系到国家粮食安全问题。1949-2009年,我国农业用水量由1 001亿m3增加到3 723亿m3,占国民经济各部门用水总量比例从97.1%降低至62.4%。尽管如此,农业用水依旧是我国主要用水大户。同时,受到节水技术的推广、灌区节水改造等工作的推进,我国农业用水效率亦发生了显著变化,我国农业灌溉用水定额由1949年的8 565 m3/hm2提高到2009年的6 465 m3/hm2。尽管如此,与发达国家依然存在明显差距。
(2)气候变化通过气温与降水2个要素影响农业用水。一方面,气温变化直接影响作物腾发量,进而改变作物需水量,同时,气温升高使作物生育期发生变化,影响灌溉需水量。另一方面,降水条件改变亦直接影响灌溉需水量。以关中宝鸡峡灌区为例计算表明,在B1情景下,温度升高1 ℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量420 m3/hm2;玉米约增加120 m3/hm2,温度升高对灌区农业用水安全构成严重威胁。
(3)在全球变暖背景下,要保障我国农业用水安全,制定科学的适应对策迫在眉睫。从国内外水资源管理现状来看,需水管理作为缓解供需矛盾的有效措施,对各国缓解水资源供需矛盾起到了重要作用。结合我国农业用水现状,提出对农业用水需求总量、用水效率进行调控的需水管理措施,从调控需求、提高效率的角度缓解供需矛盾,进而有效应对气候变化对农业用水安全的影响。
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