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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇航道工程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
在航道工程测量作业的开展过程当中,为了确保测量数据的精确与可靠,就需要在航道工程的两侧均匀布置GPS控制点。而结合实际工作经验来看,在布置GPS控制点的过程中,由于河面较宽,再加上河面较长距离内没有桥梁可以通过,故而GPS控制作业的实施主要采取的方案为:沿航道工程河岸一侧进行控制点的水准测量工作,另一侧则仅负责对平面位置以及大地高指标的测量工作,由此使得航道工程测量的准确性不够理想,测量数据不够精确与全面。解决这一问题的关键在于:在航道工程测量中引入多项式高程拟合的技术手段。本文在理论分析的基础之上,围绕航道工程测量中对多项式高程拟合的应用要点进行分析与探讨,具体总结如下:
1.高程系统分析
业内对于高程系统的主要定义为:确定高程所涉及到的参考面以及以此类参考面为基础的所构成的高程系统。结合我国具体情况而言,在工程测量领域当中,所涉及到的高程系统主要包括几个类型:其一为正高高程系统;其二为正常高高程系统;其三为大地高高程系统;其四为力高高程系统。从航道工程GPS测量的角度上来说,基于GPS控制点所获取的高程系统为大地高高程系统,而最终可指导航道工程开展的高程系统为正常高高程系统。故而,着重对以上两类高程系统做分析:
(1)对于大地高高程系统而言,其参考椭球面并作为基准工作面。对于某一具体的测量点位而言,大地高是指该测量点到通过该测量点参考椭球的法线与参考椭球面相交点之间的距离。通常以H表示大地高高程取值。
(2)对于正常高高程系统而言,其参考近似大地水准面作为基准工作面。对于某一具体的测量点位而言,正常高数值该测量点到通过该测量点的铅垂线与近似大地水准面相交点之间的距离。通常以hr表示正常高高程取值。
考虑到两者之间基准工作面的选取有一定的差异,故而沿正常重力线方向,将参考椭球面相对于近似大地水准面上点位的距离定义为高程异常。高程异常的取值可以用下式表示:H-hr。
2.GPS高程测量方法分析
GPS技术被广泛应用于对工程项目高程取值的测量工作当中,主要的操作方法为:在GPS技术干预下,对既定点位的正常高取值进行测量(即GPS水准点)。在GPS技术支持下,高程测量的一般步骤可以概括为:首先,在GPS测量下获取既定点位所对应的高精度大地高取值信息;进而,通过对相关技术手段的应用,研究该既定点位所对应的高精度高程异常取值信息。
在这一步骤当中,常见的技术手段包括以下几类:其一为天文大地法;其二为重力测量法;其三为近似大地水准面模拟法;其四为高程拟合法。有关研究人员,高程拟合是以上相关技术方案中综合优势最显著,数据最为精确可靠的方法,故值得重视。
3.多项式高程拟合应用思路分析
在计算既定点位所对应高精度高程异常取值信息的过程当中,应用高程拟合法的主要价值表现为:由于在一定的坐标范围内,高程异常具有一定的几何相关性特征,故而,本区域内的高程异常参数可以尝试通过建立数学模式的方式加以求解。常见的多项式高程拟合应用方案可以归纳为如下三个方面:
(1)基于零次多项式的高程拟合方法:本方法为基于常数项的拟合方法,具体拟合表达式如下所示。在应用本方案进行拟合的过程中,需要根据任意一个已知的高程异常点位信息,根据该信息来确定本区域内其他相关点位的高程异常数据。
4.航道工程测量实例分析
以XX市某内河工程测量项目实际案例作为研究对象,对比零次多项式、一次多项式、以及二次多项式在作用于高程异常参数计算中的价值,以灵活选择最优多项式高程拟合计算方案。本内河工程测量项目共划分为两个GPS网进行现场观测作业,现场实测数据使用TBC数据进行集中处理。GPS网布置方案为:1#GPS网布置于本区地形起伏波动较大的山区;2#GPS网布置于本区地势相对平坦的平原。在不均匀、以及均匀分布状态下,GPS控制网所对应的多项式拟合数据结果如下表所示(见表1、表2)。
根据对表1、表2相关数据的分析认为:第一,为了确保对航道工程GPS测量下高程误差取值的合理计算,提高其精度水平,需要在选择高精度水准高程参数以及大地高高程参数的同时,根据工程特点,选择合适的多项式拟合模型;第二,对于计算最为简便的零次多项式拟合方案而言,其在作用于平坦区域时精度较高,而对于山区等地势起伏波动较明显的区域而言,精度较低;第三,二次多项式拟合方法是三类常见多项式高程拟合方案中最用优势最显著的方案,对于航道工程一类常见的四等或以下水准测量作业而言,具有良好的精度优势;第四,在选择已知点的时候,应当尽量确保已知点分布的均匀性,以巩固拟合质量。
文章围绕多项式高程拟合方法在航道工程测量作业中的应用要点展开了详细的分析与研究。提出使用零次多项式、或一次多项式、或二次多项式来对本区域内的高程异常进行拟合处理,最终获取未联测水准GPS控制点对应的水准高程信息,以实现GPS控制网信息向正常高高程系统实测信息的转换,确保航道工程测量质量的稳定可靠。
参考文献:
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关键词:动态管理 航道整治 应用
长江不仅仅是我国的第一大江,也是我国比较重要的输运河流。在长江流域内有着相对比较密集的运输船舶,我国国内比较有名的港口以及大中城市都包含在这个长江航道中,比如:重庆、南京以及武汉等。在很久以前,长江航道就被称之为“黄金水道”,而随着最近这些年我国综合国力和经济水平的不断提高,长江航道当中的输运经济效益更是得到了飞速的发展。所以,为了适应发展的需要,一定要加大对长江航道的整治力度,而为了进一步提高长江航道的输运能力,在长江航道的整治工程中使用动态管理是十分必要的,动态管理十分适应长江航道的特点,能够有效的提高长江航道的工程效益、人文效益以及经济效益,总而言之,将动态管理应用到长江航道的整治工程当中是十分有意义的。
航道整治工程的工作内容
1、航道整治工程的定义
航道整治工程是用整治建筑物调整和控制水流,稳定有利河势,以改善航道航行条件的工程措施。广义的航道整治也包括炸礁、疏浚和裁弯取直等。航道整治的主要任务是:稳定航槽;刷深浅滩,增加航道水深,拓宽航道宽度,增大弯曲半径;降低急流滩的流速;改善险滩的流态。可分为山区航道整治、平原航道整治、河口航道整治。
2、航道水下地形测量实施
航道水下地形测量的目的是为了获得水体覆盖下的水底地形图。获取水下地形图的目的是为发展水上交通、建设水利设施、海洋资源开发、水产养殖等提供基础数据,所以至关重要。获取水底地形图的有以下几个步骤,即资料收集和技术设计、导航定位、水深测量、水位改正、水位观测、水深数据处理和水深数据成图。
3、沿岸地形测量
测量沿岸地形的目的是为了了解河床范围内的地形、水深和地物。尤其是河岸上与水道变化相关的物体,这些物体可能是陆域设施或助航标志。测量沿岸地形更有利于相关技术人员展开工作。
动态管理概念
动态管理是一种相对比较新颖的项目工程管理方式,它指的是在项目工程的具体管理过程当中,对外部环境和内部环境进行分析、判定以及检测,并通过这些结果,对工程项目进行适当的补充、完善以及修正的一种工程管理方式。通常来说,在项目的实施过程中应用动态管理这种管理方式,需要这个工程项目监理对这个项目的内部环境以及外部环境进行详细的监测,并通过合理的、科学的分析数段对其进行预判,从而使得项目工程管理总是适应这个工程不断变化的外部环境,进而使得项目工程的管理效益以及经济效益达到最大化。
航道整治工程实施所具有较强的时效性和时限性特点要求必须实施动态管理。长江河道尤其是中下游沙质河段,每年河床、洲滩都会因水流的冲刷有一定幅度的变化,航道整治工程往往是经过分析和研究,选定较为有利的时机,利用较为有利的河势条件,辅以工程整治等措施,通过调整或保持较好的水流条件,达到治理航道的目的。为此,工程实施必须与设计所依据的河势、水文条件基本相符,工程实施时机的确定对于整治效果的实现尤为重要。
动态管理在航道整治工程中的应用
1、专业化项目管理更加科学有效
通过专业化的项目管理公司,能够有效整合项目管理领域内部的所有资源。专业化的项目管理公司是具有技术扎实、经验丰富的管理团队,除具备丰富的实践经验,还具备完善的管理制度和工作程序,管理人员之间不需要进行磨合。同时项目管理公司往往同时承担多个工程项目的管理工作,对于同类工程的技术、成本造价等都比较了解,这样在进行可行性方案论证的时候,能够对项目成本管理提出有益的建议,促使工程项目的成本控制工作更加主动有效。此外,由于项目管理公司不断完成项目管理工作并承接新的项目管理活动,因此其能够及时总结工程项目管理中的经验和教训,解决问题的手段和措施更加丰富,能够促使工程项目少走弯路。
2、专业化项目管理更加有利于项目的正常推进
业主在委托专业项目管理公司进行项目管理的时候,需要和委托企业的法人签订正式的委托合同,明确规定项目管理的任务、目标、权责,管理公司在授权范围内从事工程项目的管理工作,并接受业主的监督。相比较于聘请自然人而言,业主的权益能够得到合同法的充分保护。此外,通过委托项目管理公司进行工程项目的管理,能够促使业主从繁重的工程管理中解放出来,使其工作重心逐渐转向专利技术、资金筹措以及市场开发等核心业务上来;同时,大部分工程项目管理公司的财务都独立于设计、承包商、监理方、供应商及投资人,因此不会产生利益冲突,能够独立公正地做出管理决策,确保了项目管理工作的科学性和高效率。项目管理公司和业主以及承建商之间的有机结合,还能够形成互相监督的局面,在一定程度上有利于避免腐败问题的滋生。
3、工程款项支付
加强对各类费用支出的审核,确保各项开支符合规定。定期(动态每月一次)动态检查建设项目各项成本、费用确保各项开支符合国家规定。审查资金拨付的规范性,是否存在白条支付以及工程款直接拨付承建者或个人现象。同时,严格依据建设单位的项目计量及支付管理办法及合同规定,对工程预付款、进度款、预留款、工程变更签证等工程用款进行审核,从严控制资金支付,对垫付的各类款项和预付工程款,在对承包商支付中及时予以扣回。提醒建设单位在项目结算后至少预留工程结算造价5%的质量保证金。此外,加强对建设单位自行采购的设备、材料的采购、保管、领用三个环节的管理及财务核算。对于纳入政府采购范围的设备及服务,督促建设单位应执行委托政府采购程序购置。审核建设单位编制的委托政府采购计划是否符合批准的扩初概算。主要包括对委托项目的标准、规格、数量和金额与批准的项目扩初设计、概算或预算的对比分析。最后,按照财政部印发的《基本建设财务管理规定》及其补充文件的相关规定,加强对建设单位管理费的控制。并且严格审核“公司帐套”分摊的建设单位管理费的真实性、合理性及完整性。
4、采取科学有效的疏浚作业技术和安全管理措施
在航道不断航疏浚作业中,施工单位应当执行严格的技术审核制度,对于疏浚过程中采用的施工工艺应当有明确的认识。做好信息的采集以及相关数据的记录工作。施工中出现任何施工方法上的问题,都应当进行及时的解决,强化相关部门和相关人员之间的交流,保证沟通的顺畅,无比确保问题可以第一时间被解决。在航道不断航疏浚作业中,作业单位应当对施工技术安全运用加以把握。比如在挖泥船作业过程中,挖泥船的定位应当准确,当航道大风过后,对挖泥船的定位都应当有及时的检查和矫正,确保挖泥船定位的精确性。确保挖泥船定位仪器的质量达标,保障挖泥船操作符合疏浚工程的基本要求。在疏浚施工中,如果施工单位选择的施工作业方法是分条分层法,对于航道条与条之间、段与段之间的衔接应当密切注意。时刻关注疏浚的后一项施工段跟前一段施工段能够保持一定范围的重叠,防止施工完毕后有淤泥的遗留以及因为淤泥回冲造成的浅埂状况,最终影响疏浚作业的质量。
结束语
综上所述,通过委托专业化的动态管理公司进行工程动态管理,有助于将业主从繁重的动态管理工作中解放出来,将工作重心更多的转移到资金的筹措和市场开发方面,有利于确保业主的权益,有利于保证工程建设动态的施工进度、质量、成本以及安全。因此,委托专业化的动态管理公司进行工程动态管理是今后工程动态建设的一大趋势,值得推广应用。
参考文献:
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【关键词】 疏浚 吹填 生产与管理 认识
1 引言
笔者从业航道水上工作二十多年,先后在拖轮、吸盘式挖泥船、耙吸式挖泥船等类船舶从事过不同的岗位任职。其中在耙吸式挖泥船上担任船长职务近5年,曾率船在长江、沿海转战29个工地,积累了丰富的现场生产与管理经验。就任长江宜昌航道工程局第三工程处总船长时,负责协调指导所属7艘挖泥船的生产与管理工作。现任工程管理处副处长,在组织和协调工程船疏浚方面,进一步沉淀和积累有益的工作经验。本文结合过去单船施工、项目管理,对疏浚船舶的生产与管理有了更深层次的认识与理解,现浅谈如下。
笔者认为,管理与生产就像人的思想与行动,是一个大脑指挥于行动、意识付诸于表现的过程。在社会各行各业中,管理与生产都有着不同的模式,其目的是要取得更好的生产效率。而之所以存在着不同的模式,其决定因素是各行各业具有不同的生产条件与生产环境,为此,要谈疏浚船舶的生产与管理,首先要认识到疏浚船舶的特征与特点。
2 疏浚船舶的特点
2.1 疏浚船舶是船舶,但其船舶功能只是辅助功能
疏浚船舶首先是船舶,具备着船舶应该具备的一切特征,有着严格的人员配置规定。船长负责船舶全面工作,驾驶部有水手、水手长、三副、二副、大副,轮机部有机工、三管轮、二管轮、大管轮、轮机长,还配备有政委、电机员、炊事员等等。但是这些对于疏浚船舶来讲,船舶仅仅是一个生产的载体,其辅助在于为完成疏浚、吹填等建设项目提供必要的设备平台和施工工具。
疏浚船舶目前以绞吸、斗轮、耙吸、冲吸、抓斗等为主,具有造价高,科技含量高,人员素质高的特征。疏浚船舶的造价一般远远高同吨位、同功率船舶,配有先进的导航、雷达、通讯、测绘和安全逃生系统,构成复杂的系统网。为满足其施工工艺,其功率匹配、管路设计、排距、挖深、吃水、生活等必须在有限的空间中做出最优良的组配,成为通过航行、定位、作业等技术手段能够进行疏浚生产的大型工程设备。
据船舶的辅助功能延伸,其船员所具备的海事局、海洋局及相关公约所要求资格,是满足完成疏浚主要任务的辅助条件,船员在满足专业技能条件下就是一支具备项目管理、施工技术等复合专业素质水平的施工队伍。他们在履行船员职能的基础上,发挥项目管理、施工技术的主体职能,完成各种类型的生产任务。
2.2 疏浚船舶相似于车间,又不同于车间
疏浚船舶是一个相对独立的生产班组,有着严格的操作规程。在实际施工中,轮驾两部具有严格的分工,大家各司其职,既相对独立,又密切协调配合,就像一组相互咬合的齿轮,这极其相似于很多工厂里的流水线车间。
疏浚船舶在适航状态和施工状态时,其船舶特征和施工特有特征相互交叉。其船舶特征决定它的内部是一个固定的车间,车间分驾驶部和轮机部两部分,轮机部为驾驶部提供动力,驾驶部运用动力进行航行和施工。其疏浚特征决定整个船舶是一个移动的大车间,是航道上的清道夫,泥沙的搬动工,服务于航运。
小车间附载在大车间内部,其车间功能相对单纯。大车间施工的地点是在特定的时间特定的区域,每个施工对象的工况,施工要求不尽相同。这有些相似于建筑、路桥的施工队伍。不同之处在于这支具有相当专业技能的施工员都是船员。
2.3 疏浚船舶是独立的,又不是独立的
疏浚船舶作为一个一线施工班组,具有一定的独立性。轮驾两部职责有序,船员分工明确。在施工过程中仅靠自身密切配合,操作船上的相关设备即可完成生产任务,甚至可以独立承担施工项目。在实际工作中,疏浚船舶处在项目部的有效领导和监管之下,项目部对其下达任务要求,提供相关数据,并不直接干涉疏浚船舶的内在运行和人员管理。
疏浚船舶的不独立性在于:是一个严格的船舶管理对象,他有自己的船东,有严格的户籍和注册的身份证号码。除了接受单位的规章制度、运行机制外,要接受项目部的业务指导和日常管理。另外,其船舶性能决定其船舶和船员必须满足海事、船检等部门的相关法律法规的要求,还必须定期接受海事、船检部门的例行检查、监督和各项检验;船舶离港、入港等动态必须得到海事部门的签证;船员的升职、升等、延线必须按照通过海事局的笔试和实操。
2.4 疏浚船舶是一个小社会,远离于大社会
疏浚船舶是一个相对封闭、性别单一的小社会,船上活动范围狭窄,业余文化娱乐活动有限,与社会的正常交往受到限制,船员有强烈的孤独感和空虚感;船上生活区与昼夜不停的主机和副机紧靠,噪声持续作用于船员;船体的振动和摇晃,使船员经常处于颠簸、震荡之中。船上值班交替循环不已、作息时间不一、时差不断变化、季节不断迁移,船员生物节律变更频繁。这一系列特征塑造了船员独特的性格,这也是疏浚船舶生产特别是管理所要考虑的重要方面。
3 疏浚船舶的管理
疏浚船舶的生产与管理是一个矛盾体,也是一个协调体。管理务求条款精细、步步到位,生产过程中总是工况各异、生搬硬套势必寸步难行。虽然管理不能代替生产,但生产绝不能脱离管理,这需要有机的协调。
3.1 管理要做好外行领导内行
前面谈过,疏浚船舶虽然是一支专业的施工队伍,但其性质仍然是水上作业,并且具备高度自动化。相对而言,项目管理者是外行领导内行。但管理与外行领导内行并不矛盾,管理的目的在于完成生产任务,提高生产效率,降低生产成本,保证生产安全,为此,管理只需在施工管理方面给业务指导和技术要求,具体实施仍然由熟悉生产设备、具备操作技能的具体生产者来执行。
疏浚船舶经过多年的程序化运作,每到一个新的工地,都会详细了解、分析施工环境,根据当地水流、水深以及土质等各方面因素制定最合理的施工方案。长江宜昌航道工程局航浚18在广西钦州港航道整治工程中,通过人工将溢流筒升至最高位置,先压载,后下耙,解决了下耙深度不够问题;在广东崖门5000吨级出海航道整治工程中,采取加长耙齿,开启高压冲水,垫高耙头等措施,解决了细沙及粘土对泥泵及耙齿磨损问题等,都是疏浚船舶自主解决的。
3.2 管理要把握好五大关
一是要把握好人文关。疏浚船舶的船员是一个特殊的群体,船上的生活条件决定了他们的生理和心理或多或少的不同于大社会中的群体。只有有效缓解和清除他们的心理负担,才谈得上让他安心工作,服从管理,也才谈得上调动他们的工作积极性。
二是要把握好安全关。安全就是效益,船舶远离大陆,孤立无援,任何事故都可能会造成船毁人亡。没有安全,就没有效益可言。安全第一,必须预防为主。疏浚船舶要严格执行操作规程、保证设备的正常运转、做好各类预案。
三是要把握好进度关。时间就是金钱。疏浚船舶的生产经营工作除了是履行社会职能,服务水运海运外,最终目的是创造效益。进度滞后轻则造成成本增加、重则增加违约成本。
四是要把握好质量关。质量就是生命。项目工程完成得是否合格,最终取决于工程质量。如果疏浚保畅通的疏浚质量不过关,造成船舶搁浅,航运滞航,阻碍水运交通,造成社会经济动脉受到影响的巨大后果。这是对社会负责,也是对企业发展负责。
五是要把握好验收关。验收关是最后把关,也是总把关。通过严格的验收,检测排查施工质量可能存在的隐患,进行可行的补救和返工,保证施工质量。从管理角度来讲,前四关是预防治本,更为重要。
在笔者看来,疏浚船舶的管理主要是认知生产,服务于生产。随着建设方需求的不断差异化,疏浚船舶的种类日趋复杂,专业化水准越来越高。作为成熟的企业管理,必须厘清管理与生产之间的关系,熟知疏浚船舶工程技术人员与船员的界线,把控疏浚船舶施工与航行的角色转换与融合,将项目管理合理植入到生产的各个细节中去。
参考文献:
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关键词:工程船;建造检验;体会
随着我国经济的发展,我国内河航运业也在不断发展,航运业的发展带动了造船业的发展,其中工程船也在不断发展,工程船对水上水下的施工工程发挥了重要作用,对于工程船的建造检验工作要格外重视,提高工程船建造的质量,促进经济发展。工程船上装有特殊功能的机械设备,在航道的疏通、码头的修筑、桥梁建设上有重要作用。工程船主要有起重船、挖泥船、打桩船等种类,每种工程船都有不同的用途,要做好工程船的建造检验工作,提高工程船质量,促进工程船发展。
一、工程船建造现状
工程船有许多种类,用途也不一样,一些工程船是进行专门建造的,大多数工程船都是根据不同的需求进行临时改装的,很多工程船都没有标准的设备,一些企业为了追求利益,不顾工程船的质量问题,甚至用一些不合格的设备进行建造,也没有相关的技术人员,对于法规也没有进行很好的解读,对船员的要求也不高,导致船员整体素质低下,船员本身没有过硬的专业技术,不利于工程船的发展。
二、工程船建造检验
(一)了解相关法律
在对工程船进行建造检验时,要学会依据相关法律法规,我国针对船舶检验工作也出台了相关法规,就是《船舶与海上设施法定检验规则》,这个法规是由我国海事局颁布的,法规的颁布有效的保证了船舶的质量,保护了人们的安全,也对环境起到了保护作用,在对船舶检验完成后,如果符合条件,就会为符合条件的船舶颁布合格证书。在对船舶进行检验时,相关法规就是最重要的依据,对工程船进行建造检验时更要依据相关法律法规。
在对工程船进行建造检验时,要明确相关法规中的要求,可以根据我国颁布的《海船法定建造检验技术规程》进行要求明确,法规中还给出“船舶审图申请书”的格式,在对船舶进行建造前,要申请法定检验,对于工程船图纸的设计,建造方面的一些问题要参考中国船级社(CCS)的一些规定,比如在浮吊船的设计上,就应参考CCS,CCS中的《船舶与海上设施起重设备规范》对浮吊船建造方面的一些问题做了规定,主要在材料方面、检验方面、实验方面等做了规范,相关人员在建造工程船时要具体参照这些规范,对工程船建造检验的工作人员也要参照这个规范,避免出现因数据搜集不充分、考虑不到位,盲目进行工程船的建造和对工程船的检验等问题,如果盲目进行工程船建造和检验的话,工程船在工作过程中一旦出现失误问题就会造成巨大的人力物力损失,损害经济效益,延误正在进行的工程,损害长期利益。所以相关工作人员在进行工程船的建造和检验时,要学会遵照相关法律法规,参考CCS规范,采取这样的做法就不容易造成损失。
(二)注意审图
在工程船图纸送审过程中,要注意进行审图,在审图时也要注意相关方面的问题,注意审图相关文件的完善,对于送审图纸中所用的相关法规要进行明确,不可以出现法规写错的问题,对技术内容进行明确,避免出现技术失误等问题,比如在对起重船进行审图时,要注意起重设备的要求,工程船上的起重设备金属构件、起重钢索及活动零件等都就应符合《船舶与海上设施起重设备规范》的有关规定,起重设备支撑结构强度应符合《钢质内河船舶建造规范》的要求。在起重船设计人员送审图纸时可要求设计人员再加送一份关于安全操作的说明文件,针对船上的各种情况都要进行说明,包括对船员的行为规范、船在工作过程中的状态等内容,也要根据《钢质内河船舶建造规范》的相关要求对屈曲强度、起重工作时的状态进行审核,起重船的相关设计要符合《钢质内河船舶建造规范》的要求。相关人员在对工程船进行审图时,要注意依据相关法律法规,根据中国船级社的要求,对工程船进行审图,提高工程船检验的质量。
(三)确定工程船作业环境
我国内河水域并不是每个地方都一样,对工程船M行建造检验的过程中,要注意考虑工程船具体水域情况以及施工环境。河流航道淤泥沙土较多,山塘、水库石头、硬质泥土较多,因此需考虑到不同水域的水文状况,同时还需了解该水域的地质情况。一艘工程船如果建造成功,需要进行很大的投资,所以要尽量让工程船发挥最大的价值,延长工程船的使用期限。在对工程船进行建造检验时,不能不考虑实际使用的水域,如果将要求定得过高,就容易引起不必要的人力物力的浪费;如果将要求定得过低,就不容易让工程船体现出其本身真正的价值,不利于工程船的有效利用。所以对工程船进行检验的人员要注意运用科学手段搜集工程船使用水域的各种数据,根据搜集到的数据进行分析,得出有效的结果,发挥出工程船的最大效益。
(四)检验工程船设备
在对工程船进行建造检验时,还要检验工程船上的设备是否标准,是否齐全,是否达到了相关要求,比如对工程船锚定位系统、船体舱室等进行检验,还有一些其他因素也要考虑,如打捞能力,消防设施等。在工程船锚定位系统上,如今多数用大抓力锚,虽然此锚抓力大,但是在遇到比较软的质地时,就发挥不了它的优点,这是需要考虑的因素,比如以打捞为主的工程船,对于锚的设计要充分考虑船本身还有工作时的特点,一般在工作时会工作比较长的时间,水上情况难以确定,如果遇到大的风浪时就不易进行收锚,所以要综合考虑这些因素,采用最优的方法解决遇到的问题;在考虑船体舱室因素时,要本着实用、便利的原则,在不耽误工程船工作的前提下尽量多采用人性化设计,充分考虑人的因素,尽量保证在船上的人的安全,船上也要注意设置与外界沟通的通讯条件,以便发生意外时及时与外界取得联系;比如拥有救助功能的工程船,要考虑工程船的安全性,不仅要设置双层底,还需要在两舷设置纵向水密舱壁,在横向分隔多个舱室,增加工程船的安全性;也要注意工程船上消防设施的配置,工程船上最好装有动力定位系统,这样就会有利于工程船提高工作效率,工程船可以根据实际情况调整自己的位置,不仅可以充分保证自身的安全,还可以提高消防效率。在对工程船建造检验的问题上,还需要考虑很多设备因素,相关检验人员要根据实际情况进行具体分析,寻找最优的解决方案。
结语:
工程船对于航运事业有着非常重要的作用,对于航道疏通,港位修建等也有重要意义,重视工程船的建造检验工作是非常必要的。相关检验人员要提高自身的综合素质,巩固自己的专业基础知识,提升自己的专业技术能力,做好工程船建造检验工作。检验人员要注意结合相关法律法规,综合考虑法规的要求,对工程船的建造工作进行检验,提升工程船质量,促进航运业发展。
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关键词:应用型本科院校;水利水电工程;教学改革
河北农业大学渤海校区坐落于渤海新区黄骅新城中心地带的科教园区,距离黄骅港综合大港40公里。2011年以来,河北沿海地区发展成为国家重点发展区,省委、省政府将渤海新区列为举全省之力打造的河北省及“两环(环渤海、环京津)”地区新的经济增长极和隆起带。笔者基于河北农业大学渤海校区地域优势,针对河北农业大学渤海校区水利水电工程专业教学中存在的实际问题,从教学和实践两方面入手,初步探讨其改革措施。
一、应用型本科院校水利水电工程专业教学改革措施
(一)加强师资队伍建设
2011年河北农业大学渤海校区首次招生,然而,截至目前为止,河北农业大学渤海校区引进教师数量有限,大部分为毕业两年或者刚进入社会的硕士研究生,教师队伍普遍年轻化。一方面,年轻教师接触实际工程项目较少,擅长理论性研究,对教学中存在的施工技术性问题认知不足;另一方面,年轻教师大部分时间用于备课温课,对于专业前沿问题研究甚少,甚至没有了解的途径。针对河北农业大学渤海校区师资队伍的现状,考虑从下面几个方面加强师资队伍建设。1.完善招聘制度,拓展师资来源,优化学缘结构。严格把关高校教师招聘,首先,高校教师应具有较高的学位水平,选择录用重点大学相关专业的毕业生。其次,教师要有一定的学术研究经历,具有丰富的科研成果,以表明其能够胜任当前的教育、科研工作。另外,除了具有高学历,教师还需要具备强烈的责任感、事业心,拥有良好的品德及多方面的才能。学缘结构是指一所高校教师队伍中,本校毕业生与非本校毕业生之间的比例。在教师聘用时防止“近亲繁殖”,因为这样会阻碍新鲜血液的注入,长期发展下去会导致“一言堂”和“学霸”的产生[1];另外,引进教师时也不要过分依赖应届毕业生的师资渠道,因为新教师需要经历漫长的成长过程才能成为合格的教师。因此,可考虑招聘有实际工作经验的专家型教师,优化教师队伍的结构。2.对新教师实施一年试用期制度。从新教师聘任之日起一年内对其综合素质进行考察。对新任教师的教学能力、综合素质、学术研究水平进行评估,合格者与高校签订长期任职合同,不合格者责令按期整改,再次考核不合格者予以解聘。3.适度增加教师数量,优化学生比例。目前高校招生人数不断增加,若不增加教师,势必会出现教师教学任务繁重,压力过大等问题,会拖垮教学质量,降低科研水平。因此,要根据招生人数,合理增加教师数量,优化学生比例,保证教学质量。4.完善教师培训制度,实施青年教师导师制。政府、学校要为教师提供灵活多样、丰富多彩的培训机会。对于河北农业大学渤海校区来说,可有效借用本部的师资力量,采用导师制度,即年轻教师在本部寻求指导教师,基于双方互相选择的原则,年轻教师帮助老教师分担一部分课题项目,在学习和沟通交流的过程中提高个人的教研能力。
(二)整合教学资源,多方位攫取知识
大数据时代,每个人都可以充分利用互联网学习知识。在水利水电工程专业教学中,也可以充分利用多种教学资料,获取更多知识。1.教学方式改革。可采用板书+多媒体资源的讲授法[2],避免讲课过程过于单一,导致学生上课走神。例如,在讲解材料力学扭转变形时,学生普遍分不清扭转角和切应变,通过动画放映扭转过程,学生会很容易理解。2.整合网络资源。近年来,网络上不乏优秀教师的精品开放课程,如爱课程等。学生可利用课余时间多加涉猎,开阔眼界,增加知识。为了拓展学生知识面,河北农业大学渤海校区专门开展了科技文阅读与写作课程,利用学校数据库资源,学会文献检索及管理,丰富了教学资源。除此之外,可以多浏览相关的专业论坛。例如,水利论坛、土木工程论坛等,拓展教学视野。
二、应用型本科院校水利水电工程专业实践改革措施
水利水电工程专业实践教学可分为四大部分:实验、实习、课程设计、毕业设计。实践教学改革也应根据具体的教学内容进行。
(一)实验改革
传统的实验多为验证性实验,学生按照实验指导书简单操作即可完成,缺乏创造性。可考虑在完成验证性实验的基础上,鼓励学生自己拟定实验,在教师的指导下,独立完成实验。对于有价值的实验数据,学生还可以深入分析,撰写论文。
(二)实习改革
渤海校区水利水电工程专业学生的实习主要分为:测量实习、地质实习、认识实习及施工生产实习。这里主要针对认识实习和施工生产实习谈具体的改革措施。1.认识实习改革。结合河北农业大学渤海校区的地域优势,可以把认识实习的重点放在黄骅港区域。黄骅港的煤炭港区、河口港区和综合大港的主要水利设施,以及港口周边的新能源开发等都可作为认识实习的目标。不同于以往的一次实习终身制,河北农业大学渤海校区大胆地提出了“多节点实习制度”并加以探索。以参观黄骅港散货港区航道南侧围堰二期工程为例,该工程实施过程中有22道工序,挑选课堂上不好讲解的几道工序进行参观,比如,打设塑料排水板、铺设土工布、抛填压台大块石、铺设模袋混凝土等,实现理论与实际的结合。学生不仅对施工的关键环节及概念有了清晰的认知,又能把握全局。2.施工生产实习改革。施工生产实习主要是使学生将所学知识应用到实际工程中,但由于管理难度及安全风险较大,生产实习开展不易,因此,学校与实习单位要加强沟通,学校为实习单位提供人才,实习单位要为学校提供技术支持,以此达到供需平衡。在此基础上,提出以下改革方案:①在生产实习之前,可以让学生对将要参观的典型水利工程进行初步了解,通过网络收集国内外相关的工程资料,在实习过程中与实际工程进行对比,提高学习的自主性。②由教师带队进入施工单位、业主单位或设计院进行参观学习,使学生了解到毕业之后要面对的工作。③为了对具体工程及工作有更为详细的了解,可以将学生进行分组,与实习单位建立联系。由实习单位分配简单的任务,学生可将任务带回学校完成,通过网络与实习单位进行时时沟通。④最后,由实习单位和指导教师分别给出分数,以此提高生产实习的质量[3]。
(三)课程设计及毕业设计改革
改变传统课程设计模式,教师在选题方面要多加研究,选题既要针对本门课程的要求进行,又应多样化,结合实际、与时俱进。基于此,可借鉴天津大学李明超[4]的教学改革模式,摒弃以一个实际工程为背景的单一方式,布置基于多个实际工程的课程设计任务,采用以分散设计为主、集中设计为辅的教学模式,使学生既对自己的任务有深刻的理解,又能站在整个工程全局的高度,掌握各方面的设计流程及相关知识。
三、结语
培养高素质的水利水电人才是水利水电工程专业的终极目标。针对应用型本科院校水利水电工程专业教学中存在的问题,结合河北农业大学渤海校区的具体教学实际,从教学改革、实践改革两方面探讨改革措施,为水利水电工程专业的创新改革提供一定的参考。水利水电工程专业的教学改革任重而道远,需要教师不断努力,积极探索。
作者:李军雪 王刚 王竹青 李海涛 单位:河北农业大学理工学院
参考文献:
[1]张萍,安双宏,尚致远.完善我国高校教师队伍建设的策略思考[J].成人教育,2011(3):33-34.
[2]邹珊,宋爱红.水利水电工程专业力学课程教改的几点思考[J].吉林省教育学院学报,2015(5):34-35.
关键词:工程管理;本科教学质量;专业规范
中图分类号:G434文献标志码:A文章编号:
10052909(2015)02001506
中国高等教育在经历了规模发展的历史性跨越之后,已进入“稳定规模、优化结构、强化特色、注重创新”的新阶段[1]。教育部针对新的形势,提出转变高等教育发展方式,走以质量提升为核心的内涵式发展道路。在这一历史背景下,教育部要求各教学指导委员会按照国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》的要求并结合各专业教学改革的成果,研制各专业的指导性专业规范。为规范工程管理本科专业教学的基本要求,规定本科学生应学习的基本理论、基本技能和基本应用。2008年4月,高等学校工程管理和工程造价学科专业指导委员会(以下简称“专指委”)根据住建部人事司与教育部管理科学与工程类学科专业教学指导委员会统一安排,着手研究制定《高等学校工程管理本科指导性专业规范》(以下简称《专业规范》)。《专业规范》作为高等学校工程管理专业建设与发展的指导性文件,前后历经两届专指委,由重庆大学、天津大学、清华大学、西安建筑科技大学、东南大学、同济大学、哈尔滨工业大学、中南大学,华中科技大学、武汉理工大学、天津理工大学、四川大学、华南理工大学、深圳大学等国内高等学校专业教师,历时6年,经5次全国范围内征求意见,9次重大修改,20余次局部及小规模修改,3次专题研讨性修改,1次审定性修改,于2014年9月最终定稿。
一、工程管理专业的沿革与现状
(一)工程管理专业的历史沿革
中国高等学校工程管理专业最早起源于土木工程学科,主要研究领域为建筑工程施工的组织和管理。20世纪50年代,为适应中国大规模基本建设对工程管理专业人才的需求,1956年同济大学设置建筑工业经济与组织专业,西安建筑工程学院设置建筑工业经济组织与计划管理专业,学制五年[2]。这是中国在高等教育体系中首次将工程管理设置为独立的本科专业。
1978年以后,随着改革开放与经济体制改革,基本建设投资规模迅速增长,建筑业逐步成为国民经济的支柱产业,对工程管理专业人才需求也随之增加,国内部分高校相应恢复或开设了工程管理专业。如1978年原西安冶金建筑学院的建筑管理工程专业,1980年同济大学、原重庆建筑工程学院、原哈尔滨建筑工程学院的建筑经济与管理专业,1981年天津大学的基本建设管理工程专业等[2]。20世纪80年代中期至90年代初期,随着国际工程承包企业对外向型、复合型国际工程管理人才需求的增多,以及国内房地产业的快速发展,部分高校开始增设国际工程管理、涉外建筑工程营造与管理,房地产经营管理等专业。
1998年,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将建筑管理工程、基本建设管理工程、房地产经营管理、国际工程管理、涉外建筑工程营造与管理等专业整合并更名为工程管理专业,隶属管理学门类下管理科学与工程类专业。2012年,教育部颁布新的《普通高等学校本科专业目录》,又将“工程管理”拆分为工程管理、房地产开发与管理、工程造价、物业管理四个本科专业。
(二)工程管理专业现状
中国工程管理本科专业经过30余年的快速发展,其招生规模已成为管理学门类下管理科学与工程类专业中第一大本科专业,土建类本科专业中仅次于土木工程专业的第二大本科专业。根据专指委统计,2007年全国高等学校中有311所设置了工程管理专业,2013年达到406所,在校学生总人数为15万人,毕业人数2.8万人,招生人数3.7万人。
为指导全国高等院校工程管理专业建设与发展,原建设部于1989年成立了全国高等学校建筑管理工程学科专业指导委员会,经两次更名,于2013年定名为高等学校工程管理和工程造价学科专业指导委员会。主要职能是促进工程管理专业、学科的教育教学改革;提高专业教育质量;制定相关指导性教学文件;组织编写工程管理专业主干课程教材;协助制定工程管理专业教育评估标准;组织与国外高校相关专业开展教学与学术交流[3]。
1998年,原建设部于成立了高等教育工程管理专业评估委员会,1999年开始实施工程管理专业(本科)评估工作。截至2013年底,全国已有33所高校工程管理专业通过了高等教育工程管理专业(本科)评估,占设置工程管理本科专业高校数量的7.5%。且通过评估的工程管理专业(本科)毕业生的学士学位实现了与英国特许建造学会(CIOB)、美国建设工程教育委员会(ACCE)的互认。
二、《专业规范》研制的指导思想
工程管理专业的发展必须结合当前中国新型工业化、城镇化、生态化发展的背景,分析产业人才结构,抓住产业发展的方向,实现全面、协调和可持续发展。工程管理专业本科教育应在人才培养质量、师资培训、课程教材、实践基地、创新能力训练等多个方面推进教学改革,全面实施高等学校本科教学质量工程。
(一)满足行业与企业对工程管理人才的需求
在未来相当长时期内,中国经济仍将保持持续稳定的发展态势,建设行业人才需求巨大。同时,由于技术创新速度加快,各类工程在规模、技术、管理难度等方面都呈现出不同于以往的局面,对工程管理专业人才的要求也不断提高。符合国家建设要求,跟踪行业发展,是工程管理专业在教学改革与创新过程中需要特别关注的。
(二)适应分层次、多模式专业人才培养体系的要求
工程管理专业覆盖面广,涉及院校多,为更好地培养高层次 、复合型和能够解决工程实际问题的一线人才,提倡各高等学校结合自身条件和办学定位,在分层次、多模式工程管理专业人才培养体系中找准自身位置,分层竞争,特色发展。
(三)坚持知识、能力、素质的统一
工程管理专业教育应以全面提高学生的基本素质为目的,以适当的基础知识与专业知识为载体,巩固学生的基础知识、理论与技能,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,激发学生创新意识,实现知识传授、能力培养和素质教育的协调发展。
(四)保障新办专业的办学条件
新增设工程管理专业的高校应严格按照规范要求,在师资建设、实验设备、图书资料等方面加强教学基本建设,以满足办学条件的要求。
(五)加强国际合作
应以培养工程管理专业人才的国际化视野与多元文化背景下的专业能力为目标,加强国际合作与交流,鼓励开展专业国际认证,提升中国工程管理专业教育国际化水平。
三、《专业规范》研制的基本原则
根据教育部的要求,《专业规范》是对相关专业教学的基本要求,是“底线和门槛”。但基本要求并不意味着就是低水平的要求,要充分考虑学科发展的前瞻性[4]。因此,《专业规范》的原则是多样化与规范性相统一、逐步拓宽专业口径、规范内容最小化、基本要求刚性化。
(一)多样化与规范性相统一原则
规范既坚持统一的专业规范标准,又留有可调整空间,允许各高等学校多样性办学,鼓励各高等学校办出特色,积极探索与实践多样化的人才培养模式。
(二)逐步拓宽专业口径原则
规范基于但不限于土木工程技术背景的工程管理专业来构建宽口径的专业核心知识体系。
(三)规范内容最小化原则
规范所设置的专业核心知识体系和实践体系占用总学时比例尽量少,尽可能降低学时学分要求,并提出学时或学分的控制范围,给学生提供更多的自主学习空间,以利于学生自主学习能力和创新能力的培养,为各高校留够办学空间。
(四)基本要求刚性化原则
规范针对国内大多数高等学校的实际情况,规定的教学内容标准和教学条件为基本要求,设置工程管理本科专业应达到的基本标准与要求,各校在满足基本专业办学条件、教学内容要求的基础上,可根据专业特色建设和要求,配备相应的师资、实验室、图书及教学要求等。
四、《专业规范》的主要内容
(一)学科基础
根据2012年颁布的《普通高等学校本科专业目录》,工程管理专业属于管理学门类、管理科学与工程类本科专业,对应的一级学科门类是管理科学与工程。专业的主干学科是管理科学与工程,主要支撑学科有土木工程以及经济学、法学等。专业的主要管理对象包括建筑工程、道路与桥梁工程、铁道工程、地下建筑与隧道工程、港口与航道工程、矿山工程、水利工程、石油工程、电力工程等。
(二)培养目标
培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,掌握土木工程或其他工程领域的技术知识,掌握与工程管理相关的管理、经济和法律等基础知识,具备较高专业综合素质与能力,具有职业道德、创新精神和国际视野,能够在土木工程或其他工程领域从事全过程工程管理的高级专门人才。
专业毕业生可报考注册建造师、注册造价工程师等国家执业资格,能够在勘察、设计、施工、监理、投资、房地产、造价咨询等企事业单位及政府部门从事工程项目管理、教学和科研等工作。
(三)培养规格
工程管理专业人才的培养规格应满足行业、社会对本专业人才素质结构、能力结构、知识结构的相关要求。其中,素质结构由思想道德素质、文化素质、专业素质和身心素质构成。能力结构包括综合专业能力与表达、信息技术应用及创新能力。知识结构按照了解、熟悉、掌握三种程度划分。
(四)教学内容
1. 知识体系
工程管理专业的知识体系由人文社会科学知识、自然科学知识、工具性知识、专业知识四部分构成。专业知识包括知识领域、知识单元和知识点三级内容,是工程管理专业本科教学最基本的教学内容。
专业知识由五个知识领域构成:土木工程或其他工程领域技术基础、管理学理论和方法、经济学理论和方法、法学理论和方法、计算机及信息技术。知识单元是阐述或解决某一知识领域中某一问题的概念、定理、方法等知识点的集合。知识单元在内容上独立完整。《专业规范》规定的179个知识单元和631个知识点,是工程管理专业本科学生必须掌握的知识(见表1)。
2.实践体系
工程管理专业的实践体系包括各类教学实习(课程实习、生产实习、毕业实习)、实验、设计、专题讲座与专题研讨等环节(见表3)。实践体系分为实践领域、实践单元、知识与技能点三个层次。通过实践教学,培养学生发现、分析、研究、解决工程管理实际问题的综合实践能力和初步的科学研究能力。
3. 创新训练
创新能力训练与初步科研能力培养应贯穿整个本科教学和管理工作中。在专业知识教学中,通过课堂教学实现创新思维与研究方法的训练;在实践训练中通过实验、实习和设计,掌握创新方法与创新技能;同时提倡和鼓励学生参加创新实践与课外学术研究活动,培养创新能力,如国家大学生创新创业训练计划,学校大学生科研训练计划,相关专业或学科竞赛,学术性社团活动等。
(五)课程体系
《专业规范》要求基本学时1 958学时,自主设置542学时。《专业规范》在人文社会科学、自然科学和工具性知识体系中推荐课程21门,对应1052学时;在专业知识体系中推荐专业课程22门,对应906学时,推荐专业选修课程10门,对应304学时。在实践体系中安排实践环节12个,其中,基础实验推荐24学时,专业基础实验推荐26学时,专业实验推荐8学时,实习推荐9周,毕业设计(论文)推荐20周。课内教学、实践教学及自主设置学时数(周数)分布见表3。工程管理专业与工程技术、经济学、法学等学科密切相关,具有较强的交叉学科特性,为避免知识单元的割裂,建议各高校在设置课程体系时,应注重相关学科知识的融合,通过设置融合性课程等方式,有效整合课堂教学、实验、实习与设计等教学环节,形成完整、有效的课程体系。
(六)基本教学条件
规范对师资、教材、教学资料、实验室、实 习基地、教学经费等办学条件提出的要求属于基本办学条件,旨在保证专业的基本办学质量。其中在师资方面,规范提出的承担教学任务、教学组织、队伍结构、主讲教师等方面的要求,是根据《全国高等学校工程管理专业(本科)教育评估标准》及国内本专业的实际情况制定的。
(七)主要参考指标
鉴于各高校的办学条件和办学基础不同,教学管理模式和方法也不相同,《专业规范》规定以下主要参考指标,供各高等学校根据实际情况选用:
(1)本科学制:基本学制4年,实行学分制的高校可以适当调整为3~6年。
(2)四年制专业,总学分数不少于150~170学分,总学时控制在2 500学时左右。
(3)实践教学学分占总学分的比例≥20%。
五、结语
满足不断发展的工程建设人才需求,提升本科教学质量,实现学生知识结构中不同学科知识的深度融合与能力提高,着力培养学生的工程管理和技术专业素养,提高学生的工程管理实践能力、工程管理创新能力,是《专业规范》的研制目的。《专业规范》是对所有高等院校工程管理专业的最低要求,并非最低水平的要求。对于有较长办学历史或专业特色的院校,各校可以在保证达到《专业规范》要求的基础上,增加教学内容或提高教学要求,以体现学校的办学定位和专业特色。对于一些新办专业的高校,所定的要求并不低,甚至是比较高的,必须经过较大努力方能达到。同时,《专业规范》较以前的专业培养方案及主干课程更为强调实践环节对学生能力的培养,并根据行业发展引入了信息化、可持续建设等知识单元,以对国内院校工程管理专业的建设与发展提供指引。参考文献:
关键词:城市化、排水系统、影响因素、超前规划、强化管理
Abstract: in the drainage system lags behind the relative speed of the city, in addition to city rain intensity, urbanization runoff has obvious influence outside, specific the urban water system conditions is the important factor of restricting city drainage. Urban river function conversion lags behind, the drainage system planning, design, management inadequate, leading to the city water points are increasing. Suggestions for system research, appropriate leading planning drainage system, break departmental segmentation state, establish an effective management, maintenance system, can change the passive state of urban drainage.
Keywords: urbanization, drainage system, the influence factors, advance planning, strengthen management
中图分类号: S276.3 文献标识码:A 文章编号:
1 城市化对城区设计暴雨强度影响明显
1.1南通市暴雨类型
南通市暴雨形成的过程比较复杂,从宏观物理条件来说,产生暴雨的主要物理条件是充足的源源不断的东海、黄海水汽、强盛的气流上升运动和大气层结构的不稳定。
大中小各种尺度的天气系统和下垫面的有利组合可产生较大的暴雨。引起南通市大范围暴雨的天气系统主要梅雨、台风雨、局部暴雨等。
(1)梅雨:南通市位于南北暖冷气团经常交错的地带,气旋性降水最为发达,6~7月活跃在我市的“梅雨”是南通地区暴雨的主要组成部分。
(2)台风雨:每年7~9月常受台风或台风倒槽影响而产生台风暴雨。
台风过后,空气湿润,遭遇冷空气南下,形成局部暴雨。
(3)局部暴雨:城市化通过城市热岛效应、阻碍效应、城市凝结核效应等影响城市的降水机制。
1.2城市化引起短历时暴雨强度增大
城市化使城市下垫面不透水面积增加,含水量减少,同时城市建筑材料热容量大,易于储热,不利于散热,人类活动也向大气中释放大量热量,形成巨大的人为热源,造成城区气温高于郊区,形成城市热岛。城市热岛效应促使城区上空大气层结构变得不稳定,易于产生热力对流,易于产生对流云及高强度对流性降水。
城市化发展促使城区地面粗糙度增加,当气流由郊区向城区移动时,城区中高低不一的建筑物如同屏障,使空气产生机械揣流,空气运动受到明显影响,导致城区降水强度增大或降水时间延长。
其次,城市化使空气污染物增多,城区空气混浊度高于郊区,尘埃及废气的微小颗粒长期漂浮在空中,易于吸收水汽,形成较多的云凝结核,从而有利于形成云内胶性不稳定,进而起到促进增雨作用。
城市化形成的局部地区热力性雷阵雨造成短历时、小面积的特大暴雨。比较明显的是我市夏季比较频繁的强对流天气引起的局部雷阵雨。
经过对南通市城区主要降雨量站资料历年比较分析,城市化使城区降雨强度明显增强。
城市化使城区地表热容量,地表粗糙度加大、城区空气冷凝核增多,使暴雨几率增加。
近二十年雨量强度与80年代之前雨量强度相比,在不同历时、不同重现期99组数据中,总体偏大17%。
其中历时越短、偏大越多,说明城市化对短历时暴雨影响明显。
历时(分钟) 5 10 15 20 30 45 60 90 120
偏大比例(%) 25.1 22.2 20.2 18.8 16.7 14.8 13.4 11.7 10.5
2城市化使城区产流强度增大
2.1城区下垫面透水能力减小
城市化使原有透水地面由大量相对不透水地表代替,如混凝土地面、沥青、砖铺地面等。
混凝土地面、沥青地表主要通过各种形式的裂缝(如施工、使用过程中形成的裂缝)渗透雨水,极易饱满。砖铺地面主要通过砖缝等吸收雨水,进入管网。
2.2城区产流总体增大
2.2.1城区产流与一般地面产流的共同点是,均需要满足地表渗透。城市产流系数与降雨强度和降雨历时成正比。
即降雨强度小于下渗强度时不会产流;短历时降雨一般不会产流,较短历时,较小强度降雨首先满足各种地表的渗透;长历时降雨初始阶段不会产流。
2.2.2南通地区为湿润地区,雨季降雨频次较大,土壤相对湿润,产流系数较大。
经过城市化建设后,地表固化比例由原有30%左右提升至70%-80%。暴雨后高强度产流面积增加一倍以上。
由于城区不透水地表比例大幅增加,在满足初始渗透后均为产流,城区暴雨后产流总体增大。
2.2.3城区产流增大,增大比例与城市单位面积建筑物密度成正比。由于产流系数增大,产流总体增加约15-20%。
道路、广场等全固化区域产流系数约为0.8-0.9,产流增加30%以上;
居民小区、办公、厂区等绿化率20-30%,产流系数0.7-0.8
水面产流1.0,产流增加15%左右;
公园等地区产流系数0.5-0.6,产流增加5%左右。
3城市化使城区汇流峰值增大
3.1城区汇流组成特点
一般区域汇流主要包括坡面汇流和河道汇流。坡面回流分为地表和地下汇流。城市汇流则包括地表、管网、河道三部分,由于入渗与地下的径流比例很小,地下汇流基本可以不计。
3.2城区地表汇流普遍加快,进入管网水量增多。
南通市为平原地区,地势平缓,原地表主要为农田、或草地,地表汇流通过田沟、水渠进入河道。城市化后,为了保证设计区域设计暴雨雨后免除积水,部分区域地面人为加高形成一定坡度,使地面汇流速度加快;其次固化地面比例提高,固化地面糙率减小,固化后坡面汇流速度加快。
城区除了少数低洼区域,地表汇流总体加快。
由于城区固化率逐年增大,地表产流增多。其次城市化后原地面部分水塘、水渠、河沟等被填埋,原有地面滞水功能消失,产流直接进入城市管网,使管网接纳水量增多。
雨后单位时间内进入管网、河道的水量逐步增大。
3.3城区现有管网壅水、滞水增多
城区现有管网在规划、设计中对城市化产生的产汇流变化考虑不够充分,导致部分区域节点管网汇流速度和流量不能满足城区地面产流、汇流需要,形成局部管网壅水、滞水。
老城区壅水、滞水点主要集中于老管网覆盖区和新老管网衔接区。老管网覆盖区如虹桥等7处,新老管网衔接区主要包括世纪大道与工农路交叉口、外滩北苑等处。
港闸区、开发区10多处管网壅水、滞水区域主要由于对城市化导致的产汇流特点估计不够充分所至。
3.4河道蓄、排能力下降,功能转换滞后
3.4.1高低水系分割,排水通道不畅
南通市城区濒临长江,为长江口冲积平原区,城区成陆先后不一,地势高低不同,呈北高南低,分为高、中、低水系。各水系间由涵闸控制。
高中水系排水需要通过低水系河道进入长江,因此低水系泄洪河道排涝压力较大。为了保障低水系防洪、排涝安全,高中水系的洪涝排水受到限制。洪涝期间,首先要腾空低水系河道容量,方可承担高中水系排水。
3.4.2排水受制于潮汐特性限制
长江南通段为长江近河口段,受海洋潮汐响,其潮汐在口门外为正规半日潮,口门内为正规半日潮。南通长江潮每日两起两落,平均潮差1.93m,长江的潮汐特性为城区排水提供了基本的引排水动力条件,但在涨潮段潮位高于内河,限制了排水时间。
3.4.3城市化使河道排涝能力下降
南通市城区现有河道除原有古城濠河外,其余河道为原城郊农业灌溉、排涝河道,排涝设计标准为20年一遇。但随着城区扩展,河道淤积或被占用,复核排涝标准目前均低于20年一遇标准。
导致城市河道排涝标准降低的原有主要有:
①城市建设、河道老化导致河道过水断面减少。如建设项目占用河坡,梯形断面改为矩形断面或“u”形断面;建设项目临时占用河道,临时涵洞过水能力下降。河道淤积导致河底标高普遍提高。
②部分河道淤积或填埋,城区蓄水能力下降。如南通市著名的端平桥菜场。
4城市排水系统规划、管理相对滞后
4.1排水管网规划建设滞后
南通市城区扩张在过去的几十年里基本是以点带块、以块带面的方式,公共基础设施规划或设计,由于特定的历史条件,超前预见不足。往往在区域规模形成一定的规模后才能够进行规划建设。
部分规模较大的新区或开发区虽然有公共基础设施建设规划,但标准相对偏低、建设管理滞后。
其次,在城市扩张的过程中原有的排水系统被破坏,但新的排水系统尚未建成。
4.2河道功能转换滞后
南通近几十年新建城区河道基本为原农村灌溉、排涝河道,防洪、排涝标准相对较低。城市化后,地表固化比例加大,产流增多,其次排水压力加大。
在城市扩张的过程中,河道标准大部分不仅没有得到提高,由于建设项目的占用,河道淤积、使河道的排涝设计标准反而较大下降。
适应城市排涝、防洪标准的河道体系尚未建立。
4.3城市管网设计城村分离、 新老分割、项目分割
城市扩张建设一般以点、线、块的方式推进,在设计建设过程中,由于投入机制的限制,难免出现新建区域公共设施与周边农村地区分割或与尚未改造建设的老区分割。
部分建设区域由于行政区划或投入主体差异的原因,项目设计标准不一,造成项目分割。
4.4管网设计与河道设计分离
城市排水管网设计由市建设部门主管,河道排涝及防洪设计由水利部门主管。各行业采用的规范、标准不同,衔接不当,采用不同行业标准计算的排涝设计差异较大。特别是河道排涝标准相对滞后,不能适应城市河道功能的特点。
4.5河道、管网建设管理维护滞后
城市河道、管网均存在重建轻管的现象,河道、管网没有相应稳定的维护、监管机构或监管维护力量薄弱,不能解决面广量大的河道、管网运行过程中问题。
5对城市排水系统规划建设的建议
5.1开展城市暴雨及产汇流研究
城市化对城市暴雨特性影响显著,近年的研究结果表明,南通市城区随着城市化的进一步发展,城市暴雨强度逐步增强。经过近三十年的暴雨资料分析,已经初步率定了南通市城市暴雨强度推荐公式。
南通市城区下垫面变化显著,雨后产流简单采用过去的水文或市政设计经验公式计算产流量,误差大,不能合理确定产流量。其次南通市城区水系组成复杂,水工建筑物控制较多,汇流特点与小流域天然河道汇流差异显著。建议设立代表性产汇流小区进行专题研究。
5.2全面合理定位城市河道功能
南通市土地资源十分紧缺,城市化建设过程中,道路改造拓宽、景观建设、房地产开发等,占用河道、水面现象时有发生。 城市河道是城市生态系统主要组成部分,是城市正常运行不可或缺的系统。必须对南通市现有城区河道用地进行有力的保护和恢复。
南通市城市建设近十年发展较快,特别是城市河道水环境整治取得了显著效果,特别是对南通市古城环河濠河进行了封闭式治理,城市河道成为了城市景观的主要组成部分。
但对河道功能的定位缺乏全面性,对河道分段封闭治理的方式使河道的蓄、排水功能没有得到发挥。
5.3适当超前、统筹规划城市排水系统
南通市是一个新兴发展城市,社会经济发展滞后苏南同类型城市10左右,随着沿海开发进程的推进,城市化的进程还将加速推进,并持续较长时间。所以需要适当超前规划公共基础设施建设,特别是排水系统要结合南通的气候、水文条件,超前10-20年规划。
在暴雨强度公式重新率定的基础上,提高排水系统设计标准。
根据城市规模扩大的现状,改变小城市特点的北引南排的单一排水线路和方式,减轻低水系地区排水压力,增加排水线路和方式。
其次排水系统规划建设,需要国土、城市建设、水利、环保等部门需要相互配合、综合规划。
5.4会诊易积水区域,采取综合措施。
南通市城区现有十多处易积水区域,成因复杂。每年暴雨期极易形成雨涝、积水,对区域交通、居民生活、商业经营等造成较大影响,阻碍了区域城市功能的发挥。
对于不同地区积水成涝的原因及治理方案要全面分析,根据不同情况,提出不同的治理方案。对于老城区以疏通水系、还原河道,更新、改造、排水系统为主,低洼地区增建排涝泵站;新建新区以提高规划设计标准,强化管理为主。
5.5强化管网、河道等排水设施管理维护
南通市新旧城市排水管网、河道普遍存在管理维护薄弱的问题,部分新建管网、新近疏浚河道,在很短时间内被破坏、堵塞,但没有相应机构或机制查处、恢复。要建立类似供电、通讯、道路等公共设施的监管、维护机制,对于功能复合的河道体系,不仅纳入水利、航道工程管理范围,还要纳入国土、城建、环保等管理范围,相关部门保证相应功能的正常发挥,相应部门就有责任进行相应功能的监管和维护。
参考文献:
[1] 夏宗尧 ,评城市暴雨公式统计中若干问题,《中国给水排水》,1997.05
[2] 卜继勘,关于城市防洪规划中若干问题的探讨,《城市道桥与防洪》,2003.05
[3] 刘 伟,城市暴雨地面积水量分析研究,【学位论文】,长安大学,2006