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水循环定义范文1
关键词:水安全 水资源承载力
1.前言
安全是危害或灾害的反义词,它与危害(或灾害)的风险紧密联系。危害(或灾害)的风险愈小,安全度就愈高,反之亦然。水安全问题通常指相对人类社会生存环境和经济发展过程中发生的水的危害问题。例如,水多了(发生洪水灾害,导致人的财产损失,人口死亡问题)、水少了(发生干旱、水资源短缺以及引起的生态环境退化、人类生存环境损失)和水脏了(水污染导致的病害健康问题、人口死亡问题)。
中国是降水时空分配非常不均匀、“水“的问题十分突出的发展中国家。水多了(洪涝灾害)、水少了(干旱、水资源短缺)和水脏了(水污染问题)业已成为制约中国可持续发展最为重要的限制因子,其紧急程度已经危及人类基本环境和生存问题和国家发展利益的安全问题。
在水安全问题研究中,水资源安全问题是最为重要的一个方面[1]。水资源安全通常指水的供需矛盾产生对社会经济发展、人类生存环境的危害问题。20世纪末,不满足可持续水资源利用的模式和环境问题导致严重的水资源安全问题,业已引起国际各国政府的高度重视。2000年3月,在荷兰海牙(Hague)召开了“第二届世界水论坛及部长级会议”。会议主题是:水的安全:从洞察到行动,全世界140多个国家首脑或部长,3000名科学家出席会议。21世纪水安全面临7个主要挑战[23]:
(1)满足基本需求(meeting basic needs)
(2)保护生态(protecting ecosystems)
(3)食品安全(securing the food supply)
(4)水资源共享(sharing water resources)
(5)处理灾害(dealing with hazards)
(6)水的价值(valuing water)
(7)科学管水(governing water wisely)
因此,水资源安全已经成为水资源研究的国家前沿热点,受到世界范围的注目。
水资源安全问题研究主要有:水资源安全的范畴,水资源安全的度量,水资源安全评价和水资源安全保障体系的建设等方面。从学术研究,水资源安全的度量最为关键。核心问题是:回答如何量度水资源安全程度和如何保证水资源安全?我们的观点是:水资源承载力是水资源安全的基本度量。因此,研究水资源承载力对于认识和建设水资源安全保障体系尤为重要。
“承载力” 一词,亦称 “承载能力”(Carrying Capacity),起源于生态学,用以衡量特定区域在某一环境条件下可维持某一物种个体的最大数量[1]。随着人类社会经济发展,全球资源环境问题日趋严重,人们逐渐认识到自然资源是支持地球上生命系统和人类生存发展的物质基础,其量和质是有限的,它们满足人类现在与未来发展需要的能力也是有限的。关于生态承载力的一个较早的概念,是由世界自然保护同盟(IUCN)联合国环境规划署(UNEP)及世界野生生物基金会WWF在其出版的《保护地球》一书中提出的。他们把承载能力定义为一个生态系统所能支持的健康有机体即在维持它的生产力、适应能力和再生能力的容量。后了“承载力”概念得到延伸发展,比较多地用于说明生态系统、环境系统、资源系统承受发展和特定活动能力的限度。因此,生态承载力、环境承载力、资源承载力等诸多概念也相继出现。
1974年,Bishop在《环境管理中的承载力》一书中指出“环境承载力表明在维持一个可以接受的生活水平的前提下,一个区域所能永久地承载的人类活动的强烈程度”[2];高吉喜(2000)在其关于生态承载力的研究别指出:环境承载力是指在一定生活水平和环境质量要求下,在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能承纳的污染物数量以及可支撑的经济规模与相应人口数量[3]。此外,一些学者还从经济、社会、环境、发展等方面对全球承载力进行了探讨(Cohen,J.E.,1995;Sagoff,M,1995;Daly,H.E.,1995,1996)[4][5][6]。然而无论是生态承载力、环境承载力抑或全球(区域)承载力都是一个比较泛化的概念,如何描述和量化,实施和操作性不强,目前的研究还不深入。事实上,在对作为生态环境组成要素的各项自然资源的承载力问题还没有完全解决的时候,是无法对生态环境承载力做更深入的研究的。
相比之下,当前对资源承载力的研究则获得了更多学者的关注。对自然资源承载力的研究主要集中于土地、水和关键矿产资源方面。1949年美国的Allan将土地资源承载力定义为:“在维持一定水平并不引起土地退化的前提下,一个区域能永久地供养人口数量及人类活动水平”。50-70 年代,国外许多学者探讨了土地承载力的计算依据为:在确保不会对土地资源造成不可逆的负面影响的前提下,土地的生产潜力能容纳的最大人口数量。同时,对承载力的研究从静态转向动态,Millington等应用多目标决策分析方法,以各种资源(土地、水、气候、能源等)对人口数量的限制,计算了澳大利亚的土地资源承载力。1986年我国也开始了题为“中国土地资源生产力及人口承载量”的研究,研究者认为土地资源承载力通常是指:一个区域在一定的农业技术条件下,土地用于食物生产所能供养的人口数量;或在一定生产条件下,土地资源生产力所能承载一定生活水平下的人口限度。由此,关于土地和水资源承载力的研究在中国全面展开[7]。
承载力概念的演化与发展是对发展中出现问题的反应与变化结果。在不同的发展阶段,产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。如针对环境问题,人们提出了环境承载力的概念与理论,针对土地资源短缺问题,人们提出了土地资源承载力的概念与理论。而“水资源承载力”一词,则是随着水问题的日益突出由我国学者在80年代末提出来的。水资源承载力是一个国家或地区持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分,且往往是水资源紧短和贫水地区支持人口与发展的“瓶颈”,它对一个国家或地区综合发展和发展规模有至关重要的影响。进入90年代以来,在地区和国家社会经济发展中坚持走可持续发展道路已是普遍的共识,而水资源短缺与“水资源安全”问题也已成为影响可持续发展的重要制约因素,作为可持续发展研究和水资源安全战略研究中的一个基础课题,水资源承载力研究已引起学术界的高度关注并成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题。
转贴于 2. 水资源承载力的定义
水资源承载力最早是源自生态学中的“承载能力”(Carrying Capacity)一词,是自然资源承载力的一部分。近年来,我国不少学者在资源承载力、环境承载力等概念的基础上对水资源承载力的定义进行了更深入的探讨,兹选取几个有代表性的例子列举如下:
(1)在某一历史发展阶段的技术、经济和社会发展水平条件下,水资源对该地区社会经济发展的最大支撑能力[8]。(刘燕华,1999)
(2)某一历史发展阶段,以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据,以可持续发展为原则,以维护生态良性循环发展为条件,在水资源得到合理开发利用下,该地区人口增长与经济发展的最大容量[9]。(李令跃,2000)
(3)一个流域、一个地区、一个国家,在不同阶段的社会经济和技术条件下,在水资源合理开发利用的前提下,当地水资源能够维系和支撑的人口、经济和环境规模总量[10](何希吾,2000)。
(4)一定的区域内,在一定的生活水平和生态环境质量下,天然水资源的可供水量能够支持人口、环境与经济协调发展的能力或限度[2]。(冯尚友,2000)
(5)可理解为某一区域的水资源条件在“自然-人工”二元模式影响下,以可预见的技术、经济、社会发展水平及水资源的动态变化为依据,以可持续发展为原则,以维护生态良性循环发展为条件,经过合理优化配置,对该地区社会经济发展所能提供的最大支撑能力。(惠泱河,2001)
总之,尽管已有的水资源承载力定义在表述上各有不同,但其思路并无本质上的差异,都强调了支撑能力的概念。但是,对水资源 “承载力” 本身的内涵,表达比较宏观。
结合中国科学院知识创新工程有关项目初步研究,作者的观点是:水资源承载力可定义为“在一定的水资源开发利用阶段,满足生态需水的可利用水量能够维系有限发展目标的最大的社会-经济规模”。因此,水资源承载力是一个度量区域社会经济发展受水资源制约的阈值,它通常用满足生态需水的可利用水量与社会经济可持续发展有限目标需求水量的供需平衡退化到临界状态所对应的单位水资源量的人口规模和经济发展规模(如GDP)等指标体系表达。
显然,水资源承载力受水的供、需矛盾双方影响, 它需要从受自然变化和人类活动影响的水循环系统出发,通过“自然生态-社会经济”系统对水的需求和流域能够提供的多少可利用水资源量的“支撑能力”方面加以量度。一种概化的水循环与水资源供需关系如图1所示意。
图1 量化水资源承载力的系统关系示意
核心问题是:在一定的水资源开发利用阶段和生态环境保护目标下,一个流域/区域的可再生利用的水资源量究竟能够支撑多大规模的社会经济系统发展?如何合理管理有限的水资源(开源与节流),维持和改善陆地系统水资源承载能力?
考虑到水资源承载力研究的现实与长远意义,对它的理解和界定,要遵循下列的事实:
·变化环境下(即自然变化和人类活动影响)的水循环是水资源演变和水资源承载力研究的基础。因为一个流域和区域的水资源承载能力大小,直接与该流域和区域的可利用水资源量与质有本质的联系。而区域可利用水资源量又决定于在不但变化的自然环境(包括全球气候变化)和人类活动影响下水文循环规律及其控制的水资源形成规律。
·需要把把它置于水资源的可持续利用概念的框架,建立在生态系统完整、水资源持续供给和水环境长期有容纳量的基础上。生态系统需水是水资源承载力必须要考虑的重要、方面。
·需要从“水循环-自然生态-社会经济”系统耦合机理上综合考虑水资源对地区人口、资源、环境和经济协调发展的支撑能力;
·水资源承载能力度量除了水循环和水资源变化的自然属性影响外,还取决与社会经济持续发展的有限目标。社会经济发展的要求目标不同,相应的承载能力也不一样。
因此,水资源承载能力的大小是随水资源开发阶段、目标和条件不同而变化,是一个动态、变化的概念。它不仅是水文循环、水资源研究的重要方面,而且与社会经济发展、环境系统的耦合研究密切相联,是可持续发展重大的国家需求研究的问题。
3.水资源承载力的度量与计算方法
由图1的系统关系和水资源承载力的定义,可以导出水资源承载力的度量与计算方法。主要过程概述如下:
(1)水资源总量(W): 它指流域水循环过程中可更新恢复的地表水与地下水资源总量(WL)。流域水循环受自然变化(包括气候变化)和人类活动的影响,可更新恢复的地表水与地下水资源量也在不断变化。另外,除了本地产生的水资源量外,人工跨流域调水(WT)可以增加本流域(或地区)的水资源总量。由于流域水循环降水和径流形成的不确定性,对应不同保证率的水资源量,有流域水资源总量关系
W= WL + WT
(2)生态需水量(We):生态系统是流域水循环和流域环境系统的基本部分,满足一定环境要求的最小生态需水量(We)首先应该加以估算。它们通常由河道外的生态需水的估算(如天然生态需水、人工生态需水等),和河道内的生态需水估算(如防止河道断流所需的最小径流量等)构成。
(3)可利用水资源量(WS):流域可利用水资源量是指在经济合理、技术可行和生态环境容许的前提下,通过技术措施可以利用的不重复的一次性水资源量。在概念上,维系生态环境最小的需水量需要扣除,以保证生态环境容许的前提条件。因此,原则上讲,可利用水资源量可以通过流域可更新恢复的地表水与地下水资源总量加上境外调水扣除生态需水量加以估算,即:
WS = aWL + WT – We
式中:a为反映工程技术措施的开发利用系数。
(4)水资源需求总量(WD): 流域社会经济发展规模水平可以表达为人口数量(P),国民生产总值(GDP)或净福利(H)等指标。因此,它们对水资源需求包括:人口需水(Wp),工业需水 (WI),农业需水(WA) ,环境和其它需水(WM)等。因此,社会经济发展对水资源需求总量(WD)可表达为:
WD = Wp + WI + WA + WM
(5)流域水资源承载力的平衡指数(IWSD):为了描述水资源的承载力,首先需要定义流域水资源承载力的供需平衡指数(IWSD)即:
很显然,当流域可利用水量小于流域社会经济系统的需水量,即,有,这说明流域可供的水资源量不具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力。流域水资源对应的人口及经济规模是不可承载。但是,通过调水增加WS和通过节水减少 WD可提高IWSD。 反过来,当流域可供水量大于等于流域社会经济系统的需水量,即,这说明流域可供的水资源量具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力,流域水资源对应的人口及经济规模是可承载,供需为良好状态。
(6)水资源承载力的分量测度:如何量度流域水资源的承载力呢?由定义和上述水资源承载力的供需指数可知,首先需要建立研究对象的“水-社会经济-环境”系统关系。它们的作用是将水资源量支撑的环境、社会经济系统规模(如人口数或人口密度、人均GDP工业产值、农业产值、水环境污染级别等)联系起来。然后,通过一定的水资源开发利用阶段与有限发展目标,分析识别出由供大于需,即 IWSD > 0 可行域退化到IWSD=0,即系统供需平衡达临界状态的水资源WS=WD所对应的流域人口数(P)和社会经济规模(GDP)等等指标参数。记水资源供需平衡达到临界状态的可供水资源量为, 进一步,可以定义水资源承载力的各个分量,即:
意义是:λ1表明维系现状/目标水平的人口规模所需要最少水资源量WS;λ2维系现状/目标水平的经济规模所需要的最少水资源量WS。
流域的综合水资源承载力(F) 是其分量的集成, 例如,
λ = 人均GDP / WS = (GDP/p )/Ws
(7)单位水资源量承载力的度量:为了达到水资源承载力分量和总量可比性的目的,可以进一步转化水资源承载力分量为某单位水资源量的承载指标参数。例如,当统一转化W0为亿m3的可比单位水资源量,有对应的水资源承载力的各个分量,即:
上述公式中的就是流域系统第i个水资源承载力分量。例如,F1的单位量纲是每亿m3的人口数目,说明该流域每亿m3可利用水资源量能够承载的最大人口数。同理,F2的单位量纲是每亿m3的GDP,它说明该流域每亿m3可供水资源量能够承载的经济发展最大规模的GDP。
同理, 流域的综合水资源承载力(F)是其分量的集成。例如:
F= 人均GDP /亿m3 = (GDP/p )/W0
4.西北干旱区水资源承载力综合研究的关键问题
广义上的西北地区包括新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西和内蒙古的西北部,总土地面积为374万km2,占全国的39%,总人口约1亿,占全国的8%。涉及西北内陆河流域(包括新疆的部分外流河流域)、黄河流域、长江流域和澜沧江流域。本文讨论的范围,界定在西北内陆河干旱地区。
西北干旱区水资源承载力综合研究的关键问题有:变化环境的流域水循环模拟研究,生态需水研究,社会经济可持续发展的水资源需求研究,流域水资源承载力的计量,西北干旱区水资源承载力综合。下面重点讨论水循环模拟,生态需水和指标体系问题。
(1)变化环境的流域水循环模拟研究
水文循环是联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带,是全球变化三大主题碳循环、水资源和食物纤维中的核心问题之一,它受自然变化和人类活动的影响,决定水资源形成与演变的规律。因此,人类活动经济开发和影响剧烈地区的水循环与水资源安全研究,是21世纪资源环境学科领域一个十分重要的方向性问题。
目前水科学发展的前沿问题突出反映在:水文循环的生物圈方面,自然变化和人类活动影响下的水资源演变规律,水与土地利用土地覆被等社会经济相互作用影响等。因此,水文循环需要考虑地球生物圈、全球变化以及人类活动等方面的影响。国际地圈生物圈计划(IGBP)代表国际地球学科发展前沿,水文循环的生物圈方面 (Biosphere Aspects of Hydrological Cycle,简称BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陆面生态-水文过程与空间格局的变化规律和受人类活动影响的关键问题。进入90年代末,变化环境(即全球变化与人类活动影响)下的水文循环研究成为热点。
人类活动对水文过程的影响,集中表现在对下垫面的改变上,改变流域下垫面的地形、地貌、土壤、植被等条件,可概括为土地利用和土地覆被的变化。下垫面条件发生变化了,水文过程的各环节也相应发生变化,如蒸发、入渗、产流的量会加大或减小,水循环的路径和速率也会发生变化,也就是说,利用原来的降水-径流关系不能反映土地利用/土地覆被变化后的流域降水径流形成规律和水文循环过程,分析人类活动(土地利用/土地覆被变化)对流域径流形成规律的影响成为当水资源承载力研究的基础问题。
以河西走廊的黑河流域为例,由于中游引水等人类活动的剧烈影响,已经完全改变了流域中下游水循环关系,造成下游流量减少和断流,产生严重的生态环境问题。为了说明黑河干流的水资源变化,我们将黑河干流上游出流控制水文站(莺落峡站)及下游输水控制水文站(正义峡站)1959年以来的实测流量资料进行了分析比较。根据1959-1998年实测资料统计,黑河莺落峡多年平均流量49.83m3/s,相当于年径流量15.71×108m3,正义峡多年平均流量31.05 m3/s,相当于径流量9.80×108m3,莺落峡流量高于正义峡流量18.78 m3/s,相当于区间多年平均每年损耗水量5.92×108m3。
从两站流量多年变化趋势看,莺落峡站水量历年变化平稳,年际变化不大,甚至还稍有上升。正义峡站水量不仅远远小于莺落峡站,且水量在逐年减少(图2),两站水量年均差值越来越大(图3)。
图2 黑河莺落峡及正义峡历年径流量变化图
图3 莺落峡-正义峡年均流量差值图
造成下游水资源量减少的原因:中游张掖地区人口持续增长,工农业生产迅速发展,用水量急剧增加,导致黑河干流水资源大量损耗,水资源的变化与人类活动的关系密不可分。
因此,深入研究自然变化和人类活动影响下的黑河流域水循环规律,是建立黑河流域水资源承载力模型的重要基础。
(2)生态需水研究
中国西北地区气候干旱、水资源短缺,水已经成为中国西北地区环境与发展最大的限制因子。实际观测与实验研究表明,水对生态环境质量有明显的限制作用,生态系统对水的需求也存在胁迫响应的机制。生态环境需水量是维系生态系统平衡最基本的需用水量,是生态系统安全的一种基本阈值。因此,生态环境需水估算问题成为生态环境建设依据的重要基础。确定不同生态类型的生态需水量,是生态环境建设区域配置的重要内容,是建设生态环境系统的关键。这也是中国工程院咨询项目“西北地区水资源合理配置、生态环境建设和可持续发展问题”中第2课题中的关键问题之一。
20世纪90年代后,随着国际地圈生物圈计划(IGBP)等大的科学计划推动,如水文循环的生物圈方面(BAHC)实施,国际国内对生态环境需水问题十分重视并且已有了一些研究。国家“九五”科技攻关项目有关课题,如“西北地区生态环境保护对策研究”等,利用土地利用/覆被变化的遥感信息对区域生态需水进行初步的估算。中国工程院一期咨询项目《中国可持续发展水资源战略研究》,取得了一批重要的研究成果,所完成9个专题报告中对生态环境用水也做出初步的测算,取得一些进展。但是,目前有关生态需水的研究仍处在初级发展阶段,人们对“生态需水”问题理解还不尽相同。目前,与生态需水有关的概念和定义有多个方面,如“生态需水”、“生态用水”、“生态环境耗水”等。不同人从不同角度看问题有不同的理解与解释。总之,生态环境与水文水资源以及人类生存环境的交叉研究,面临许多挑战,也存在不同的学术观点与看法。
由于目前对“生态需(用)水量”一词,还没有确切的或者得到公认的定义,因此在对它的理解与计算上还存在这样那样的问题。总的来看,多数认为:生态需水量是指在水资源短缺地区为了维系生态系统生物群落基本生存和一定生态环境质量(或生态建设要求)的最小水资源需求量。它包括天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。其内涵:以可持续发展为前提的天然生态保护与人工生态建设的需水,其外延包括地带性植被所用降水和非地带性植被所用的径流。因此,生态需水量可以理解为维系一定生态系统功能所不能被占用的最小水资源需求量,包括天然生态和人工生态,其计算有河道内和河道外之分。基础是自然变化和人类活动影响下的流域水循环规律的认识与模拟。
·河道外的流域上的生态需水的计算
根据补给来源,生态需水首先可以分为降水性生态需水和径流性生态需水。降雨形成径流以及径流运动过程中,地带性植被所在的天然生态系统完全消耗降水量,非地带性植被所在的天然生态系统消耗径流量为主、降水为补充,处于地带性与非地带性的交错过渡带以消耗降水为主、径流为补充。
从生态系统形成的原动力又进一步分为天然生态需水和人工生态需水两大类。从植物生理角度分析生态需水,可以得到天然植被或农作物正常生长时的总腾发量ET。其水分来源有两部分:直接利用的有效降水,以及通过水利工程直接或间接利用的供水。
区域生态需水计算应该以流域为单元,建立变化环境下的流域水循环模型,如图1所示意。然后,充分利用高分辨率的土地利用遥感信息,结合陆面水文生态实验站的校核分析识别确定。对于每个流域,结合其生态特点和水循环特点,确定一级分区为山区、平原绿洲、过度区、荒漠无流区。为了突出人类活动影响,在山区和平原绿洲中进一步区分天然生态系统和人工生态系统,作为二级计算分区。二级计算单元内在以土地利用单元作为三级计算分区, 由遥感信息土地利用图上读取各类生态面积单元。对三级分区的每一项,单独计算其生态需水或经济需水。在计算中考虑了天然植被或人工植被对径流性水资源和降水性水资源的同时利用。国家“85”科技攻关项目中的一种基于水循环概念的流域生态需水计算框图如图6所示意(细节略)。
·河道内的生态需水的计算
河道内的生态需水的计算主要考虑的问题是维系河流湖泊水系的生态平衡的最小水量。主要考虑的方面有:
维持河湖水生生物生存的最小需水量;
维系城市人工生态环境景观的最小需水量;
防止河流泥沙淤积所需最小径流量;
防止河流水污染的最小水量;
防止海水入侵所需维持的河道最小流量;
防止河道断流、湖泊萎缩所需维持的最小径流量
通常需要通过流域水循环模拟、枯水分析后,在给出一定生态环境标准(或要求)下确定上述多个的最小流量组合的阈值(具体方法讨论略)。
(3)水资源承载力评价指标及计算方法
水资源承载力评价指标的建立是水资源承载力研究中的另一个关键问题。核心是用什么指标体系反映“社会-经济-环境”系统的发展规模与质量?目前,借鉴土地资源承载力的概念,采用在水资源可供给量所能维持生产的粮食产量的基础上计算水资源承载力的方法显然将问题过于简化了[10]。
从目前的认识,水资源承载力评价指标的选取有不同的做法。例如,有人从定义出发直接选取可支持人口数量、工农业发展规模等人口和社会经济发展指标作为衡量水资源承载力大小的依据[14]。也有人从水资源可供水量、需水量,可承载人口、社会、经济技术发展水平和规模,水环境容量等方面综合考虑建立水资源承载力评价指标体系,采用层次分析方法进行评价[15]。
本文建议,从水资源承载力的基本概念出发,通过水循环系统模拟,水资源评价、生态需水估算和社会经济对水的需求分析,选取计算参数,主要有:对应不同保证率的水资源量,最小生态需水量,可利用水资源量,水资源需求量(包括人口需水,工业需水,农业需水,环境和其它需水等);通过流域“社会-经济-环境”系统的实际分析,确定水资源承载力评价指标体系,如水资源承载力的平衡指数(IWSD)等。运用本文提出的量化方法,获得比较具体和实在的水资源承载力的度量结果,如维系现状/目标水平的人口规模所需要最少水资源量,维系现状/目标水平的经济规模所需要的最少水资源量等。
总之,希望概念清楚,基础扎实、评价方法简单、可比性好。这方面研究工作需要在实际中发展和完善。
4.结语
水资源承载力的研究在我国虽然已有诸多研究课题和论述,但总的来说,已有的研究重点主要集中在对水资源承载力的评价与计算等方面,还没有形成水资源承载力研究的成熟的理论和方法。笔者“抛砖引玉”。希望在其概念、新的理论与方法研究方面开展研讨。几点建议如下:
(1)加强学科交叉融合的研究
水资源承载力研究涵盖了从理论到实证,从“水-生态-社会经济”多学科基础问题和可持续发展问题。从变化环境下的水文循环水资源演变规律到流域水文生态、植被耗水机理等微观领域,从水文水资源科学到社会经济科学、规划科学等不同层次、不同学科的研究范围,并以多目标决策分析方法、系统动力学方法、遥感与地理信息系统方法等作为技术手段,因此,迫切需要加强学科交叉融合的研究。
(2)技术方法的创新
目前制约水资源承载力研究的一个重要因素就是数据的获取与分析处理。GIS在支持与水文和水环境有关的地理空间数据的获取、管理、分析、模拟和显示,以解决复杂的水资源、水环境规划和管理问题方面显示了其强大的功能[17]。水资源承载力研究必须突破陈旧的数据获取与分析手段,充分利用现代先进技术,将地面水文观测与空中遥感信息相结合,利用地理信息系统进行数值计算和模拟,并将现有水资源承载力数学模型方法与GIS集成,这是水资源承载力研究取得突破性进展的一个关键所在。
(3)研究领域的拓展
地域分异和空间格局历来是地理学最重要的优势研究领域,水土资源与社会经济活动的空间配置状况对水资源承载力有着极为重要的影响。因此,如何加强水资源承载力密切相关的区域合理配置研究,尤其是区域可持续发展是21世纪地理科学新的挑战。它包括水土资源配置,上、中、下游的城市与产业合理布局,水源保护区区域范围内的人口、产业布局等。将其纳入水资源承载力研究的范畴,不但是水资源承载力研究的一个重要方面-水资源承载力区域差异研究的需要,也必将使水资源承载力研究成果对社会实践具有更明确的指导作用,这是当前水资源承载力研究中极具潜力的一个研究领域。
水循环定义范文2
【关键词】中央空调;变频;控制;节能
随着人们生活水平的不断提高,中央空调在越来越多地应用到各类建筑物中。中央空调是科技发展的产物,它的出现为人们带来了舒适的生活,但同时,如果设计不够良好,中央空调还是会产生很大的耗能,不利于节能和环保。在中央空调刚开始应用的一段时间,它的高耗能使中央空调的普遍应用受到制约。我国的决策层可久以来都倡导可持续发展,创建低碳社会。中央空调的高能耗显然和国家的发展目标是不相符合的。因此,在中央空调系统的设计中,如何进能耗的节省就是一个最为重要的环节。中央空调节约能耗的一个典型的发展方向就是应用变频技术 [1]。本文笔者根据自己在中央空调领域长期的工作经验对其系统的各个部分的变频控制进行了分析,并且分析了这样设计的节能原理。
1、中央空调概述
中央空调系统是一个较为庞大的系统,一般由主机和末段系统两大部分组成。主机是中央空调的核心,担负着整个中央空调的运转控制的作用,末端系统是中央空调系统的各个主要制冷和制热区域的所有工作设备的统称。中央空调的类型很多,其分类的方式也有很多,一般可以按照介质分类,按照设备的集中程度分类,按照空气的来源分类等等。不管按照那种方式进行分类,其优点基本上可以分为如下几点:经济节能,环保,节约空间,管理简单,提升档次。
2、中央空调的工作原理
根据中央空调系统的类型的不同,其工作原理也是有区别的,中央空调系统主要有风管机、变频一拖机、冷热水机等几种大的类型。
风管机是室外机利用室内机的制冷剂蒸发的原理进行制冷的。制热时,室外的制冷机组吸收的是气体制冷剂,将气体制冷剂压缩,向室内各机组输送压缩后的汽体制冷剂,天花板上的回风口将室内的冷空气吸入,进行热交换后送入风管内,再利用散流器将热空气输送到室内。
变频一拖多机组的工作原理和风管理类似。也是将室内的制冷剂吸收以达到制冷的目的。制热时,室外的制冷机组吸收的是气体制冷剂,将气体制冷剂压缩,向室内各机组输送压缩后的汽体制冷剂,天花板上的回风口将室内的冷空气吸入,进行热交换后送入风管内,并通过出风口上的散流器向室内各房间输送热的空气。
冷热水机组和其他两种类型的工作原理不相同。它主要是利用冷媒水和热媒水进行制冷和制热。制冷时,对冷媒水进行降温;制热时,对热媒水进行升温。无论制冷还是制热媒水都是送到室内的风盘机组来完成和室内的温度交换的。
3、中央空调的变频控制设计和节能分析
3.1主机制冷系统变频设计
主机制冷系统是中央空调的核心。根据以往的资料显示,中央空调系统的能耗量的60%以上是主机制冷循环系统消耗的[4]。所以,中央空调系统系统的主要变频控制设计的目的就是节省主机制冷循环系统的能耗。为此,主机制冷系统变频控制设计的主要是压缩机的变频控制。压缩机是主机制冷系统的核心,可以说是心脏的核心。通过变频控制设计可以减少压缩机的振动,进而降低噪声和机器的温度。另外,变频设计使得主机系统能检测到负载的变化,从而降低起动电流,有效地实现软制动和软启动。所以,压缩机的变频参数不是固定不变的,这些参数要根据实际的运行情况进行调整,使得压缩机的变频控制设计的更为理想,能使得整个中央空调系统达到一个最佳地运行状态。另外,整个中央空调的机组也需要根据实际情况,修改运行参数,以降低功耗量。
3.2送风系统变频设计
中央空调系统的送风系统的变频控制设计是通过相关的送风设备来完成的,主要的送风设备有盘管风机、变风量风机以及回风机、新风机等等[5]。下面笔者主要讨论一下送风系统的变频控制设计
(1)送风系统需要利用变频器来改变地风机的转速,这样就能保证风机的稳定运行。利用变频控制,可以避免冷冻水从顶棚漫出,还可以方便系统控制、提高系统的节能效果,所以送风系统的变频控制设计是中央空调系统实现节能的一种根本途经。
(2)变频风机的变频控制主要是过恒温PID来实现的。这是因为对整个中央空调的的温度控制区域对于舒适性的要求是比较高的。所以,在实际的设计中,要结合用户的具体需求,来进行调整。
(3)如果是大型的中央空调系统。就应设计成多段变风量的变频控制方式来应对节假日的大负荷运行。多段变风量的控制方式能对风量进行有效的估算,然后通过对很主机的微控制器进行编程实现。如果系统对风量没有那么大的需求,可以改变吸风机的转速控制风量。这样,还能有效地减少风机能耗。
3.3水循环系统变频设计
水循环系统的变频设计也很重要。水循环系统主要采用变频调速技术,通过速度的调整使水循环系统的冷却水和冷冻水的很好的运行。但是在调速的过程中一定要控制好水泵电机的转速,这样能量才能在电机的输送过程中,被充分利用。水循环系统的变频设计原则不是固定不变的,需要和具体环境相结合进行处理。下面笔者分别对水循环系统的冷冻水和冷却水变频设计进行分析。
(1)冷冻水循环系统变频设计
在制冷机组中,要设计一个温度床拿起来控制水量和水温,该传感器安装在水管的冷冻水的回水管的上方,它和变频器以及PID调节器相结合,形成冷冻水循环系统的控制系统。变频器需要合理的调整频率以控制冷冻水的温差和保证电机转速的稳定性。在冷冻水循环过程中,风机组件会对出水量进行调节,这样就降低了水泵电机的功率。下面,笔者分析一下冷冻水循环系统的制冷模式:如果室内原本的温度就不高,在制冷的过程中,负荷就不会很大,变频控制就可以降低冷冻水泵的转速以进一步降低能耗;如果室内温度较高,制冷时负荷就会较大,冷冻水泵的转速就要提升以更快的将室内的温度降低。所以在室内的温度不断变化的过程中,冷冻水泵的转速也不断变换。在一台电机不能满足功率的情况下,需要启动第二台电机,以此类推,就能实现冷冻水循环系统的变频运行。
(2)冷却水循环系统变频设计
冷却水系统的变频控制的设计和冷冻水循环系统一样。都是通过水温和机组的结合来形成一个闭合的控制系统,从而实现变频调节。如果室内原本的温度就不高,在制冷的过程中,负荷就不会很大,变频控制就可以降低冷冻水泵的转速以进一步降低能耗;如果室内温度较高,制冷时负荷就会较大,冷冻水泵的转速就要提升以更快的将室内的温度降低。通过上述的分析,笔者得出结论,对于中央系统的变频控制设计需要根据具体的实际情况进行调整。并且,冷冻机组的配置过程,是需要以最大负荷做为参考的,还需要流出10%-20%的设计余量。所以,在节能设计时,要对电机电源的频率进行分析,通过合理的调节,改变电机转速,有效地控制泵的转速、流量和轴功率,从而整个系统就可以达到良好的节能目的。
4、小结
虽然中央空调系统在各种建筑物里的应用越来越广泛,但是中央空调系统的高能耗却是不能忽视的问题,严重制约了中央空调系统的发展。为了有效降低中央空调系统的能耗最好的就是采用变频技术,本文对中央空调的定义和工作原理进行了分析,然后在此基础上对中央空调系统的主机制冷系统、送风系统和水循环系统的变频设计和节能问题进行了详细的分析。
参考文献:
[1]刘旭东,叶明哲. 变频调速在空调中的应用[J].中国高新技术企业,2010( 18):30-33
[2]方斌.浅谈中央空调的安装[J].科技资讯,2009
[3]龙小飞.中央空调安装施工在高层建筑中的应用[J].科学时代,2010
水循环定义范文3
1.地理概念是地理问题之源
概念是在人们头脑里所形成反映对象的本质属性的思维形式。把所感知的事物的共同本质特点抽象出来,加以概括,就成为概念,概念都具内涵和外延,并且随着主观、客观世界的发展而变化。
地理概念是人们对客观地理事物本质属性的抽象概括,是最基本的地理思维形式和单元,是地理课程学习的奠基石。地理概念是地理事物、现象或地理演变过程的本质属性在学生头脑中的反映,是学生认识各种地理事物的基础,区分不同地理事物的依据,学习地理原理性知识的前提。
深入地理概念内涵可以发现地理问题,例如:高中必修一《自然界的水循环》一节中,"水循环"这个概念:"是指地球上不同的地方上的水,通过吸收太阳的能量,改变状态到地球上另外一个地方。定义里有两个概念又需要质疑:水在地球的状态有几种状态?不同的地方上的水--即地球中的水多数存在于什么地方?改变水的状态需要哪些条件? 解释中地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。而水在地球的状态包括固态、液态和气态。而地球中的水多数存在于大气层、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。
2.预设问题促进对地理概念的理解和应用
既然地理概念是地理问题之源,那么如何在地理概念教学中帮助学生摆脱对地理概念的认识偏差,更好的理解地理概念的内涵、提升地理概念外延的应用能力,就上升为要抓住核心概念,可以通过预设地理问题促进对地理概念的理解和应用。
首先,在地理概念的习得阶段,从生活经验出发,以获得概念理解捷径;利用主观感知,以丰富地理表象;联系已有知识,以促进概念同化。例如:《自然界的水循环》一节从生活可见的水的存在形式和空间分布入手,在教学上设计了以长江水体运动为主线索的一系列有关的探究问题--长江水体之间的相互转化;水的存在形式,长江水循环的类型、环节及对长江流域地理环境的影响,促进对水循环概念的同化。
其次,在地理概念的巩固阶段,进行变式练习,以掌握概念的本质属性;通过概念间的对比,加深对概念特性的认识;通过各种组织策略,以完善概念结构。学生对水循环概念的同化后,教师提高要求能够绘制"海陆间水循环示意图",并用简练的语言表述水循环的过程,加深掌握对水循环概念的本质属性的认识;让学生掌握简单的绘图技能并学会分析地理现象、描述地理事物的发生过程,以完善概念结构;培养学生的动手能力和知识迁移能力。通过学习水的若干运动转化、更新规律,使学生能够结合生活实H、解释生活中的实际问题,用科学的理念、发展的观点指导个人行为。意在提高学生的图像信息的提取和分析能力;学会运用辩证的观点分析、解决问题。在此基础上教师引导学生进行图文信息的转换教学:以长江"水体"为关键核心词,指导学生构建地理概念图做笔记。
3.构建地理概念图, 揭示地理概念间的联系,使学生形成概念体系
通过构建地理概念图,建立知识系统,找到知识点之间的联系和规律,从而加深理解和记忆;形成概念体系,帮助学生在表达时理清思路,把握全局,使讲解和学习流畅自然、重点突出。
《自然界的水循环》一节在解决上述问题基础上,引导以"长江--水体环境"为关键核心词,指导学生构建地理概念图,利用地理概念图做笔记。
通过运用地理概念图技术,将提升学生思考技巧,逆向思维讨论"如果自然界不存在水循环,那地球将会出现什么状况?"拓展了学生的发散思维和大幅增进记忆力,组织力与创造力,培养自主学习的能力。引导利用"地理概念图"为工具记录笔记,能将老师讲解的知识点核心内容记录下来它们之间的联系用线条连接,使思维重点、思维过程以及不同地理概念之间的联系清晰地呈现在图中。这样的课堂笔记不仅能够迅速帮学生进行归纳总结,而且整堂课的授课过程也被形象地记录在图中,学生形成地理概念体系以便于课后复习,加深对地理概念内涵的理解和外延的拓展应用。
4.注重地理概念的灵活运用,提高地理素质能力
在地理概念的应用阶段,注重概念的灵活运用。可通过启发式自我提问、合作式相互提问、出声式思维训练以及归纳式错题整理等方面进行训练。高考对地理概念的考查,从来源包括对概念内涵的考查、对概念外延的考查及对概念间关系的考查三种形式,考查形式较灵活,对学生知识与能力的考查较全面。
例如【2015年新课标Ⅰ】37.(24分)阅读图文材料,完成下列要求。
(1)分析青藏高原形成多年冻土的年平均气温比东北高纬度地区低的原因。(8分)
学生失分的原因:(1)多"冻土"和"多年冻土"概念区分不清。 (2)只分析青藏地区的纬度、海拔,而没有落脚到太阳辐射强;(3)对青藏地区和东北高纬地区气温年较差特征和成因认识不清。
根据材料中"多年冻土分为上下两层,上层为夏季融化,冻结冻结的活动层,下层为多年冻结层",可得出以下结论:多年冻土的形成于冬夏季气温有关,只有冬季冻结厚度大,夏季不能全部融化,才能形成多年冻土层,故解答本题的关键在于:当同样形成多年冻土层,青藏高原由于太阳辐射强,气温年较差小,冬季气温较高,冻结厚度薄,只有年气温更低时,才能保证夏季不会全部融化,也才能形成多年冻土层。
水循环定义范文4
沙角发电总厂C厂(以下简称沙角C电厂)工程全套引进技术设备,建设规模包括3台额定功率为660MW,最大保证出力为696MW的亚临界冲动凝汽式汽轮发电机组。其机组为目前我国最大的燃煤机组,具有参数高、系统复杂等特点,而且运行工作人员少,因此,事故顺序记录对于指导检修人员及时排除事故显得特别重要,并直接影响机组的商业运行。
1S.O.E.的结构及运行状况
沙角C电厂3台机组均采用英国ROCHESTER公司生产的ISM-1型事故顺序记录仪,主要包括电源供电单元(FCU)、信号输入端子板(ITP)、事故虏获单元(ECU)、通信单元(CIU)、打印机和设备间相互连接用的同轴电缆及光纤等。每台机组的S.O.E.提供信号输入通道256个,已定义输入通道255个,主要包括电气保护信号、重要辅机运行状态/跳闸状态信号、电调部分的汽轮机跳闸的始发条件、锅炉MFT始发条件和机、炉部分设备的运行参数等。在机组商业运行过程中,S.O.E.多次出现未能对机组的事故停机的事故分析提供明确有效的线索和证据的情况,延长了机组的消缺时间,影响了机组的安全、经济运行。
2主要存在的问题
2.1信号输入路径中间环节多
沙角C电厂S.O.E.输入信号基本上从最近距离的地方引进,造成信号输入路经中间转换环节增多,如锅炉跳闸信号的S.O.E.输入路径为:FSSS中间继电器柜DCS输入端子S.O.E.输入端子。更合理的信号输入路径应为FSSSS.O.E.输入端子。由于信号输入中间环节多,当通道定义为常闭接点输入时,系统误动作次数将会增加;当通道定义为常开接点输入时,将增大系统拒动的可能性。这些都会影响S.O.E.提供准确的事故线索。另一方面,信号输入中间环节多也增大了检修人员对其它系统的维护难度。
2.2通道分配不合理
2.2.1引进了辅机在运行信号
每台机组的S.O.E.不仅引进了各台凝结水泵、凝汽器抽气泵、锅炉给水泵、循环水泵、工业水泵已跳闸信号,而且引进了上述各辅机在运行的状态信号,而绝大部分辅机的运行信号是无助于机组的事故分析的。
2.2.2输入信号重复
对于6台低压加热器、3台高压加热器等,S.O.E.不仅冗余地引进了容器液位高异常信号(差压开关送出),而且相对地引进了液位高异常继电器已动作信号。相当于S.O.E.定义4个通道监视同一容器的同一异常液位。
2.3部分已定义的通道端子未接线
2号机组S.O.E.输入通道索引号为19~24,这6个通道分别定义为给水中间水箱水位非常低、公共服务气压力低、燃油箱液位非常低等,但端子板上均未接线。
2.4部分已定义的通道信号定值空缺
在255个已定义输入通道中,现有的定值一览表未能提供明确定值的共有36个,其中包括定子冷却水出口温度非常高、引风机轴承温度高等。
2.5部分关键信号未引进S.O.E.
如S.O.E.只引进了一个炉膛压力高差压开关接点,而未引进炉膛压力非常高(三取二信号,MFT始发条件)信号;只引进了汽包水位高I值和低I值的报警信号,而未引进作为MFT条件的汽包水位非常高(三取二综合信号)和汽包水位非常低(三取二综合信号)信号。
3造成缺陷的原因分析
造成缺陷主要有4方面的原因:
a)工程建设采用总承包方式,承包方面为了节省设备开支,尽可能减少电缆铺放长度,从而导致部分信号从附近机柜并接,造成信号输入路径中间环节多。
b)由于工程建设分工是CE负责锅炉岛部分建设,GA负责机、电及公用系统部分建设,GA在机组S.O.E.通道分配上明显未作全盘考虑,绝大部分通道定义给汽机及辅助系统、发电机及发变组,而锅炉部分重要信号却未能引进S.O.E.。
c)监理不力是以上2项既成事实的主要原因,而移交资料不齐全说明验收工作有漏洞。
d)部分主要辅机现在实际运行出力未能达到原设计要求,从而容易触发事故停机,这是S.O.E.原设计点组态时未能充分考虑到的,使S.O.E.在这方面引进的信号不够充足。
4整改策略
a)全面核实每个输入信号的合理输入路径,取消多余的中间环节。
b)补齐MFT全部始发条件:
1)增加炉膛压力非常高信号,取自FSSS“三取二”综合信号;
2)增加炉膛压力非常低信号,取自FSSS“三取二”综合信号;
3)增加汽包水位非常高信号,取自FSSS“三取二”综合信号;
4)增加汽包水位非常低信号,取自FSSS“三取二”综合信号;
5)增加一次风压对炉膛压力差压低磨煤机全路信号,差压信号取自FSSS。
c)增加每台炉水循环泵跳闸信号,信号取自电气动力箱。
d)增加炉膛层火焰消失信号,信号取自FSSS。增加层火焰消失信号,能为灭火事故分析提供正确的分析方向。
e)增加部分重要辅机跳闸的始发条件:
1)增加每台磨煤机密封风压对冷风管风压差低信号,取自FSSS,是跳磨煤机的条件;
2)增加每台磨煤机的给煤机已停运信号,取自FSSS,是延时跳磨煤机的条件;
3)增加每台给水泵跳闸的始发条件:包括油压低,压加级平衡管温高,液力耦合器轴承温度高,给水泵进出口差压低等,信号分别取自给水泵保护回路和DCS。
水循环定义范文5
某承接国外工程的国内电厂在出口蒸汽锅炉汽包时,认为汽包是蒸汽的发生装置,而将其错误归入商品编码84195000。这一商品编码申报错误,将给企业带来2%的出口退税损失。以一台价值约为450万人民币、600MW电站蒸汽锅炉的汽包为例,如果在国外承建一个2×600MW的火电站项目,汽包出口商品编码申报错误,将给企业造成18万人民币的退税损失。
形成上述错误的主要原因,在于物流人员对汽包的功能缺乏了解。何谓“蒸汽锅炉汽包”
根据中华人民共和国国家标准GB/T2900.48—2008《电工名词术语锅炉》的定义,蒸汽锅炉汽包又称锅筒,是水管锅炉中用以进行蒸汽净化、组成水循环回路和蓄水的筒形压力容器。
汽包主要由:简体、封头、下降管、管接头和内件等构成。
汽包的作用主要包括:1、是工质加热、蒸发、过热三过程的枢纽,保证锅炉正常的水循环;2、是汽包内部的汽水分离装置和连续排污装置,可保证锅炉输出蒸汽的品质;3、具有一定的蓄热能力,可缓解汽压的变化速度;4、汽包上安装有压力表、水位计、事故放水阀等安全装置,可保证锅炉的安全运行。
其工作原理是从水冷壁来的汽水混合物,经过汽包上部引入管进入汽包内部。首先进入汽水旋风分离器,利用改变流动方向时不同比重的汽水之间的惯性差,进行第一次汽水分离。然后分离出来的蒸汽进入波形板分离器,此时蒸汽中的水分会黏附在金属壁面上形成水膜,此过程完成了第二次汽水分离。二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗,利用水的密度差进行三次汽水分离。经过三次分离后的蒸汽达到了质量标准要求,最后从汽包顶部的饱和蒸汽管引往屏式过热器。
锅炉汽包横置有炉外顶,其不受火焰及高温烟气的直接加热,外部敷设有保温材料。汽包归类、出口贸管条件及申报要素
水循环定义范文6
【关键词】注重 ;培养 ;教学 ;表达 ; 学生 ; 教师 ;语言
在高考地理试卷中,主观题往往失分率较高。原因主要在于这类题目需要学生用较多的文字去表述,而这恰恰是很多考生的不足之处。在平时教学中我们经常发现,学生虽然能较好地掌握地理学基础知识,但在运用地理学的概念、原理来解释、说明一些地理学问题时却显得词不达意。因此,教师在努力培养学生的探究能力、思维能力、自学能力的同时,也应注重表达能力的培养。
1 教师应注重以科学、精炼的教学语言表达影响学生
地理教学的科学性是指教师讲授的基本知识,要求教学用语要真实、确切。所谓确切,就是要求上课时用严谨的语言、准确的词汇来表达概念,叙述原理,不能含糊笼统。例如,讲“夏至日,全球正午太阳高度角达到一年中最大值的区域是北回归线以北地区”乍一听似乎正确,细一想,不对了。难道在北回归线上就不是最大值吗?由于措词不准确而产生科学性的错误,对教师而言,是不允许的。
首先,地理教学语言的科学性,主要体现在教师对教学内容的科学上。例如,如果说水循环中的“陆地内循环”指的是“发生在内陆地区的水循环。”,显然把话说绝对了,不科学,而应该理解为“发生在大陆上的水循环”。但如果说“陆地上所有地区都既有海陆间水循环,也有陆地内循环”,却又把话说得太模糊,也是不够科学的。地理学教学语言的科学性,还体现在教师要用地理学的名词术语进行教学,不要滥用习惯用语、口头禅来替代地理科学的名词概念、原理。因此,对一些平时习惯的说法要慎重,不但不能用于教学中,而且要着意纠正,教学语言一定要有依据,它的依据就是科学的真实性。
其次,地理教学语言的准确性,主要任务是在地理学教学中按照地理课程标准的要求,准确无误地向学生传播地理知识。因此教师的教学语言,首先应当做到准确无误。具体地说,在阐述概念、定义、原理、结论、规律时,必须做到准确、精炼。在讲授地理概念时,语言应准确、生动。切记拖泥带水,简单重复,使学生产生似是而非、含糊不清的感情。例如,在讲环境承载力、环境人口容量、人口合理容量这三个概念时,虽然这三个概念意义相近,但内涵却不同。环境承载力是指一个区域环境能持续供养的人口数,环境人口容量是衡量环境承载力的重要指标,人口合理容量是指一个区域最适宜的人口数量,数量最少。此外,教师的课堂语言要尽可能不讲土语或方言,要用标准普通话教学,力争做到读音准确。同时,也要规范自己语言,减少口头禅,不可随心所欲,漫无目的地说。另外,还要十分注意常用字的标准读音,比如说不能把“兖州”、“海参葳”中的“兖”字和“葳”字读错。在课堂上要用普通话教学,切记不能把地方方言或土语随便搬进课堂,否则易引起学生哄堂大笑,分散学生的注意力,从而失去课堂的严肃性。地理学教师应对易读错的字勤查字典,千万不能想当然,在教学中读错字是极不应该的,他有损于教师的形象,降低教师的威信。
2 注重从教材中汲取语言营养
地理教材是指导教师实施教学的基本依据,也是学生获取地理学知识、汲取语言营养、训练表达能力的主要园地。
教材中的语言一般来说都具有较强的科学性、系统性,学生通过认真阅读教材,不但能加深自己对基础知识的理解,而且能纠正头脑中已有的含糊不清、似是而非的概念,从而提高自身的语言水平。在指导学生阅读教材时,除了要明确目的要求以外,还应强调如下两点:①要求学生注意学习教材中不同知识类型的表达方式,如概念、原因、过程等知识,该记忆的就必须记忆。只有这样才能丰富自己的地理语言积累,提高语言运用能力。⑵要求学生边阅读,边试着用自己的语言来正确的复述其中的某些内容:例如,在讲完“背斜和向斜的‘顶部’和‘槽部’在外力作用下分别形成山谷或山顶”知识点后,指导学生阅读并复述。这样,学生通过“咬文嚼字”的训练,在加深了对知识的理解的同时,表达能力也有了提高。
3 注重培养学生逻辑思维能力
新教材中对有些知识点的介绍是以结论的形式直接表达出来的,省去了某些推理过程,或略去了对事物之间关系的介绍。其目的是为了培养学生知识迁移能力和思维能力。我们在传授这些知识时,应引导学生对这些知识点进行推理、分析。比如学生在学习冷锋过境的天气变化后,教师应引导学生分析推导气团、气温、气压、天气状况之间的因果联系如:冷锋过境后,冷气团占据原来暖气团控制地区――这一地区就气温下降――空气下沉――气压上升――天气转好。在这种推导过程中,学生不仅深刻理解了这些知识点,而且理清了思维脉络,使学生进一步体会如何顺着事物发生发展规律考虑问题,加强学生思维的逻辑性。在以后的答题中就不会出现“天气好转,气压上升,气温上升”诸如此类的逻辑错误了。
4 注重培养学生文字表达能力