时间：2024-04-08 17:37:43
【关键词】云降水物理；人工影响天气；技术探究
在最近的几十年中，人工影响天气技术得到了我国科学技术研究领域的广泛关注，而云降水物理作为人工影响天气技术的最主要理论来源，自然也备受重视。现今，云降水物理以及相关的人工影响天气技术的实际应用明显增加，与此同时理论研究日益完善，这使得人工影响天气手段得到了更加广泛的扩充以及进一步的完善。但是，相关的研究和实验并不能就此结束，而应该再接再厉，让基于云降水物理的人工影响天气技术更上一层楼。
1 云降水的不同发展阶段
降水可以分为几种：降雨、冰雹、浓雾等，同时在降水过程中所伴随的其他相关天气现象也会对降水的后果产生一定的影响。不同类型的云层以及其相关性质则成为了影响降水的直接原因，因此，针对不同云层进行研究并对数据进行整理归纳，以得到云层与各类降水情况的直接关系显得尤为必要。
1.1 积云
积云一般的形成时间都是在白天，而其形成速度一般来说也极为迅速，在几分钟之内就可以扩展至几公里的纵向距离。而在积云扩展到相当的成都之后，一般会出现异变的情况，从而出现砧状的云层结构，与此同时，下沉气流也会随之建立，其一般存在于积云的附近以及顶部，并且较为稳定。对于积云来说，气流的影响是极为重要的。比如说，当气流合适的时候，积云中的旋风水滴往往会随之横向或纵向运动，从而使得积云发展较为迅速。而当积云完全形成之后，如果对流流场不合适，气流对于悬浮液滴的作用较强，则往往会导致积云裂解。这种裂解最直接的后果便是在当地形成一场阵型降水。
1.2 层状云
层状云与积云很好区分，因为两者的基本形态有着很大的区别，前者厚而面积小，吼着其较薄，因而看起来显得透明，但覆盖面积极大，往往是占据天空较大的水平面积甚至是正片天空。层状云也可以进行分类，基本上分为四种：卷层云、卷云、高层云和雨层云。而其中的卷层云出现的时候往往预兆着未来不久的时间内将会出现降水。
1.3 积层混合云
积层混合云之所以称之为混合云，主要是由于其包含的云层种类并不单一，往往是由层状云中夹杂着对流云而形成的。层状云往往可以促进积云的形成与发展，不仅如此，层状云对于对流云也有着极其重要的作用。对流云的存在往往可以产生较高强度的降水，而且这类降水的持续时间也普遍较长。层状云一般可以为流云的持续存在提供较为饱和的环境[1]。不仅如此，层状云的发展也可以提供较大面积的上升气流，这使得积层混合云的降水短时间强度减弱，但持续时间延长。可以说，层状云极好的联系了积云和流云，使得云降水向良性发展。
2 基于云降水物理的人工影响天气技术
现在世界各国都在对云降水物理进行着全方位的研究，而我国的相关研究则于20世纪80年代才开始起步。但是本世纪初，我国的干旱少雨情况日益严峻，河水断流、草原林原荒漠化严重的实例屡见不鲜。同时，由于降水而带来的冰雹、雷暴等自然灾害对于我国各地的农业、工业等领域也有着较为严重的危害。这使得我国的对于云降水物理的研究更为重视，研究进度也在飞速提升。
2.1 人工防雹
现在我国天气预报部门对于地区冰雹的预报工作往往是依靠雷达进行的，因为雷达可以通过反射回来的电磁波对于冰雹的形状、密度、范围以及个体大小有着较为精确的判断，从而及时对冰雹灾害进行预警，使得地区的受灾损失降到最低。一般来说，能够产生冰雹的云层有四种：强单体雹云、弱单体雹云、传播雹云和多单体雹云[2]，基本上都是积云或者是积层混合云。从云层的命名上我们可以看出，不同雹云所产生的冰雹特点是截然不同的。而且，往往在云层中停留的时间越久，冰雹降落时所产生的破坏性也就越大。因此，在人工防雹时，往往是采用高炮轰击的方法――即用高射炮来轰击将会产生冰雹或者是正在产生冰雹的云层。高炮在轰击的时候，由于爆炸往往会使云层附近的气流产生较强波动，爆炸产生的冲击波也会将云层中已经形成的较大冰晶轰碎，以达到防雹的目的。除此之外，人工防雹也会采用催化剂技术，即使用合适的催化剂来影响云层内固态冰晶的形成，以达到防爆的目的。
2.2 人工降雨
干旱问题已经成为我国很多地区发展的一个绊脚石，荒原面积扩大，无论是林业、农业还是畜牧业都受到了严重的打击。而人工增雨则可以适当的缓解这些问题带来的危害。人工降雨必须要遵循一定的模式，首先就是要对云层的降水潜力进行评估。我们都知道，人工降雨的完成也是需要一定的成本的，如果进行了人工降雨的相关措施但是并不能达到预期的效果，也就得不偿失了。因此，在人工降雨之前工作人员必须对目标云层进行分析，以确定实施人工降雨后降水量能否达到缓解干旱的目的。云层中，能够不仅仅要注意固态冰晶与液态水之间的转化，也要注意水蒸气与液态水之间的转化，合理的进行评估是保障人工降雨成功的关键。其次，就是进行人工降雨的正式工作。人工降雨的方式有很多种，而现在比较常用的便是催化剂降雨和升温增雨。通过之前对于云层的介绍，我们可以看出，降雨潜力较大的便是积云和积层混合云，当云层的储水量达到人工降雨的标准之后，相关部门便可以采用相关方式进行降雨工作。催化剂的种类有很多，但是它们的作用机理基本上都是相同的，即使暖云中的水滴或者是冷云中的冰晶相互凝结，重量增加，从而使得云层无法承载，形成降雨。在实施完人工降雨的措施之后，就要对人工降雨的效果进行评估了。在不同的地区与不同的降水环境下，所需要采取的人工降水方式往往是不同的，因此我们必须对各种情况人工降雨的效果以及所采取的催化剂进行归纳整理与分析，只有这样才能尽可能的提高未来人工降雨的成功概率。
3 结语
我们可以看出，人工影响天气技术，无论是人工防雹还是人工增雨，对我我国都具有着极为重要的意义。因此，我们应该积极利用云降水物理学来指导人工影响天气技术，为我国的天气控制提供有利的条件。在将会出现冰雹的地区进行人工防雹措施，以减少恶劣天气带来的经济损失；在干旱少雨地区采用人工降雨技术以维持当地生态环境的稳定。我国的云降水物理研究起步较晚，因此我们更应该加强对该方面的研究，为我国的人工影响天气技术创造更好的实施条件。
【参考文献】
关键词：流量计 雨量计 降雨强度 颜色划分 排水管理 信息系统 防汛调度
1 引言
天津市是我国北方重要的经济中心，城市排水设施是城市建设的基础设施，搞好城市排水管理对城市的环境保护、城市的建设和规划、城市的工农业生产和经济发展都具有重要作用。搞好城市的防汛排水工作，确保天津市的经济发展和人民生活正常进行至关重要。我处（天津市排水管理处）作为市区防汛排水的主要部门，对搞好防汛排水工作，使全市人民安全渡汛，起着关键性的作用。
天津市排水管理信息系统是城市排水管理的综合信息系统，实现排水管理定量化、信息化和网络化。天津市防汛调度系统作为排水信息管理系统的一部分，主要负责汛期的雨量、流量监测，进行数据分析，提供调度依据。
2 系统设计
2.1整体设计
排水地理信息系统在防汛调度上有很大的优势，按照我处排水地理信息系统规划，降水时各地区降水量 、河道水位等动态信息可通过有线（无线）自动传入系统计算机内，计算机结合存储的排水设施情况及地形、地物等属性可提前预报市区的积水地点及深度，并生成最佳排水调度方案，预测排除积水所需的时间，在遇特大降水时，根据地面高程特性（由地面高程形成的洪水缓冲区）及地面建筑物特性（主要是建筑物的使用重要程度）生成最佳市区防洪、分洪方案,使洪水造成的损失减到最小。整体设计如下：
2.2详细设计
具体要完成以下几个方面的设计任务：
（1）实时预报积水点及深度。
（2）生成最佳排水调度方案。
（3）预测排除积水所需时间。
（4）生成最佳市区雨水排沥方案。
3 系统安排
3.1流量计、雨量计的安装
流量计、雨量计是确保防汛调度动态实现的硬件基础。本系统采用的是超声波多普勒流量计，将其安装在各泵站，这样既可以为监测泵站运行提供可靠的数据，又可以在降雨时全面掌握雨量情况。流量计、雨量计定时将流量等信息通过传输网络传入服务器，降雨时信息中心可随时通过拨号查询各地区降雨、泵站运行等情况。
3.2数据库的建立
天津市防汛调度系统的数据结构，组织存储等均使用Access数据库，本系统的库体主要包括图形图象数据库、泵站数据库。泵站数据库中，采取每一泵站信息为一张表，泵站数据表中有泵站号、时间、泵流量、累计流量、雨量等字段，另有一张泵站号表，对泵站名与泵站号作出了一一对应，为以后历史数据查询做准备。图形图象数据库是由地形、地貌、等高线图、系统流向、泵站运行示意图及概貌、相关信息等摄影照片等组成，为图形查询、图形显示提供图形基础。
在通常情况下，分布在各泵站的远程流量计通过电话线自动两小时一次向服务器传输原始数据，系统自动整理数据后，将其存放在泵站数据库中。这些数据为监测泵站运行情况、分析雨量与积水关系提供数据基础。
系统数据库的建立可以直观、准确的反映出排水系统流向、雨量流量对照关系，泵站运行情况，为防汛调度、提供数据保证做必要的准备。
3.3降雨强度与颜色划分
在降雨过程中，不同时间、不同地点的降雨强度各不相同，为更直观的反映降雨情况，按照降雨强度的不同，分为小、中、大、暴、大暴、特大暴雨六种降雨情况，同时以六种不同的颜色加以区分。具体划分见表1。
表1 降雨强度 （mm/小时） 颜色 小雨 < 15 浅蓝色 中雨 15～30 浅绿色 大雨 30～50 浅黄色 暴雨 50～100 浅紫色 大暴雨 100～200 红色 特大暴雨 > 200 褐色
3.4应用实例
众所周知，防汛调度是一项实时性的工作，所谓实时是指防汛系统必须根据当时的雨量情况、流量情况作出及时、准确的调度。这样，实时数据、及时分析，就成为及时调度的前提，依靠两小时一次的定时数据库中的数据显然是不够灵活的。
在天津市防汛调度系统中采用了拨号查询的方式来解决实时问题。拨号查询的基本原理是采用调制解调器进行通信，可对任意一个流量计进行拨号。当流量计接收到调制解调器发出的指令，立即通过传输网络将当时的雨量、流量等信息通过调制解调器传输到计算机，本机接收到数据后，立即进行处理分析。利用调制解调器进行通信，保证了数据及时、准确，为进一步分析数据提供基础。
现在，以南开区北草坝积水点作为试点，具体说明如下。
北草坝积水点面积约为127公顷，负责此区域排沥的泵站为雅安道雨水泵站。降雨时，雨量计自动测取数据，并通过传输网络将数据传入信息中心，自动整理入库。监测人员可以进入该系统，系统自动按颜色显示当前区域的降雨强度，同时可以通过实时监测功能提取积水点降雨及泵站运行情况，包括泵站开车情况、流量大小、积水深度等。并以图象及数据形式给予直观显示，达到简明易懂的效果。另外，可进行进一步的分析，如预测排除积水所需时间及判断应开车台数等。见图1。
3.5数学模型的建立
任何的分析都要有数学模型作为基础，在数学模型的基础上进行修正。在天津市防汛调度系统中主要需要预测排除积水所需时间的数学模型。
开始降雨到积水退净的时间为：
T=[∫0t 降雨量·Ψ·dt-管容积]/∫0tQdt
其中，R为降雨量，Ψ为径流系数，V为管容积，Q为泵站流量。
例如：雅安道泵站Q=2.4米3/小时，一小时最大排除127公顷内6.8mm的降雨，
北草坝积水点面积约为127公顷；降雨时间110分钟，降雨量26.5mm，积水深度30厘米。按照以上数学模型，加上修订系数，从开始积水到积水退净的时间约为2小时。
3.6积水范围的确定
本系统主要以34片积水地区为研究对象。在每一积水地区，按照区域的高程情况，以等高线为基础，排水管道分布为依据，确定积水范围。当排除部分积水后，再重新按照等高线分布情况确定积水范围，直至积水安全排除。见图2。
3.7用户界面的设计与实现
良好的用户界面是保证系统正常运行的一个重要因素。它影响到用户对系统的应用态度，并进而影响系统功能的发挥，考虑到系统的使用对象大多是非计算机专业人员，界面的设计有以下特点：
（1）界面全部在窗口环境下开发，用户不需要掌握Visual Basic，Access的命令和数据库结构，只需通过菜单、按扭、图片即可作到正确操作。
（2）提供提示和帮助，一些比较复杂的功能和操作，在屏幕上给出简明的操作注明，以帮助用户顺利完成工作步骤。
（3）尽量减少键盘输入。通讯信息和共享信息由系统调入并显示在屏幕上，由用户检查确认等办法来减少人工输入可能产生的数据录入质量问题。
3.8程序流程图
程序流程图见图3，源程序见附件。
4 运行测试
程序编制完成后都要经过测试，由于天津市防汛调度系统的调试需要实时传入泵站的流量、雨量，而在非汛期，无降雨，雨水泵站不开车。鉴于以上原因，又编制了一个终端模拟的程序供测试使用。终端模拟程序可以模拟汛期的雨量计，当接收到本系统调制解调器发出的指令后，立即传输流量、雨量等数据，系统接收到数据后，进行数据分析。
通过测试，认为本系统安全可靠，及时准确。本系统预计在2000年汛期在处调度中心试运行。
关键词:自动 人工 雨量观测 数据差异
中图分类号:P41 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0016-01
目前,在气象地面观测中,大部分气象要素都已实现自动化观测,雨量也是如此,然而,由于自动雨量传感器本身构造上的原因,虽然雨量传感器已经正式使用了多年,但在实际的观测工作中,会发现一些时候两者所测数据存在差异。为了对这些差异进行分析,提高数据的精确度,对自动雨量传感器的工作原理、产生数据差异存在原因等进行分析比较,对其存在误差原因提出解决办法,使自动雨量传感器获取的数据能更好的使用。
1 各类雨量仪器工作原理
1.1 人工站
雨量器由雨量筒(含20cm的正圆形承水器、储水瓶和外筒)与量杯组成,雨量筒包括承水器、储水瓶和外筒,以收集降水量。量杯为一特制的有刻度的专用量杯。到一定量或定时观测时,由人工进行测量。
1.2 自动站
自动雨量传感器。主要由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗和调节螺钉、干簧管组成。承雨器收集的降水通过漏斗进入上翻斗,当雨水积到一定量时,由于水本身重力作用使上翻斗翻转,水进入汇集漏斗。降水从汇集漏斗的节流管注入计量翻斗时,就把不同强度的自然降水,调节为比较均匀的降水强度,以减少由于降水强度不同所造成的测量误差。当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时(也有的为0.5mm或1mm翻斗),计量翻斗把降水倾倒到计数翻斗,使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时,与它相关的磁钢对干簧管扫描一次。干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样,降水量每次达到0.1mm时,就送出去一个开关信号,采集器就自动采集存储0.1mm降水量。
2 自动站数据误差存在原因
自动站的雨量传感器主要存在以下四个反面的误差:
2.1 雨量传感器定位基点漂移产生的误差
雨量传感器中计量翻斗的两侧装有一对定位螺栓,这对螺栓间的距离是测量降水量的基础,距离过大或过小,都会影响计量翻斗的翻转倾角,使翻斗矩发生变化,翻斗力矩的改变使斗内盛水量改变。倾角大,盛水量多,反之就小。在日常使用中,定位螺栓由于翻斗的经常碰撞而导致两个螺栓之间距离的改变,进而导致测得降水量的不准确。解决这一误差的方法是:定期(一般为一个月)对雨量器进行自身排水量与计数、记录值相比。如出现异常,应及时按照说明书对定位螺栓进行调节。
2.2 雨量传感器关键元件(磁钢扫描干簧管)引入的测量误差
因计数翻斗中的磁钢扫描干簧管一次,开关信号发送一次,代表产生了0·1mm的降水量。若干簧管元件失常,发生多发送信号、漏发或不发送信号,就会出现雨量异常现象。只需更换干簧管就可解决这一误差。
2.3 维护保养不及时产生的误差
整套翻斗中都是有机械构成组成,在室外容易受到外界因素的影响,如承水口被灰沙、树叶、草叶和昆虫等堵塞;在雨量筒内部可能结有蜘蛛网等原因均会造成测量误差。日常工作中加强对自动雨量传感器的维护保养就可消除这一误差。
2.4 本身结构产生的固有误差
根据雨量传感器的原理:降水通过承雨器进入上翻斗,然后进入汇集漏斗。通过汇集漏斗的节流管注入计量翻斗,当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时(也有的为0.5mm或1mm翻斗),计量翻斗翻倒,把水倾倒入计数翻斗,使计数翻斗翻倒一次。磁钢既对干簧管扫描一次。干簧管因磁化而闭合,输送出去一个开关信号,采集器就自动采集存储0.1mm降水量。这个设计本身并没有什么问题,然而降水是一种持续性的天气现象,而翻斗每翻动一次都需要一定的时间,在翻斗每一次翻动的过程中,都会流失少量的降水。虽然一次翻动时间很短暂,但累积起来仍然是很可观的。尤其在降水时间越长、降水量越大的情况下,损失的降水量就越多,自动雨量传感器测量出的降水量跟实际降水量的误差就越大。通过对其的构造原理进行分析发现,这种误差虽然无法消除,但是由于翻斗翻动一次所用的时间是固定的,那这种误差就应该是一个恒定的系数。
本站经过长达两年的实测降水和自动站降水对比观测。期间共取得降水样本387次,其中降水量达0.1mm以上有研究价值的231次。对其进行对比分析。通过研究发现,降水量
3 结语
自动与人工雨量观测数据的差异是多种原因造成的。这些原因包括仪器的工作原理、日常维护和人为因素等等。从比较分析情况可以看出人工观测雨量获取数据在对比上较优于自动观测雨量。虽然自动站雨量观测在提供雨量累计量方面还有缺点,但它能及时提供雨量信息,作为天气预报上使用是有优越性的,因此在工作中只要做好日常的维护,通过科学的计算方法尽量把误差消除。就能获取具有准确性、真实性和代表性的气象资料,从而进一步提高天气预报准确率。
参考文献
[1] 万日金,吴国雄.江南春雨的时空分布[J].气象学报,2008(3).
关键词： 房建工程；雨季施工；安全管理；有效措施
1 房建工程雨季施工
对于项目施工来说，施工质量虽然很重要，但是施工进度也同样需要重视。为了确保工程能够按时完工，在雨季施工的时候，就必须注意根据天气情况灵活安排施工，依据天气情况做好室内外施工和穿插施工的合理调整，提高效率、保证进度，在特别恶劣的，不适合建筑施工的天气，应及时停止施工作业，保证施工人员的生命安全。同时，由于雨季的降水较多，可能会导致施工现场出现险情，所以，建筑施工时还必须提前做好应急准备，包括加固脚手架、提升机和准备应急物资等，以便能够在险情发生的第一时间做好应急处理，降低对于施工的不利影响。针对雨季雷电多发的特点，施工必须做好防雷准备，安装必要的防雷装置。但是，很多建筑项目在雨季施工时，并没有真正做到有备无患，依旧存在许多有待改进的地方。
1. 1 雨季施工中常见的问题
一般来讲，雨季施工时，较为普遍的问题有： 一、护坡坍塌。这是由于在进行深基础施工的时候，槽内积水过多，并且没有被及时的排出。二、桩基塌孔。导致这种情况出现的原因比较多，比如护壁或者砼工程的质量有问题等，都有可能引起塌孔的出现。三、砖墙倒塌。这是由于砖墙是砖混结构，砌筑的砂浆在被雨水冲刷之后，很容易发生倒塌。四。人防通道和基础墙灌水。前者的出现原因是降雨密度大导致排水不畅，排水系统无法及时的排除全部的积水，很可能会造成积水灌进地下室浸泡桩基，降低桩基的强度。后者出现的原因是槽底积水导致模板、钢筋出现锈蚀。
1. 2 雨季施工技术要点
为了保障雨季施工的工程质量和人员安全，在进行土方、基础工程施工时要注意： （1） 雨季施工在进行管沟和基槽的开挖时，必须要保证边坡的稳定，另外强度也必须确保达标，依据工程建设的具体情况，对边坡采取放缓坡度或是设置支撑等措施； 进行施工作业时，务必要认真检查边坡以及支撑的情况，在完成开挖的基槽或管沟内设置支撑，做好对于基坑支护工程的质量管理。（2） 在雨季进行施工作业的时候，作业面必须进行合理控制，不能过大，必须按照施工的流程，采取分段施工的办法进行； 基坑挖好之后，必须进行验收，确保达到标高； 在进行基坑开挖的时候，必须对集水井以及排水沟做好合理设置。（3） 进行地下室部分施工的时候，必须做好浇筑混凝土完成之后的防浮处理； 在极端恶劣的暴风雨天气，应根据具体情况，及时停止挖土作业； 雨季施工必须尽量避免土方的大量堆积，一定要将土方及时运走； 在基础施工进行完之后，必须立刻进行基坑回填。
砼工程雨季施工要点： 在进行隔离层的涂刷时，要注意掌握天气信息，刷涂必须要避开降雨天气； 在极端天气必须马上停止砼工程的施工作业，并依据施工缝的具体要求，将浇筑施工完成部分覆盖好； 对砼里的不同骨料要进行认真的含水量检测，并根据天气变化进行合理的用水量调整。
砌体工程施工要点： 雨季施工时，砖材堆放应尽量集中，并且无需浇水； 强降雨天气必须立刻停工； 为了防止雨水冲刷砂浆，可以使用干燥砖进行砖顶覆盖； 针对独立砖柱与帘间墙稳定性不高影响施工的问题，可以通过圈梁浇筑施工以及设置支撑的办法进行改善； 砖墙的砌筑高度要合理； 强降雨天气，支撑的设置方向必须与风向相反。
脚手架以及抹灰施工要点： 雨季施工最好别用罩面油漆； 对于脚手架，必须采取有效的跌落防护措施，保障脚手架的稳定，确保施工安全；避免雨水浸泡对墙面产生污染； 抹灰工程施工应在屋面施工完成之后；同时应在找平层完工之后铺上油毡，以达到保护屋面的目的。
2 加强雨季施工安全管理的有效措施
2. 1 加强安全预防
在雨季进行建筑施工的时候，必须重视施工设备的保护，及时加盖防雨设施，确保施工现场有专门的排水设置和相应器具。施工现场的排水系统在进行设计的时候，必须根据工程建设实际和天气特点，进行合理的规划，将抽水和排水、散水等结合起来，多管齐下，确保在强降雨天气施工现场的积水能够被快速的排除。另外，对于已经完工的工程部分，必须重视施工成果保护，防止强降雨危害工程质量。
2. 2 做好降雨应急准备工作
由于雨季降水较多，施工进行时，必须考虑到降水对于工程建设的影响，提前做好应急准备工作。对于工程施工时搭建的一些临时建筑，比如员工食堂和宿舍、仓库等，必须安排专人进行管理，对于这些临时设施必须进行定时的检查，尤其是排水和防漏性能的检查，必须确保其安全、稳定。要想提高施工现场的排水能力，铺设路面最好使用砾石或砼、焦渣等，另外，路面必须尽量平整。在道路的两边应布置合理排水设施，坡度应在0. 3%以上。
2. 3 做好施工材料的保存和管理
对于水泥，为了避免其受潮，最好将其保存在专门的仓库，仓库的通风条件一定要好。水泥存放时应与地面保持至少15 厘米的距离，若保存在室外，就必须使用苫布将其覆盖起来，与地面的距离至少要在30厘米以上。砂子的存放地点附近必须设置排水设施，避免由于强降雨导致砂子、泥水混合。钢构件堆放在室外的时候，堆放地点的地面必须尽量的平整，并且最好高于周围，堆放地点周围必须设置排水沟； 堆放时应尽量使其外面、截面背面朝上； 室内堆放时，下方应垫上楞木，避免其与地面直接接触。如果仓库是临时搭建的，就必须使用篷布将其覆盖起来，尽可能的垫高堆垛，并设置好排水系统。
3 结语
由于我国所处的地理位置比较特殊，受到季风的影响，在每年的夏季，我国都有一个长期的降雨过程，大范围、高强度的降雨给房建工程的正常施工带来了很大的不便，因此，在雨季进行施工时，必须注意采取相应的管理手段，做好雨季施工的安全管理，避免因降雨导致的意外事故的发生。我国的夏季一般属于降雨较多的雨季，经常会出现强降雨天气，对于建筑施工造成了很大的消极影响，所以，在施工的过程中，必须时时关注工程建设当地的天气变化状况，根据其变化趋势做好下一步的施工安排，并根据工程建设的实际状况和天气变化情况，采取针对性措施，做好施工的安全防护。
参考文献
[1]李向. 建筑工程雨季施工技术探析[J]. 城市建筑，2014（ 18） ： 118 -119.
[2]周文香. 试论建筑工程雨季施工技术[J]. 江西建材，2014（ 18） ： 43[3]纪福元. 房建工程雨季施工技术探讨[J]. 城市建筑，2014（ 2） ： 57 -57.
关键词：水土流失；防治措施
【分类号】：U416.2
水土流失是指地球表面的土壤及其水力、风力、冻融、重力等外力的作用，在各种自然因素和人为因素的影响下，发生的各种破坏、分离（分散）、搬运（移动）和沉积的现象。其本质是土壤肥力下降，理化性质变劣，土壤利用率降低，生态环境恶化。水土流失是世界上头字号的环境问题，中国是水土流失最为严重的国家之一，全国的水土流失面积高达356万km2，占国土面积的37.1%。在漫长的时间里，由于遭到人类不当经济活动和干扰破坏，致使水土流失加剧。
1.水土流失的现状
随着人口增长、资源缺乏、能源危机、粮食不足等问题的出现，人们为了满足社会发展之需，对土地资源的破坏越来越严重，破坏了生态环境的平衡，制约着经济的快速发展和社会的安定团结，水土流失问题显得更为严峻。我国水土流失之所以成为其环境问题之首，还在于严重的水土流失破坏了水土资源的平衡，加剧了洪涝干旱和风沙灾害，形成全国90%左右的贫困人口，带来了一系列的生态和社会经济问题。特别是我国的西部地区山区面积辽阔，资源丰富，山区面积占国土面积的3/4，山区人口占总人口的1/2，因人为破坏，西部地区多是山地，丘陵和沙漠，戈壁所覆盖，为冬春多水和夏季降雨集中的气候特点，非耕地资源占土地面积的96%，西南缺土，水土资源匹配欠佳，西北缺水，干旱，风沙严重。据水利部2002年1月公布的全国第二次遥感数据统计，西部12个省、自治区、直辖市水土流失面积为293.7万km2，占西部国土总面积的42.876%，占全国总水土流失面积82.5%。西部12个省区的水蚀面积106.84万km2，占全国水蚀面积的64.8%，新疆、内蒙古、甘肃、青海、5省区风蚀面积183.62万km2，占全国风蚀总面积的96.26%。西部地区有3.64亿人口受到荒漠化的威胁，而且荒漠化还在以每3，436km2的速度继续扩展。西部地区的水土流失不仅分布广，面积大，而且侵蚀类型复杂，侵蚀量大。黄河上中游、长江上中游和珠江流域以水蚀为主，局部伴有滑坡、泥石流等重力侵独；西北风草原区以风蚀为主，西南青藏高原区以冻融侵蚀为主，西北半干旱的农牧交错区则是风蚀水蚀共存。我国属于世界上水土流失较严重的国家之一，且主要发生在西部，西部水土流失的基本特点是分布广、类型多、强度高、危害深、治理难度大。水土流失遍布于各省，不论是山区、丘陵区、平原区，还是农村、工矿、城市都有不同程度的水土流失问题。
2.水土流失的影响因素
2.1自然因素
土壤的结构与颗粒组成，是土壤重要的物理性质，影响土壤抗冲性和抗蚀性，决定水土流失的程度。一般说来，土壤容易受到侵蚀有两种原因即土壤易分散和土壤通水性不良。我国黄土高原土壤中砂粒及粉砂粒含量多，粘粒少，颗粒间粒结力弱，稳定性差，易遭水蚀和风蚀。黄土结构松散，土质疏松，遇水很容易分散、崩解，扰侵蚀能力低。降雨。降雨是水土流失发生的动力，除直接击打土壤，形成击溅侵蚀，还形成地表径流，冲刷土体，并参与形成土壤内的一些特征，以一种综合的效应来影响侵蚀。一般说来，降雨量是影响侵蚀的主要因子之一，高强降雨和高度降雨是决定水土流失总量的决定性因素。水土流失往往只发生在几场暴雨之中，一次大的降雨有时占全年侵蚀量的80%～90%左右。黄土高原地区降雨集中、强度大、暴雨高，径流冲刷和搬运能力强，水土流失强烈。大的降雨过程，加剧了河流的淤积，陕北是黄河中游水土流失的重点区，也是全国水土流失最为严重的地区之一。植被。植被覆盖的多与少，决定着水土流失的强与弱。由于森林在下雨的时候，茂密的森林可以截留一部分雨水。森林、草地中有一层的枯枝落叶，具有很强的涵蓄水分能力，随降落物量的增加，其平均蓄水量和平均蓄水率也在增加，整地造林对强化降雨入渗也有一定的影响，而且随着降雨强度的增大而减少。因此，植树造林是治理水土流失的有效途径之一。
2.2人为造成的因素
毁坏植被。历史上西部地区长期处于中国政治经济文化的中心，社会经济发达，人类活动极为频繁，特别是连绵不断的战争，对森林草原植被破坏严重。2000年来，人们不断开垦农田，云贵高原、青藏高原和黄土高原大片的森林被砍伐，草地被辟为农田，植被破坏后地表毫无蓄水功能。超载放牧。西部的三大高原地区是中国畜牧业基地之一，长期以来，由于放牧失控，放牧强度的增大直接影响到草地的覆盖程度，有时对草场的破坏甚至是毁灭性的。超载使草地利用不平衡，造成水土流失严重。乱挖药材。工程建设。全国每年开矿、修路等新增水土流失面积达1万km2。西部地区矿产资源种类多，开采过程中缺乏合理的规划和水土保持工程和植被措施，乱采、滥挖、随意滥倒、弃土弃渣，地表径流和集中径流流失严重，切沟密布，进而发展成为崩塌、滑坡、泥石流。陡坡开荒。我国是一个历史悠久的农业大国，长期以来生产方式落后，生产力水平低下，许多地区都是广种薄收的生产方式。随着人增地减，为了维持基本生活，人们不是大力在耕作方式上求得进步，而是扩大耕种面积。
3.水土流失的防治措施
更新观念，生态修复。水土保持与生态建设的基本任务是保证恢复和重建自然的生态系统，而不是脱离原有的自然基础，去盲目地建设一个新的生态环境。因此，新时期的水土流失防治工作必须注重依靠大自然的力量，充分发挥生态的自我修复功能，改善生态环境，实现人与自然和谐共处。预防为主，强化监督。半个多世纪以来，中国曾经历过两次西部开发，成果显著，但多以环境为代价，教训极深。
这次的西部大开发，会不会带来人们不愿意看到的“大开挖”局面？我们以为，人们的这种忧虑是不无道理的。未来的生态环境是继续恶化还是得到遏制，一定程度上取决于对各种人为因素的控制程度。集中资金，重点防治。1983年，经国务院批准，财政部、水利部在全国八个水土流失严重，群众生活贫困的地区开展水土保持工作。其范围主要在西部，包括黄河流域的无定河、长江三峡工程库区等。它是我国第一个国家列专款，有计划、有步骤，集中连片大规模开展水土流失综合治理的国家生态建设重点工程。此后，国家又安排专项资金，先后开展了长江上中游水土保持重点防治工程和黄河水土保持生态工程建设。
结语：
水土流失灾害会使人们的生命和财产造成极大的损失，通过本文的研究我们发现，在水土流失的形成和发生过程中，都收到人为因素的影响，这些影响会直接或者间接地导致灾害的发生，因此，应当减少破坏性的开发工作。同时灾害的发生还受到自然环境尤其是恶劣天气的影响，因此，相关部门要加强对于气候状况的监控和保护性工作的进行，才能够更好地开展防治工作。
参考文献：
[关键词]酸雨；变化特征；防治对策
中图分类号：X517 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0201-01
引言
由于受大气污染的影响，空气中存在大量的酸性物质主要是含硫化物和氮化合物，特别是其中的SO2HENOX。在大气中可以被氧化成不易挥发的硫酸和硝酸，并溶于雨水二降落到地面，对地球生态系统构成威胁。本文通过对原平市2013-2015年酸雨观测资料分析，讨论近3年酸雨变化特征，为保护生态环境安全，减少自然灾害，促进区域社会经济的持续、健康发展提供可靠的科学观测资料。
1 资料与方法
1.1 资料来源
数据取自原平气象局2013-2015年酸雨观测资料，统计分析降水量PH值、酸雨出现频率时间变化特征。
1.2 研究方法
1.2.1 pH值
PH表示大饨邓的酸碱度，其计算方法如下：
PH=-lg[H+] （1）
其中：[H+]表示降水样品中氢离子浓度。PH值≤5.60为酸雨，PH值≤4.50为较强酸雨，PH值≤4.0为强酸雨。
1.2.2 酸雨频率
酸雨频率是指在降水的总次数中，PH值小于5.6的降水发生比例，酸雨频率越高，说明污染越严重。
酸雨频率=（酸雨样品数/降水样品数）×100%（2）
2、结果与分析
2.1 PH值月变化特征
2013-2015年原平市各月降水PH月平均值变化不同（图1），其中2013年PH月平均值变化幅度较大，PH均值出现三个峰值，分别是1月、5月和10月，其中2月、3月和10月PH值呈强酸性，其余月都呈弱酸性。2013年各月PH均值变化共分为三个阶段，1-3月PH均值呈大度下降，3-9月趋于小幅上升，之后又呈下降趋势。2014年各月PH均值变化稳定，除了2-3月PH均值>7.00，属弱碱性外，其它各月PH均值
2.2 原平市酸雨年分布特征
2013-2015年连续三年降水监测，共取得酸雨观测样本143个，其中PH
2.3 原平市酸雨季分布特征
原平市四季降水各不相同，夏秋雨水较多，春冬相对较少，对四季酸雨分布进一步分析（表2），春季原平市酸雨出现率12%，是一年中酸雨出现最少季节，但强酸雨出现率为8%，相对较高；夏季酸雨出现率30%，强酸雨出现率仅1.6%；秋季酸雨出现率46%，强酸雨率也达12%；冬季降水较少，但酸雨出现率高，达40%，无强酸雨出现。可见原平市降水酸性季节变化较显著，秋冬季酸雨出现率较高，夏季次之，春季最低；而且春季比冬季降水频率高很多，但酸雨出现率却很低，北方冬季一般不会出现强酸雨，尽管冬季燃煤量增加，但只增加酸雨出现率但强酸雨为零，可能与北方冬天的风有一定关系。
3 酸雨危害
酸雨危害很大也很广。酸雨可导致土壤酸化，影响土壤特性；可使森林植物表面组织受伤，叶子伤斑；可与金属、石料、混凝土等材料发生化学反应，加快楼房、桥梁、历史文物、雕像等的腐蚀损坏；酸雨还可造成江河湖海等水体的酸化，使海洋动植物减少甚至灭绝；酸雨对人类健康也会产生直接或间接的影响，如对人体某些器官有明显刺激作用，引发各种慢性疾病，土壤、水源等等都受到污染，通过食物链都会进入人体，最终受危害的还是我们是自己。酸雨是涉及全球的灾害，人类的地球只有一个，它是我们共同的家园，保护人类赖以生存的地球环境，减少大气污染，需要世界各国齐心协力共同治理。
4 酸雨防治对策
4.1 积极推广洁净煤技术
应在平原市大力发展煤炭加工技术、煤炭转化技术、煤炭高效燃烧技术和污染控制技术等洁净煤技术。根据相关部门的预测表明，推广洁净煤技术可有削减60%的SO2，可以有效控制酸雨。在对煤炭进行一系列开采、运输、销售和使用的过程中应限制高硫煤炭，积极推广工业固硫型煤工程，不断降低SO2排放量。
4.2 加强酸雨污染控制研究
原平市气象局应对酸雨加强监测，不断提升数据质量，根据酸雨监测数据，做好原平市算越现状、成因、危害和控制技术等的研究，为降低酸雨出现的频率，推动原平市环境保护发展提供决策依据。
4.3 提升土壤PH值
大气中的氨气和大气颗粒物对降水酸化可以起到缓冲的作用，PH>6.0的土壤是氨气的重要来源之一，而大气中的大气颗粒物有将近一半来源与土壤。为了提升土壤的PH值，可以在农田等地方施加一定量的石灰，提升大气对酸雨的缓冲能力。
4.4 提升环境意识，进行依法管理
各级政府部门重视起环境保护工作，不断提升人们的环保意识，这也是控制SO2和酸雨污染的基本保证，应将环境保护积极纳入到国民经济和社会发展规划中来，并将其与能源的开发利用、物价改革等政策一并进行考虑。在项目建设的过程中应依法执行“环境影响评价、三同时、排污许可证”制度，将SO2的排放量降到最低，不断提升环境质量。
参考文献
[1] 孙湘群，王智言.郑州市降水酸度及其离子组份特征的研究[J].河南科学，1998，16（1）.
[2] 关俊华，陈文晖，朱秀金，等.南宫市近年酸雨特征分析及其气象影响因子[J].气象科技，2012，40（6）.
关键词：城市内涝；城市规划；产生原因；防治对策
据不完全统计：在我国500多个城市中，发生过城市内涝的城市高达300多个，可见我国的城市内涝现象严重，同时暴露了我国城市规划、基础设施建设和政府管理中存在的一些问题。课题组将以武汉、上海、杭州、北京四个城市为例，调查我国部分城市内涝的一些情况，剖析发生城市内涝的根本原因，在此基础上提出相关的解决建议。
一、中国城市内涝现状
（一）强大暴雨，路面积水严重
近年来，天气变化无常，暴雨天气逐渐增多，降水强度大，连续性降水时间长，我国多数城市产生路面积水现象，导致我国许多城区成为一片。终究产生“到武汉大学看海”、“坐北京地铁赏水帘洞景”、“到杭州观水漫金山”等奇观。如武汉市区从2011年6月18日凌晨1时开始到晚上7时，当日降水量达193毫米，相当于15个东湖的水，单日降水量创下1998年以来13年间的最高记录。北京市2011年6月23日下午4时30分左右，突降暴雨，截至当晚7时，城区平均降水57毫米，个别地区最大降水量达182毫米。
（二）路面受损，影响交通秩序
由于路面积水严重，道路被淹面积较大，使得交通事故频发，造成不必要的人员伤亡。另外，严重的道路积水容易造成车辆无法正常行驶，使得夹在中间的大量正常车辆停滞不前，致使道路严重堵塞，出现“车队长龙”的现象。面对严重的道路积水，乘客只能涉水而过，步步惊心。2011年6月23日14时—24日08时，北京遭受强降雨袭击，北京市区22处交通路段中断，3条地铁线路出现险情，首都机场100多架次进出港航班被取消。据武汉市公安交管局介绍，武汉市有10余条公交停运，天河机场临时关闭1小时。
（三）内涝影响居民的正常生活
内涝不仅影响了他们正常的生活，工作和学习，影响各种生活必需品的购买，尤其是每天必须购买的蔬菜、食品等，也影响到居民出行的安全问题。因公交车运营线路被打乱，的士大多被堵，一些居民区被渍水隔绝成孤岛。城市居民通过论坛、微博和电话述说风雨夜归途中的遭遇与见闻。城市内涝终于也惹恼了城市居民，让居民没有办法再忍气吞声了。
（四）内涝严重，公共设施破坏不堪
公共设施包括风景区、游乐园、大坝、水库、地下停车场、学校等。一旦发生强降雨，这些设施将无法正常工作，现代城市因交通、网络、通讯、水、电、气、暖等命脉系统瘫痪导致社会经济活动中断。如2004年7月10日，北京遭遇特大暴雨等袭击，造成40多处严重积水，21处严重堵车，其中有8个立交桥交通发生瘫痪；随后的上海大风雨则让整个城市的公共交通陷入瘫痪，上海市大面积停电。暴雨还引起了少见的城市市区山体滑坡。西湖景区内的虎跑公园、梅家坞茶园甚至位于市中心的少儿公园等地也出现了不同程度的山体滑坡和小流域山洪。
（五）恶劣内涝，造成财产损失
强烈的降雨引发的内涝不仅给城市居民生活带来严重危害，同时也造成严重的经济损失。杭州自2007年10月7日起转移人数23579人，回港避风船只2391艘。2007年10月8日晚22时，杭州8个县市区洪涝面积达82.198千公顷，受灾人口超过21万人，倒塌房屋261间，损毁公路93.89千米，毁坏通讯线路36.44千米。山塘水库受损12座，防洪堤受损20.84千米，倒伏树木4066棵，城镇低洼积水518处，山体滑坡灾害16处，直接经济损失3.646亿元。2011年6月3日以来的南方暴雨洪涝灾害共造成175人死亡，86人失踪。
二、发生城市内涝的原因分析
（一）天气原因，降雨增加
强降水或连续性降水超过城市排水能力就会致使城市内产生积水灾害的现象。今年全国极端天气频发，在持续一个多月的暴雨攻势下，降雨状况在气象纪录纷纷被刷新。大多数地区的强降雨造成严重积水，形成内涝，大面积被水淹没或被水浸泡。强烈降雨一次次暴露出我国城市防洪薄弱的一面。
大规模城市化会影响气流的运动状态，大气污染则会增加空气中的降雨凝结核。近年来，随着城市化进程的大规模推进，城市中的建筑多由钢筋混泥土制造，它们的比热要比绿地低很多，导致相同的热量摄入会导致温度的上升更多，使得城市平均气温比郊区高1.5℃到2.5℃，从而形成城市“热岛效应”，使得城市上空结气不稳，引起热力对流。当城市中水汽充足时，容易形成对流云和对流降水。大量的城市建筑物，加大地表的粗糙度，阻碍降水系统的移动，延长了降雨的时间，增大了降雨的强度。
（二）城市排水系统不够完善，疏于规划
城市规划赶不上城市化步伐，在管道建设的初期没有完全规划好，导致排水系统的建设无法一步到位。后来，随着新开发区域逐渐成为城市的中心区，以前的排水管网显然不能满足急剧膨胀的排水需求，还有管道老化，排水标准比较低。在国内，排水管沟直径超过3米的几乎没有，而在一些国家，排水管道可以跑汽车。有记者调查发现，面临如此严重的内涝现象，在武汉市“十二五”规划中提出要提高应对大雨、暴雨的排涝排渍能力，5年内将新增排水管道1022到1255公里。
城市雨水污水管道错接严重，在雨污分流片区也经常出现管网错接，因为污水管道汇集到污水处理厂，而雨水管道直接排向城市河道。将雨水管道错接到污水管道，暴雨来临时就会导致严重内涝，因为一般同一段城市污水管道设计流量远小于雨水管道流量，污水管道也要小于雨水管道管径，暴雨带来的短暂大流量雨水通过较小的污水管道，显然无法顺利排出，只有囤积在低洼处形成内涝。即使在降雨不大的时候，也会造成负面影响。
（三）城市盲目扩张，地面渗水力下降
大规模不科学的城市开发建设是内涝灾害频发的重要诱因。城市建设的扩张，使原本具有自然蓄水调洪错峰功能的洼地、山塘、湖泊、水库等被人为地填筑破坏或填为它用，降低了雨水的调蓄分流功能。例如，武汉市洪山区图书城片区，本来是武汉市南湖的一部分，后来被填平造地进行城市开发建设，人为地破坏天然湖泊，削弱了天然水体的蓄水容量，导致该地区排水不畅。
（四）缺水，却无法有效利用雨水
我国城市缺水现象自70年代以来逐年扩大。现有400多座城市供水不足，其中100多座城市严重缺水，年缺水量达58亿。随着城市工业与居民生活污水排放量的增加，城市河道水质普遍恶化，部分河道与湖泊水体的污染已达到危害居民健康的程度。
缺水如此严重而我们却没有想到要利用内涝的水来改善缺水的状况，只能看这么充足的水资源那么白白的流失掉。我们是否要想想改变一下思维方式，把内涝带来的大量的水看成是大自然赐予我们的巨大资源，试着用它来减轻水资源短缺的问题。
三.解决城市内涝的几点对策
（一）雨水利用，解旱解涝
城市与水资源性质认识不够。目前市政建设与规划部门未充分认识到城市雨水的资源性和宝贵性，似乎理所当然地把城市暴雨水作为灾害，只是一味地想办法把雨水排走，据不完全统计，全国500多个城市中，有400多个城市供水不足。由此，对于雨水的利用就十分重要，即直接对天然降水进行收集、储存并加以利用。成熟的雨水利用技术从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。
建筑工程中的雨水收集有三种方式：如果建筑物屋顶硬化，雨水应该集中引入绿地，透水路面，或引入储水设施蓄存；如果是地面硬化的庭院、广场、人行道等，应该首先选
用透水材料铺装或建设汇流设施，将雨水引入透水区域或储水设施中；如果地面是城市主
干道等基础设施，应该结合沿线绿化灌溉建设雨水利用设施。此外，居民小区也将安装简
单的雨水收集和利用设施，雨水通过这些设施收集到一起，经过简单的过滤处理，就可以
用来建设观赏水景、浇灌小区内绿地、冲刷路面，或供小区居民洗车和冲洗马桶。
（二）注重地下空间的建设
兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池这些设施大多建在地下，以充分利用地下空间。地下空间的开发利用，与城市土地资源紧张有直接的关系。政府和企业在利用地下空间时，必须做好统筹规划，确保安全、高效。有关部门要尽快制定地方法规条例，将制定城市地下空间规划纳入城镇规划重要组成部分，为未来城市地下空间的规划建设确立科学性、导向性、系统性、法治性的政策指导和法规约束；做好地下空间开发的平战结合，即地下设施要兼顾人防要求和市场开发；统一协调指挥城市地下空间的开发利用；加强对地下空间开发利用的科学研究和专业指导。
（三）建立完善排水设施，有系统的管理和控制措施
重视排水管网建设，排水是一个系统问题，不仅管网建设上要跟上城市发展的步伐，控制设施方面也要跟上。随着时间的变化城市管网逐渐老化，排水标准大大降低。现在城市的管网已经没有办法满足城市的排水要求。城市排水管网的建设是一个功在当代，利在千秋的事情，因此各市政建设部门要做好城市排水系统的建设工作。
对于那些老旧的管网要进行翻修，对于那些错综复杂的管网要进行科学的布局，使其易于掌握，如果出现问题能够及时查找、及时解决。同时也要涉及到管理问题，降雨时要及时启动并能正常发挥管网的排水作用。重点做好市区下水管网、雨水井、盖板沟等清淤疏浚养护工作。特别是老城区街道、小区以及低洼易涝区的管道疏通维护。
（四）提高居民素质，增强使命感
城市内涝灾害防御事关经济社会的可持续发展，事关人民生命财产安全，事关城市的健康、快速、稳定发展，进一步加强内涝灾害防御工作，责任重大，任务艰巨。
在日常生活中要做到不非法占用河道，湿地。不向河道任意倾倒垃圾造成河道堵塞排水不畅，发现问题及时反映。进一步增强社会责任感和使命感，实事求是，扎实做好内涝灾害防御工作，努力减轻内涝造成的灾害和损失，为城市经济社会的可持续发展做出新的贡献。
（五）合理使用城市建设用地，解决重表轻地现象
降低地面硬化率，中国现在正处在城市化的高峰期，人口和财富不断向城市集中，城市面积越来越大。原来可以渗水的地面都变成不渗水的水泥地了。比如道路、闹市、商区的地面必须硬化，但机关、学校、广场、社区等空地并非全部需要硬化，应留有种花植草的空间。这样既能避免城市在降大暴雨时出现大面积积水，也有城市利用雨水补充地下水。在机关、社区等停车场、内部道路必须硬化的部分，可选用生态透水硬化方案，采用有孔面砖，混合土基层。城市湖、河驳岸在满足功能前提下，应尽量采用生态草皮防护，少用浆砌块石护岸，以利渗水。当城市地面各小环境改善后，就会有效吸纳雨水，减轻局部内涝和城市排水压力。
（六）国内外防治内涝的经验借鉴
巴黎是一座海拔较低的城市，呈盆地地形，年平均降雨量642毫米，却很少发生下雨积水引发的城市内涝灾害。由于巴黎建有规模庞大、完善发达的城市下水道排水系统，重视自然灾害预防和应急管理，设立风险预警系统，有效降低了洪涝灾害的威胁。日本多数地区降水丰富，还经常遭遇台风带来的强降雨，因此东京、大阪等大城市十分重视防涝问题。一方面重视城市规划，充分发挥城市水系的防洪功能，增加市内绿地和砂石面积以吸收雨水；另一方面长期投入大量人力、物力和财力，建设较完善的城市排水设施。
从西方防内涝的案例中我们了解到我们不能采用拿来主义，而是要跟据本国的实际情况进行全局性地思考从而来制订合理的措施。还需要改变“以排为主”的陈旧观念，科学规划，通过合理调蓄利用雨水资源，改善城市水环境及生态系统。除了运用工程的一只手，还要把生态的一只手加上去，
结语：
城市内涝已经严重地影响人民的生活、社会的生产，城市的发展，国家的昌盛。城市内涝产生的原因是短时间的强降水、城市规划不全面、城市排水系统不健全、城市领导管理不严密、公民意识不够高等。城市内涝的解决是目前发展中国家面临的重大难题，它不仅仅考验着城市的排水系统是否完善，同时还考验着城市的规划体制是否合理。要解决城市内涝不能“头痛医头、脚痛医脚”，更需要全局性地思考。还需要改变“以排为主”的陈旧观念，科学规划，通过合理调蓄利用雨水资源，改善城市水环境及生态系统。要求我们更新城市建设的观念，在城市开发中要给城市生态留有余地，适当增加水面率和绿地率，渗、滞、蓄、排结合治涝。这样才能促进城市的健康发展，有利于国家的繁荣昌盛，有助于提高国家层次，提升国际地位。在破解城市内涝顽疾的道路上，或许我们最缺的不是资金和技术，而是那颗为城市繁荣、民众福祉深谋远虑的责任心。（作者单位：浙江机电职业技术学院）
基金项目：浙江机电职业技术学院2011年度学生创新创业基金项目
参考文献：
[1]朱思诚，任希岩.关于城市内涝问题的思考[J].行政管理改革。2011.11：62—66.
[2]张悦.关于城市暴雨内涝灾害的若干问题和对策[J].中国给水排水，2010.16：42—47.
关键词：雨水管理、可渗透、可持续发展
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1.前言
长期以来，暴雨被视为大城市的威胁，由于排水不及时造成的城市内涝问题给人们带来了巨大的损失。近几年中国各大城市的内涝事件让人们逐渐把注意力集中到城市的雨水管理方面。就北京2012年7月23日的大暴雨而言，至少79人死亡，暴雨造成10660间房屋倒塌，160.2万人受灾，经济损失达116.4亿元另一方面，中国城市普遍面临水资源不足的问题。我国目前有近300个城市缺水，其中30个100万以上人的大城市的缺水状况更为突出，全国城市日缺水量约为1600万立方米，由于缺水而受到影响的工业产值达2300多亿元。这不仅影响人们的正常生活用水，而且也制约了经济建设的发展[1]。
中国城市同时面临的内涝和水资源不足的两个问题看似矛盾，其实可以互为解决途径。自然条件下降雨的5%～10%的雨水被植被和洼地等截留，70%～80%通过土壤下渗，10%～30%的雨水形成径流进入河道，这部分水与下渗的水再蒸发回到大气中，蒸发量占降雨量的50%～70%，入渗到地下水的量占降水量的10%～40%[2]。然而，快速城市化导致城市不透水地表面积迅速增加，使得雨水下渗的速度和总量都降低了，原本自然环境中不会形成地表径流的降雨也能形成大量积水。以前，人们对于暴雨管理的认识停留在修建大量排水沟、地下管道、人工渠道等排水设施，以便将雨水尽快的排走，避免造成积水和洪涝灾害的传统观念上，但是这样并没有解决城市的雨水问题，反而增加了财政负担同时破坏了环境 [3]。针对以上问题，当代德国雨水管理设计从立项伊始便将场地设计和雨水管理规划整合到同一进程中，力图从根源上消除城市雨水问题的生成[4]。
2.雨水管理的理论基础
面对传统雨水管理带来的问题，人们开始探索保持经济收益并提升公众利益的方式，低影响开发（Low-impact development，简称LID）为这个目标提供了途径。LID是一套涉及雨水控制利用和场地设计的技术体系，贯穿于整个场地规划设计过程之中[5]。LID强调利用场地自然特征来保护水质，运用了小尺度的工程措施来再现开发前的自然流域的水文循环机制，主要措施包括下渗、过滤、储存、蒸发以及在径流源头留住雨水[6]。这种方式广泛地运用于德国等发达国家的雨水管理当中。
LID通过一系列的措施来管理雨水，它的设计原则包括：①尽量维持原有水文条件；②减少建设项目的不透水铺装；③充分利用入渗,延长径流时间，减轻开发建设项目对自然状态的冲击[7]。LID不仅仅是一套全新的实践方式，更为重要的是针对每个场地的独特性而存在的设计过程，它包含的措施是可实施的，能够可持续发展的。
3.雨水管理的技术措施
为达到LID的目标，以实现真正的可持续发展，有一系列具体的措施作为保障。依循LID的原则，设计过程要遵循四个步骤：第一，了解开发前的自然条件，确立目标；第二，根据场地功能和主要污染物评估目标；第三，基于场地的特殊性确定实现目标的途径；最后，在场地局限性的基础上采取恰当的措施实现目标。LID采用的雨水管理的基本技术措施包括预处理、过滤、下渗、储存和回用，并且采用容纳、溢流、分流、渗透和排放等方式最大程度地模拟自然来进行雨水管理。
3.1预处理
对雨水进行的预处理可以除去水中的垃圾、残渣、较大沉淀物等污染物，尤其是初始冲刷里含有的大量污染物。预处理的设施，如一个水力分离器，可以有效地延长整个系统的寿命。
3.2过滤
在LID的设施中，过滤是至关重要的一环，尤其是下渗不可行的时候。过滤器通过机械过程除去雨水中的固体沉淀物及其他污染物。过滤器的等级、形状、孔隙度和表面材质的质地都影响着过滤的效果，一般把过滤器设置在小尺度的入口处，这样有利于径流在接近源头的地方就被处理而没有多余的积累或者更多的运输要求。
3.3下渗
雨水径流下渗可以补给地下水，雨水进入土壤，渗入地下。雨水下渗的速率受到土壤紧实度和储存能力的影响，土壤越饱和下渗能力越低。另外，土壤的质地和结构、植被类型和覆盖率、土壤含水量、土壤温度以及降雨频率都对下渗速率和能力有一定的影响。这个过程可以改善水质、减少径流，下渗还有助于整个场地保持自然条件下的水文环境，避免地下水位持续降低。
3.4储存和回用
收集和回用雨水有助于场地保持开发前的水文环境，这些收集到的雨水可以被用于灌溉或者其他用途。雨水被储存在定制的罐子里，罐子的容量根据场地的降雨情况以及用水实际情况而定。
4.德国Überlingen大学雨水管理景观设计
在雨水管理领域，德国一直处于世界领先地位。本文就德国Überlingen大学的雨水管理景观设计为例，详细介绍以LID为基础的雨水管理景观设计经验。
4.1场地概况
Überlingen市位于德国南部，博登湖北岸[ /wiki/%C3%9Cberlingen]。这里气候温和，冬季最冷0摄氏度，夏季最高温不超过20摄氏度，降雨分布不均，每年的6到8月是降雨高峰期，月降雨量均超过100mm。场地总面积36.41公顷，有2000名在校学生，1500名教职工。本次雨水管理景观设计范围包括4栋学生宿舍建筑，41栋教学用综合建筑，场地地形最低点位于西北角。
4.2设计目标
该方案旨在通过雨水管理景观设计后的场地能够吸收处理十年一遇的降雨强度带来的降雨量，同时收集适量的雨水供人们使用，如冲厕所、拖地、灌溉等，以减少自来水的供给量，并且防止停车场及道路的污染物进入雨水后对水质造成污染。由于建筑呈现出组团式的特点，将每个组团设想为一个单元，每个单元尽量吸收各自范围内的径流，超出的部分进入公共区域。如果降雨强度超出设计最高值，即高于十年一遇的强度，溢流的雨水将进入市政管网。
4.3场地优化设计
为实现这个雨水管理的目标，可以采取多样的技术手段。首先，我们在不影响功能的前提下增加绿地的面积，创造不同类型的景观，如疏林草地、密林、洼地、植被浅沟、坑塘等，这样些元素不仅能够增加地下水补给同样可以推迟洪峰到来的时间；其次，增大透水性铺装面积，利用地形引导雨水进入可渗透区域，使得地表径流都能进入绿地及坑塘；第三，在停车场周边用洼地拦截地表径流，并且选取具有净化水质的植物。为了实现收集雨水并回用，我们针对每个组团的建筑都设置了不同大小的雨水箱，下雨后，屋顶、地表的雨水经过预处理、过滤后进入雨水箱，多余的水溢流后进入可下渗区域（图一）。
图一：雨水收集示意图
如果要实现十年一遇的降雨强度都不形成溢流，需要结合降雨情况进行计算。首先需要的是场地15年以来每日的每隔15分钟降雨数据，用于模拟降雨时的情况，通过SWMM软件模拟设计前场地的地表径流情况，为设计中绿地面积的确定提供依据；其次，每个单位的建筑都配备有专用的雨水储存箱，用于灌溉、清洁等，水箱的大小由建筑里的人数和他们的用水情况以及降雨情况、水箱使用率共同决定。接着，我们对每个组团的景观进行设计，采用各种景观元素减缓径流速度、推迟洪峰到来时间、增加下渗面积。最终，形成一个雨水回用、下渗的系统，不但可以节省自来水的供给同时防止地下水的下渗（图二）。
图二：总平面图和细节设计
4.4结果验证
设计完成后，我们还需要对方案进行检测，用SWMM软件对场地进行概化，把校园根据标高分成不同的区块，结合降雨数据、汇水面系数等计算整个系统的溢流量（图三）。运算结果表明，设计后的场地能够处理十年一遇的降雨。
图三：SWMM概化模型
5.结语
以上案例充分展现了传统雨水管理不能实现的结果，这种在设计之初就引入雨水管理、控制地表径流的理念能够有效地环境日益严峻的水问题，尽可能地还原了自然条件下的水文循环过程，同时保证了人的需求。正是这种尽量在雨水落地的源头就进行处理，景观设计中融入洼地、坑塘等自然元素，并且沿道路设置植被浅沟，最终得以减缓终端处理负荷、推迟洪峰道路的时间。
目前，我国对于雨水管理的措施逐渐开始重视，但是还未形成系统，所以还未收到很好的效果。我们按照这种先进的理念，各个环节有效的衔接，终究能够在不破坏自然水文循环的基础上可持续地发展。城市内涝和缺水这两个看似矛盾的问题也会迎刃而解。
参考文献：
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[5]张玲玲. 新城市雨水管理的景观设计研究[D].湖北工业大学,2012.
关键词：水资源 雨水利用 城市 综合效益
中图分类号：TV213 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)006-122-01
1 郑州市水资源现状
水资源是生命存在的保障，是一种基本的自然资源。随着我国经济社会的不断发展和城市化进程的不断加剧，水资源显得尤为重要，它已成为了影响城市可持续发展的关键因素。水资源在供需方面的矛盾也日益突显。郑州市地处中原地带，西部和西南部为山地，东部为平原，北临黄河，水资源量及其有限。据统计郑州地区水资源总量为133930万m3/d，而人均占有量仅为212m3/d，郑州市已经成了沿黄河的缺水城市，水资源的短缺严重影响着该市的经济发展和生活质量。郑州市供水水源有两种，一种是地表水另一种是地下水。地表水主要是黄河引水，地下水主要是黄河傍河地下水河城市地下水。水源取水比例大约是地下水占25％，地面水占75％。解决郑州市的用水供需关系势在必行。
2 雨水的收集利用
2.1 现行雨水利用的方案
目前随着城市用水量的不断增加，水资源呈现紧缺态势，城市加强了对雨水的利用，目前常用的方案大概有以下几种：(1)城市内部修建人工河湖，盛接天然降雨。这不仅调节了径流的分配，缓解径流高峰，而且提高环境湿度。最主要的是河湖可以将储蓄部分优质雨水，补给城市用水。(2)修建高程比路面低的绿地。这样不仅可以通过汇集地面雨水，节约城市绿化用水，还可以通过土壤的过滤作用降低径流污染。(3)铺砌透水路面。不仅可以减缓路面径流而且能够补充地下水，促进水循环。4)在小区内对雨水收集再利用，这是雨水收集利用效果比较好的方法，下面将详细介绍针对不同情况小区雨水利用的不同工艺。
2.2 小区内雨水收集利用的方式
小区内部雨水收集一般包括屋面收集和地面收集两部分。其中，地面收集主要是绿地水和路面水，在绿地下方安装盛接植物吸收后下渗的多余水分，路面水要布设地下收集管道。与地面水的收集相比较，屋面雨水的收集要简单得多，工程规模和投入资金都相对较少，并且屋面水的水质比较高。屋面的材质一般是混凝土或金属，我们可以通过输水管道直接进行雨水收集。
收集到的雨水经过处理后有多种用途，如：景观用水、城市路面的洒水、花草浇灌用水、洗车用水还有水质较好的雨水经过消毒处理后可以供给居民饮用。根据水质的不同情况我们可以采取不同的处理工艺供给不同用途使用。由于初期雨水中含有大量的污染物，如：重金属、挥发酚等，会对环境造成污染危害人的身体健康。所以我们要对初期雨水进行弃流，具体的弃流量要依据雨水的水质情况确定。弃流之后雨水的处理大约有以下几种工艺：(1)收集到的雨水一>初期雨水弃流。这种情况大多是水质较好，经过弃流雨水可以直接用于景观水体和路面的洒水等，处理过程简单，费用低同时补给城市的基本用水。(2)收集到的雨水一初期雨水弃流一雨水蓄流池沉淀一消毒一雨水清水池。经过这种方法处理过的雨水质量已经比较好，可以用于城市的绿化用水等。(3)收集到的雨水一初期雨水弃流一雨水蓄流池沉淀一过滤一消毒一雨水清水池。经过这样处理的雨水基本和上一种用途差不多，只是这种雨水的水质较差，水内含有杂质较多，需要增加处理工序。(4)收集到的雨水一初期雨水弃流一雨水蓄流池沉淀一过滤一消毒一深层处理一雨水清水。这样处理过的雨水水质已经基本达到标准，部分优质水可以供给居民日常饮用。
关键字：建筑工程、雨季施工、安全防范
一、雨期施工特点和准备工作
雨期施工一般没有明确的界限，是指在降雨量超过年降雨量50%以上的降雨集中季节进行的施工。它主要依据降雨对建筑物个体的影响程度或当地气象部门发出的防雨防台防汛通知为依据。
二、雨期施工的特点和要求：不确定性，由于科学技术的限制，气象部门并不能及时提供准确的
预测，尤其对突然出现的暴雨等恶劣气象要做好防范准备措施。才能避免给工程造成损失。雨期对土方工程、屋面工程等极易造成影响，为保证工程的顺利进行，应在事前充分估计并作好合理的施工安排。雨期施工主要以防为主，重点采取防雨措施和加强排水手段。确保雨期施工的正常进行，不受季节气候的影响。
三、雨期施工的准备（1）现场排水。德令哈污水处理厂建设工程厂区为北高南低相差0.9米，成扇形区域分布，在厂区北部距离围墙4米处开挖一条宽1.5M挡水沟，以阻止厂区外雨水进入厂区。因施工现场的道路、排水坡度较大雨停水干。本工程的粗格栅间地下水池，因粗格栅间水池基坑深度达到8米，属于深基坑，采用1：1放坡在4米处增加一道1.0米宽的走道，可以防止有石块等跌落到基坑内，在基坑的西南角开挖一集水坑，在雨水汇集后可以使用水泵抽出。
（2）原材料、成品、半成品的防雨。水泥放置在离地30厘米高的水泥棚内，下面铺设模板及防潮的塑料布，四周设置排水沟，“先收先发”、“后收后发”的原则；钢筋料场采用混凝土地面或加垫木，上部用防雨篷布盖严，防止钢筋生锈。木材、石膏、腻子粉、保温材料等要放置到大棚或存入室内。（3）在雨期前应做好机电设备的防雨棚或防雨罩，经常检查接零接地保护装置。塔吊的基础、结构、接地装置、埋入深度、塔身垂直度、地锚等进行全面的安全使用检测，接地电阻小于4欧。（4）备排水用的水泵，准备适量的塑料布、油毡防雨材料。四、雨期施工措施 （1）土方和基础工程：雨期开挖基槽（坑）或管沟时，应注意边坡稳定。必要时可适当缓边坡坡度或设置支撑。施工时应加强对边坡和支撑的检查；对于已开挖好的基槽（坑）或管沟主要以设置支撑为宜；正在开挖的以放缓边坡为主辅以支撑或停止施工；为防止边坡被雨水冲塌，可在边坡上加钉钢丝网片，并抹上50mm细石混凝土；也可用塑料布遮盖边坡；雨期施工的工作面不宜过大，应逐段、逐片的分期完成。基础挖到标高后，及时验收并浇筑混凝土垫层；如被雨水浸泡后的基础，应做必要的挖方回填等恢复基础承载力的工作；为防止基坑浸泡，开挖时要在坑内做好排水沟、集水井并组织必要的排水力量；对雨前回填的土方，应及时进行碾压并使其表面形成一定坡度，以便雨水能自动排出；对于堆积在施工现场的土方，应在四周做好防止雨水冲刷的措施。基础施工完毕，应抓紧基坑四周的回填工作。
（2）砌体工程：砌体的整体稳定性多取决于砂浆及砌体材料。砖及加砌块在雨期必须集中堆放，不宜浇水。砌墙时要求干湿砖块合理搭配。砌块湿度较大时不可上墙。一次砌筑高度不宜超过1m；遇大雨必须停工。砌筑收工时应在砖墙顶盖一层干砖或覆盖塑料布，避免大雨冲刷灰浆。稳定性较差的窗间墙、独立砖柱，应加设临时支撑或及时浇筑圈梁，以增加墙体稳定性；砌体施工时，内外墙要尽量同时砌筑。砌体砂浆的拌和量不宜过多，应以能满足砌筑需要为宜。拌好的砂浆要注意防止雨水的冲刷。雨后继续施工，须复核已完工砌体的垂直度和标高；并检查砌体灰缝，对于受雨水冲刷严重的地方必须采取必要的补救措施。（3）混凝土工程：模板隔离层在涂刷前要及时掌握天气预报，以防隔离层被雨水冲掉，浇筑砼前要把积存在模板上的雨水清理干净。模板支撑下的回填要夯实，并加好垫板，雨后及时检查有无下沉；遇到大雨应停止浇筑混凝土，已浇部位应加以覆盖。现浇混凝土应根据结构情况和可能，多考虑几道施工缝的留设位置；雨期施工时，测定粗细骨料含水量，及时调整配合比中的用水量；大面积的混凝土浇筑前，要了解2～3天的天气预报，尽量避开大雨。混凝土浇筑现场要预备大量防雨材料，以备浇筑时突然遇雨进行覆盖；
（4）吊装工程：构件堆放地点要平整坚实，周围要做好排水工作，严禁构件堆放区积水、浸泡，防止泥土粘到预埋件上；塔式起重机基础，必须高出自然地面20cm，严禁雨水浸泡；雨后吊装时，应首先检查塔吊本身的稳定性，确认塔吊未受到雨水破坏时再做试吊，将构件吊至1m左右，往返上下数次稳定后再进行吊装工作；雨天可能会影响起重机司机的视线，要请有经验的司机来进行吊装工作；停止施工时，应将塔吊的吊钩收回靠拢塔身，不得在吊钩上遗留吊索、建筑构件等任何物体，以防止这些重物被风吹动导致塔吊摇晃，严重的会引发塔吊倒塌的事故发生;雨天由构件表面及吊装绳索被淋湿，导致绳索与构件之间磨擦系数降低，可能发生构件滑落等严重的质量安全事故；此时进行吊装工作应加倍注意，必要时可采取增加绳索与构件表面粗糙度等措施来保证吊装工作的安全进行；雨天吊装应扩大地面的禁行范围，必要时增派人手进行警戒。(5)屋面工程：卷材屋面应尽量在雨季前施工，并同时安装屋面的落水管；雨天严禁油毡屋面施工，油毡、保温材料不准淋雨；雨期屋面工程宜采用“湿铺法”施工工艺。“湿铺法”就是在“潮湿”的基层上铺贴卷材，先喷刷1～2道冷底子油，喷刷工作宜在水泥砂浆凝结初期进行操作，以防基层浸水。如基层浸水，应在基层表面干燥后方可铺贴油毡。(6)抹灰工程：雨天不准进行室外抹灰。对已经施工的墙面，应注意防止雨水污染；室内抹灰尽量在做完屋面后进行。
一、实地观察
一些概念照本宣科很抽象，可带领学生到室外实地考察，先观察地理事物的外部特征，再综合、分析，抓 住事物的本质特征，形成概念的内涵。如学习亚热带常绿阔叶林这一概念时，带学生观察校园里的樟树、山茶 树、广玉兰树等，并与梧桐树、柳树、水杉树比较，了解到前面这三种树木的叶子革质、有光泽、呈椭园形， 并且终年常绿。“常绿阔叶”为它们共同特有属性。它们都是典型的亚热带常绿阔叶树，由这些树木构成的森 林即是亚热带常绿阔叶林。再让学生自己分析梧桐树、枫树、马尾松是不是常绿阔叶树？学生马上会回答：梧 桐树、枫树是落叶阔叶树；马尾松常绿而不是阔叶。这样，学生对常绿阔叶林这一概念的内涵和外延就有了比 较全面的认识。
二、抓关键词
表达概念内涵即地理事物本质特征的往往只有几个词语。我们教师要帮助学生抓住关键词，分析疑难点。 如天体“宇宙间物质的存在形式”这一概念，学生对“物质”并不难理解，“宇宙间”却难以确定。我指出， 地球也存在于宇宙空间，是天体。但是，在地球大气圈以内的物质只能说是地球上物质，不能说是天体。地球 大气顶部是宇宙空间与地球的界线。教师只要讲清这一界线，学生就容易明白恒星、星云、行星、卫星、彗星 、星际物质、运行中的人造卫星和宇宙飞船等都是天体。而停在发射架上的人造卫星，或是降落到地面的流星 体残骸即殒星就不是天体。
三、归纳法
对内容较多、表述较长的地理概念进行归纳、提炼，分层次、多角度去理解。如自然资源的概念，完整的 表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行归纳、转换，就是下 列的两个属性：
自然属性：客观性，天然存在，没有经过人类加工
经济属性：有用性，在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换，自然资源 的内涵就一目了然。
四、类比法
明确了单个概念的内涵和外延后，为了能达到准确运用的目的，还必须搞清概念间的几种关系。
①近似概念
如天气和气候，国土和国土资源，热带雨林和热带季雨林，水资源、水力资源和水利资源等都属近似概念 ，很易混淆。只有从本质特征即内涵上区分，找出相同点和不同点，才能确定适用范围。例如降水和降雨，都 表示大气中水汽凝结降落到地面这一现象。不同点是降水指从云雾中降落到地面的液态和固态水，而降雨即从 云中降落到地面的滴状液态水。可见，降雨只是降水的一部分，仅指液态水即雨水。所以，在描述气候特征时 ，如亚热带季风气候年降水量1000mm左右，用的是“降水量”；河流的五种补给形式之一是“雨水”即降雨， 两者不可调换。
②矛盾概念
外延相反的概念叫矛盾概念。如内力作用与外力作用，寒流与暖流，重工业与轻工业等。这类概念也必须 从内涵入手，找出差异再分析外延上的相反性，确定“矛盾”所在，才能正确区分。如可再生资源和非可再生 资源是一对矛盾概念。可再生资源是在人类历史时期内不断更新生长、繁殖的资源；在人类历史时期内不能重 新出现的即是非可再生资源。两者的差异便是“人类历史时期内能否重新出现”这一时间尺度，也是导致外延 相反的主要原因。根据这一标准分析，矿产资源是非可再生资源，生物资源、土地资源、水资源、气候资源等 都是可再生资源。
③包含关系的概念
地理环境、社会环境、城市环境三个概念，都表示人类生存的环境。但地理环境是以人类为中心的环境； 社会环境是人类在自然环境基础上通过长期有意识的社会劳动创造的人工环境；城市环境是人类对自然环境干 预最强烈的地区，人口多、房屋密集、交通拥挤是最大的特点。可见三个概念中，内涵最丰富的是城市环境， 外延最大的是地理环境。它们外延上的关系可用下图表示：
附图{图}所以，要区分这类概念，应在确定内涵的基础上，根据内涵大外延小，内涵小外延大的原则来分 析彼此间的包含与被包含的关系。
④概念的广义和狭义
? 关键词 路基边坡 边坡病害 侵蚀机理 防护适用性 植物防护 防护区划综合防护设计
Stuedy on Side Slope Protection System of Expressway
?Abstract?This paper analyses the types of side slope damages,reasons and principles of the damages.This paper?also explain the types,characters and selecting principles of protection methods.?
?Key words?Subgrade side slopeSide slope damageDamage principle Protection availability Plant protection?Protection district Compr ehensive protection design
?1前言?
随着我国公路建设的飞速发展,高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一,需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑,合理布局,因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施,确保高等级公路的稳定和高速行车安全,同时达到与周围环境的协调,保持生态环境的相对平衡,美化高等级公路的效果。?
长期以来,路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节,我国在80年代中期以前,主要以低等级公路建设为主,由于交通量小,深挖高填较少,投资不大,因而防护工程不作为道路建设的主体工程,由此引起的损失亦不大,所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后,我国高等级公路建设方兴未艾,由于缺乏对防护技术的系统研究,没有成熟的经验供设计部门应用,因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护,缺乏综合考虑,从而为工程埋下隐患,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响,有的甚至中断交通,如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段,后期的工程防治费用占整个工程防治费的80%、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后,很多路段出现路基垮塌,路面悬空的现象,再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计,仅1991年因水毁冲毁路基1577km,冲毁路面43733km,冲毁桥梁3606座、涵洞40343道,塌方4171万方,直接经济损失16.86亿元,因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。?
随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加,环境破坏与环境污染与日俱增。自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来,由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用,农民们失去了5000多亿吨的表层土;同时由于植被破坏导致温室效应的CO?2增加了10%,世界在以每年80亿吨的巨量排放CO?2和硫化物,臭氧层日益遭到破坏。自1950年以来,世界经济增长了5倍,人口从26亿上升到58亿,但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上。地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元,相当于美国一年的粮食收入。1950年~1984年世界粮食产量以每年3%的速率增长,1984年以后放慢,1984~1992年增长率仅为0.7%,不及人口增长率的一半;与此同时,全世界的森林覆盖率也由工业革命前的55%降至25%左右,我国森林覆盖率由50年代的30%降至1997年的12%左右。随着 环境问题的日益严峻,为了环境的持续发展,环境会计学诞生了,国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失计算到经济成本中去,经济增长必须考虑到环境的代价,即由环境问题引起了环境会计和环境审计。如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时,减少对环境的损坏。降低噪音,吸收汽车排放物,恢复自然生态平衡已成为目前公路设计部门的当务之急。?
与此同时,防护技术在理论方面尚需进一步研究,如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等,以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。?
因此,为降低工程造价,减少或防止道路病害,保持生态环境的相对平衡,确保道路的安全与稳定,急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。?
?2国内外研究概况?
国际上有关道路防护与加固技术的研究,多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一。有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化。根据降水侵蚀力系数,土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失,从而更科学地选择合适的边坡防护措施。Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式:G=K·V4.22·d1.07·i0.05(G:侵蚀量;V:雨滴下降速度;d雨滴直径;i:降雨强度;K:系数),开创了植物防护定量研究的先河,以后经多人的努力,如50年代美国学者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料,进行了降雨量、降雨动能、最大时段降雨、前期降雨以及各种复合因子与土壤流失量的回归分析,最后得到一个通用土壤流失方程式,至今在国际上广泛采用。同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况,确定最佳参数,推导土壤流失方程式,取得了丰硕的成果。日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施,如日本《高等级公路设 计规范》(日本道路公团,1983,4)中,比较大的篇幅对护坡的方法、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则,不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定,具有很强的设计指导性。在边坡防护的系统设计中,国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法,以期达到同时发挥防护与美化的作用。?
?随着我国公路等级和人们生活水平的提高,路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中,积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体,公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象,如曼宁流速公式等,利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果,但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V=20·i1/2,即流速与坡角的平方根成正比,而在公路边坡中,随边坡坡角的增大,径流流速确有增大的趋势,但坡角增大导致汇水面积减小,必然使流速减小,所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数;在圬工防护理论计算方面,库伦理论,朗金理论被广泛应用。随着科技的发展,各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生,但在设计时,仅从边坡的稳定性等因素出发,很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保
因素,如:可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别,上述问题在规范中仅定性地作了限制,很少给出具体比选方法进行量化计算分析,由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费,另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败,造成巨大资金重复投入,形成不良的社会影响。高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素,造成路基高填深挖现象普遍存在,同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康,而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因,我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求,同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。?
在国内植物防护方面,随着人们环保意识的增强和生活质量的提高,在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区,根据土壤、气候特点栽种花草树木,既可防风护坡,恢复因建路而破坏的生态平衡,美化环境、吸收尾气、诱导视线,还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究,并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究,北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究,河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究",交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路,楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等,取得了较好的防护效果,但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道,理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性,以及公路植物防护与园林专业的交叉相容,导致了防护物种和设计方案的千差万别,所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化,确定护坡方法的选择原则,划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性,从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。?
如前所述,由于理论研究上的不足和设计上的随意性,同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异,决定了不同地区综合防护方案的差异性,所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上,对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究,提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。? 反思我省的高等级公路边坡防护现状,虽然做了许多实验性尝试,采用了多种防护型式,基本达到了预期防护效果,但仍有许多沉痛的教训值得认真总结,如郑洛路九标1996年边坡水毁,开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等,归纳起来存在的问题有:?
(1)缺乏系统的防护方案、措施研究和综合设计;?
(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程经济比较分析;?
(3)植物物种选择方面,随意性过大,缺乏和园林部门的探讨研究;?
(4)由于各地区的差异,缺乏各分区最佳防护典型型式,致使设计人员难以操作。?
总之,上述问题的存在,使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资,另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。?
?3边坡侵蚀机理研究?
通过对边坡力学特性研究,可得以下结论:?
公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点,它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快,另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少,因此边坡的流速应该存在一个临界坡角,从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发,推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流):?
V=K·L0.3976·cos0.3976a·sin0.3012a·n-0.6024·δ0.3976??
式中,K为系数,L为坡长,a为边坡坡角,n为边坡坡面粗糙系数,δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右;考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数,进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角,这个坡角大约在25°左右,这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近,因此对边坡的防护应引起足够重视 。?
边坡在自然界降雨情况下不断经受降雨的袭击,其中一部分下渗,一部分在边坡汇集,形成径流,径流在土颗粒表面产生剪切力,当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时,土颗粒被径流带走,从而发生侵蚀,这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。?
? 4边坡防护类型及公路植物特性研究?
作者按照材料将路基防护分为3类:植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。
通过对公路植物的特性研究,可得以下结论:?
(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是影响公路植物的主要因素,由于路基边坡防护的特殊性,故草种、树种的选择有别于园林绿化;?
(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷,易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护;?
(3)尽量选用本地的物种,其适应性远远优于引进物种。?
?5边坡综合防护设计原则与注意事项?
(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则;?
(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则,深入调查研究,根据当地气候环境、工程地质和材料等情况,因地制宜,就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施,而给养护遗留繁重的工作量;?
(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择,应密切结合路面排水作综合考虑;?
(4)护坡方法应优先考虑采用植物防护,当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时,要考虑经济性、施工及效果,采用圬工防护或相应的辅助设施;?
(5)在防护方案设计时,应参照上述设计原则,初步选出护坡方法。在施工阶段,要对每个边坡的排水、土质等调查,根据调查结果变更原设计;?
(6)在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡,以及黄土和黄土类边坡,均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护;?
(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实;? (8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡,应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素,慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙,落石防治等方案;(9)混凝土网格中空植草护坡的目的,是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽,及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡,使用时须充分分析;?
(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的,均应设置防护工程。在冲刷防护设计中,可综合考虑河道整治,使防护工程收到更好的效果;?
(11)对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等,以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率,以降低流速、减缓冲刷作用时,可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区),可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施;水下部分可视水流的淘刷情况,采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施;水下部分可视水流的淘刷情况,采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5~1.0m,水上部分采用轻型防护即可;?
(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想,明确"为行车服务"的目的,在实用、经济的前提下,力求边坡绿化三季有花。?
? 6高等级公路防护区划的思想?
为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性,并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依,确保路基边坡的稳定并节约投资,同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想,有必要划分不同地区植物防护主要类型。?
我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础,结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验,按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性,将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。?
? 7?河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案??
??7.1??河南省?A区边坡综合防护推荐方案?
主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土,同时雨量集中,但年降雨量不大,四季分明,所以防护要求不高。间有盐碱地,同时石料缺乏。结合上述研究结果,故推荐A区边护综合防护方案为:沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外,一般采用植草或种草籽护坡,喷播更佳。?
??7.2?河南省?B区边坡综合防护推荐方案?
B区内岭坡连绵,沟壑纵横、切割严重,地表多为黄土覆盖,浅层地层主要分布有第四系中新更新统黄土状粘土圾上第三系上新统杂色泥岩,局部有寒武系、石灰岩出露。同时夏季雨量集中,冲刷防护极为重要。结合上述研究结果,故推荐B区边坡综合防护方案为:填方边坡按8m、20m和大于20m分别采用边坡坡度为1∶1.5、1∶1.75和1∶2,挖方边坡根据土质不同采用不同边坡坡度。应采用集中排水方式。沿线在综合排水设施的基础上,根据路堤、边堑高度不同、淋雨坡面和地面径流冲刷程度不同,采用浆砌片石护坡,浆砌片石护脚、浆砌砌片石挡土墙(该区内片石圬工较混凝土预制块经济)、预制混凝土网格中空植草、坡面喷草等综合防护措施。?
??7.3?河南省?C区边坡综合防护推荐方案?
C区属淮河冲湖积平原和江淮丘陵区,主要以严粘土及亚砂土为主,呈软塑性。河道较为发育,水位深3~10m,多稻田和滞洪区。春旱秋雨,夏热冬寒,干湿剧差,年降雨量在794~924mm以上,气候相对多雨潮湿。因此必须采取有效的排水与防护措施,及时排除公路范围内的水,并作好路基边坡的浸水冲刷防护。推荐C区边坡综合防护方案为:沿线路基边坡除桥头路基(含锥坡)采用浆砌片石防护,局部特殊路段(水稻田、滞洪区等)采用浆砌片石或混凝土预制块防护外,一般路段均采用路基下部0.5高度用浆砌片石或混凝土预制块防护,上部采用植草或种草籽护坡。路基两侧的护坡道采用绿化或浆砌混凝土预制块,边沟采用混凝土预制块护砌(在确保质量的前提下,优先选用浆砌片石),土路肩均用厚8cm水泥混凝土预制块铺砌。?
? 8主要结论?
通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究,得到以下主要结论和研究成果:
(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因,提出了在边坡防护方面理论上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点;?
(2)通过对边坡水力学特性和锓蚀机理的研究,建立了流速与降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数关系,确定了临界坡角(41°左右),经进一步推导得出公路边坡侵蚀量同样存在一临界坡角(25°左右);指出了公路边坡侵蚀的影响因素和侵蚀机理;?
(3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究,提出了防护类型选择的原则;?
(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析,推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点,使植物防护的选择有据可循;?
(5)根据公路自然区划和地质特点,首次提出了公路防护区划的思想,并建立了河南省公路 防护类型区划;?
(6)提出了高等级公路边坡综合防护的设计原则;?
