发布时间:2023-10-08 17:39:02
绪论:一篇引人入胜的生命的共性,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
中国实现可持续发展的要求和能源系统固有的特点,决定了把国家经济的发展,特别是以城市为龙头的区域发展要建立在再生、永续利用、高效和清洁的能源系统基础上,突出加强资源节约、环境保护和发展循环经济。这是由于,一方面,我国人口众多,资源相对不足,人均拥有量远低于世界平均水平,资源紧缺十分严重,人均占有耕地不足世界平均水平的2/5,人均水资源占有量仅相当于世界1/4;人均森林占有面积为世界的1/5。能源与经济的布局不匹配,近80%的能源资源分布于西部和北部,但60%的能源消费在经济发达的东南部地区;另一方面,我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段,能源供需矛盾日趋紧张。据统计,中国已成为煤炭、钢铁、铜的世界第一消费大国,继美国之后的世界第二石油和电力消费大国。与此形成强烈对照的是,中国创造的GDP约占全球的7%,但耗电却占全球的13%,耗煤占30%,粮食占25%,万元GDP能耗是日本的9.7倍,是世界平均水平的3.4倍;万元GDP用水量是世界平均水平的3倍,万元GDP煤耗是世界平均水平的5倍。中国的能源,特别是电力供应不足,已经影响社会、经济的发展和人民的正常生活,资源问题已经成为制约我国经济社会发展的重要因素。据有关方面测算,到2010年,我国45种主要矿产资源只有11种能依靠国内保障供应;到2020年,这一数字将减少到9种;到2030年,则可能只有2至3种。而铁矿石、氧化铝等关系国家经济安全的重要矿产资源更将长期短缺。如果不开发和推广节约、替代、循环利用的先进适用技术,全面提高能源资源利用效率,不尽快改善能源结构,我国经济社会实现持续、稳定、快速、健康的发展将难以得到保证。
加快开发推广先进适用的能源资源利用技术
二十一世纪的中国经济社会发展,不能完全照搬发达国家所走过的资源高消耗的发展模式和工业化发展道路。要大力提高常规能源、新能源和可再生能源开发和利用技术的自主创新能力,促进能源生产和利用的可持续发展。加快煤的清洁高效开发和利用技术,重点研究开发煤炭高效开采技术及应用液化及多联产技术,大力开发煤液化以及煤气化、煤化工等转化技术、以煤气化为基础的多联产系统技术等,推进粉煤灰、煤矸石、冶金和化工废渣及尾矿等工业废物利用。加快油气资源勘探开发利用技术进步,提高采收技术,深层油气资源勘探开发技术。加快升级输配电和电网安全技术,重点研究开发大容量远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备等技术。加快开发和推广应用可再生能源技术,开发大型风力发电设备,高性价比太阳光伏电池及利用技术,太阳能热发电技术,生物质能和地热能等开发利用技术。通过加快开发和推广应用先进适用技术,促进产业升级和结构调整,全面提高能源资源利用效率。在城市,要研究开发和推广利用先进的垃圾焚烧技术,加大水资源配置、综合节水和海水利用技术的研发与推广力度。根据城市不同类型,重点研究开发大气水、地表水、土壤水和地下水的转化机制和优化配置技术,污水、雨洪资源化利用技术,人工增雨技术等;研究开发工业用水循环利用技术,开发灌溉节水、旱作节水与生物节水综合配套技术,重点突破精量灌溉技术、智能化农业用水管理技术及设备,加强生活节水技术及器具开发;加强研究、开发与推广先进的能源技术和制造技术,环保与资源综合利用技术,高效交通运输技术,新材料技术,新型建筑材料等方面的技术,特别是高效低污染燃煤发电技术,大型水力发电机组技术,新型核能技术,可再生能源技术,建筑节能技术,洁净燃气汽车、混合动力汽车技术,城市轨道交通技术,燃料电池和氢能技术,路用新材料技术,新型墙体材料技术等的应用与推广,减缓温室气体排放产生重大影响。
大力发展清洁能源和可再生能源
清洁能源和可再生能源,包括水能、生物质能、太阳能、风能、核能、地热能和海洋能等,是二十一世纪风光无限、潜力巨大的新能源。中国具有丰富的可再生能源资源,其中,水能可开发资源量为3.78 亿千瓦,目前仅开发利用了9.5%;生物质能资源包括农作物秸杆、薪柴和各种有机废物,利用量约为2.6亿吨标准煤,目前主要用于直接燃烧,利用效率较低;太阳能年辐射总量每平方厘米超过60万焦,开发利用前景广阔;风能资源总量为16亿千瓦,约有10%可供开发利用,目前总装机容量只有2.8万千瓦;地热资源已探明地热储量约为30亿吨标准煤,现利用的只相当于30 多万吨标准煤。
城市是经济发展的火车头,是能源消耗最大的区域,城市政府要采取适当的财政鼓励措施和市场经济手段,增加在发展清洁能源和开发可再生能源方面的投入,通过多种方式,提高城市可再生能源开发利用水平。煤炭能源资源消耗型城市要通过政策引导和资金投入,推进煤炭直接和间接液化、煤基醇醚和烯烃代油大型台套示范工程和技术储备,推进煤炭洗选加工等清洁高效利用;加速开发生态影响小的中小水电资源;开发利用生物质能生产酒精等清洁液体燃料的技术,大力推广沼气应用技术,减少生物质能直接用于燃烧的比例;加强太阳能直接和间接利用技术的开发,近期加快推广太阳能在城市生产、生活中的利用,多领域发展太阳能电池使用,提高光电转换效率,远期重点建设大型太阳能电站;扩大风能利用规模,解决边远地区生活用电问题;统筹兼顾石油、煤炭与其他能源的比例关系,改善优化能源结构,实现能源结构多元化。
每个人的生命都是父母赋予的,它是我们最大的财富,它的意义不在于长短,而在于是否精彩。所以珍爱生命就显得尤为重要,因为唯有活着,才能决定它是否精彩。
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中图分类号:U641.2文献标志码:A文章编号:
16721683(2016)06015405
Decisionmaking model of optimal layout based on detouring coefficient for connection bridge in open channel water diversion project
LI Xia1,LI Shaopeng1,GU Guangfu2,QIN Lijuan3,REN Xilong4
(1.Civil & Transportation Institute of Hebei University of Technology,Tianjin 300410,China;2.Hebei Design Institute of Water Conservancy and Hydropower,Tianjin 300250,China;3.Hebei Academy of Fine Arts,Shijiazhuang 050700,China;4.Bei Fang Investigation,Design & Research CO.LTD,Tianjin 300222,China)
Abstract:The connection bridge spacing will influence the water conveyance capacity of the middle route of SouthtoNorth Water Transfer.Therefore,reasonable layout of the cross ditch bridge for residents on both sides should not only ensure the channel capacity but also cater for the daily needs of the residents at both sides.On the basis of the layout rationality analysis for the middle route of the SouthtoNorth Water Diversion project,this paper presented general principles of optimal layout about connection bridge on long distance open channel.And then,taking into account the influence of different characteristics of bridge spacing on channel capacity,the maximum distance of the cross ditch bridge was obtained combining with the longest tolerable detouring distance for residents,the connection bridge layout alternatives were drawn up,the layout decision model for selecting the site of connection bridges was established based on the principle of minimum synthetic detouring coefficient,and eventually the final specific location was determined.In the end,the method was applied to the case of the middle route of SouthtoNorth Water Transfer (from Beijing to Shijiazhuang),which was proved satisfying.Decisionmaking model of layout scheme,based on the principle of minimum synthetic detouring coefficient,has suitable and extensive application in site optimization of the connection bridge on long distance water transfer channel.
Key words:open channel water diversion project;connection bridge;water conveyance capacity;longest tolerable detouring distance;detouring coefficient
明渠输水工程隔断了渠道两侧的现状交通,公路桥的修建可恢复公路交通路网,但在人口村镇密集渠段,公路桥设置间距较大时,将给居民出行带来极大不便,故需在有利生产、方便生活的原则下,优化设置生产桥。生产桥布置位置合理与否,将直接影响居民的出行时间和出行便利性,跨渠桥梁设置间距合理与否,也将影响到渠道的输水能力[1]。本文在对典型明渠输水工程――南水北调中线工程上的生产桥设置合理性分析的基础上,通过对生产桥布置时需保证的跨渠桥梁最小间距、最大间距进行分析,提出了生产桥的备选方案拟定流程,进而建立了基于综合绕行系数的生产桥优化布置决策模型,实现对生产桥的设置位置和间距合理布置优化。
[BT(2+1]1[ZK(][JP+1]南水北调中线京石段生产桥设置合理性分析及布置建议[ZK)][BT)]
南水北调中线是国内代表性明渠长距离输水工程,京石段总干渠河北段全长2269 km,所经地区村镇密度较大,农用路网密集,为兼顾地方经济和交通事业的发展,共建设131座公路桥和110座生产桥,跨渠桥梁平均间距9414 m,间距小于600 m的桥梁达10处之多,桥梁数量偏多,桥梁间距较密。
从恢复原有交通功能的角度出发,对总干渠穿越的现有公路,均应修建跨渠公路桥,故跨渠桥梁的优化布置重点是生产桥的优化布设。南水北调工程设计审查过中,虽经多部门、多层次现场调查,对增设生产、生活便桥的必要性进行了论证研究,但因各级主管部门、地方政府、审查单位、沿线群众对生产桥的认识不一,且南水北调工程受国家政策影响较大,生产桥设置方案仍存在以下问题。(1)全线大部分渠段生产桥数量偏多,布设间距较密;局部渠段,又未能充分考虑居民不同出行方式下的可承受最大绕行距离,给该渠段两侧居民出行造成不便。(2)全线生产桥设置间距偏小,相关部门为了减少生产桥桥墩的阻水影响,不得不选择了建设成本较高的大跨径结构一跨过渠。(3)生产桥修建标准确定时,未能充分立足于道路的实际实用功能,致使部分生产桥超载超限严重。
基于此,过水断面较大的长距离明渠调水工程,生产桥布置方案决策时应遵循以下原则。(1)规划设计阶段应充分重视跨渠桥梁间距及生产桥设置位置的优化,需同时考虑总干渠的输水能力及居民的出行方便性要求。跨渠桥梁设置间距过小,桥墩的阻水影响较大,其结构选择时将不得不选择造价较高的大跨径桥梁,造成了不必要的经济浪费;设置间距过大,又给渠道两侧居民出行造成不便,增加绕行距离及出行时间。(2)生产桥的建设标准确定,应在相应道路的使用功能和使用主体详细调查的基础上,将公路桥和生产桥统筹考虑,对沟通村与村之间交通需求的生产桥、对公路桥设置间距大于机动车交通绕行距离时,考虑提高生产桥建设标准。不同出行方式下,居民可忍受最大绕行距离差异较大,而生产桥一般情况下修建标准较低,不能满足被截断机动车交通出行,一旦公路桥的设置间距超过机动车出行的可忍受最大绕行距离,将对生产桥埋下超载超限的隐患。
综上所述,生产桥的优化布置需根据跨渠公路桥的布置、渠道沿线村庄的分布和当地路网现状,从满足输水渠道水头要求、交通需求及经济合理的角度出发,充分考虑跨渠桥梁间距设置影响因素,构建生产桥布置决策模型,进行生产桥等级及设置位置的定量化研究。
2跨渠桥梁的设置间距研究
2.1跨渠桥梁的设置最小间距
目前,大多数长距离输水渠道修建时,往往一味考虑居民的出行方便性,逢路设桥,而明渠输水工程渠道宽度较大时,从经济角度考虑,其上设置的生产桥应选择多跨结构,桥墩入渠,必将缩小渠道的过水面积,增加局部水头损失,进而对渠道的输水能力造成不利影响。多跨跨渠桥梁设置间距越小,多个桥梁联合产生的阻水作用越明显。通过对不同桥梁间距下对渠道水位变化规律的研究发现[2],桥梁结构形式既定情况下即相同桥梁阻水面积下,渠道输水能力的降幅与桥梁间距相关但呈非线性关系,当桥梁间距时l≥1 000 m,跨渠桥梁对干渠输水能力不会产生明显影响;当800 m≤l
2.2跨渠桥梁的设置最大间距
跨渠桥梁布置间距偏小,势必影响渠道的输水能力,[JP2]间距偏大处又给渠道两侧居民的出行造成不便。在设置最小间距限制的前提下,生产桥的设置应根据跨渠公路桥的布置和渠道沿线村庄的分布,充分考虑各村镇的人口数量以及渠道两侧居民的出行特征,在有利生产、生活方便的原则下,优选将生产桥设置于居民横向穿越强度较大的地址,且跨渠桥梁设置间距应满足居民最大可忍受绕行距离的要求。
2.2.1最不利绕行点位置
如图1,A、B两点为渠道上的两相邻跨渠桥梁的拟定位置。[JP2]设相邻跨渠桥梁设置间距为l,渠道宽度为b,居民单次出行起点距跨渠桥梁A桥头A1的距离为x1,渠道对岸单次出行终点距跨渠桥梁A桥头A2的距离为x2,不同渠段渠道宽度b并不完全相同,但其相对于跨渠桥梁间距要小一些,可设为常数,结合图示可确定最不利绕行距离的绕行点位置[4]。
先假定居民出行的起讫点均紧挨跨线干渠,确定最不利绕行距离的出发点时,将出发点至同侧桥梁桥头的距离x1看作函数自变量。当x1≤l/2时,绕行距离y=x1+b+x2-[KF(]b2+(x2-x1)2[KF)],因[SX(]dy[]dx1[SX)]=1+[b2+(x2-x1)2][SX(]1[]2[SX)](x2-x1)>0,故绕行距离函数单调递增, 则x1取最大值l/2时,绕行距离最大;当l/2≤x1≤l时,绕行距离y=(l-x1)+(l-x2)+b-[KF(]b2+(x1-x2)2[KF)],[SX(]dy[]dx1[SX)]=-1-[b2+(x1-x2)2]-[SX(]1[]2[SX)](x1-x2)
沿线居民出行的出发点和终点并不是紧贴跨线干渠,多数为GB1B2F的跨越,此时绕行长度距[JP2]离为GB1+b+B2F-FG,其值小于EB1+b+B2D-DE即相邻跨渠桥梁间距l,则可确定,最不利绕行情况是由两相邻跨渠桥梁中点C点的一侧D点绕行到另一侧E点,最大绕行距离为l。
2.2.2跨渠桥梁的设置最大间距确定
由两侧居民出行最不利的绕行情况下,最大绕行距离与相邻两跨渠桥梁间距一致。在最不利绕行起讫点存在的情况下,生产桥设置时,可与公路桥统筹考虑,跨渠桥梁间距即居民跨渠出行最大绕行距离不应大于居民可忍受的最大绕行距离[5]。出行方式不同,居民可忍受的最大绕行距离不同,因此,需根据当地居民的出行特征,计算居民可忍受综合最大绕行距离。
居民可忍受综合最大绕行距离如下:
dmax=d1j1+d2j2+…+dnjn[JY](1)
[JP2]式中:d1、d2、…、dn为步行、自行车、电动车、摩托车、农用机械出行等出行方式下居民可忍受的最大绕行距离;j1、j2、…、jn为相应出行方式在居民总出行中所占的比重。具体参数取值需参照待优化渠段实际交通调查结果或出行强度相似地区调查结果取值。
渠段两侧的村镇居民点分布各异,最不利绕行情况不存在时,渠道两侧居民实际出行的最大绕行距离是小于生产桥布设间距的。故生产桥布设时,在满足居民实际出行绕行距离均小于居民可忍受综合最大绕行距离的前提下,生产桥设置最大间距可根据渠道两侧起讫点分布情况适当调整。
3生产桥布置备选方案确定
公路桥布置方案确定后,然后参照跨渠桥梁的设置最小间距和最大间距的要求,初步拟定跨渠桥梁数为n的生产桥布置方案,即在跨渠桥梁数为n的条件下,结合明渠输水工程渠道两侧地方路网的分布、地方社会经济水平、村镇密度等,拟定生产桥的所有可能布设位置和布设组合方案,n的初始值为1。针对某一跨渠桥梁数为n布置方案,将跨渠桥梁方案影响区域范围内的主要村镇质心位置[3]作为出行的起讫点,确定各出行起讫点之间的最短路径,并计算其最短绕行距离[6],是否均不大于居民可忍受最大绕行距离,如均满足居民出行方便性的要求,则将该布设方案作为生产桥的布置备选方案。将所有生产桥数为的布置方案计算完毕后,如均不满足居民出行方便性的要求,则需将生产桥数增加为n+1,重新确定布置方案。生产桥布置备选方案拟定流程图见图2。
6结论
明渠输水工程跨渠桥梁优化布置设计时,为减小渠道对现状路网交通的影响,等级公路与渠道相交位置,均设置公路桥,而后为方便渠道两侧居民出行以及两侧地区的生产、生活,基于综合绕行系数最小的原则进行明渠输水工程生产桥布置方案设计,可有效避免生产桥选址的随意性,有利于做好地方等外路网的重新规划、调整,避免跨渠桥梁间距过大给居民出行造成不便,也可有效避免跨渠桥梁间距过小对渠道输水能力的不利影响,避免随意设置生产桥引起的工程费用增加;而且,将公路桥和生产桥统筹考虑,校核跨渠桥梁设置方案起讫点间最短路径是否满足机动车出行最大绕行距离要求,有助于确定哪些生产桥需要提高建设标准。总之,该方法可用于长距离输水渠道上生产桥设置间距、位置及等级的优化决策,必要时,公路桥布置也可参照该方法进行选址优化。
参考文献(References):
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[2]方神光,吴保生.南水北调中线工程输水渠道桥梁影响分析[J].水利水电科技进展,2007,27(6),6163.(FANG Shenguang,WU Baosheng.Effects of bridges on conveyance canal of SouthtoNorth Water Transfer Middle Route Project[J].Advances in Science and Technology of Water Resources,2007,27(6),6163.(in Chinese))doi:10.3880/j.issn.10067647.2007.06.016
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