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關(guān)鍵詞:人為;影響;天氣;歷史;增雨作業(yè)
中圖分類號(hào):P48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,天氣對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響顯得尤為重要,關(guān)系到社會(huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。自古以來,我國勞動(dòng)人民通過自己的智慧在遵循自然規(guī)律的前提下,不斷地影響天氣變化,利用天氣,趨利避害,為人類的幸福生活而努力,近年來,由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國人民更是利用現(xiàn)代技術(shù)不斷影響天氣變化,使其進(jìn)一步為人類服務(wù)。
一、人類影響天氣的發(fā)展歷史
早在遠(yuǎn)古時(shí)期,天氣的變化和大氣的變化就已經(jīng)引起了氣象學(xué)家和學(xué)者的關(guān)注,我國也是世界上最早觀察和記錄天氣天象的古代國家之一。據(jù)考古資料顯示,我國原始人類在與大自然的抗?fàn)幹芯鸵呀?jīng)知道利用自然條件來躲避風(fēng)雨雷電等自然災(zāi)害,并學(xué)會(huì)利用火,食用熟食等生活技能。早在五千年前,我國勞動(dòng)人民就懂得根據(jù)天氣和氣候的變化來種植作物,建造房屋了。當(dāng)然,在遠(yuǎn)古時(shí)期,我國的勞動(dòng)生產(chǎn)率較低,迫于這個(gè)限制,當(dāng)時(shí)對(duì)天氣和氣候的研究是非常有限的。
殷商時(shí)代,我國的第一本物候?qū)W著作《夏小正》的問世可謂是人類人工影響天氣歷史上的一個(gè)里程碑。此著作大量地記錄了天氣和天象的變化,并介紹了一年中各月的天氣現(xiàn)象和氣候變化以及相應(yīng)月份應(yīng)該從事的農(nóng)事活動(dòng),由于此著作的出現(xiàn),我國的農(nóng)業(yè)在當(dāng)時(shí)的世界是遙遙領(lǐng)先的。
我國歷史上專門負(fù)責(zé)觀察天氣變化的機(jī)構(gòu)叫"觀象臺(tái)",國家設(shè)定專門的人員來觀測(cè)天氣變化,類似于我們今天的氣象局,由于此機(jī)構(gòu)的設(shè)置,為我國當(dāng)時(shí)的農(nóng)事活動(dòng)提供了大量的指導(dǎo)數(shù)據(jù),因此,我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展是領(lǐng)先的,也因此奠定了我國農(nóng)業(yè)大國的歷史基礎(chǔ)。由此可看出我國氣象事業(yè)具有悠久的歷史。
隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,人類對(duì)氣象和天氣的研究有了更深層次的認(rèn)識(shí)。戰(zhàn)國時(shí)期,已經(jīng)有軍事家懂得利用氣候條件進(jìn)行戰(zhàn)爭(zhēng),這又是人類利用天氣條件為人類服務(wù)的一大創(chuàng)舉。《黃帝內(nèi)經(jīng)》中也有了記載,利用天氣氣候等條件,可以調(diào)高人們的免疫力,防止疾病的發(fā)生的一些簡單疾病的治療。漢代韓嬰的著作《韓詩外傳》中提出"草木之花多五出,獨(dú)雪花六出",而世界上其他國家發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象比我國晚了近2000年。
古代的氣象儀器研究領(lǐng)域,我國也是成就顯著。古代戰(zhàn)爭(zhēng)中已經(jīng)有相風(fēng)旗的出現(xiàn),漢代又出現(xiàn)了羽炭測(cè)溫計(jì)來測(cè)量空氣的溫度和濕度,唐朝時(shí)期的李淳風(fēng)更是世界上第一個(gè)利用儀器給風(fēng)定級(jí)的人,他將風(fēng)分為八級(jí),并發(fā)表了著作《乙已占》,這部著作在19世紀(jì)初期才傳到了歐洲,英國學(xué)者蒲福在此著作基礎(chǔ)上又進(jìn)行了更精確的劃分,將風(fēng)定義為12級(jí),也就是我們現(xiàn)在所使用的風(fēng)級(jí)的概念。
在我國古代的氣象學(xué)與天氣學(xué)的研究中,對(duì)暴雨、冰雹等自然災(zāi)害也做了系統(tǒng)的分析,在氣象物候?qū)W,軍事物候?qū)W,醫(yī)學(xué)物候?qū)W方面也有所涉及,我國古代的氣象學(xué)及人工影響天氣的研究為世界此方面的研究和進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。
二、人工增雨的必要性
近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化程度的加深,人類對(duì)大氣的破壞程度也急劇加深。旱澇現(xiàn)象頻出,因此人類對(duì)天氣的影響就顯得尤為重要了。
我國首都北京地區(qū)的缺水狀況尤為嚴(yán)重。人均水資源占有率不到200立方米,遠(yuǎn)低于世界平均水平的1000立方米。因此解決我國缺水的問題迫在眉睫。由于科技的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,人工增雨技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這種新型技術(shù)的出現(xiàn)給人類帶來了福音,雖然缺水狀況依舊,但情況已經(jīng)大為改善了。
1.人工增雨的科學(xué)含義
現(xiàn)在社會(huì)上流傳一種“人工降雨”的說法,其實(shí)這種說法是不準(zhǔn)確的,人類不可能違背自然規(guī)律進(jìn)行人工的“降雨”,而是通過利用自然條件,在遵守自然規(guī)律的前提下,人為的“增雨”。因此,現(xiàn)在給出人工增雨這項(xiàng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)定義:人工增雨是指在自然降雨之外,利用現(xiàn)有的氣象條件,通過人工干預(yù)的方法,使其再增加一部分降雨的科學(xué)手段。其原理是利用飛機(jī)、增雨火箭或高射炮將催化劑發(fā)射到云層中,對(duì)局部范圍內(nèi)的云層中的水含量進(jìn)行催化,使云層中的水滴增多并使其重量增加,去掉蒸發(fā)的一部分,大部分就降落到了地面,形成了降水。
2.人工增雨的作用
我國是世界上的人口大國,各種資源的消耗量都大的驚人,水資源也一樣,因此,我國想到了利用人工增雨的方法來增加水量的方法。我國最早的人工降雨是始于20世紀(jì)50年代,無論從規(guī)模還是數(shù)量上來說,我國都是人工影響天氣變化的大國,而自從人工增雨技術(shù)的引入,我國的旱澇災(zāi)害明顯減少,農(nóng)業(yè)產(chǎn)量上升。而近年來由于人工增雨技術(shù)的不斷成熟,其作用已經(jīng)不僅僅作用于農(nóng)業(yè)了,對(duì)于森林火災(zāi)的救護(hù),生態(tài)建設(shè),增加水資源方面多做出了突出的貢獻(xiàn)。這也印證了科技的發(fā)展是為人類服務(wù)的這句話。
三、人工增雨作業(yè)必須重視的問題
人工增雨這項(xiàng)技術(shù)雖然是一項(xiàng)造福人類的科技成就,但凡事都有利有弊,因此,在作業(yè)中的一些問題還是要給予重視的。
1.作業(yè)中對(duì)云層的選擇
根據(jù)相關(guān)資料顯示與作業(yè)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),云層的選擇是人工增雨取得何種效果的關(guān)鍵。要選擇適合作業(yè)和水汽較厚的云層進(jìn)行作業(yè),帶有雷電的積雨云是最佳的作業(yè)對(duì)象,此類云層本身就能降水,對(duì)其進(jìn)行作業(yè),就能得到中雨以上的理想效果。
2.發(fā)射工具的選擇
人工增雨作業(yè)中,催化劑的發(fā)射工具尤為重要。如空中有帶有雷電的積雨云或者云團(tuán)比較完整清晰,這時(shí)就比較適合使用高射炮或增雨火箭進(jìn)行作業(yè),因?yàn)榇祟愒茍F(tuán)本身就能降水,只要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行催化,就能取得理想的效果。而如果空中不具有積雨云,且云團(tuán)模糊不清,看不到邊際,這時(shí)如果還是采用高炮火箭等作業(yè)效果就不會(huì)很好了,這時(shí)應(yīng)采用飛機(jī)進(jìn)行作業(yè),飛機(jī)飛到云層中,通過拋灑干冰來催化云層中的冰晶,這時(shí)出現(xiàn)"蝴蝶效應(yīng)",降水順利完成。
3.作業(yè)地點(diǎn)的選擇
作業(yè)地點(diǎn)的選擇是人工增雨作業(yè)的關(guān)鍵所在,因?yàn)樽鳂I(yè)地點(diǎn)的選擇直接關(guān)系到受益點(diǎn)。作業(yè)受到云速、風(fēng)速、作業(yè)點(diǎn)與受益點(diǎn)距離的制約,因此,作業(yè)地點(diǎn)要選擇在受益點(diǎn)的上風(fēng)向。另外,由于使用高炮或者火箭在發(fā)射完成后,其彈殼一般不會(huì)炸毀,完成爆炸后會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔寐浠氐孛妫虼耍鸵紤]彈殼的落回是否會(huì)對(duì)人、房屋等建筑造成損害,所以,人工增雨地點(diǎn)的選擇和時(shí)機(jī)的一樣,都是人工增雨作業(yè)中的關(guān)鍵,是人工增雨作業(yè)能否完成及完成質(zhì)量的保障。
4.作業(yè)時(shí)機(jī)的選擇
由于受各種天氣條件的制約和影響,作業(yè)時(shí)機(jī)的選擇也是非常重要的。作業(yè)提前可能造成雨量減少,作業(yè)滯后可能造成錯(cuò)過了最好的時(shí)機(jī),都會(huì)影響降水的效果,因此,掌握好時(shí)機(jī)在人工增雨作業(yè)中是很重要的一項(xiàng)工作。
結(jié)束語
自古代以來,人類就在不斷探索大自然的奧秘,天氣狀況更是人們所關(guān)心的,因此,人工影響天氣一直是人類所研究的課題,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,人類如今在遵守自然規(guī)律的前提下,已經(jīng)可以簡單的影響天氣變化了,人工增雨這項(xiàng)技術(shù)的使用必將為中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展增光添彩,亦將為世界的和平與穩(wěn)定做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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邊坡的破壞,乃由于土體中剪應(yīng)力達(dá)到了土的抗剪強(qiáng)度,以致沿剪切面發(fā)生了破壞。脆性巖石當(dāng)正應(yīng)變達(dá)到極限要發(fā)生張裂破壞。也會(huì)由于細(xì)裂隙應(yīng)力集中,致裂縫擴(kuò)展和破壞。此外剪應(yīng)力不變而抗剪強(qiáng)度降低了破壞也會(huì)發(fā)生,總之抗剪強(qiáng)度小于剪應(yīng)力,邊坡就要破壞。因此在公路邊坡防護(hù)中應(yīng)當(dāng)加緊穩(wěn)定性施工技術(shù)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:公路;邊坡;穩(wěn)定性;施工
由路基填方或挖方形成的斜坡坡面稱為邊坡。邊坡的下方叫坡腳,上為路堤的路肩或路塹的塹頂。塹頂上的自然斜坡稱為山坡。山坡按其坡度可分為緩山坡、陡山坡、極陡山坡或懸?guī)r三種。緩山坡均有殘積和堆積層覆蓋,植被較茂盛,在此山坡上石塊要有初速才會(huì)運(yùn)動(dòng)。陡山坡殘積層較薄易受風(fēng)化作用及雨水沖刷。極陡山坡巖層通常無覆蓋,受劇烈風(fēng)化作用,坡腳下溝谷邊常有巖堆亂石。在后兩種山坡上巖塊沒有初速也會(huì)運(yùn)動(dòng)、易發(fā)生巖體崩塌,危石的傾倒、滑動(dòng)和滾動(dòng),尤其是高度>40m的山坡和塹坡。
一、公路邊坡的穩(wěn)定性
邊坡穩(wěn)定主要由于土體內(nèi)部土顆粒存在摩阻力和內(nèi)聚力,使土體具有一定的抗剪強(qiáng)度,從而使土壁在一定的條件下保持穩(wěn)定。如果外在因素使土體的剪應(yīng)力增大或使土體的抗剪強(qiáng)度降低,那么邊坡土體有可能在一定的范圍內(nèi)沿某一滑動(dòng)面向外或向下移動(dòng)而喪失穩(wěn)定,造成土方坍塌。引起土體的剪應(yīng)力增加的主要原因是:坡頂堆載、行車;邊坡太陡;開挖深度(填筑高度)過大;雨水滲到土中,使土含水量增大從而使土的自重增大;地下水的滲流產(chǎn)生一定的動(dòng)水壓力;土體的豎向裂縫中的集水產(chǎn)生側(cè)向的靜水壓力等。引起土體的抗剪強(qiáng)度降低的因素主要有:土質(zhì)差或由于氣候原因使土質(zhì)變軟;土體內(nèi)的含水量增加從而產(chǎn)生作用;飽和的細(xì)砂、粉砂受振動(dòng)而產(chǎn)生液化等。為了防止塌方,保證施工安全,應(yīng)放足坡度。若放坡受阻或開挖深度(填筑高度)過大,可采用支護(hù)結(jié)構(gòu)臨時(shí)支擋,以保證土壁的穩(wěn)定。由于影響基坑邊坡穩(wěn)定的因素很多,在一般情況下,開挖深度較大的基坑應(yīng)對(duì)土方邊坡作穩(wěn)定分析,即在給定的荷載作用下,土體抗剪切破壞應(yīng)有一個(gè)足夠的安全系數(shù),而且其變形不應(yīng)超過某一容許值。
二、草皮護(hù)坡
雨水的沖蝕作用,要造成土質(zhì)邊坡滲透、沖刷和流坍等破壞,日曬和冰凍也加速巖土表層的風(fēng)化剝落。為保護(hù)邊坡加固表土,防止風(fēng)沙對(duì)沙質(zhì)路基的破壞,防止凍土的熱融,在坡面上鋪植草皮是經(jīng)濟(jì)而有效的辦法。適用于路堤邊坡可以保持,巖土較軟、草根可以生長的地段,土質(zhì)路堤除已有其他防護(hù)外,一般都要鋪。這對(duì)綠化環(huán)境凈化空氣,降低聲光污染提高信號(hào)視距也有一定的作用。經(jīng)人工降雨試驗(yàn),在歷時(shí)30min強(qiáng)度為0.8-1.3mm/min的暴雨下,有密鋪草皮的邊坡逕流量有所減少,因沖蝕而產(chǎn)出的泥沙量要減少98%。雨滴落下時(shí)的濺蝕作用和細(xì)流的沖刷大為減弱。有一種消能作用和莖葉的截留、對(duì)坡面的保溫、保濕、減輕風(fēng)化的作用,以及根部對(duì)邊坡的加筋作用。但雨水人滲有所增加,表土的含水量也加大,不過能較快為根部吸收及蒸發(fā)掉。總之植被能保持坡面有一定的濕度,又能避免含水量過高,斜坡在有根系的情況下,雨季中土的抗剪強(qiáng)度可提高30%-65%,黏聚力可提高1倍左右。為加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定和排水,必要地段要和邊坡滲溝配合使用。草種宜就地選用覆蓋率高、根部發(fā)達(dá)莖葉低矮、耐寒耐旱具匍匐莖的多年生草種。也宜引進(jìn)適應(yīng)當(dāng)?shù)赝寥罋夂虻膬?yōu)良草種。其中屬于禾本科的如蘭莖冰草、沙拐棗和無芒雀麥等。豆科植物有紅豆草、小冠花和擰條等。
三、護(hù)墻及護(hù)坡防治
路塹軟巖邊坡的風(fēng)化剝落、裂隙發(fā)育,巖體碎裂,局部崩塌、坡面上危石等病害常用護(hù)墻及護(hù)坡,有時(shí)用以支頂或支護(hù)危巖和不穩(wěn)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的切割面、滑出點(diǎn),以增進(jìn)該面的抗剪強(qiáng)度,這些有支拌作用的支護(hù)墻按受力考慮墻身較厚。一般護(hù)墻受力甚微町按不受力考慮,限用于開挖面能自立,同時(shí)能確保護(hù)坡面整體穩(wěn)定(F>1.3)的地段。但是路塹開挖之后靠近邊坡和塹頂有兒處形成應(yīng)力集中和拉力區(qū),使塹頂十余米菹圍內(nèi)有側(cè)向變形和卸荷裂隙發(fā)生,如果巖上有足夠的強(qiáng)度,能夠保持穩(wěn)定,否則要適時(shí)防護(hù)才能保持長久穩(wěn)定,其原理和新奧法(NATM)相近。
1.漿砌片石護(hù)墻護(hù)坡
護(hù)墻的背坡和面坡相同或較陡,但不得陡于1:0.3否則按擋墻計(jì)算。面坡大致平行于塹坡,不宜有過多的填挖,為此要求斷面測(cè)量要十分準(zhǔn)確。漿砌片石護(hù)墻的頂寬按最小構(gòu)造尺寸為30-40cm計(jì),基底承載力符合要求埋置深度應(yīng)在凍結(jié)線以下,為增加護(hù)墻的穩(wěn)定性,當(dāng)高度超過8m時(shí),中部宜加耳墻一個(gè)。單級(jí)護(hù)墻其高度不得超過20m.中部平臺(tái)≥1m。塹坡為土質(zhì)者單級(jí)高度不宜超過10m,公鐵路塹的長護(hù)墻,每隔適當(dāng)距離可以留有窗口改植草皮,開窗式樣有松樹形、樹葉形、飛鳥形等藝術(shù)上處理。
2.框架護(hù)坡
多用在易受沖刷的土坡和強(qiáng)風(fēng)化的巖質(zhì)塹坡上,其防護(hù)等級(jí)在漿砌護(hù)坡和草皮護(hù)坡之間。有二種做法:(1)漿砌片石框架成45°方格型,凈距2-4m,條寬0.3-0.5m,嵌入坡面0.3m左右。(2)土釘框架護(hù)坡,預(yù)制混凝土框架梁斷面12x16cm、長1.5m,用4根6-8mm鋼筋,兩頭露出5cm布置。另在桿件的接頭處插入一根14x3m土釘,以灌注混凝土的方式將接頭固定。此方法常用于邊坡較高或土質(zhì)較差的防護(hù)加固。
3.拱形支護(hù)墻
此式護(hù)墻的應(yīng)用較廣,其優(yōu)點(diǎn)是:(1)充分利用有限空間,可以不刷坡以免影響行車和山坡穩(wěn)定。(2)中部開洞節(jié)省圬工也降低了造價(jià)。(3)邊坡上下方風(fēng)化程度不同宜分別處理,把主要材料用在有裂縫有危石和巖性差,風(fēng)化較重及有滲水之處。(4)開拱洞便于避車和清溝。拱腳寬2-3m,拱跨4-8m,矢跨比0.3-0.5m。地基宜為巖質(zhì),有較高的承載力,基礎(chǔ)高度不超過溝底,寬約1―1.5m,其中暗溝寬0.3-0.5m,凈高0.6-0.8m,以利排水和清溝。基礎(chǔ)襟邊尺寸必須符合限界要求并有0.2m以上的敷余。墻身上坡度宜與塹坡一致。基礎(chǔ)用MIO漿砌片石或片石混凝土。
4.多級(jí)護(hù)墻
多級(jí)護(hù)墻乃依據(jù)原有邊坡坡度、巖土結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、地下滲流、土質(zhì)巖性、坡面上病害及其位置等項(xiàng)考慮及設(shè)計(jì)。勘測(cè)時(shí)先要測(cè)定準(zhǔn)確的橫斷面,并在立面素描圖上注明巖體的構(gòu)造和產(chǎn)狀,病害情況處理對(duì)策和防護(hù)范圍等項(xiàng)目。護(hù)墻乃考慮塹坡本身屬于基本穩(wěn)定,其坡度緩于l:0.35側(cè)壓力甚小可略而不計(jì)。若坡面上有危巖、裂縫或同向結(jié)構(gòu)面較軟弱,宜改按支頂墻或支護(hù)墻考慮,將墻身適當(dāng)加厚或加錨桿并進(jìn)行必要的驗(yàn)算,這二種墻都可以受力。多級(jí)護(hù)墻總高度不宜超過30m,每級(jí)的高度和厚度上墻不宜超過下墻。各級(jí)面坡?lián)临|(zhì)巖性決定盡可能相同,需要變坡時(shí)用伸縮縫隔開。對(duì)于凸坡應(yīng)有錯(cuò)臺(tái)或加錨桿以平衡向外的推力,二級(jí)護(hù)墻的幾種斷面,其中凸形斷面就加了混凝土基座和小錨桿。坡面上松石雜草應(yīng)予清除,如為碎裂結(jié)構(gòu)無法除凈可以保留。由于軟巖風(fēng)化造成坡面上的坑洼可回填透水料。突出坡面上的大石塊如不宜清除,可洗刷干凈和支護(hù)墻砌在一起。
結(jié)束語
邊坡施工包括邊坡的開挖與填筑、邊坡防護(hù)與支擋加固工程的修筑等。邊坡是由大自然地層構(gòu)成的,開挖后暴露于大氣中,受到各種自然和人為因素的影響,容易發(fā)生變形和破壞。邊坡的穩(wěn)定與施工方法有著密切關(guān)系。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 森林火災(zāi);森林火源;撲救措施
中圖分類號(hào) S762.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739(2014)04-0172-02
在森林中有計(jì)劃、有目的地安全用火,確保火在人為控制下燃燒蔓延,這種能達(dá)到一定森林經(jīng)營目的,在人為控制下,在規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)和區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的森林燃燒,稱之為計(jì)劃火燒;而失去人為控制的森林燃燒現(xiàn)象就稱為森林火災(zāi),森林火災(zāi)會(huì)造成重大的森林損失。現(xiàn)介紹森林火災(zāi)預(yù)防與撲救的措施,以供參考。
1 森林火災(zāi)的火源類型和種類
根據(jù)森林火災(zāi)的燃燒部位、火強(qiáng)度、蔓延速度、火焰高度等火行為特點(diǎn),通常將森林火災(zāi)的燃燒類型劃分為地表火、樹冠火和地下火。森林火源主要有自然火源和人為火源,自然火源是指一種自然現(xiàn)象,常見的有雷擊火、隕石墜落、枯枝落葉發(fā)酵生熱(地被植物自燃)以及樹枝磨擦生熱產(chǎn)生的自燃現(xiàn)象,約占總火源的1%。人為火源是森林火災(zāi)發(fā)生的主要火源,主要有生產(chǎn)性火源,包括:農(nóng)、林、牧生產(chǎn)性用火,如燒荒積肥、開墾燒荒、煉山整地、燒防火線等,林副業(yè)生產(chǎn)用火,如燒炭、狩獵用火、燒磚瓦等;工礦運(yùn)輸生產(chǎn)用火,如汽車、拖拉機(jī)噴火等。還有非生產(chǎn)性火源,如林內(nèi)吸煙、弄火取暖、烤干糧、做飯、上墳燒紙、燒香、放鞭炮、小孩玩火和壞人故意放火。
2 森林火災(zāi)預(yù)防技術(shù)與措施
我國的森林防火方針是“預(yù)防為主,積極消滅”,只要掌握了森林火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展規(guī)律,森林火災(zāi)是完全可防可控的。預(yù)防森林火災(zāi)需要采取行政、法律、經(jīng)濟(jì)和工程相結(jié)合的辦法,運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段,進(jìn)行綜合治理,以最大限度地減少火災(zāi)發(fā)生次數(shù)[1]。
2.1 森林火災(zāi)預(yù)防監(jiān)測(cè)技術(shù)
森林火災(zāi)預(yù)防監(jiān)測(cè)的目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情,監(jiān)測(cè)火災(zāi)擴(kuò)展、蔓延的過程,為迅速控制和撲滅森林火災(zāi)提供準(zhǔn)確的信息。其方式包括地面巡護(hù)、了望臺(tái)定點(diǎn)觀測(cè)、空中飛機(jī)巡護(hù)和空間衛(wèi)星監(jiān)測(cè)4種形式。
地面巡護(hù)就是森林防火專業(yè)人員采用步行或乘坐交通工具按一定路線對(duì)林區(qū)、森林進(jìn)行的巡查。由單人或2人以上組成的巡邏組;巡邏路線盡量選擇通過高火險(xiǎn)地區(qū)和火源出現(xiàn)頻繁的地段。在防火期內(nèi),每天進(jìn)行地面巡護(hù)。在高火險(xiǎn)天氣里或在防火期間,對(duì)火險(xiǎn)高的地段,進(jìn)行晝夜巡邏。巡邏的時(shí)間一般以3.5~4.0 h為宜,其任務(wù)是檢查、監(jiān)督防火制度的實(shí)施;控制非法入山人員,制止違章用火,消除火災(zāi)隱患;及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情,迅速報(bào)告;一旦發(fā)現(xiàn)火情,積極進(jìn)行撲救。
了望臺(tái)監(jiān)測(cè)就是利用地面制高點(diǎn)上的了望臺(tái)進(jìn)行森林火情觀測(cè)、火點(diǎn)確定、實(shí)施報(bào)警的林火監(jiān)測(cè)方法。一般了望臺(tái)址的選擇在制高點(diǎn)上,并在林場(chǎng)、居民點(diǎn)附近[2]。每座了望臺(tái)觀測(cè)半徑相互銜接并形成網(wǎng)狀,能覆蓋全區(qū)域,基本沒有“盲區(qū)”為原則。了望臺(tái)觀測(cè)是根據(jù)煙的濃淡、粗細(xì)、色澤、動(dòng)態(tài)判斷火災(zāi)的各種情況。如人為用火煙色較淡,森林火災(zāi)煙色較濃。
航空巡護(hù)就是指利用飛機(jī)沿一定的航線在林區(qū)上空巡邏,監(jiān)測(cè)火情和定位,并及時(shí)報(bào)告飛行基地和防火指揮部。主要在東北、內(nèi)蒙古和西南重點(diǎn)林區(qū)開展。監(jiān)測(cè)飛機(jī)主要為運(yùn)五、運(yùn)十二和小松鼠直升機(jī)。
2.2 森林防火阻隔技術(shù)與措施
森林防火阻隔主要是指利用人為和自然的障礙物,對(duì)林火進(jìn)行阻隔,達(dá)到林火控制的目的。其中,人為的障礙物包括防火掩護(hù)區(qū)、生土帶、防火溝、防火線、防火林帶等;常用的是防火線,在一定線路上,通過人工清除喬灌木和雜草,形成阻止林火蔓延的地帶,稱防火線[3]。盡量考慮現(xiàn)有道路、河流、湖泊的分布狀況,利用這些有利的條件,一般沿山脊、林緣、山腳田邊、林區(qū)道路兩側(cè)開設(shè)。寬度一般為10~15 m。防火線上種植一些常綠植物,形成防火林帶。應(yīng)選擇抗火性強(qiáng)、枝葉茂密、含水量大、耐火性強(qiáng)、含油脂少、不易燃燒、生長迅速、郁閉快、適應(yīng)性強(qiáng)、萌芽力強(qiáng),下層林木應(yīng)耐潮濕、與上層林木種間關(guān)系相互適應(yīng),無病蟲害寄生和傳播的樹種,諸如木荷、冬青、火力楠、交讓木、珊瑚樹、苦櫧、米櫧、構(gòu)樹、青栲、紅楠、紅錐、榿木、楊梅、青岡櫟、竹柏等。
2.3 森林防火行政管理措施
森林防火實(shí)行各級(jí)人民政府行政領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)制。建立森林防火組織體系,包括國家、省、市、縣森林防火指揮部,建立區(qū)域性森林防火聯(lián)防組織,建立森林警察部隊(duì)、林區(qū)派出所和專業(yè)護(hù)林隊(duì)等專業(yè)組織。在防火期內(nèi)開展宣傳月、宣傳周活動(dòng),開展森林防火知識(shí)競(jìng)賽,編印各種宣傳材料,建立永久性宣傳標(biāo)志,利用現(xiàn)代傳播媒介等進(jìn)行森林防火的宣傳教育,同時(shí)加強(qiáng)火源管理[4]。
3 森林火災(zāi)撲救措施
對(duì)正在蔓延的森林火場(chǎng),滅火的關(guān)鍵是撲滅火線,控制火災(zāi)蔓延。撲滅火線的方式可分為直接滅火、間接滅火2種。常見滅火方法主要有以下幾種。
(1)撲打法。工具主要有一號(hào)、二號(hào)工具,直接撲打火線是撲火隊(duì)員沿火線逐段撲打,站在火線外側(cè),將撲打工具斜向火焰,輕舉重壓,一打一拖,掃拖結(jié)合,注意相互配合。一般3~4人編組,在火勢(shì)弱時(shí)可單人撲打一點(diǎn);火勢(shì)強(qiáng)時(shí),同時(shí)撲打一點(diǎn),同起同落。采用“交替戰(zhàn)術(shù)”,輪流進(jìn)行撲打作業(yè),以保證撲火作戰(zhàn)的連續(xù)性。
(2)土滅火法。該法是指用土覆蓋火線,使火與空氣隔絕,使火窒息的滅火方法,適用于枯枝落葉層比較厚、森林雜亂物比較多的地方,工具以鐵鍬為主,有條件的地方也可以使用推土機(jī)等大型機(jī)具,還可使用小功率移動(dòng)式噴土槍等。
(3)水滅火法。有噴灑水式滅火,這種噴灑水式滅火分地面和空中2種。地面噴灑機(jī)具主要有背負(fù)式滅火水槍、滅火水泵、森林消防車等;此外,有條件的地方可采用人工降雨滅火,采取這種方法滅火,首要的條件是必須有符合條件的云體,還需要有氣象部門的緊密配合及航空和軍隊(duì)的大力支持。
(4)風(fēng)力滅火法。風(fēng)力滅火法就是利用風(fēng)力滅火機(jī)產(chǎn)生的高速氣流,將火吹滅的一種滅火方法。它具有較大的滅火效能。一臺(tái)風(fēng)力滅火機(jī),可達(dá)到25~30名滅火人員使用手工滅火工具的滅火速度。但只適宜于撲救中、弱度的地表火,不適用于撲救火焰超過2 m的林火;只用于滅明火,不能用于滅暗火和地下火。使用風(fēng)力滅火機(jī)滅火時(shí),一般每臺(tái)機(jī)器2人操作,分主、副機(jī)手。主機(jī)手?jǐn)y機(jī),副機(jī)手?jǐn)y長鉤或者其他滅火工具,配合主機(jī)手,并作為替換人員。滅火時(shí),主機(jī)手要位于火線外側(cè)1~2 m,風(fēng)力滅火機(jī)出風(fēng)口方向與火線走向呈15°左右,與地面夾角40~45°,前進(jìn)中要像掃地一樣左右擺動(dòng)機(jī)體,將火焰吹離可燃物,使火熄滅。
(5)化學(xué)滅火法。這種滅火方式主要靠化學(xué)藥劑來滅火,水是載體,這樣能更有效地阻滯和撲滅林火。常用的化學(xué)藥劑是磷酸銨和硫酸銨。可用地面噴灑,主要的滅火器有6MYY-4型自壓式滅火器、6MY-2.3森林滅火機(jī)和多用滅火器。此外,有條件的地方也可以用飛機(jī)探討噴灑,以直接滅火。
(6)爆炸滅火法。該法主要是穴狀爆炸。每隔2.0~2.5 m挖一個(gè)深20~30 cm的坑,每坑埋250~500 g炸藥,通電爆炸后,炸出3~4 m寬的生土帶,同時(shí)可產(chǎn)生大量的氣浪,將火撲滅;此外,還有帶狀爆炸,把標(biāo)準(zhǔn)管狀炸藥放入直徑40~50 mm、長10~20 m的聚乙烯塑料管中,制成索狀炸藥,將數(shù)根索狀炸藥連接在一起,放在火頭前方一定距離處,等火頭靠近時(shí)引爆,形成3~4 m寬的生土隔離帶,將火頭撲滅或減弱火勢(shì)。
(7)以火滅火法。該法是在火線前方一定距離的地段上,用人工點(diǎn)燒形成一條火線,在人為控制下,使它燒向火場(chǎng),留下一條隔火帶,達(dá)到控制火場(chǎng)撲滅森林火災(zāi)的目的。主要用于撲救樹冠火和高強(qiáng)度地表火。
(8)航空滅火法。在人煙稀少、交通不便的偏遠(yuǎn)林區(qū),可以利用飛機(jī)作為滅火機(jī)具,進(jìn)行噴灑水或噴灑化學(xué)滅火劑滅火,或者用飛機(jī)運(yùn)送撲火隊(duì)員進(jìn)行傘降、機(jī)降、索降滅火等[5]。
(9)隔離帶間接滅火。當(dāng)火勢(shì)較強(qiáng)而不能直接撲滅時(shí)采取人力措施開設(shè)臨時(shí)隔離帶,在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)前一定距離,砍伐樹木,盡可能清理灌木雜草,伐出帶狀空地,使火災(zāi)不能蔓延,從而達(dá)到間接滅火的目標(biāo)。
4 參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:工科學(xué)生;物理化學(xué);本科教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)45-0197-03
物理化學(xué)課程是化學(xué)化工類專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課程,也是學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的必要準(zhǔn)備。由于物理化學(xué)是在前人大量實(shí)驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、綜合和歸納,從而得到很多的各種定律理論及公式,所以歷來的化學(xué)化工類學(xué)生都對(duì)之望而生畏。盡管物理化學(xué)公式多、概念多、模型多,但是很多知識(shí)源于物理的原理和實(shí)驗(yàn),而且經(jīng)常用高等數(shù)學(xué)為工具進(jìn)行推導(dǎo)和演算。總之,該課程理論性強(qiáng),邏輯思維性強(qiáng),抽象概念多,因此,如何在課堂上將物理化學(xué)講授的生動(dòng)、形象,激發(fā)工科學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就顯得尤為重要了。興趣是最好的老師,學(xué)生有了興趣,教師才能較好的指導(dǎo)。我校涉及工科的化學(xué)化工類本科專業(yè)主要有:應(yīng)用化學(xué)、高分子科學(xué)與工程、化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程等。以下是我們?cè)谡n堂教學(xué)活動(dòng)中,關(guān)于如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一些方法。
一、提出問題法
提出問題,引發(fā)學(xué)生思考。進(jìn)行探究式教學(xué)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要手段。例如講授“Carnot循環(huán)”一節(jié)時(shí),可從Carter小時(shí)候觀察奶奶燒開水,看到水在鍋里沸騰將鍋蓋頂起來,受此啟發(fā),長大后Carter發(fā)明了蒸汽機(jī)。一種工作在高溫?zé)嵩矗ㄥ仩t內(nèi)水蒸汽)與低溫?zé)嵩矗諝猓┲g,源源不斷地將高溫?zé)嵩次盏臒徂D(zhuǎn)變?yōu)楣Σ⒉糠譄崃總鬟f給低溫?zé)嵩矗渥畲笮适嵌嗌伲üI(yè)上能提高生產(chǎn)效率)?然后聯(lián)系前面講過的可逆過程特點(diǎn)(系統(tǒng)膨脹對(duì)環(huán)境做最大功,壓縮得到最小功),引出Carnot循環(huán)。
又例,講授偏摩爾量時(shí),理想混合物如苯(A)和甲苯(B),沒有體積效應(yīng),即Vmix=nAV*mA+nBV*mB,而真實(shí)混合物如水(A)和乙醇(B),具有體積效應(yīng),即Vmix≠nAV*mA+nBV*mB,為什么呢?這是由于兩種分子(A和B)的結(jié)構(gòu)和分子之間范德華相互作用力不同造成的。
二、例舉一些與講授知識(shí)緊密相關(guān)的自然現(xiàn)象或工業(yè)上的應(yīng)用
實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的來源。認(rèn)識(shí)是主體對(duì)客體的能動(dòng)性反應(yīng),這種反應(yīng)只有在實(shí)踐中,在主體和客體的相互作用中才能完成實(shí)踐是認(rèn)識(shí)發(fā)展的動(dòng)力。認(rèn)識(shí)產(chǎn)生于實(shí)踐的需要,實(shí)踐為認(rèn)識(shí)的發(fā)展提供日益完備的認(rèn)識(shí)工具,鍛煉和提高人的認(rèn)識(shí)能力。例如,講授“Henry”一節(jié)前,舉例啤酒、碳酸飲料開瓶后,大量氣泡從瓶口溢出,問學(xué)生為什么?講授“Raoult”一節(jié)前,舉例為什么海水在低于0℃結(jié)冰?“表面物理化學(xué)”一章涉及許多自然現(xiàn)象或應(yīng)用,例如,講授“表面張力”一節(jié)前,可舉例為什么水滴自動(dòng)形成球形?可從以下兩個(gè)角度進(jìn)行解釋,若形成不規(guī)則形狀,則各處的曲率不同,附加壓力不同,不穩(wěn)定;形成球形表面積最小,則表面吉布斯自由能最小。講授“附加壓力及Kelvin公式”一節(jié)前,可舉例如下:人工降雨;干旱的稻田土壤龜裂,在縫隙里比較濕潤;香菇干在梅雨季節(jié)若沒有密封包裝,則容易受潮;等等。Kelvin公式可以解釋兩種重要的現(xiàn)象:(1)毛細(xì)凝聚現(xiàn)象:在多孔固體表面,水蒸汽被吸附時(shí),在細(xì)孔道內(nèi)彎曲液面上的蒸汽壓比平液面上小,容易發(fā)生凝聚。例如,干香菇在梅雨季節(jié)很容易受潮;多孔性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)如活性碳、硅膠等常作為干燥劑;泥土中孔道和縫隙常常保持潮濕狀態(tài);等等。(2)亞穩(wěn)狀態(tài)的存在:例如過飽和溶液、過熱液體、過冷液體、過飽和蒸汽等亞穩(wěn)現(xiàn)象。亞穩(wěn)狀態(tài)在熱力學(xué)上不穩(wěn)定,在動(dòng)力學(xué)上卻能保持暫時(shí)穩(wěn)定的狀態(tài)。講授“固體表面吸附”一節(jié)前,可舉例活性炭用于蔗糖汁脫色制白沙糖。
三、例舉一些與講授知識(shí)緊密相關(guān)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐,它是感性的,而理論是理性的。從感性上升到理論是邏輯必然,是認(rèn)識(shí)更加深入的過程。理論指導(dǎo)實(shí)踐,反過來實(shí)踐或應(yīng)用推動(dòng)理論的發(fā)展。從生動(dòng)、鮮活的實(shí)踐提煉上升到理論是認(rèn)識(shí)的飛躍。例如,講授“熱化學(xué)―等壓熱效應(yīng)與等容熱效應(yīng)”一節(jié)前,講述氧彈量熱器測(cè)量物質(zhì)燃燒熱―等容熱效應(yīng),如何換算為等壓熱效應(yīng)?從Gay-Lussac-Joule實(shí)驗(yàn)講授理想氣體熱力學(xué)能變和焓變,從Joule-Thomson實(shí)驗(yàn)講授實(shí)際氣體的熱力學(xué)能變和焓變及其節(jié)流膨脹的應(yīng)用,從鉍―鎘相圖的步冷曲線測(cè)量實(shí)驗(yàn)講述簡單的低共融二元相圖等。
四、類比法
類比推理是一種重要的思維手段,類比教學(xué)法對(duì)于引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、幫助學(xué)生理解抽象的事物和概念、發(fā)展學(xué)生的求異性思維以及培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性具有重要意義。類比教學(xué)法在課堂教學(xué)中被廣泛運(yùn)用,形式多樣,但是類比教學(xué)的運(yùn)用也有一定的局限性,類比的運(yùn)用要適度,不能盲目依賴。例如,講授“電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)”一節(jié)時(shí),將離子導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比講述,讓學(xué)生對(duì)這兩種導(dǎo)體的特點(diǎn)、影響導(dǎo)體電阻的因素等有明確的認(rèn)識(shí)。再比如,可以提問學(xué)生,電化學(xué)反應(yīng)其實(shí)也是一種氧化還原反應(yīng),那么,這種氧化還原反應(yīng)與普通的氧化還原反應(yīng)有何區(qū)別?引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過思考后加深對(duì)電極反應(yīng)的認(rèn)識(shí)。
五、講述科學(xué)家的生平故事,特別是他們的科學(xué)精神
講述科學(xué)家的生平故事,可激勵(lì)學(xué)生以他們?yōu)榘駱樱屡士茖W(xué)高峰。涉及的物理化學(xué)家主要有:Carnot、Joule、Clausius、Gibbs、Helmholtz、Claperon、Faraday、Nernst、Arrhenius等。比如在講Ag|AgCl電極時(shí),可以講周公度先生的一個(gè)親身經(jīng)歷。周先生早年在北大做實(shí)驗(yàn)助理教師時(shí)制備Ag|AgCl電極,第一次制備時(shí)發(fā)現(xiàn)電極上有一個(gè)黑點(diǎn),他一開始認(rèn)為可能是實(shí)驗(yàn)操作問題,然后重新做,結(jié)果第二次還有,這時(shí),他認(rèn)為這可能不是實(shí)驗(yàn)操作的問題,而是有相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生。于是,周先生對(duì)電極上的黑點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)文獻(xiàn)中還沒有報(bào)道過的晶體結(jié)構(gòu),并將研究結(jié)果發(fā)表在國際相關(guān)主流學(xué)術(shù)期刊上,該研究成果奠定了其在國內(nèi)結(jié)構(gòu)化學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍地位。經(jīng)過這一事例可以教育學(xué)生要善于發(fā)現(xiàn)問題,并勇于解決問題。這一點(diǎn)不僅可以教書,而且還可以育人。
六、學(xué)生課堂練習(xí)法
講授氣體混合物中各組分的化學(xué)勢(shì)――理想氣體及其混合物的化學(xué)勢(shì)時(shí),先讓學(xué)生做以下例題。
計(jì)算1.0 mol理想氣體在等溫下從標(biāo)準(zhǔn)壓力P變化到任意壓力P化學(xué)勢(shì)的變化。
標(biāo)準(zhǔn)態(tài):在T、P的純理想氣體。以上就是化學(xué)勢(shì)表示式。
七、介紹科技前沿法
教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展,把一些與課程有聯(lián)系的最新科技進(jìn)展穿插在理論的講授中,學(xué)生通常對(duì)這部分比較感興趣,既拓展了學(xué)生的科學(xué)視野,也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如教授“化學(xué)電源”一節(jié),除了介紹教材上列舉的蓄電池(如鉛酸、金屬氫化物―鎳電池等)和燃料電池,還補(bǔ)充介紹了目前廣泛使用的鋰離子電池。隨著全球礦物能源的日益減少和環(huán)境問題的日益突出,對(duì)于新能源的利用和研發(fā)越來越重要,因此特別介紹了鋰離子動(dòng)力電池和超級(jí)電容器作為替代轎車傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能源動(dòng)力,可達(dá)到減少環(huán)境污染和減少對(duì)石油的依賴。
八、提問學(xué)生法
對(duì)于比較容易和簡單的講授內(nèi)容,可采用此法。一方面可提出下面講課的內(nèi)容,另一方面可檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。例如講授“Hess定律”一節(jié)時(shí),可以提問學(xué)生:Hess定律的內(nèi)容是什么?Hess定律在什么條件下成立?等問題。
此外,還有先講結(jié)論法、歸納法、演繹法等。總之,要根據(jù)授課內(nèi)容來選擇合適的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法。讓學(xué)生感到物理化學(xué)重要(是其他化學(xué)基礎(chǔ)課程的理論基礎(chǔ))、有用(工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用,解析自然現(xiàn)象等)、形象而不抽象,達(dá)到學(xué)生自覺和主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的,從而促進(jìn)學(xué)生掌握物理化學(xué)知識(shí)。
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