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能源与环境系统工程赏析八篇

发布时间:2023-01-26 22:10:24

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的能源与环境系统工程样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

能源与环境系统工程

第1篇

Abstract: The new way of heat(cool) supply and advantages in the current project are narrated and the main technical index and requirement are presented.

关键词:供暖(冷);新方式;优势;标准

Key words: heat (cool) supply; new way; advantages;standard

中图分类号:TU83文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)03-0160-02

我国的环境污染在世界上较为严重,主要污染源之一便是烧煤。哈尔滨市是全国47个环境保护重点城市中人均采暖用煤量最多的城市。据有关部门监测,哈尔滨市进入冬季采暖期后,空气污染指数由日均68骤增至90左右,空气质量下降1/4。哈尔滨市每年耗煤量800万吨左右,大量直接烧煤造成哈尔滨空气污染十分严重。因此,必须实施国家能源政策,改善能源结构,提倡使用清洁优质能源。哈尔滨市首期推广使用型煤100万吨,如果这部分锅炉均使用型煤,将减少烟尘2.88万吨,使全市烟尘总量下降1/3,并可节约36-58万吨散煤。

开发利用各种可再生能源将是实现我国经济可持续发展的关键。利用地表水、土壤或工业废水等地下浅层地能的低温位热源,经少量电能拖动的热量提升装置转换为可用于供暖(冷)的高温位热能,冬季可以供暖、夏季可以供冷,并可以提供正常生活用热水,这种取代传统供暖(冷)方式的中央液态冷热源环境系统将是我国乃至世界的发展方向。

1实现“三联供”提高生活品质

该环境系统具有为各种建筑物冬季供暖、夏季制冷和日常提供热水的“三联供”功能采用了国际供暖(冷)新模式,技术达到了国际先进永平。与欧美发达国家同步是21世纪取代传统供暖(冷)的新方式。

中央液态能热源环境系统应用热泵的基本原理,采用单井抽灌技术,以地下水为介质,采集利用土壤中低品位的热量(或向土壤中排入热量)实现冬季供暖(或夏季制冷)和日常生活热水。

所谓热泵的基本原理是指利用压缩机实现的逆卡诺循环,即在做功的条件下,使热量从低温物体向高温物体传输。理论分析和工程试验都证明了在这样的条件下,每消耗1kW的机械功率,可以传输4kW以上的热功率。

由于系统不断地转移热量,因此在工作中产生了冷端和热端,通常称为冷热源。热泵采暖系统与传统采暖系统相比最大的特点是,它所提供的热量既不是化学反应所产生的(如锅炉中的燃烧过程)也不是其他能量,如电能(电锅炉)转化来的。它是在热泵的特殊条件下从低温热源转移来的。

一般地说,低温热源可以是地表水(如江、河、湖、海等)地下水,工业废水或城市污水等。恒有源公司自主开发的以浅层土壤为低温热源的单井抽灌技术,达到了国际先进水平。

浅表层土壤吸收了太阳热辐射能量的47%,是全世界所有能耗的总和的500多倍,是国际能源理事会列出的首选可再生能源。以浅层土壤为热源,可以实现安全稳定运行。

该技术可应用于各类公共与民用建筑供暖、供冷、供应生活热水,还可以利用其单井抽灌低位热能采集技术作为工业冷却井,景观水池冬季防冻、夏季降温,草坪绿化,区域温度、湿度环境调节等多种用途。

中央液态冷热源环境系统推出后得到了社会各界的广泛关注和大力支持。本系统目前已获得十余项专利技术,覆盖了从能量采集到能量转移和能量储存等各个关键环节。单井抽灌低位热能采集技术已向14个国家申请了专利。

2技术创新性、先进性和成熟性

(1)初始投资少。该环境系统工程具有最佳的性价比。比其它供暖方式(燃油、燃气机组和用电直接供暖机组等)外加夏季空调的冷水机组的初投资都少。

①一套顶三套。一座建筑物要实现冬季采暖、夏季制冷和日常提供生活热水三项功能,如果采用传统方式,一般需要安装各自独立的供暖系统和制冷系统,有的还需再独立安装供热水系统。而如果采用中央液态冷热源环境系统,安装一套就可以了。②投资项目少。安装中央液态冷热源环境系统,只需要几十平方米的机房和直径1米左右的井位,不必再建燃料储存场地和运输燃料的通道,不必配备特殊的消防装置,不必对配电系统做大规模的增容。③设备成本低。中央液态冷热源环境系统主机由国外名牌厂家按恒有源提出的设计要求生产,辅机在全球择优采购。由于定点生产、全球采购和大批量进货,不仅大大提高了设备的质量,也降低了成本。

(2)运行费用低,效率高。该环境系统在达到同样供暖效果的前提下,在总能量中吸收3/4的自然界低位能量,只消耗1/4左右的电能,所以用户的运行费用比任何一种供暖(冷)方式都少。由于大大节约了电能,因此运行费用很低。中央液态冷热源环境系统在采暖季主要依靠免费得到的土壤中的低位热能来供暖,用1kW的电能即可产生4kW的热能。在夏季制冷时,由于地下水温度较低,循环水经井口换热,制冷效率很高,大大节约了用户的开支。

(3)保护水资源。单井抽灌式的中央液态冷热源环境系统在实现“三联供”过程中,冷热水回路全部为封闭循环,无一渗漏、无排放。低位能量(低温井水)采集系统,采用国内外首创的“单井抽灌”专利技术,用井口换热方式,只提取井水中的低位能量,不消耗水。换热后地下水经过封闭回路,直接就地回灌井下。系统不消耗水、不污染水、不破坏地下水位。“单井抽灌”新技术还较好地解决了移沙、地面不均匀沉积和水量损失等问题。单井抽灌技术,以水为介质,循环往复采集利用土壤中的热能。单井抽灌技术设置了三个独立循环系统,以求最大限度地保护水资源。井水在地下几米处经过封闭的不锈钢换热器换取热量后,经过加压,即刻、就地、原位回灌。这样,只提取水中的低品位能量,不消耗水,也不污染水。不会破坏地下水的正常分布,最大限度降低了对地下水资源的依赖程度,从根本上避免了双井抽灌造成的问题。单井抽灌与双井抽灌的本质区别在于,单井抽灌以水为介质,利用浅层土壤中的热量而不只是地下水中的热量。因此能源更可靠,为热泵技术在利用浅表层地下低品位热能制暖(冷)方面开辟了新路。

(4)环境效果显著,实现零污染。中央液态冷热源环境系统使用清洁能源电,运行过程中无燃烧、无任何固态、液态和气态污染物排放。也不排放造成温室效应的二氧化碳(CO2)等,彻底解决了燃煤、燃气、燃油产生的污染问题,对改善大气质量的作用是直接而显著的。是“绿色”供暖气(冷)的环境系统工程。以中央液态冷热源环境系统推广应用1000万平方米为例,可以减少使用传统燃煤锅炉(需要燃烧80万吨煤)所排放的大量污染物:300万立方米烟尘、6万吨颗粒物、2.5万吨二氧化硫、8000吨氮氧化物、120万吨二氧化碳。此外,还可减少运输环节(需要8-10万辆汽车运煤)产生的大量污染物:碳氢化物620-780万吨、碳氧化物3900-4900万吨、氮氧化物260-330万吨、铅80-100万吨、颗粒物20多万吨。

3主要技术指标

4对提高经济、社会和生态效益方面所起到的作用和意义

本环境系统住宅用户只需投资285元/平米,商业用户只需投资395元/平米,用户每个采暖季的实际费用不足20元/平米,夏季制冷能耗只有中央空调的50%,极大降低了用户使用成本。目前已有50万平米的工程投入使用,全部运行正常,夏季制冷温度可达18-28度,冬季供暖温度可达18-26度,生活热水温度可达40-80度,使用效果十分理想,单井工作极为稳定。

中央液态冷热源环境系统在运行过程中不产生任何形态的污染物,是一个高效节能的环保产品。使用这套系统可以带给用户高品位的享受,在供暖、制冷的同时,还可根据用户要求,提供生活热水。

5节能效果突出

该环境系统由于利用了大量的低位能量,在实现"三联供"的过程中每消耗1KVV的电功率.即可获得4KW以上的热(冷)功率,这比任何一种传统热源与冷水机组的供暖(冷)方式都明显节电。与采用分体空调和直接用电采暖相比,节电达50%-75%。

6节约场地,扩大居住(使用)面积

该环境系统的机房占地面积小,也不需其它辅助建筑。机组布置灵活,可安装在建筑物地下室或任何楼层的房间内。不需要传统供暖锅炉房、煤灰场、油库、燃气站和消防系统等设置,节省建筑面积,节省建筑费用。室内采用末端吊挂式风机企管系统,取代了占地大的传统散热嚣。扩大了有效使用面积。

7运行安全可靠,易于分户计量

该环境系统采用优化设计,定点国际知名厂家加工提升器和选用知名品牌的配套装置和配件,运行效率高,寿命长,且无需专设消防、通风等设施。系统的工怍压力和温度较低,安全可靠。机组采用智能控制,可实现远程监控,无需跟班职守人员。用热(冷)量易于分户计量。

第2篇

关键词:系统工程;系统工程应用;经济领域

系统工程这一术语,一般认为是1940年由美国贝尔电话公司为了统筹安排微波通讯网而提出的,后来在第二次世界大战期间为了战争的需要而发展起来的。然而,关于系统工程的定义,学术界版本也很多,也是各有侧重。日本工业标准JIS所给的定义是,系统工程是为了更好地达到系统目标,而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术。亦有版本说,系统工程根据总体协调的需要,综合应用自然科学和社会科学中有关思想、理论和方法,利用电子计算机作为工具,以达到最优规划、最优管理和最优控制为目的的学科。但这都可以概括为一句话,系统工程是实现系统最优化的学科。

由于系统工程的研究对象――系统无处不在,人类社会、生态环境、自然现象、和组织管理等中都有各样的系统,所以系统工程的应用领域也是相当广泛,在这里我们主要讨论社会、经济、科技、军事以及环境等领域。

一、社会领域

系统工程在社会领域的研究,主要是对整个国家和社会关系的运用的研究,例如,通过搜集数据,并模拟分析罪犯的心理来预防犯罪、维护社会治安等。

二、经济领域

经济是一个国家的发展命脉,也是一个企业乃至我们每个人的生活必须。系统工程在这里大的方面要研究宏观经济发现战略、经济目标体系、宏观经济政策、投入产出分析等,这就要求分析我国经济现状指标,如GDP等,然后作用计算机进行模拟我国的经济总体发展,最后国家适当的干预经济发展,例如干预房价、油价的上涨,也可通过模拟,以及对结果的分析,对经济形式预测,减少由于全球化带来的经济危机对我国的影响。小的方面包括农业和企业两部分,一部分是农业方面,另一部分是工业方面。农业方面主要是借助对市场形势的研究模拟和预测,为了对市场做出快速反应来改变进行农业综合规划,改变农业结构,促进农业又好又快发展;对于工业,除了类似农业的市场预测,结构研究之外,还包括企业的管理,主要是对生产管理系统的研究,例如MRP、ERP等,都运用了系统工程的思想来管理企业的物流系统乃至整个公司的运作系统。

三、科学技术领域

“科学是第一生产力。”“科教兴国。”这些都表明科学技术在现代社会中的重要性。而系统工程在科学技术领域的应用,也当然是必不可少的。其应用主要是两个方面,一方面是运用模拟预测设计的手段,研究科技发展战略,预测规划以及评价科学技术等,另一方面是人才需求预测,通过分析人才市场,以及对未来人才需求的预测,来重新布置人才结构分布。另外,在教学中也逐渐运用了越来越多的系统工程,例如运用计算机模拟软件检查学生的学习情况,并且及时反馈,这比有时的人工评价更客观、更全面。

四、军事领域

系统工程在军事领域的应用,主要在于研究国防总体战略作战模拟、情报通讯指挥系统、参谋指挥系统和后勤保障系统等。例如,卫星、发射的控制,起初是一定要分析各个力的作用,收集数据,然后用计算机模拟真是情况、突况,最后有了把握才敢发射。

五、环保领域

大自然是我们赖以生存的地方,所以我们要重视环保。系统工程在这里面也出了不少的力,具体有环境系统和生态系统的规划、建设、治理,能源的合理利用结构,能源需求预测,能源发现战略等。环境方面,主要是运用优化分析的方法,如线性规划,模糊分析法等,对绿化的建设进行合理的规划,使我们在不破坏自然的同时还可以收获更大的利益。资源方面,除了同环境方面一样的以外,还有通过分析现有的利用情况,自己人口的发现情况,预测未来资源的需求,以采取合理的资源战略部署,为未来做打算。

系统工程在各领域可谓功不可没,它必将为我们带来更多可靠的信息,为我国实现现代化建设,为世界和谐做出更大的贡献。

参考文献:

第3篇

一个地区的环境容量是有限的,所以不仅要求一个企业要达到排放标准,而且要综合考虑本地区全部企业的排放总量是否符合地区环境容量的允许限度。控制污染的上策,是把污染物消灭或减少在工艺生产过程中,把非排不可的污染物减少到最低限度后,再去净化处理。所以,在大中型新建、扩建企业,要采取一系列的预防措施,从建设期的可行性研究到厂址选择,要搞好环境影响评价,使厂址选择和工业布局更加合理,防止对环境产生不可恢复的破坏。在建设过程中,要搞好总体设计,确定合理的工艺流程、产品结构、原材料路线和环境保护措施。这样控制污染才是既经济而又有效的。国内外的实践证明,事后处理污染,单纯依靠排出口处理技术,耗资巨大,经济上难以接受,而且难以根治。以我国污水控制为例,全国日排污水量已超过10亿吨,如果不加控制,到2020年,全国污水将达到每日20亿吨,按传统的二级处理费用每吨300元计算,将是一个天文数字,这显然是我国经济条件不能负担的。因此,控制污染,必须从事后处理污染,转到预防为主的道路上来。

把预防措施做好,综合协调各种关系,使污染治理单项工程处在比较理想的优化状态,才能减少治理费用。这样,不仅使各项治理技术工程在我国财政能够接受的条件下,得到有计划的实施。而且由于处理污染物的负荷减少到比较理想的程度,治理技术工程建成以后维持运转的各种条件,如人员配备、能源消耗、设备维护检修等都比较合理可行,减少企业过重的经济负担,无疑将能保证治理技术工程得以顺利运行。

二、回收资源与净化处理相结合,以回收资源为主

随着科学技术的进步和社会生产力的不断发展,国际上在处理工业排泄物的技术路线上,发生了重大的变革。不仅在净化工艺技术和净化装备上采用现代化技术,更重要的是采用无废物工艺,建立无废工业企业,组织无废生产联合组织。所谓无废工艺,实质上是在物质生产过程中,采用先进的生产工艺和先进的技术装备,现代化的管理手段,最大限度地减少投入的资源和能源而增加产品的产出量,从而减少排泄物的产出量,这是主导的而且也是最积极的措施。

当今世界能源日益紧张,资源日趋枯竭,很多国家把“资源再利用”作为一项重大经济政策提出,而且日益为人们所重视。“资源再利用”也越来越为国际上认为是划时代的环境保护对策。因此,当前控制污染措施的重点,首先应从技术改造、合理利用资源、能源,综合利用“三废”入手,即从生产的内涵入手,在简单再生产中获得扩大再生产的经济效益和环境效益。对于非排不可的,采取无害化处理措施。

我国现有工业企业的“三废”排放量大,正说明我国工业的工艺技术和装备落后以及企业管理水平不高,资源和能源的浪费大。同时表明资源的再利用的潜力也是很大的。“三废”作为资源利用是隐藏价值的再实现,虽然这种再实现并不总是可以无条件地达到的,但社会化大生产的条件一旦存在以及政策对头,其经济效益是非常显著的。各工业部门的实践都证明了,在国家奖励综合利用,实施企业“三废”综合利用产品利润提留办法的鼓励下,调动了企业治理“三废”,开展综合利用的积极性,进一步挖掘企业内部资源潜力,扩大资源来源,增加产品品种和产量,节约能源消耗,降低企业生产成本。

三、企业防治与区域防治相结合

企业防治与区域防治,从系统工程的角度讲,一个区域的环境系统工程是地区、城镇、企业环境系统工程的总和。它们之间的关系,是整体和局部或者说是大系统和小系统的关系。他们之间是有机的整体,是相互依存、不可分割的。

企业防治是区域防治的基础,就控制一个区域污染来说,目前主要是控制工业企业的污染。一个企业的污染防治程度,决定着企业的环境质量。一个地区或城市的全部企业的环境质量,也基本决定这个地区或城市的环境质量。从这个意义讲,积极开展企业污染源防治,无疑是当前环境保护工作的重点,它为区域综合防治奠定基础。但是企业的污染防治,又必须在区域综合防治的统一规划下,按区域对企业的要求进行,这样既是最经济的又是最有效的。因为一家一户的单独治理污染,往往投资大、效果差,特别是中小型企业往往不可能单独治理,而区域综合防治可以合理利用区域环境容量和自净能力,可以调动全区域的力量,发挥地区优势,综合利用资源和能源,集中处理某些共性的污染物,以较小的代价,获得较大的效益。

通过各地区进行区域防治的实践,企业防治与区域防治相结合,有以下几种:

第一:合理利用区域环境容量。各地区的环境有明显的差异性,其环境容量也不相同。因此,在控制污染的对策上,有着比一个企业更为广阔得多的选择余地,可以因地制宜,按照当地的生态条件和环境质量目标,实行分阶段的总量控制,在各阶段规定各污染源不同的排放定量。这样,有助于使企业污染处理系统获得较好的效果。

第二、集中处理污染物。在一个地区,特别是一些工业企业比较集中的城市,在同行业和不同行业中,往往产业相同的污染物,在地区环境保护部门的统一规划下,进行跨行业、跨地区集中处理这些污染物,发挥社会主义专业化协作的精神,克服一家一户的分散治理的那种经济不合理、技术上困难重重、环境效果差的弊病。例如分散的电镀工业的含铬废水集中处理,不仅可以彻底消除整个地区的铬污染,而且可以把各种含铬废渣、废液综合利用起来,制成化工原料,经济效益也是显著的。又如一些剧毒废渣,一时无法利用,分散处理,技术上有困难,也不经济,可以由城市建立统一的毒渣库,以地区为整体,可以传递“三废”资源信息,打通供需通道,建立供需关系,使行业间、企业间、工、农、牧业间“三废”的再资源化成为可能。

第4篇

关键词:建筑节能;观念;建筑环境与设备工程专业;暖通空调

作者简介:李炎锋(1971-),男,河南新密人,北京工业大学建筑工程学院副院长,教授;王慧琛(1989-),男,河南濮阳人,北京工业大学建筑工程学院硕士研究生。(北京?100124)

基金项目:本文系北京工业大学2011年教育教学改革重点项目(ER2011-A05)资助的研究成果。

中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)29-0021-02

随着社会的发展,建筑能耗在社会总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到30%。在大型城市中建筑能耗比例远高于这个比例。而在建筑用能种类中,用于供暖、通风、空调系统(简称暖通空调)的能耗占到建筑能耗的30%~50%。[1]随着人均建筑面积的不断增大以及暖通空调系统的广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大,势必会使能源供求矛盾进一步激化。另一方面,现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用造成地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题,对生态环境和可持续发展带来了很大影响。

建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。[2]建造过程中的能耗包括:建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的能耗;使用过程中的能耗,包括房屋建筑和构筑物使用期内采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯和冷热水供应等的能耗。

建筑环境与设备工程专业(原暖通空调专业)是培养具有室内环境系统与设备及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理以及能在建筑环境与设备的设计研究、制造安装、物业管理等部门及相关的科研、生产、教学等单位从事工作的高级工程技术人才。注重建筑、机械、电气、热工、和环保等多学科的交叉与融合。[3]通过培养,使学生掌握建筑物理环境、环境空调系统的基础理论和基本知识,接受建筑设备系统的设计、调试和运行管理等方面的基本训练,具有进行建筑供暖、通风和空调系统及设备的设计、运行、实验研究的基本能力。建筑环境与设备工程专业在专业体系中与我国实施建筑节能策略有着密切的联系,因此在学生培养中贯彻建筑节能观念有助于学生走向工作后在设计、管理、安装、运行等环节重视建筑节能。

一、建筑环境与设备工程专业知识体系

按照住建部建筑环境与设备工程专业教学指导委员会的要求,该专业主干课程包括:工程热力学、传热学、流体力学、机械设计基础、建筑环境学、流体输配管网、热质交换原理与设备、供热工程、空气调节、通风与空气洁净技术、建筑给排水等。培养内容包括建筑热舒适环境技术、建筑自动化集成技术、建筑给排水技术、建筑节能设计理论的综合知识,要求学生具有进行工程设计、运行、施工、经营管理以及应用研究的能力。

可以看出暖通专业的课程涵盖了空调系统的能源、输配环节、末段运行等各个环节。如果在专业教学中系统渗透国家的节能政策、标准和规范将是降低建筑能耗和保护环境非常重要的手段。在暖通专业的主干课程教学中以节能为导向,将不仅宣传了国家的相关政策、规范和标准,提高了建筑从业人员的业务能力和节能意识,而且他们走上工作岗位时也能学以致用,造福社会。

二、培养学生建筑节能观念的相关教学环节

建筑节能涉及很多专业领域,而暖通空调系统的节能也是一个系统工程,只有在建筑能源利用的各个环节,包括能源利用、能源输配、终端用能以及系统从设计到运行的全过程中贯彻节能的理念,才可能达到整体节能的效果。单纯追求局部环节的节能反而容易造成整个系统能耗加大。因此要加强学生在系统设计、设备选型、系统运行等阶段的建筑节能观念。

1.暖通空调系统设计环节

(1)注重建筑维护结构的节能。暖通空调系统进行设计首要的环节是计算建筑物的负荷。建筑负荷中,通过围护结构传热产生的冷热负荷在空调负荷中占有很大的比重。建筑围护结构保温性能在建筑的节能中起着很重要的作用。采取遮阳、外保温、节能窗等措施提高围护结构的隔热性能,可以减小由室内外温差而引起的热量交换,从而有效减小空调冷热负荷,达到节能的目的。在该环节强调维护结构选择节能,要求学生严格按照国家和地区的节能标准进行维护结构设计。

第5篇

[关键词]水利水电工程;生态环境;保护对策

中图分类号:X820.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0388-01

要正确处理好兴建水利水电工程与保护生态环境的关系,就必须科学地、实事求是地估计修建水利水电工程可能引发的环境问题及生态环境的具体制约的表现是什么?一般意义上讲,水利水电工程对生态环境的影响主要包括对泥沙和河道的影响,移民问题,对气候、地质、土壤、水文、水体、鱼类和其他生物种群的影响,以及对景观和文物的影响和对人体健康的影响等。

一、水利水电与生态环境的关系

1.环境是水利水电工程的载体。水利水电工程都是具有一定规模的,同时它的兴建是以环境为载体,作为载体中细胞的水利水电工程将不可避免地对环境产生诸多影响。同样,环境对工程的影响也是多方面的,如库区滑坡、地震、水土流

失等均将对工程的运行造成一定的危害。

2.水利水电工程同时是环境不可或缺的组分。新的环境要素的增加,新环境系统兼容性的好坏,取决于水利水电工程与原有环境中各要素的相互协调程度。如果协调一致,新的环境系统将具有更大的环境效益,提供更适合人类与自然界生存和发展的环境条件。

二、水利水电工程对生态环境的影响

1.水利水电工程建设对生态环境的有利影响

(1)能源作用。水利水电作为一种清洁能源和可再生能源,其开发和利用能够缓解当前能源资源不足,还能减少化石能源燃烧过程中二氧化碳等有害物质的排放,减少社会生产和生活对生态环境的影响。

(2)对环境的保护作用。除了能源利用方面,水利水电工程的防洪减灾功能能减少对生态环境的影响。同时,还增加了水产养殖、航运、湿地等,新旅游景观也逐渐形成。尤其值得说明的是,水电温室气体的排放量比其他能源发电的温室气体排放量要低得多。

2.水利水电工程建设对生态环境的不利影响

(1)对气候的影响。水利水电工程建设会对气候产生影响,特别是水库的建设,由于蒸发量增多,在大气循环中,增加了该区域的降水量,也导致雾覆天气的增多,也增加了该区域极端天气的出现。

(2)对水质的影响。水利水电工程建设导致水循环速度减慢,导致污染物扩散迁移能力和水汽交换速度降低,从而影响了该区域的水质,甚至会造成严重的金属污染。

(3)对河道生态系统造成了影响。从一些大型水库来看,由于水流较缓且水面较宽,导致特殊水温结构的形成,蓄水水温会高于天然河道的水温,导致某些低温生物生长环境的改变,影响了生物的正常生长。

(4)对陆地植被的破坏。由于水利水电工程需要占用较大的面积,导致植被破坏严重,栖息在该区域的生物也受到影响。加之污染物排放速度较慢,造成该区域内的动物、植物迁移,甚至是灭亡。

(5)水利水电工程建设虽然能避免农田大范围淹没,但改变了土壤的热状况和养分,降低土壤自身的肥力和酸碱性,导致土壤沼泽化和盐碱化程度加剧。同时水库水位的波动容易造成滑坡、崩岸等灾害,不仅造成环境破坏,还对沿途居民生命财产安全造成很大的威胁。

(6)对社会环境的影响。由于水利水电工程建设会涉及到移民安置问题。移民对环境等的影响非常大。在移民安置中,应减少毁林开荒政策所造成的环境影响。就移民安置过程而言,将库区居民从一地迁移到另一地,本身就会对生态环境造成严重的破坏,不仅包括工程建设中废气、废水、固体废弃物排放等对库区居民和生态环境的影响,还应该包括因水利水电工程建设造成的人文景观、自然景观的破坏。

三、水利水电工程建设对生态环境的影响的对策

水利水电工程的建设在一定程度上改变了当地的自然面貌和生态环境,改变了原有的生态平衡将导致一定的环境问题。因此,我们必须充分应用现代科学技术,深入研究自然界各生态要素的平衡机制,掌握人类改变自然时对生态的近期和长远的影响规律。为了建设生态友好型的水利水电工程,还需要重点做以下工作。

1.增强生态环境保护意识。在水利水电工程规划、设计、及施工过程中要充分考虑生态与环境的要求,在取得社会效益、经济效益的同时,一定要取得良好的环境效益。加强生态环境保护法规的执行力和环保知识的宣传力度。同时,进一步确保提高在水利水电工程建设过程中公众参与环境保护的程度。

2.开展水利水电工程建设的生态环境评价。从水利水电工程建设的实际情况来看,水路水电工程建设对生态环境的影响是必然的 如何趋利避害才是水利水电工程建设中应注意的问题。因此,从工程建设的情况出发,以环境科学的经济价值理论对工程建设的价值进行评价,在评价过程中,应对工程的自然生态、环境价值、社会生态等变化情况,包括有形、无形变化两种,立足现状,但也应注重长远的利益。

3.根据生态环境评价采取相应的改进措施,针对风险评价和经济评价的结果,形成了一个相对完整的工程建设立体评价体系,对工程建设的不确定因素进行分析,采取相应的环境保护对策。如在葛洲坝水利工程建设中,以扶助放养的措施,使原处于濒危状态的中华鲟能够顺利繁衍,从而摆脱了物种灭绝危机。再以青铜峡水库为例,在工程建设中,充分利用淤积形成了大范围的湿地和农田,大大改善了该区生态环境。长江三峡建设过程中,修建了一个大型的污水处理系统,改善了长江沿岸的污水处理能力,保证了长江的水质。

4.健全移民政策,保证移民的利益移民政策的完善,不仅对生态环境的持续发展有重要作用,也对水利水电工程的整体效益产生重要的影响。因此,在水利水电工程建设中,应注重以人为本,健全移民政策,保证移民的利益。虽然高额的移民安置费会增加水利水电工程建设的成本,降低水利水电工程等的实际意义,但也应认识到,人才是整个水利水电工程建设最重要的组成部分,只有保证人民的利益,才能促进水利水电工程的顺利实施。从目前来看,可以将房屋、土地等有偿设施作为股本,参与到水电开发建设中。

5.尽快建立和实施生态补偿机制。要严格按照“谁开发、谁补偿,谁受益、谁补偿,谁破坏、谁恢复”的原则来进行生态补偿。根据环境影响评价的具体补偿措施,通过设置过鱼设施、增殖放流、生境补偿等办法,协调工程建设与水生生物保护的关系。如针对河流上建设水电工程对水生生物的不利影响,采取过鱼设施、建立自然保护区等措施,同时,采用人工增殖放流等补偿措施,以遏制相关生物物种的衰退。

水利水电工程建设对生态环境的影响是必然产生的。如何减少水利水电工程建设对生态环境的不利影响,如何趋利避害,发挥出水利水电工程的最大价值,是当前水电开发和利用中应特别注意的问题。当前,在水利水电工程建设中,应特别重视生态环境的保护,认识到水利水电工程建设对生态环境的潜在影响,做好水利水电工程规划、设计和施工,在造福人类的同时,还应该将对生态环境的影响降到最低,促进我国水电事业的快速发展。

参考文献

[1] 钟华,何家华.浅谈水利工程对社会经济发展的重要性[J].民营科技,2012(9):20.

第6篇

一、我国新能源科学与工程专业开设状况

2008年世界金融危机之后,为了推进我国产业结构的转型,总理提出了发展战略性新兴产业的构想。2010年国务院通过了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出要培育和发展包括新能源产业在内的七大战略性新兴产业。随后教育部发文鼓励有条件的高校申办战略性新兴产业相关专业,并于2010年首次批准浙江大学、华北电力大学等11所大学开设“新能源科学与工程”专业,2011年和2012年又先后批准了23所大学开办该专业。截至2012年,教育部共批准国内34所大学开设了新能源科学与工程专业,详见表1。

从表1可以看出,开设新能源科学与工程专业的大学中“985工程”大学有7所,“211工程”大学13所,还有3所农业院校。这些大学分布在全国的17个省市,其中,江苏最多有10所,占总数的近三分之一;其次是北京和辽宁,各3所;河南、山东、福建、江西和湖北各2所;吉林、黑龙江、广东、河北、陕西、浙江、上海和重庆各1所。从地域分布状况看,开设新能源科学与工程的高校主要集中在中东部省份,西部省份开设该专业的高校只有2所。

二、新能源科学与工程专业人才培养方案对比

作者对各所大学网上公开的人才培养方案进行了收集整理,并进行了对比分析。从收集到的资料看,各所大学关于新能源科学与工程专业的人才培养模式大体可以分为两类:一类在课程体系的设置上充分体现本科人才培养的“宽口径”原则,课程内容涵盖各种新能源,包括风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能等;另一类在课程体系的设置上更多地体现了“专业化”要求,设有专业方向,侧重于太阳能、风能和生物质能中的某一类。基于上述第一种思想进行的课程设置,体现了新能源的综合性和交叉性,但存在的问题是难以兼顾风能、生物质能和太阳能等不同的新能源对专业基础知识要求的不同。风能的专业基础侧重于机械和电气,生物质能的专业基础主要有热能、化学和生物学,而太阳能的专业基础是物理、化学和材料科学。因此,由于缺乏相关专业基础知识做支撑,这样的课程设置对每种新能源专业知识的讲解会存在内容深度方面的局限。基于第二种思路所开展的课程设置强调了专业的方向性,其不足在于削弱了对学生新能源综合知识的培养。表2是国内部分高校新能源科学与工程专业主要课程设置情况。

通过对表2的分析,可以得出以下几点结论:

(1)即使是同一类型的培养方案,各个高校之间在课程设置上也存在着较大差别。比如同属于“宽口径”型培养方案的西安交通大学与重庆大学和浙江大学的课程设置均存在较大差异。从课程所涉及的专业内容看,西安交通大学的培养方案涵盖了风能、太阳能、生物质能、水能、地热能、氢能,以及储能和节能等专业内容。而浙江大学的课程内容除了涉及太阳能、风能、生物质能和氢能外,还有三门与环境相关的课程,分别是能源与环境技术进展、能源与环境系统工程概论和低碳能源技术。

(2)上述人才培养方案课程体系的共性在于大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础,这些课程包括工程热力学、传热学、流体力学等。这与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》将新能源科学与工程专业设为能源动力类特设专业的要求是一致的。

(3)分析测试能力的培养受到重视。作为应用性很强的专业,培养学生具备从事现代能源技术与装备研究及应用的能力十分重要,因此一些学校开设了相关课程,比如,西安交通大学开设了《新能源过程、状态与材料性能测试与分析技术》,华北电力大学开设了《生物燃料分析与测试》、《太阳电池材料测试与分析》等课程,上海理工大学开设了《动力工程测控技术》等。

(4)课程设置充分体现了创新性。许多高校的课程设置都充分体现了方案设计者的创新意识,比如浙江大学设置的《低碳能源技术》、《能源与环境系统工程》等课程考虑了能源与环境的关系,这些课程可以起到拓宽学生知识视野的作用。再比如一些学校设置的《储能技术原理》则符合新能源这种分布式能源产业化发展的重大需求。享有国际声誉的社会批评家杰里米·里夫金在其新作《第三次工业革命》中提出,组成第三次工业革命五大技术支柱中“储能技术”是其中一项。

三、国外高校新能源专业开设及人才培养方案的设置情况

美国的一些高校已开办相关专业来培养新能源方面的人才。2005年,俄勒冈州技术学院开设了美国第一个可再生能源工程本科专业,之后,伊利诺斯州州立大学和约翰布朗大学开设了可再生能源专业,埃弗格来兹大学开设了替代能源与可再生能源管理专业,威斯康辛大学普莱维尔分校开设了可持续与可再生能源系统专业,纽约州立大学坎顿技术学院开设了可再生能源专业。在欧洲,德国历史最悠久的国立农业大学、欧洲农业大学综合科研实力排名第一的霍恩海姆大学开设了生物基产品与生物能源专业;挪威阿格德尔大学和挪威生命科学大学开设了可再生能源专业。此外,美国的一些高校开设有新能源相关的辅修专业,比如,科罗拉多矿业大学开设了能源辅修专业,学生可以在可再生能源和传统能源之间选择一个方向进行学习,托莱多大学设置了可再生能源辅修专业。表3是国外部分开设新能源专业大学的课程设置情况。(表中主要课程为笔者翻译,原英文课程名可登陆相应学校网站查询)

从表3所列几所大学的情况可以看出,国外大学的新能源类专业人才培养方案与国内大学在两个方面具有较大的相似性。一是国外新能源专业人才培养方向也存在“宽”与“专”两种类型,前者如约翰布朗大学、埃弗格来兹大学等,这些学校的专业培养方向涵盖了太阳能、生物质能等多种可再生能源;而霍恩海姆大学则属于后者,其专业名称即是生物基材料和生物能源。二是不同大学之间的课程设置同样存在着较大差别,充分体现了每所大学自身的特色。

国外一些大学虽然也有分专业方向的做法,但是这些做法与我们国内的设计有不同之处,国外是按照在共同的基础课程之上,通过专业课的不同来划分方向,这与国内完全根据专业方向对应设置基础课的做法明显不同。比如,纽约州立大学坎顿技术学院设置了10门涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能的专业课程模块,但只要求学生从中选修4门,这其实是为了便于学生自主选择专业方向所进行的一种设计。威斯康辛大学普莱维尔分校的培养则从另外一个角度划分了专业方向,分为设计与分析方向、开发与管理方向,一个方向侧重于培养学生的设计研究能力,另一个方向侧重于培养学生从事新能源开发和管理的能力,每个方向单独设有相对应的课程模块。

国外大学在课程设置方面普遍比较重视经济及管理类课程的开设,并将这些课列为必修课。比如Principles of Management(管理学原理),Principles of Supervision(监督原理),Project Management(项目管理),Project Management for Renewable Energy(可再生能源项目管理),Economics of Biobased Energy Production(生物能源生产经济学),Managing an Alternative Energy Project(替代能源项目管理)等。国内大学对这类课程的重视程度不如国外大学。

美国的大学对高年级学生开设有Capstone Course(国内翻译为顶峰体验课程),比如Alternative and Renewable Energy Management Capstone Course(替代能源与可再生能源管理顶峰体验课程),Renewable Energy Capstone(可再生能源顶峰体验课程),Capstone Project(顶峰体验项目)等。这是一门将所学知识应用于特定主题、问题或设计的课程,过程包含资料(文献)收集、量化分析、产品设计、小组讨论与合作等,类似于我们的毕业设计。但是二者之间也存在较大区别,毕业设计是一个必修的、学分较多的项目研究课程,而顶峰体验课程表现出了紧凑多样的课程形式、多层次的课程目标、人性化的选修制度,具有团队合作、学术整合和产学融合的特点,被许多国家的高等教育引进。

四、结论与建议

通过对我国新能源人才培养的现状进行分析整理,可见:

(1)我国已初步构建了新能源人才培养的专业体系,在各所大学所制定的新能源科学与工程专业人才培养方案中,既有面向培养具备新能源综合知识与能力人才的方案,又有侧重于培养系统和深入掌握某类新能源专门知识人才的方案。不同的培养模式可以为新能源技术和产业的发展提供不同类型的专门人才。

(2)新能源种类多样且处在快速发展的过程中,加之不同种类的新能源对专业基础知识的要求存在差别,这些因素加大了专业课程体系构建的难度,在“专”与“宽”之间如何平衡和取舍还需要各个大学在现有人才培养方案的基础上,开展广泛深入研究,以便对人才培养方案进一步完善和改进,使其更符合新能源产业发展需求。

(3)我国新能源科学与工程专业与欧美等发达国家的新能源专业的人才培养方案和课程体系,无论是在设计理念,还是在具体内容方面都有很强的相似性,在体系先进性方面与国外处在同一水平上。但同时,我们也应积极学习和借鉴国外大学优秀的教学改革成果,比如美国大学顶峰体验课程的设置。

基于以上结论,笔者就我国的新能源人才培养提出以下几点建议:

(1)作为一个新兴专业,很多课程没有现成的教材可供选用。如果按目前的培养方案,大多数课程都需要各学校单独来编写,而要完成如此多新教材的编写,无疑是一项非常繁重的工作,而且也难以在较短的时间内完成。因此,从新能源科学与工程专业的长远和健康发展角度考虑,应该分类构建面向全国的专业基础课和专业课课程体系,在此基础上各大学可再根据各自的特点设置体现自身特色的课程。只有这样才能为全国性专业教材的编写奠定必要的基础。

第7篇

【关键词】绿色生态;居住区规划;建议

随着现代生活节奏日益加快,如今的都市人都渴望回归自然,希望更多的与大自然接触,因此,绿色技术也更多的被运用到住宅建筑设计中。无论从建筑设计到组织施工、清洁能源、建筑节能、绿色环保建材、水资源综合利用等方面,生态住宅建设都有较好的反应。最有效的生态解决方法就是通过与环境的融合而更持续的发展,使我们自我构建的环境中所有的排放物和产品将不停地循环,最终融合到自然环境中。发展绿色生态建筑,加强生态建设的大众参与,为人性化住区营造一个自然、和谐的环境。

1.生态住宅概述及其特点

生态住宅又称为绿色住宅,在上个世纪80年代,西方发达国家就已经对生态住宅有尝试性研究。进入新世纪以来,在能源价格上涨和可持续发展理念深入人心的时代,人们对生态住宅有了更深入的认识。生态住在以可持续发展为指导思想,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一,即在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人工手段创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境。生态住宅小区是对这一理念的深入发展。它更加密切的联系周围环境与其他单体住宅,又能将各种资源的利用最有效,环境清洁、优美、舒适,可大大降低因自然灾害、生态环境破坏或暂时失衡等影响而产生的各种风险,有利于提高小区文明程度的稳定、协调、持续发展的人工复合系统。

生态住宅立足于节约能源和保护环境两大主题,其本质可概括为“健康舒适、高效清洁、和谐优美”三大特点。从更深入的意义上说,它对社会的好处还有以下几点:

(1)节约土地资源。由于新型建筑材料的使用,降低了对粘土实心砖的依赖,间接地节约了土地资源。

(2)节约水资源。我国的人均水资源并不丰富,各大城市甚至出现过水荒。绿色生态住宅能够有效地循环利用各种污水,把污水变成中水,用作浇花、洗车、冲厕所。当然,生态住宅的水资源利用绝不是简单的重复利用,而是自成一个循环整体,从本质上节约水资源。

(3)充分利用光学资源。住宅采光设计是生态住宅的另一个重点,优良的采光性,可以减少对电能的依赖。加之太阳能能照明热水系统,都是充分利用自然资源的有效途径。

(4)对垃圾的处理更加环保。对垃圾的分类,是属于绿色环保、住宅物业管理范围内的,与业主息息相关。发达国家早就将垃圾分为有机物、无机物、玻璃、金属塑料等类回收处理。就地处理垃圾,能极大限度地降低垃圾对环境的污染,最大限度地化废为宝,循环利用。

2.绿色生态住宅的设计要点

根据国际绿色建筑协会对生态建筑的评定指标(共有9个指标)和建设部于2001年7月颁发的《绿色生态住宅小区建设要点及技术导则(试行)》,我们可以总结出绿色生态建筑的设计原则和要点:

(1)能源系统。对电、燃气、煤等常规能源进行分析优化,采取优化方案,避免多条动力管道入户。鼓励采用新能源和绿色能源,如太阳能、风能、地热、废热资源等。全年日照在2 500 h以上的地区,建议装太阳能设备。

(2)水气循环系统。设立中水系统、雨水收集利用系统等。小区绿化、水景观、洗车、道路喷洒、公共卫生用水等可使用中水或雨水。居室内达到自然通风,卫生间装备通风换气设施,厨房设有烟气集中排放系统,异味气体能在瞬间散发。居室内的空气质量达到二级标准。

(3)声光热支持系统。光环境系统强调满足日照要求,室内要尽量采用自然光,注意避免居民遭受光污染,在室外公共场地采用节能灯具,提倡由新能源提供的绿色照明。它包括室外、室内和对小区以外噪声的阻隔措施。室外设计应满足:日间噪声小于50 dB,夜间小于40 dB。室内声环境,日间噪声小于40 dB,夜间小于35 dB。光环境系统强调满足日照要求,室内要尽量采用自然光,注意避免居民遭受光污染,在室外公共场地采用节能灯具。应满足居民的热舒适度要求和建筑节能要求以及环保要求。冬季室内适宜温度为20℃~24℃;夏季为22℃~27℃。住宅采暖,空调应该采用清洁能源,并因地制宜地采用新能源和再生能源。

(4)环保系统。提倡使用3R材料(可重复使用、可循环使用、可再生使用),选用无毒、无害、有益健康产品。生活垃圾的收集要全部袋装,密闭容器存放,收集率达到100%,垃圾实行分类处理,分类率至少达50%。具备“生态环境、休闲活动、景观文化等”三大功能。

3.对发展绿色居住区的建议

绿色生态建筑在社会的普及度并不高,出现了雷声大,雨点小的状况。人人都说好的东西,为什么不会被大规模的运用呢?究其原因有以下几个方面:首先就是认识的不足,人们普遍意义上对“生态建筑”的含义的有误解的,以为就是“高度绿化的建筑”。在工程建设上,也往往局限于这一方面。对建筑的模块也是拼凑为主,不能形成一个系统。例如,开发商认为要节水,就加上了中水循环系统,认为要节能,就加上太阳能灯箱。这些小项目的修补,实际上不能深入理解生态建筑的内在含义。另一个重要的原因就是建筑的成本高,投入大。因为其附加功能多,对于居民的生活品质有更高的支持,所以成本必然提升。似乎现在生态建筑已经成了富人的专属建筑。还有一个原因是技术与理论支持的原因。我们对生态建筑的探讨还处于初级阶段,现在社会上所建成的生态建筑,实际上并不是真正意义上的生态建筑。没有足够的理论和新技术的支持,使我们的工作有了很大的困难。

针对以上问题,作者有几个发展绿色生态居住小区的建议:

3.1树立绿色生态生活的观念

绿色生态观念古已有之。“苔痕上阶绿,草色入帘青”,说明绿化、人、住宅自古就有着不解之缘。21世纪的绿色生态观念就要求把保护环境、节约能源放在重要的位置,使“绿色生态观念”同市场、效益、质量、竞争、创新等观念一样成为人们的指导思想。

3.2树立更广泛的社会认同和政府的支持

要加深人们对于绿色生态建筑的认识,产生巨大的需求力,在市场杠杆下,自然会有更多的开发商愿意为此投资。只有在社会上广泛的形成认识,才能有更多的人对其展开技术和理论研究,在革命性的建设方案出现后,会很快的降低建设成本,从而加速绿色建筑的普及速度。由于现在对于绿色生态建筑的投资没有明显的利益回报,所以这时候,政府应该出台扶持性政策,鼓励社会力量大胆的从事这项工作。实际上,绿色生态建筑的理念,与我国科学发展观的指导思想相辅相成,都是为了更高,更长远的生活品质着想。因此在政策支持上的难度不大。

3.3增强绿色生态建筑的魅力

大规模的使用无害化建筑材料,在宣传上也已此为主,吸引业主。将高科技建筑与环境相融洽,丰富住宅的功能,将人居环境水平达到智能化、村落化、诗意化。实行住宅绿化技术,避免住宅被各种烟尘污染的黯然失色、肮脏不堪的那种“遗憾”,使得绿色住宅小区更加有吸引力。

4.结语

本文从绿色生态建筑的理念和含义入手,探讨了其设计和建设的要点与原则,针对国内绿色生态小区建设过程中出现的问题,给出了自己的意见。

【参考文献】

[1]李利纳.浅议绿色住宅品牌建设[J].山西建筑,2006.

第8篇

摘 要:本文构建旅游-经济-生态复合系统评价指标体系,采用耦合协调度函数,对桂林市进行可持续协调发展评价研究。结果表明:1990年以来桂林市旅游子系统和经济子系统的综合序参量总体呈上升趋势,但旅游子系统的综合序参量波动性较大;生态环境综合序参量在1990~2000年间呈缓慢上升的趋势,2001年后发展趋势有所下降。旅游-经济-生态系统的协调发展关系处于颉颃状态,协调发展的程度还处于中低水平;系统耦合协调类型正在以旅游发展超前型,逐渐演变为经济发展超前型。

关键词:可持续发展;耦合协调度;旅游;经济;生态环境;桂林市

一、引言

旅游-经济-生态关系,是世界各国政府和社会各界普遍关注的问题。这一问题的研究,具有重要的理论和实践意义。桂林市是中国著名的风景游览城市和历史文化名城。旅游产业作为桂林市经济的主导产业,其发展对桂林市社会经济建设和发展起着极其重要的作用。桂林市旅游业的发展依靠的是独特的“山清水秀、洞奇石美”的旅游资源,这些旅游资源具有不可再生性,而旅游产业的发展不可避免地会对这些旅游资源产生破坏性的影响,这在旅游学上称之为“旅游摧毁旅游现象”。经济要发展,资源环境要保护,就不能单一地采用“发展第一的经济决定论”或是“零增长的环境优先论”。因此,可持续协调发展观的提出,给桂林市旅游经济的不断发展提供了新的契机,同时也给旅游资源的合理开发、利用和保护提供了新的价值观。

可持续发展是一种全新的价值观。它以资源的永续利用和环境改善为标志,体现了公平性、持续性和共同性原则。可持续发展的根本点就是经济社会的发展与资源环境相协调,其核心就是生态与经济相协调。围绕这一课题,国内外不同专业背景的学者开展了多方位多角度的研究。在国外,Konstantion Bithas和Peter Nijkamp提出在不确定信息下,利用专家知识系统进行环境――经济协调模型的建模方法[1]。Boulding将系统方法应用于经济与环境相关性的分析,倡导的是储备型、休养生息、福利型的经济发展,其目的在于建立既不会使资源枯竭,又不会造成环境污染和生态破坏的、能循环利用各种物质的“循环式”经济体系来代替过去的“单程式”经济[2]。Norgaad提出了协调发展理论,认为通过反馈环节在社会与生态系统之间可以实现共同发展[3]。在国内,袁旭梅等从“生态-社会-经济”复合系统协调的角度,运用非平衡系统理论对自组织与组织机理进行了分析,并根据大系统理论,提出复合系统协调控制与管理方式[4]。白华对区域“经济、资源、环境”复合系统的协调机理作了分析[5]。曾嵘阐述了人口、资源、环境与经济的协调发展复杂系统的结构特征,各子系统之间内在协调机制及系统发展过程[6]。李后强等提出人地协同论是构建协调发展模型的基础[7]。冯玉引入协调度概念描述了区域PREE系统发展的协调程度[8]。孟庆松对复合系统的协调度模型进行了研究,并指出复合系统具有自然系统与人造系统的双重特点[9]。然而,这些研究多数侧重于协调发展理论与机理的论述,对某一特定区域内具有区域特色的子系统间的可持续协调发展关系和发展程度的动态演变趋势的研究比较少。因此,本文以旅游发展、经济发展与生态环境资源保护之间的关系,构建三者之间的复合系统,并以桂林市为例,实证分析该复合系统可持续协调发展程度的动态演变趋势。

二、模型的建立

1. 建模的原则

协调是系统之间或系统组成要素之间在发展演化过程中彼此的和谐一致。发展是指系统或系统组成要素本身从小到大、从简单到复杂、从低级到高级、从无序到有序的变化过程[10]。 本文研究旅游、经济与生态环境系统的可持续协调发展是指3个子系统内部各要素间,按一定数量和结构所组成的有机整体,配合得当、有效运转。这个整体的目的是提高旅游产业及经济发展水平、使其对生态环境的影响控制在生态环境的承载力之内[11]。旅游发展、经济发展与生态环境之间的可持续协调发展不是从最优的旅游、经济目标出发或从最优的生态目标出发而实现的可持续协调发展,而是在特定的自然环境和社会条件下实现的最适的旅游和经济发展目标,与最适的生态环境目标的有机统一。旅游发展子系统、经济发展子系统与生态环境子系统具有自我调节能力,当系统外界或系统内部条件的变化,未超过系统自身的调节和控制能力时,系统能恢复并维持原有的协调状态;当系统外在或系统内在条件的变化超过系统的承载力时,原有的协调状态被打破,系统会在新的条件下建立新的平衡。因此,人类活动在遵循生态规律、经济规律和旅游规律的基础上,运用科学技术,采取各种经济措施和政策、法律和法规等有效的宏观调控手段,调节和控制其发展变化进程,使旅游发展、经济发展与生态环境之间的协调运动沿着人类社会发展目标发展。

2. 评价指标体系

桂林市“旅游-经济-生态环境”系统可持续协调发展的指标体系构建应以区域可持续发展的指标体系和可持续协调发展的指标体系的设计原则为指导,遵循整体对应、比例适当、重点突出、层次分明、完备性、一致性、可行性等构建原则,根据桂林市的实际情况来设计,指标权重由熵值法[12]计算得出,原始数据来源于1991~2005年的《广西统计年鉴》和《桂林市经济社会统计年鉴》,计算结果见表1。

(1) 旅游-经济-生态系统综合序参量分析

从表2可以看出,旅游综合序参量波动幅度较大,东南亚金融危机和“非典”疫情的发生,引起1998年和2003年旅游综合序参量下降,其中2003年降幅很大;2000年该指标达到这15年中的峰值,其余年份呈现缓慢上升的发展态势。经济综合序参量一直呈现较快速度的增长态势,经济发展势头良好。生态环境综合序参量在1990~2000年间呈缓慢上升的趋势,但2001年后发展趋势有所下降。

(2) 旅游-经济-生态系统耦合度与综合调和指数的时序分析

从桂林市旅游-经济-生态系统耦合度的时序变化来看,这15年来增长速度非常缓慢,其间有小幅波动。从耦合度数值大小来看,其数值都处于0.3~0.4之间,表明了这15年来桂林市旅游-经济-生态系统的发展关系都为颉颃状态,以旅游业为主导产业的桂林市经济发展方式属于粗放型发展模式,旅游与经济的发展对生态环境影响较大。旅游-经济-生态系统的综合调和指数呈增长趋势,说明了虽然系统耦合度变化不大,但在这15年间,桂林市政府通过政策措施来大力发展旅游业和区域经济,并加大旧城改造和生态园林景点的建设,使得旅游-经济-生态系统的整体协同贡献不断增大。

2. 耦合协调度的计算及等级评估分析

根据模型Ⅳ,可以计算出桂林市旅游-经济-生态系统的耦合协调度(D),并可根据其耦合协调度数值划分相应的等级(见表3)。

(1) 桂林市旅游-经济-生态系统耦合协调类型分析

由表3可知,1990~2004年桂林市旅游-经济-生态系统的耦合协调类型以旅游发展超前型为主,逐渐演变为经济发展超前型。旅游业作为桂林市的主导产业,对桂林市经济的发展起着重要的影响。旅游业本身涉及食、住、行、游、购、娱,涵盖旅游者消费的各个方面,很多产业借助旅游业的繁荣而保持持续发展的态势。桂林市地、市合并后,随着行政区域范围的扩大,经济总量的增加,经济产业的多元化发展,旅游业对全市国民经济增长的贡献率显著下降了。随着桂林市经济综合实力的明显增强,粗放式的经济增长方式对生态环境造成的负面影响开始制约经济的持续发展,旅游业和经济的发展已经超出了生态环境系统的承载力阈值范围。

(2) 桂林市旅游-经济-生态系统的耦合协调度分析

1990~2004年桂林市旅游-经济-生态系统的耦合协调度数值处于0.2469~0.4726之间,说明15年来桂林市旅游、经济与生态环境发展的协调程度处于中低水平,总体上是向着不断协调的方向发展。东南亚金融危机和“非典”疫情的发生给桂林市旅游业带来了重大的打击,使1998和2003年的耦合协调度下降;而2002和2004年是桂林市旅游业15年来发展的高峰。中低度的耦合协调发展表明资源未得到合理利用,经济效益不高,旅游与经济产值的增加是靠消耗大量资源换取的。在旅游与经济发展的同时,自然资源不断受到破坏、资源基础削弱,一些主要资源已出现严重短缺。随着旅游业发展带来的大规模人口的流动和社会经济的增长,环境污染日益严重,生态环境治理速度赶不上破坏速度,将会使旅游业和经济的发展大大超出生态系统的承载阈值,导致不可持续发展的状态。

四、结论

本文将“旅游-经济-生态”系统的影响因素与协调发展程度的评价分析结合起来,从“旅游-经济-生态”系统发展过程中各序参量之间的协同作用的强弱程度入手建立可持续协调发展模型,并以桂林市为实证对象,从综合序参量、耦合协调度和耦合协调类型等方面来描述这一复合系统可持续协调发展的动态变化趋势,具有简单、概括、易操作等特点。但是,本文只是对某一特定区域的“旅游-经济-生态”系统整体协调发展状况及所处的发展层次进行实证分析,如何实现对各子系统内部和整体协调的综合评价将有待于进一步研究。

1. 从桂林市旅游-经济-生态各子系统综合序参量的时序变化来看,除了生态子系统在2000年以后呈下降发展趋势外,旅游子系统和经济子系统总体上呈现上升发展趋势,旅游子系统的波动性较大。旅游业作为桂林市经济发展的主导产业,虽然容易受到客源地和目的地各种自然环境、政治经济因素的影响而发展略有波动,但是总体上是发展快速的,并极大的促进了社会经济的发展;旅游业和经济的快速发展,能源、资源的消耗量增大、资源效率低、污染物排放严重、土地资源利用不合理使得生态环境遭到破坏,生态环境综合序参量持续下降。

2. 从桂林市旅游-经济-生态系统耦合度的时序变化来看,耦合度数值处于0.3~0.4之间,增长幅度非常缓慢,表明了这15年来桂林市旅游-经济-生态系统的发展关系都为颉颃状态。旅游业本身就是一个对自然资源高需求、高消耗的产业。桂林市经济增长方式尚属于粗放式的生产方式,经济增长的质量和效益不高,旅游业和经济的发展必然会给生态环境带来负面的影响,必须以新型的发展模式来代替那种传统的消耗大量资源的发展模式,实现经济发展战略的根本性转变,向集约型的经济生产方式转变。旅游-经济-生态系统的综合调和指数呈增长趋势,说明在这15年间,桂林市政府通过调控工业发展和加大环保投资等政策措施的实施,在一定程度上遏制了生态环境的恶化。

3. 从桂林市旅游-经济-生态系统耦合协调度的时序变化来看,桂林市旅游、经济与生态环境发展的协调程度还处于中低水平,耦合协调类型以旅游发展超前型为主,逐渐演变为经济发展超前型。造成中低水平协调的原因是旅游业的发展和社会经济的发展利益是相一致的,但是和生态环境却存在着经济增长对资源需求的无限性与资源供给能力的有限性之间的矛盾。随经济社会的发展,生态环境的再生产能力与人类日益增长的物质文化需求能力之间的差距在拉大,一方面生态资源过度消耗,造成生态系统结构简化、功能下降;另一方面,经济发展过程中所排放的各种废弃物超过生态环境的自净能力,生态平衡被打破,生态环境恶化。这种两难选择要求全面客观地处理经济发展与生态环境的关系,不能因为保护生态环境就限制经济发展,而是要想方设法在生态环境的承受范围内来发展经济,促使经济发展与生态环境的矛盾关系由制约性向促进性转化,最终实现矛盾的统一,达到经济发展与生态环境系统整体协调。

参考文献:

[1] Konstantions Bithas,Peter Nijkamp.Environmental-economic modeling with semantic insufficiency and factual uncertainty[J].Environmental System,1996(25):167-183.

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Construction of Evaluation Model and Empirical Study of Sustainable Coordinated Development of

Tourism-Economy-Ecological System:A Case Study of Guilin in Guangxi

ZHANG Yan1,XU Jianhua1,ZENG Gang1,WU Yuming2

(1.School of Resources & Environmental Science,East China Normal University,Shanghai 200062,China;2.School of Economics & Management,Guangxi Normal University,Guilin 541004,China)

Abstract:This paper adopted the coupled coordination degree function to construct a evaluation index system composed of tourism,economy,and ecology with the aim of evaluating the sustainable coordinated development of Guilin. The results show that from 1990 the synthesis parameters of both tourism subsystem and economic subsystem have been taking an upward trend with the volatility of tourism a little higher;that from 1990to 2000 the synthesis parameter of ecological environment subsystem there had been slowly rising and the development trend has been declining after 2001;that coordinated development relation of the tourism-economy-ecology system is antagonistic at a medium-low degree;and that the systematic coupled coordination types are gradually evolving from advanced tourism development as the main type into advanced economic development one.