導(dǎo)語：如何才能寫好一篇水力學(xué)實驗報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

在深入學(xué)習(xí)實踐科學(xué)發(fā)展觀活動中，我們把“強化基礎(chǔ)地位，建設(shè)民生水利，推動科學(xué)發(fā)展”作為學(xué)習(xí)實踐活動的主題，以開展“水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)集中突破年”活動為載體，精心組織，合理安排，扎實開展學(xué)習(xí)實踐活動，學(xué)習(xí)調(diào)研階段各項工作深入推進(jìn)，水利重點工作進(jìn)展良好，切實做到了“兩不誤，兩促進(jìn)，兩提高”。

按照縣委的安排部署和學(xué)習(xí)實踐活動第一階段工作總體要求，近期，我們組織局領(lǐng)導(dǎo)班子成員深入基層，深入群眾，通過座談討論，個別走訪等形式，就建設(shè)民生水利，推進(jìn)科學(xué)發(fā)展進(jìn)行了專題調(diào)研，廣泛聽取了廣大基層干部群眾的意見和建議，現(xiàn)結(jié)合實際，就建設(shè)民生水利，推進(jìn)科學(xué)發(fā)展作簡單的探討。

一、全縣水資源及水利工程建設(shè)基本概況

我縣屬于內(nèi)陸地區(qū)，區(qū)位上處在黃土高原溝壑地帶，氣候為半干旱半濕潤類型，年平均降雨量為599毫米，年蒸發(fā)量1403.3毫米，是降雨量的2.3倍，縣境內(nèi)僅有達(dá)溪河、黑河兩條主要河流，水資源十分短缺。全縣水資源總量為2.25億立方米，其中入境水1.17億立方米，自產(chǎn)水為1.08億立方米，人均占有量998.4立方米,耕地畝均占有量276.6立方米。按水資源總量、現(xiàn)有人口及全縣耕地總面積計算，分別是全國的0.8%、43%、18%全省的7%、86% 51%和全市的13.4%、89%96.5%。至20__年底，全縣共建有各類水利工程163處，其中：人飲工程136處，灌溉工程19處（含兩河灌區(qū)），防洪工程6處，水庫6座，建成集雨水窖32381眼，新增補灌面積44071畝，發(fā)展有效灌溉面積49909畝。人飲工程通村率90%，解決了17.7萬人6.4萬頭畜的飲水困難，全縣累計完成自來水入戶3.3萬戶，入戶率達(dá)到了63%。在主要河道修筑防洪堤13.11公里，保護(hù)耕地20__公頃，保護(hù)人口1.3萬人。全縣還有10%以的村沒有水利工程， 近40%的農(nóng)戶沒有通上自來水。水資源短缺、水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱成為制約全縣經(jīng)濟社會發(fā)展的瓶頸。

二、目前存在的主要困難和問題

在調(diào)研中我們發(fā)現(xiàn)，目前我縣水利工作還存在著基礎(chǔ)薄弱、管理滯后、工程老化失修、服務(wù)體系不健全等困難和問題，與科學(xué)發(fā)展的要求、與人民群眾的期望、與全縣經(jīng)濟社會發(fā)展的形勢還很不適應(yīng)。主要表現(xiàn)在：一是我縣水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)歷史欠賬較大，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展對水的需求日益增長，工程型缺水矛盾更加突出。二是農(nóng)村飲水不安全問題十分突出。至20__年底，全縣農(nóng)村人口中尚有4.34萬人存在飲水不安全問題，占農(nóng)村總?cè)丝跀?shù)的19.6%。三是水利工程老化失修嚴(yán)重，綜合利用效率低?？h城及幾條河流的河堤建設(shè)滯后；縣域內(nèi)六座水庫及部分農(nóng)村人畜飲水工程均建于70年代，工程老化失修嚴(yán)重，防汛隱患突出；灌溉設(shè)施不全，渠系淤積嚴(yán)重，渠系水利用系數(shù)低，灌溉得不到保障。( r1 |3，！ p’ f, z+ v* d3 p四是水環(huán)境惡化的趨勢未得到有效遏制。目前，全縣仍有大量的工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水未經(jīng)處理直接排入水域中，其中相當(dāng)一部分進(jìn)入了農(nóng)村地區(qū)，造成地下水和地表水污染，這種狀況直接威脅著廣大農(nóng)民的飲水安全。五是管理機制不適應(yīng)水利發(fā)展要求。從調(diào)研情況來看，造成水利工程老化失修、效益衰減等問題，既有資金短缺的原因，也有機制上的根源。目前，大部分農(nóng)村水利工程尤其是小型水利工程管理主體不明確，尚未形成一套良性的運行管理機制，水利工程的投入補償機制未形成，工程水費收取困難，當(dāng)前推行的農(nóng)民用水戶協(xié)會建設(shè)管理由于工程設(shè)施落后、思想認(rèn)識不夠等原因，也遇到了較大困難，造成工程日常管理維護(hù)經(jīng)費短缺，水利工程使用周期縮短。五是基層水利工程管理不到位，導(dǎo)致農(nóng)村人畜飲水工程供水不正常、供水秩序差，直接影響了農(nóng)村群眾正常的生產(chǎn)生活用水。六是水政執(zhí)法還不到位。群眾的節(jié)水意識、水法制意識還比較淡薄，人為破壞水利工程的現(xiàn)象時有發(fā)生，亂打井、亂取水、亂采砂的問題仍然存在，依法治水、依法管水的局面還沒有完全打開。

三、解決水利發(fā)展突出問題的基本構(gòu)想

按照建設(shè)民生水利，推動科學(xué)發(fā)展的總體要求，在深入調(diào)研，廣泛聽取各方面意見建議的基礎(chǔ)上，我們提出了今后幾年水利工作的總體思路和奮斗目標(biāo)。

總體思路是：樹立“一個理念”，突出“一個主題”，抓好“四個重點”。即：樹立項目支撐，基礎(chǔ)先行，改善民生，人水和諧的發(fā)展理念；突出建設(shè)民生水利、推動科學(xué)發(fā)展這個主題；主攻以支撐水利事業(yè)可持續(xù)發(fā)展為重點的項目建設(shè)，以水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為重點的民生改善工程，以完善體制機制，提升管理服務(wù)水平為重點的水利管理，以創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會為重點的節(jié)水型社會建設(shè)四個重點。

總體目標(biāo)是：著力構(gòu)建“六大體系”，切實抓好“六個關(guān)鍵”，努力推進(jìn)“五個轉(zhuǎn)變”?！傲篌w系”：一是防洪保安體系。加快流域綜合治理，提高防洪、排澇保障能力，形成較為完備的防洪體系。二是全縣農(nóng)村安全飲水保障體系。積極爭取完成4.34萬人飲水安全工程建設(shè)任務(wù)，讓城鄉(xiāng)居民喝上安全水、放心水。三是農(nóng)田灌溉體系。通過對中小型灌區(qū)全面更新改造，加快小型農(nóng)田水利建設(shè)，全縣農(nóng)田有效灌溉面積和旱澇保收面積恢復(fù)到歷史最好水平，保障糧食安全。四是城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展的水資源水環(huán)境保障體系。對縣境內(nèi)的達(dá)溪河、黑河兩條主要河流進(jìn)行全面治理，依法保護(hù)水源，加強水資源配置，建立節(jié)水型社會。五是誠信健康的水利管理體系。建立健全完備的水利管理制度，使水利工程管理上臺階、上水平，有效提高農(nóng)村飲水保障率、及時率。六是高效的涉水事務(wù)社會管理和公共服務(wù)體系。建設(shè)一支依法行政、作風(fēng)過硬、技術(shù)優(yōu)良、攻堅克難的水利建設(shè)和管理隊伍。“六個關(guān)鍵”：把維護(hù)人民群眾的根本利益作為水利發(fā)展的出發(fā)點和落腳點；把實現(xiàn)人水和諧作為水利發(fā)展的核心理念；把水資源配置、節(jié)約和保護(hù)作為水利發(fā)展的工作重心；把統(tǒng)籌兼顧作為水利事業(yè)發(fā)展的根本方法；把因地制宜、分類指導(dǎo)作為深化水利發(fā)展的重要措施；把堅持改革創(chuàng)新作為推進(jìn)水利發(fā)展的不竭動力?！拔鍌€轉(zhuǎn)變”: 在管理理念上，要加快從供水管理向需水管理轉(zhuǎn)變；在規(guī)劃思路上，要加快從無序規(guī)劃向有序規(guī)劃、合理規(guī)劃轉(zhuǎn)變，把水資源合理開發(fā)利用和節(jié)約保護(hù)相結(jié)合，站在全縣水利科學(xué)發(fā)展的高度，科學(xué)謀劃，合理規(guī)劃；在保障措施上，要加快從治

理為主向預(yù)防為主轉(zhuǎn)變；在用水模式上，要加快從粗放利用向高效利用轉(zhuǎn)變，積極探索節(jié)水型社會建設(shè)的模式與途徑，大力推廣運用節(jié)水型器具，倡導(dǎo)文明的生產(chǎn)和消費方式，逐步形成節(jié)約用水的行為規(guī)范和社會風(fēng)尚；在管理手段上，要加快從行政管理向綜合管理轉(zhuǎn)變，積極培育和發(fā)展農(nóng)民用水者協(xié)會，鼓勵群眾參與水利管理、水價制定、水權(quán)轉(zhuǎn)讓等決策。四、實現(xiàn)水利科學(xué)發(fā)展的工作重點

建設(shè)民生水利，推動科學(xué)發(fā)展，就是要切實破解水利發(fā)展難題，實現(xiàn)水利可持續(xù)發(fā)展，不斷滿足人民群眾和生態(tài)環(huán)境建設(shè)對水的需求，以水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展促進(jìn)全縣經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展。當(dāng)前，要破解這些發(fā)展難題，就得從以下幾個方面下功夫：

第一、爭上項目，破解資金難題，在科學(xué)興水上集中突破。當(dāng)前，水利工作既面臨著難得的發(fā)展機遇，也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。就我縣而言，水資源短缺、水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱，農(nóng)村群眾飲水不安全等問題亟待我們?nèi)ソ鉀Q，而目前國家出臺拉動內(nèi)需的投資政策，加大對水利的投資，為我們提供了難得的機遇，我們一定要搶抓機遇，爭上項目，重點圍繞解決農(nóng)村群眾飲水安全、灌區(qū)續(xù)建設(shè)配套、水庫除險加固、中小河流治理等方面積極論證，多方爭取，確保到二0__年解決全縣4.34萬人飲水不安全問題，完成1座小（一）型和5座?。ǘ┬退畮斐U加固任務(wù)，在08年完成達(dá)溪河灌區(qū)改造任務(wù)的基礎(chǔ)上，爭取在20__年完成橫渠灌區(qū)續(xù)建配套任務(wù)，最大程度地發(fā)揮兩河灌區(qū)的灌溉能力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

篇2

關(guān)鍵詞：明渠流；實驗裝置；創(chuàng)新性實驗；實驗平臺；旋轉(zhuǎn)式；水槽

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：16721683（2015）05100803

Development and application of comprehensive experiment platform for rotatable open channel flow

RONG Guiwen，YUAN Yue，XIAO Baiqing，XU Guangquan

（College of Earth and Environment，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China）

Abstract：In order to cultivate the innovative ability of college students and overcome the disadvantages in the experiment device of single open channel flow，such as simple experiment content，occupation of large area，and high cost，a comprehensive experiment platform for rotatable open channel flow was developed based on the conventional hydraulic experiment apparatus and basic principle of fluid flow.The experiment platform used the rotatable method to integrate different open channel flow experiments，which can meet the demand of conducting various conventional open channel flow experiments in the same platform，and the demand of modern teaching including the comprehensive，designed，and innovative training plans.The platform has the advantages of perfect design，complete function，and convenient reestablishment，which is of important significance for the cultivation of innovative talents with water conservancy major.

Key words：open channel flow；experiment device；innovative experiment；experiment platform；rotatable mode；flume

天然河道、人工渠道以及水流未充滿全斷面的管道中的水流都屬于明渠流[1]，明渠流是水力學(xué)研究的重要內(nèi)容。水力學(xué)實驗在水力學(xué)學(xué)科發(fā)展中占有很重要的地位，是整個水力學(xué)理論教學(xué)不可替代的環(huán)節(jié)[23]。然而目前高等學(xué)校的水力學(xué)實驗教學(xué)仍存在諸多與現(xiàn)代高等教育理念不相適應(yīng)之處，例如實驗平臺不完善、功能單一，一個實驗裝置只能滿足一類實驗需要，實驗多為演示性、驗證性實驗，缺乏新意，很難激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的興趣，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力[4]。同時，現(xiàn)有的明渠流實驗裝置存在設(shè)備體積大、占用實驗室面積多、成本高的不足，致使配置的實驗裝置臺套數(shù)都較少，尤其是高校擴招后，傳統(tǒng)的明渠實驗裝置難以滿足實驗教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需要，嚴(yán)重影響工科高校水力學(xué)的實驗教學(xué)和創(chuàng)新驅(qū)動[5]。

本文在研究傳統(tǒng)水力學(xué)實驗裝置和流體運動基本原理的基礎(chǔ)上，采用旋轉(zhuǎn)方式創(chuàng)造性地將多種水力學(xué)明渠試驗集為一身，自主研發(fā)了一套旋轉(zhuǎn)式明渠流綜合實驗平臺。該實驗平臺能夠滿足學(xué)生在同一實驗平臺上進(jìn)行多種常規(guī)水力學(xué)和流體力學(xué)實驗的需求，能夠滿足高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃等現(xiàn)代教學(xué)的要求。

1 綜合實驗平臺

1.1 實驗平臺設(shè)計思路

長期以來，受傳統(tǒng)觀念等方面的限制，水力學(xué)實驗大多以單一的驗證性實驗為主，綜合設(shè)計性實驗幾乎沒有，實驗教學(xué)缺乏靈活性[6]。為了促進(jìn)高等學(xué)校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，增強高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才，高校要高度重視大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃對推動人才培養(yǎng)模式改革的重要意義，重視大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃實施的條件建設(shè)[7]。本文設(shè)計了一種旋轉(zhuǎn)式明渠流綜合實驗平臺，將傳統(tǒng)的多種實驗明渠水槽和回水槽通過旋轉(zhuǎn)軸和弧形固定翼連接構(gòu)成平臺的旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)軸通過兩端支架支撐，旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)主體為四個對稱的旋轉(zhuǎn)明渠水槽和四個對稱的旋轉(zhuǎn)明渠回水槽，旋轉(zhuǎn)明渠回水槽設(shè)置在槽底與旋轉(zhuǎn)軸之間。同時，綜合實驗平臺設(shè)計有水箱和固定明渠系統(tǒng)。裝置的特殊設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)了在一個水箱、一個固定明渠系統(tǒng)和一個旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)組成的實驗平臺上開展多種明渠流實驗的目的，不僅節(jié)約水泵和水箱，而且節(jié)省實驗占地面積和空間，符合我國資源節(jié)約型社會建設(shè)要求。

1.2 實驗平臺結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)式明渠流綜合實驗平臺由水箱、固定明渠系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)三部分組成，見圖1。

1旋轉(zhuǎn)明渠水槽；2明渠水槽底床；3水槽固定翼；4明渠回水槽進(jìn)口；4明渠回水槽出口（三角量水堰）；5旋轉(zhuǎn)軸；6升降閥；7支架；8水泵；9壓力管道；10刻度尺；11儲水箱；12消能罩；13溢水回流管；14溢水過渡箱；15支架；16螺紋桿；17擋板滑動槽；18有機玻璃擋板；19穩(wěn)水箱（源頭）；20梯形水流出口；21固定明渠水槽；22水槽銜接縫（卡槽）；23活動水位測針；24測針滑動架。

圖1 實驗平臺結(jié)構(gòu)立體圖

Fig.1 Stereogram of experiment platform

水箱為兩層、三箱結(jié)構(gòu)，包括下層的儲水箱、上層的穩(wěn)水箱和溢流箱，在儲水箱靠近固定明渠水槽一側(cè)的壁面上設(shè)有三角量水堰，三角量水堰與固定明渠回水槽出水口連通，在穩(wěn)水箱靠近固定明渠水槽一側(cè)的壁面上設(shè)有梯形出水口，儲水箱和穩(wěn)水箱通過壓力管連通，壓力管上設(shè)有抽水泵，儲水箱和溢流箱通過溢水回流孔連通，穩(wěn)水箱和溢流箱之間通過在擋板活動槽中活動的溢流板分隔，明渠中的流量通過旋轉(zhuǎn)螺紋桿調(diào)節(jié)溢流板高度來控制。

固定明渠系統(tǒng)位于水箱和旋轉(zhuǎn)明渠水槽之間，由固定明渠水槽、固定明渠回水槽構(gòu)成，固定明渠水槽位于固定明渠回水槽正上方，固定明渠水槽截面為梯形，固定明渠回水槽截面為弧形，固定明渠水槽的進(jìn)水口一端連接固定在穩(wěn)水箱的梯形出水口，固定明渠回水槽出水口與儲水箱上的三角量水堰連通。

旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)主體為四個對稱的旋轉(zhuǎn)明渠水槽和四個對稱的旋轉(zhuǎn)明渠回水槽。如圖2所示，相鄰的明渠水槽和明渠回水槽之間通過30°弧形固定翼和旋轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)明渠回水槽設(shè)置在槽底與旋轉(zhuǎn)軸之間，旋轉(zhuǎn)軸兩端通過支架支撐。明渠水槽和明渠回水槽之間是明渠試驗水槽底床，每個明渠水槽的槽底末端均設(shè)置有許多出水孔，出水孔與明渠回水槽進(jìn)口相通，在明渠水槽和明渠回水槽右端設(shè)有擋水板。在旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)靠近固定明渠系統(tǒng)的一端設(shè)有用于密封銜接的橡皮圈和卡扣。旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)每次旋轉(zhuǎn)90°后，其中一個旋轉(zhuǎn)明渠水槽恰好與固定明渠水槽完全吻合，明渠通過橡皮圈和卡扣密封銜接后連接為一個整體，相應(yīng)的回水槽也連接為一整體，并與水箱相通組成一個可循環(huán)系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)明渠水槽底坡可調(diào)節(jié)1°～5°，不同的旋轉(zhuǎn)明渠水槽中設(shè)置不同類型的水工建筑物。旋轉(zhuǎn)明渠上的活動水位測針用來測量明渠中的水位。通過儲水箱外壁的刻度尺讀數(shù)和三角量水堰流公式[8]計算明渠水流流量。

圖2 旋轉(zhuǎn)明渠橫截面

Fig.2 Cross section of rotatable open channel

1.3 實驗平臺功能

1.3.1 開展常規(guī)明渠流實驗

利用該綜合實驗平臺提供的水箱、固定明渠系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)，學(xué)生在此實驗平臺上進(jìn)行簡單改裝，即可完成常規(guī)性明渠流實驗和測量實驗[5，911]。

在水力學(xué)中，把頂部溢流的泄水建筑物稱為堰，過堰的水流，當(dāng)沒有受到閘門控制時為堰流。堰流的特點是水流的上方為僅受重力作用而降落的連續(xù)變化的光滑曲面，水流的下方受到堰體型的控制。堰流的過流能力與堰的體型有很大的關(guān)系，不同體型的堰，其堰上水流的形態(tài)也不同。在某一條旋轉(zhuǎn)明渠水槽中分批設(shè)置不同體型的薄壁堰、實用堰和寬頂堰，能夠開展矩形薄壁堰流實驗、三角形薄壁堰流實驗、曲線型實用堰流實驗、折線型實用堰流實驗、寬頂堰流實驗以及寬頂堰的堰頂水深實驗。

在水利工程中，為控制過堰流量，常在堰頂安裝閘門，當(dāng)過堰的水流受到閘門控制時為閘孔出流。閘孔出流的特點是水流上方受閘門控制形成不連續(xù)變化的曲面，水流下方受到堰體型的控制。影響閘孔過流能力的主要因素不僅有堰的體型，還有閘門的型式和控制方式。為了觀察閘孔出流現(xiàn)象，可以在另一條旋轉(zhuǎn)明渠水槽中分批設(shè)置平板閘門和弧形閘門，開展平板閘門流量實驗、弧形閘門流量實驗。

圓柱繞流問題是研究流體繞物體流動的典型水動力學(xué)問題。通過實驗測量實際流體繞圓柱流動時的表面壓強分布規(guī)律，能夠更好地幫助學(xué)生理解圓柱繞流中的前后駐點、最小壓強點、壓強系數(shù)特征，觀察圓柱后部發(fā)生的流動分離現(xiàn)象。在第三條旋轉(zhuǎn)明渠水槽中設(shè)置不同數(shù)量、不同布局的圓柱，可以開展圓柱繞流實驗。

水躍和水跌是明渠非均勻流中常見的急流與緩流過度的急變流。當(dāng)明渠中的水流由急流過渡到緩流時，會產(chǎn)生一種水面突然躍起、劇烈旋滾的水躍現(xiàn)象，常發(fā)生于泄水建筑物的下游；當(dāng)處于緩流狀態(tài)的明渠水流遇到陡坡或突然擴大的渠道斷面時，水面會迅速降落產(chǎn)生一種由緩流向急流過渡的水跌現(xiàn)象。在第四條旋轉(zhuǎn)明渠水槽設(shè)置潛壩或跌坎，觀察明渠的水躍和水跌現(xiàn)象。

1.3.2 開展設(shè)計性明渠流實驗

實驗設(shè)計訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的有效手段，該綜合實驗平臺具有開展水力學(xué)相關(guān)的設(shè)計性、創(chuàng)新性明渠流實驗的功能。如，在旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)中，布置模型沙進(jìn)行泥沙推移（跳躍、滾動、滑動）運動和懸移運動等觀察實驗和量測實驗[12]，設(shè)置丁壩、順壩或鎖壩開展水工整治建筑物附近流場、自由水面變化和紊動現(xiàn)象等觀察實驗[13]，布置水草開展植被水流運動特性實驗[14，15]，增加消能工開展底流消能、挑流消能和面流消能等消能演示實驗[16]，修改溢流堰剖面形狀開展壩體優(yōu)化等探索性實驗，在明渠水槽中布置彎道開展彎道水流運動綜合實驗 [17]。學(xué)生通過自行設(shè)計、改造和加工模型，能夠激發(fā)自身的主動性、積極性和創(chuàng)造性，能夠從自身所長與興趣出發(fā)，積極參與實驗實踐活動，在探索、研究、創(chuàng)新的實踐訓(xùn)練過程中，提出自己的觀點與見解。

2 實驗平臺使用模式與實踐

2.1 實驗平臺使用模式

在綜合實驗平臺的使用過程中，堅持“開放式、啟發(fā)式”實驗?zāi)Ｊ?，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主動性、能動性和創(chuàng)造性，促進(jìn)學(xué)生主動探索性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實驗平臺的使用模式可歸納如下。（1）使用前，教師提出實驗?zāi)康暮鸵?，學(xué)生自行擬定實驗方案、設(shè)計實驗思路。這一階段注重培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。（2）使用中，學(xué)生獨立摸索實驗平臺水箱、固定明渠系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)各組成部件的功能和使用方法，根據(jù)擬定的實驗方案、實驗思路親自動手實施，必要時，允許學(xué)生自己制作、改裝相應(yīng)的部件進(jìn)行探索性實驗。這一階段注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力。（3） 使用后，學(xué)生獨立從實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象中分析相關(guān)實驗的水動力特性，查閱國內(nèi)外相關(guān)實驗資料，撰寫實驗報告，并做實驗成果匯報。這一階段注重培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和表達(dá)能力。對有創(chuàng)新性的實驗成果，教師鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文，在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表或在學(xué)術(shù)會議上交流。

2.2 實驗平臺應(yīng)用實踐

綜合實驗平臺建成以來，先后開展了一系列的綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗研究，取得了非常理想的教學(xué)成果。許多師生在此實驗平臺上進(jìn)行了“曲線型實用堰剖面設(shè)計實驗”、“折線型實用堰剖面設(shè)計實驗”、“平板閘門流量實驗”、“弧形閘門流量實驗”和“明渠水躍和水跌實驗”等自主創(chuàng)新性實驗，完成了多篇畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文。目前，學(xué)生正在該實驗平臺上進(jìn)行智能化操作的探索研究。

3 結(jié)語

本文介紹了由水箱、固定明渠系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)明渠系統(tǒng)組成的旋轉(zhuǎn)式明渠流綜合實驗平臺，通過旋轉(zhuǎn)和對接方式將不同的明渠水槽及相應(yīng)的明渠回水槽與同一個固定明渠系統(tǒng)貫通，實現(xiàn)了僅在一個水箱、一個水泵提供水源的前提下進(jìn)行一系列明渠水流自主創(chuàng)新設(shè)計實驗研究的目的，克服了傳統(tǒng)明渠流實驗裝置功能單一、占地面積大、建設(shè)成本高等缺點，為水力學(xué)傳統(tǒng)基礎(chǔ)實驗教學(xué)向綜合設(shè)計性實驗教學(xué)轉(zhuǎn)變提供了新思路。具有系統(tǒng)靈活、改造方便、水資源節(jié)約、功能強大和適應(yīng)性強等特點，有重要的實用價值及推廣應(yīng)用前景。

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篇3

關(guān)鍵詞: 化學(xué)需氧量；生化處理；序批式活性污泥法；折流式厭氧反應(yīng)器

0 引言

中海石油（中國）有限公司湛江分公司潿洲終端處理廠于1998年8月正式建成投產(chǎn)，是中海油湛江分公司第一個自營綜合性油氣處理終端。潿洲終端廠原有的電解法污水處理工藝在除油、脫硫、懸浮物等方面有較好的處理效果，曾一度滿足了小排量污水COD（化學(xué)需氧量）處理的要求。但是舊的COD電解處理方法存在處理量少（日處理量80立方米左右）、維修工作量大、維修成本高、操作不方便等缺陷。隨著油氣田不斷地勘探開發(fā)生產(chǎn)和油田綜合含水的上升，生產(chǎn)污水量也逐年增加（2005年已達(dá)1000立方米），原來的COD電解處理工藝已滿足不了實際生產(chǎn)的需要，對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行擴容和尋求新的處理技術(shù)勢在必行。

1 終端污水特性的試驗研究

污水生物處理技術(shù)是利用污水中的細(xì)菌、真菌以及原生動物、后生動物等微生物的作用，分解污水中的污染物，從而實現(xiàn)污水凈化。按照污水生物處理的條件，又可分為：厭氧生物處理和好氧生物處理兩種。

中海油湛江分公司與桂林工學(xué)院于2002年7月22日簽定了關(guān)于“潿洲終端處理廠污水CODCr環(huán)保達(dá)標(biāo)研究”的合同。桂林工學(xué)院資源與環(huán)境工程系隨后成立了研究項目組，并根據(jù)合同的要求立即開展工作。經(jīng)過多次采集潿洲終端處理廠污水，分析化驗、在實驗室完成了多項實驗后，又在現(xiàn)場開展了兩個多星期的試驗。為獲得更加全面、準(zhǔn)確的資料，研究項目組于2004年先后3次采集潿洲終端處理廠污水，系統(tǒng)研究了溫度和厭氧處理時間對污水處理效果的影響。研究表明：

（1）潿洲終端處理廠污水COD為150～400mg/L，并具有鹽度高，含硫化物高，水質(zhì)水量均變化較大的特點。

（2）污水中BOD/CODcr的比值為0.38，具較好的可生化性，通過對微生物的馴化，可 以用生化法處理污水。但單一的厭氧生化處理和好氧生化處理均不能達(dá)標(biāo)。而厭氧—好氧聯(lián)合處理后的出水CODcr為15～85mg/L，完全可以實現(xiàn)CODcr達(dá)標(biāo)。

（3）化學(xué)混凝可去除20%的COD，化學(xué)混凝—活性碳吸附聯(lián)合處理可去除44%的COD，但處理后的出水均不能達(dá)標(biāo)。

（4）在30-50度的范圍內(nèi)，溫度對厭氧處理效果無明顯影響。

2 污水處理技術(shù)方案的對比研究

厭氧+好氧組合工藝目前廣泛的應(yīng)用于中高濃度、難降級的有機廢水。目前國內(nèi)外厭氧反應(yīng)器應(yīng)用的主要類型有厭氧濾池（AF）、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）、厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器（EGSB）等。好氧反應(yīng)器主要有接觸氧化池、SBR反應(yīng)器、氧化溝。曝氣生物濾池等。鑒于本設(shè)計的水質(zhì)水量特征，設(shè)計初步確定兩個處理方案，并通過實驗運行，評價其處理效果。

（1）方案一：UASB＋SBR組合工藝處理含油廢水

UASB反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器串連運行。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器是荷蘭的Lettinga教授研究開發(fā)的一種高效厭氧生物處理反應(yīng)器，其上部設(shè)置氣、固、液三相分離器，下部為污泥懸浮層區(qū)和污泥床區(qū)，廢水用泵連續(xù)或脈沖由反應(yīng)器底部均勻進(jìn)入污泥床區(qū)，與厭氧顆粒污泥充分接觸反應(yīng)，有機物被厭氧微生物分解成沼氣。液體、氣體與固體形成混合液流上升至裝配式三相分離器，使三者很好地分離，顆粒污泥回流到污泥床內(nèi)，沼氣通過導(dǎo)管流入沼氣柜，處理過的水由出水槽排走。反應(yīng)過程約80％以上的有機物被轉(zhuǎn)化為沼氣，完成廢水處理過程

序批式活性污泥法（簡稱為SBR工藝）是近年來引起國內(nèi)外廣泛重視、研究和應(yīng)用日趨增多的好氧生化工藝之一。其工作核心是SBR反應(yīng)池，該池集水質(zhì)均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一體，整個工藝簡潔，運行操作可通過自動控制裝置完成，管理簡單，投資省。

SBR工藝的序批式包含兩層含義：一是運行操作在空間上按序列、間歇的方式進(jìn)行，由于污水大都是連續(xù)或半連續(xù)排放，處理系統(tǒng)中至少需要兩個或多個反應(yīng)器交替運行，因此，從總體上污水是按順序依次進(jìn)入每個反應(yīng)器，而各反應(yīng)器相互協(xié)調(diào)作為一個有機的整體完成污水凈化功能，但對每一個反應(yīng)器則是間歇進(jìn)水和排水；二是每個反應(yīng)器的運行操作分階段、按時間順序進(jìn)行，典型的SBR工藝的一個完整的運行周期由五個階段組成，即進(jìn)水階段、反應(yīng)階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段，從第一次進(jìn)水開始到第二次進(jìn)水開始稱為一個工作周期。

進(jìn)水階段是反應(yīng)池在短時間內(nèi)接納需要處理的污水，同時起到調(diào)節(jié)和均質(zhì)的作用，此階段可曝氣或不曝氣。反應(yīng)階段是停止進(jìn)水后的生化反應(yīng)過程，根據(jù)需要可在好氧和缺氧條件下進(jìn)行，也可兩種條件下交替進(jìn)行，但一般以好氧為主。沉淀階段停止曝氣，進(jìn)行泥水分離。經(jīng)過一定時間的沉淀，進(jìn)入排水階段，利用排水裝置將上清液排出反應(yīng)池。排水結(jié)束到第二次進(jìn)水的時間間隔為閑置階段，這一階段曝氣或不曝氣均可，此時通常不進(jìn)水，而是通過內(nèi)源呼吸作用使微生物的代謝速度和吸附能力得到恢復(fù)，為下一個周期創(chuàng)造良好的初始條件。在每一個運行周期內(nèi)，各階段的運行參數(shù)都可以根據(jù)污水水質(zhì)和出水指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，并且可根據(jù)實際情況省去其中的某一階段，還可以把反應(yīng)期與進(jìn)水期合并，或在進(jìn)水階段同時曝氣等，系統(tǒng)的運行方式十分靈活。

（2）方案二：ABR＋SBR組合工藝處理含油廢水。

厭氧擋板式反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器串連運行。折流式厭氧反應(yīng)器（Anaerobic Baffled Reactor）是Bachman和McCarty等人于1982年前后提出的一種新型高效厭氧反應(yīng)器。厭氧擋板式反應(yīng)器內(nèi)部垂直于水流方向設(shè)多塊擋板來保持反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度以減少水力停留時間。擋板把反應(yīng)器分為若干個上向流室和下向流室。上向流室比較寬，便于污泥聚集，下向流室比較窄，通往上向流的導(dǎo)板下部邊緣處加 60°的導(dǎo)流板，便于將水送至上向流室的中心，使泥水充分混合保持較高的污泥濃度。當(dāng)污水COD濃度高時，為避免出現(xiàn)揮發(fā)性有機酸濃度過高，減少緩沖劑的投加量和減少反應(yīng)器前端形成的細(xì)菌膠質(zhì)的生長，處理后的水進(jìn)行回流，使進(jìn)水COD稀釋至大約5～10g/L，當(dāng)污水COD濃度較低時，不需進(jìn)行回流

雖然在構(gòu)造上ABR可以看作是多個UASB反應(yīng)器的簡單串聯(lián)，但工藝上與單個UASB有顯著不同。UASB可近似地看作是一種完全混合式反應(yīng)器，而ABR則更接近于推流式工藝。與Lettinga提出的SMPA[1]工藝對比，可以發(fā)現(xiàn)ABR幾乎完美地實現(xiàn)了該工藝的思路要點。首先，擋板構(gòu)造在反應(yīng)器內(nèi)形成幾個獨立的反應(yīng)室，在每個反應(yīng)室內(nèi)馴化培養(yǎng)出與該處的環(huán)境條件相適應(yīng)的微生物群落。例如ABR用以處理葡萄糖為基質(zhì)的廢水時，第一格反應(yīng)室經(jīng)過一段時間的馴化，將形成以酸化菌為主的高效酸化反應(yīng)區(qū)，葡萄糖在此轉(zhuǎn)化為低級脂肪酸（VFA），而其后續(xù)反應(yīng)室將先后完成各類VFA到甲烷的轉(zhuǎn)化。通過熱力學(xué)分析可知，細(xì)菌對丙酸和丁酸降解只有在環(huán)境H2分壓較低的情況下才能進(jìn)行[2]，而有機物酸化階段是H2的主要來源，產(chǎn)甲烷階段幾乎不產(chǎn)生H2。與單個UASB中酸化和產(chǎn)甲烷過程融合進(jìn)行不同，ABR反應(yīng)器有獨立分隔的酸化反應(yīng)室，酸化過程產(chǎn)生的H2以產(chǎn)氣形式先行排除，因此有利于后續(xù)產(chǎn)甲烷階段中丙酸和丁酸的代謝過程在較低的H2分壓環(huán)境下順利進(jìn)行，避免了丙酸、丁酸過度積累所產(chǎn)生的抑制作用。由此可以看出，在ABR各個反應(yīng)室中的微生物相是隨流程逐級遞變的，遞變的規(guī)律與底物降解過程協(xié)調(diào)一致，從而確保相應(yīng)的微生物相擁有最佳的工作活性。其次，同傳統(tǒng)好氧工藝相比，厭氧反應(yīng)器的一個不足之處是系統(tǒng)出水水質(zhì)較差，通常需要經(jīng)過后續(xù)處理才能達(dá)標(biāo)排放。而ABR的推流式特性可確保系統(tǒng)擁有更優(yōu)的出水水質(zhì)，同時反應(yīng)器的運行也更加穩(wěn)定，對沖擊負(fù)荷以及進(jìn)水中的有毒物質(zhì)具有更好的緩沖適應(yīng)能力。值得指出的是，ABR推流式特點也有其不利的一面，在同等的總負(fù)荷條件下與單級的UASB相比，ABR反應(yīng)器的第一格不得不承受遠(yuǎn)大于平均負(fù)荷的局部負(fù)荷。以擁有五格反應(yīng)室的ABR為例，其第一格的局部負(fù)荷為其系統(tǒng)平均負(fù)荷的5倍，如何降低局部負(fù)荷過載的不利影響還有待于深入探討。

ABR的工藝特性與其水力特性緊密相關(guān)。對于ABR的水力學(xué)特性，A.Grobicki、D.C.Stuckey和天津大學(xué)的郭靜[3]研究表明：ABR反應(yīng)器在沒有回流和攪拌的條件下，混合效果良好，死區(qū)百分率低。反應(yīng)死區(qū)可以分為生物死區(qū)和水力死區(qū)，生物死區(qū)來源于污泥所占的體積以及污泥對水力條件的改變；水力死區(qū)則可通過改善反應(yīng)器構(gòu)造設(shè)計而減小。在單個反應(yīng)室內(nèi)，水力特性接近于完全混合式，而從整體效果上看，則近似于推流式。由于ABR的水力特性較復(fù)雜，二者均未能就其流態(tài)提出一個較好的數(shù)學(xué)模型。其水力死區(qū)的計算借用了化學(xué)反應(yīng)工程中反應(yīng)器的流態(tài)模型，其合理性尚待進(jìn)一步考證。

關(guān)于ABR的工藝特性研究，最早是由A.Bachman和P.L.McCarty等人所做。ABR反應(yīng)器運行時污泥床層（常為顆粒污泥）處于流化狀態(tài)，廢水中基質(zhì)的降解和微生物代謝產(chǎn)物的排除均須經(jīng)由顆粒污泥表面通過擴散作用完成。試驗中ABR的負(fù)荷可高達(dá)36gCOD/L。此外W.P.Barber和D.C.Stuckey[4]研究了ABR的啟動特性，結(jié)果表明，固定進(jìn)水基質(zhì)濃度而逐步縮短HRT的啟動方式優(yōu)于固定HRT而逐漸增大進(jìn)水基質(zhì)濃度的啟動方式。另外，ABR對水力負(fù)荷沖擊響應(yīng)迅速但恢復(fù)卻快于濃度負(fù)荷沖擊。在高水力負(fù)荷條件下，反應(yīng)器內(nèi)的短流現(xiàn)象是造成污泥流失的主要原因。A.Grobicki和D.C.Stuckey[5]研究了以葡萄糖為基質(zhì)的ABR在穩(wěn)定狀態(tài)和沖擊負(fù)荷情況下的運行特性，系統(tǒng)分析了酸化過程以及甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等中間產(chǎn)物在不同運行狀態(tài)下沿流程的分布積累狀況。與其它反應(yīng)器在沖擊負(fù)荷條件下不同的是，ABR中甲酸并非是很重要的電子受體。此外，無論是在水力或是在濃度負(fù)荷沖擊下，ABR均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性能，因此有可能適用于工業(yè)廢水處理。

（3）方案比選。

根據(jù)潿州終端處理廠污水平流式厭氧處理實驗報告，UASB+SBR聯(lián)合處理含油廢水實驗結(jié)果，ABR+SBR聯(lián)合處理實驗結(jié)果

對比UASB+SBR組合工藝、ABR+SBR組合工藝處理含油廢水實驗結(jié)果，從工藝的運行管理，處理效果、耐沖擊負(fù)荷等方面對兩個方案進(jìn)行比較。比選方案的主要區(qū)別在厭氧處理反應(yīng)器的選擇上，兩種不同厭氧反應(yīng)器比較如下：

①構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)：UASB池體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其三相分離器對設(shè)計要求較高，且單反應(yīng)器存在明顯的床體水流溝流的現(xiàn)象；ABR反應(yīng)器采用多格室結(jié)構(gòu)代替單室反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，無專用的氣固液分離系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單。

②反應(yīng)啟動時間：UASB污泥馴化期40天以上，不宜間歇運行，污泥床破壞后重新啟動困難；ABR污泥馴化期在20天左右，各隔室的微生物隨流程逐級遞變，可間歇運行。

②設(shè)計、運行管理：UASB的三相分離器對設(shè)計和運行的要求較高，處理低濃度污水時，有機物濃度低，產(chǎn)氣量少，污泥間無良好的間隙性，有機物和污泥的傳質(zhì)作用較差，處理效率受到一定限制，且為使UASB布水均勻，反應(yīng)需設(shè)攪拌器使泥水充分接觸，這在實際工程中較難控制。ABR不需要專門的布水系統(tǒng)，也不需要設(shè)置專用三相分離器，其運行管理簡單。

④成本及運行費用：根據(jù)有關(guān)資料顯示，在處理相同負(fù)荷的有機廢水，UASB與ABR相比，一次性成本和常年運行費用均較高。

綜合以上分析研究成果及現(xiàn)場試驗，雖然實驗結(jié)果說明UASB+SBR組合工藝、ABR+SBR組合工藝都能有效地處理本設(shè)計含油廢水，但厭氧段宜采用處理原理和效果相似，且運行管理方便的ABR反應(yīng)器。最后確定了處理的最佳方案為：原水調(diào)節(jié)池厭氧生化好氧生化沉淀（過濾）出水。其中，反應(yīng)體系中，厭氧生化處理采用了平流式厭氧處理法。

3 污水生化處理系統(tǒng)工藝原理

根據(jù)潿州終端處理廠污水處理小試、中試報告，污水通過采用化學(xué)混凝法處理、好氧處理、厭氧+好氧組合工藝對比實驗確定污水處理以生物處理技術(shù)為主體，采用“厭氧+好氧＋過濾”工藝，污水首先進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧處理，厭氧池設(shè)計采用“折流板式厭氧反應(yīng)器”（ABR），該反應(yīng)器的設(shè)計水力停留時間為36小時，原污水利用厭氧微生物（主要是厭氧菌）將廢水中的可溶性的高分子有機物和不溶性有機物降解為低分子的有機酸、醇及二氧化碳、氨、硫化氫等氣體，并放出細(xì)菌生長、活動所需的能量。污水中的有機物得到降解的同時廢水的可生化性得到改善，COD去除率為20%～30%。厭氧出水再泵入“序批式生物反應(yīng)器”（SBR）內(nèi)進(jìn)行好氧生化處理，SBR設(shè)計的運行周期為12h（進(jìn)水1h，曝氣8h，沉淀2h，排水1h）。剩余污泥進(jìn)入濃縮池濃縮處理后經(jīng)過脫水處理后將泥餅外運填埋處理。SBR處理出水通過潷水裝置排入過濾池，經(jīng)過濾池的濾料層后截留了SBR池出水中可能殘留的懸浮顆粒。過濾池處理后出水經(jīng)儲水池后達(dá)標(biāo)排放

（1） 本工藝采用生化（ABR+SBR）組合工藝對污水進(jìn)行處理。污水進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧處理，再泵入SBR池內(nèi)好氧生化處理，污泥回流至厭氧反應(yīng)池，多余污泥進(jìn)入濃縮池濃縮處理后經(jīng)過脫水處理后將泥餅外運填埋處理。處理后出水經(jīng)貯水池后達(dá)標(biāo)排放。

（2）工藝采用了處理技術(shù)工藝成熟，所設(shè)各構(gòu)筑物的功能明確，組合合理，處理過程中運行穩(wěn)定，操作簡單，便于管理，通過各構(gòu)筑物的綜合處理，相關(guān)指標(biāo)可達(dá)到國家污水綜合排放的一級標(biāo)準(zhǔn)。

（3）SBR反應(yīng)池特點：SBR反應(yīng)池設(shè)置多個反應(yīng)池，其運行操作在空間上按序列、間歇的方式進(jìn)行，污水采用連續(xù)處理排放；反應(yīng)池運行靈活，在一個運行周期內(nèi)，各階段的運行參數(shù)都可以根據(jù)污水水質(zhì)和出水指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。

（4）ABR反應(yīng)池特點：采用多格室結(jié)構(gòu)代替單室反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，無專用的氣固液分離系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單；不需要專門的布水系統(tǒng)，也不需要設(shè)置專用三相分離器，其運行管理簡單；反應(yīng)啟動時間，ABR污泥馴化期在50天左右，各隔室的微生物隨流程逐級遞變，可間歇運行。

（5）成本及運行費用：根據(jù)有關(guān)資料顯示，在處理相同負(fù)荷的含油有機廢水，SBR＋ABR工藝，一次性成本和常年運行費用均較低。

4 污水處理效果分析

潿洲終端污水處理項目于2005年8月1日正式開工建造，2006年4月28日全面竣工投用，采用的“厭氧 + 好氧 ＋ 過濾” 處理含油污水工藝，是集各成熟、高效處理單元的合理組合，經(jīng)過三年時間的運行證明，本污水處理流程耐沖擊負(fù)荷、操作簡便、運行穩(wěn)定。同舊的污水處理裝置相比較，污水處理量滿足了現(xiàn)場的實際需要，節(jié)約了大量的電力資源、減輕了操作難度、減少了大量的設(shè)備維修和維修成本。經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站的多次監(jiān)測結(jié)果表明，經(jīng)過生化處理后的污水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)，符合國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。

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篇4

[關(guān)鍵詞]環(huán)境監(jiān)測 教學(xué)體系 教學(xué)優(yōu)化

環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境質(zhì)量評價的基礎(chǔ)、環(huán)境工程治理效果判定的手段、環(huán)境規(guī)劃與管理的工具，環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學(xué)的一個重要分支學(xué)科。因此，環(huán)境監(jiān)測課程是環(huán)境科學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課，是構(gòu)成諸多后續(xù)課程的基礎(chǔ)性支撐平臺之一[1]。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握環(huán)境監(jiān)測的方法，環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量保證體系，為學(xué)生畢業(yè)后到環(huán)境管理等部門從事環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境監(jiān)測、評價和環(huán)境治理等工作打下基礎(chǔ)。因此，在環(huán)境監(jiān)測課程教學(xué)過程中， 努力構(gòu)建 “ 理論 ― 實踐” 一體化的課程教學(xué)優(yōu)化體系。

一、注重教材建設(shè)，整合優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

1.選好教材

教材作為教師與學(xué)生之間教與學(xué)的橋梁， 是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的知識載體[3]。選擇具有系統(tǒng)、完整的知識體系和反映本學(xué)科領(lǐng)域最新成就的優(yōu)秀教材， 是確保教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。目前出版的適合高等教育的“環(huán)境監(jiān)測”教材有：奚旦立主編的《環(huán)境監(jiān)測》（第四版）[4]、吳忠標(biāo)主編的《環(huán)境監(jiān)測》（第四版）[5]和陳玲主編的《環(huán)境監(jiān)測》（第五版）[6]。通過比較各教材內(nèi)容與優(yōu)勢，結(jié)合我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)與要求，選取奚旦立等編寫的《環(huán)境監(jiān)測》（第四版）作為教材，該教材能全面的反映環(huán)境監(jiān)測的基本理論與監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，充分體現(xiàn)了國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測的新成果，克服了以前教材知識的滯后性，為教學(xué)質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)，是環(huán)境類專業(yè)教材優(yōu)選對象。

由于不同的教材其內(nèi)容的側(cè)重點不同，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也不盡相同，我們在指定教材的同時，為學(xué)生指定多種側(cè)重點不同的參考用書，如《水和廢水監(jiān)測分析方法》[7]《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》[8]等， 使監(jiān)測方法根據(jù)監(jiān)測對象不同而更加具體和詳細(xì)，教學(xué)內(nèi)容更為充實，使學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)中獲得了新知識，拓寬了視野[9]。

2.整合優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

《環(huán)境監(jiān)測》課程是由“污染源監(jiān)測”、“區(qū)域環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測”、“環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證”三個學(xué)習(xí)模塊組合而成。在教學(xué)內(nèi)容上，筆者采取“匯”、“增”、“刪”、“解”措施對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化。“匯”是在把握教材的基礎(chǔ)上，將教學(xué)內(nèi)容融匯為以下幾個部分：6大監(jiān)測（包括水質(zhì)監(jiān)測、大氣監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、土壤監(jiān)測、固體廢棄物監(jiān)測、生物監(jiān)測，其中水質(zhì)監(jiān)測、大氣監(jiān)測、噪聲監(jiān)測為主導(dǎo)監(jiān)測）；環(huán)境監(jiān)測系 統(tǒng)分析方法與技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量保證?！霸觥笔窃黾颖匾男轮R新內(nèi)容，主要增加了近年來監(jiān)測新方法、新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)合西寧實際監(jiān)測案例設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力?！皠h”即刪除一些相同的測定步驟及陳舊的監(jiān)測方法?！敖狻笔菍⒔?jīng)過“匯”、“增”、“刪”后的教學(xué)內(nèi)容再分解為“教學(xué)部分”和“自學(xué)部分”，突出重點與難點。通過不斷調(diào)整、更新教學(xué)內(nèi)容， 逐步形成自己獨具特色的教學(xué)體系和教學(xué)藝術(shù)，保證學(xué)生掌握環(huán)境監(jiān)測課程的主要知識點和基礎(chǔ)理論。

二、改革教學(xué)方法

在教學(xué)方法上，以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和參與性為目的，強調(diào)理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重，重視在實踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)組織形式具體包括課堂教學(xué)、課堂討論、課程作業(yè)、實踐教學(xué)等方式。

1.采用“學(xué)中做，做中學(xué)，邊做邊學(xué)”的教學(xué)方法[1]，實施以能力建設(shè)為目標(biāo)，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的“引導(dǎo)法”教學(xué)，輔以講練結(jié)合法，漸進(jìn)式教學(xué)等多種教學(xué)方法，生動教學(xué)過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。如實驗“大氣中二氧化硫的測定”，我們嘗試讓學(xué)生先做實驗， 讓學(xué)生先熟悉儀器結(jié)構(gòu)和采樣測定的具體操作，實驗完畢后再由教師講解實驗原理、儀器結(jié)構(gòu)等理論知識，這樣加深了學(xué)生的理解，收到了較好的教學(xué)效果。

2.運用多媒體，采用課件方式進(jìn)行課堂直觀教學(xué)。環(huán)境監(jiān)測課程內(nèi)容中涉及很多監(jiān)測儀器的構(gòu)造、監(jiān)測點位的布設(shè)、在線監(jiān)測等具體而抽象的問題，通過多媒體教學(xué)既可彌補實驗室儀器的不足，還利于擴大信息量和拓展知識面，增加教學(xué)的形象性、動態(tài)性、直觀性，從而提高教學(xué)效果[9]。改進(jìn)教學(xué)手段是本課程建設(shè)的一個重點，是變抽象枯燥為生動形象直觀的主要途徑。從2003級環(huán)境科學(xué)專業(yè)開始，教研室開始自制幻燈片（PPT），同時結(jié)合多媒體影象加強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容組織學(xué)生觀看、討論，既活躍了課堂氣氛，開拓了學(xué)生思維，又極大地提高了教學(xué)信息量和教學(xué)效果。

3.在教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)手段。在開發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)方面，我們給予了高度重視。在教學(xué)過程中較好地應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)和計算機輔助教學(xué)等現(xiàn)代教育技術(shù)?！董h(huán)境監(jiān)測》課程上網(wǎng)資料包括教學(xué)大綱、電子教案、課件、實驗指導(dǎo)、習(xí)題集等教學(xué)資料，同時準(zhǔn)備開設(shè)網(wǎng)上答疑、課程資料下載等欄目，這些都為學(xué)生提供了多種可供選擇的學(xué)習(xí)方式。教學(xué)資源上網(wǎng)將很好地解決學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、自學(xué)、以及由于課堂信息量大給學(xué)生做筆記帶來一定困難（可以下載打印后作為筆記底稿）等問題，并有助于形成教學(xué)過程和課程建設(shè)自我完善、自我管理、健康發(fā)展的機制。

通過上述教學(xué)方法改革，環(huán)境監(jiān)測課程取得較好的教學(xué)效果，在學(xué)生和教師中獲得了一致好評。

三、加強實踐教學(xué)

環(huán)境監(jiān)測是一門實踐性很強的課程，實驗教學(xué)占了較高的比例。為切實提高學(xué)生實驗?zāi)芰Γ倚－h(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)安排16學(xué)時，共開設(shè)8個實驗項目。在實驗教學(xué)過程中， 我們經(jīng)過近幾年的教學(xué)實踐，構(gòu)筑了“3+1”的實踐教學(xué)體系，即“綜合性大實驗為主、強化綜合性、設(shè)計性實驗、基礎(chǔ)實驗為輔，外加科研訓(xùn)練”的實驗體系，并建立了合理的實驗管理體系， 形成了該課程實驗教學(xué)的特色。

1.注重基本實驗技能訓(xùn)練

針對學(xué)生動手能力比較薄弱，我校在基礎(chǔ)性實驗教學(xué)中做了積極的探索。在做實驗前，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容；在實驗過程中，老師不再單純地講實驗原理、目的、方法，而主要講實驗步驟、關(guān)鍵環(huán)節(jié)及實驗中注意事項；實驗前在教師監(jiān)督與指導(dǎo)下，適當(dāng)時讓學(xué)生自己動手配制一部分藥品溶液；而對一些環(huán)境監(jiān)測分析儀器的使用，都是讓學(xué)生自己熟悉使用原理和操作步驟。學(xué)生通過這一系列的實驗訓(xùn)練，大大提高了學(xué)生的基本實驗技能。

2.增開綜合性、設(shè)計性實驗

以往課程實驗內(nèi)容多以驗證性和示范性實驗內(nèi)容為主，學(xué)生的興趣及主觀能動性不能充分調(diào)動，造成教學(xué)資源的浪費。開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和科研素質(zhì)的重要途徑[11]。我校環(huán)境類專業(yè)開設(shè)的綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容豐富，內(nèi)容涵蓋地表水、生活垃圾、大氣等的監(jiān)測及污染處理方法等諸多領(lǐng)域，根據(jù)學(xué)生的興趣及愛好選擇部分內(nèi)容，學(xué)生與教師對實驗內(nèi)容進(jìn)行討論和修改后制定初步的實驗方案，按照“以學(xué)生為主、教師指導(dǎo)為輔”的原則， 對學(xué)生實驗進(jìn)行引導(dǎo)，以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力及主觀能動性。在開展“湟水河北川河水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測”時，讓學(xué)生充分預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，查閱有關(guān)資料，寫出實驗操作程序、實驗材料及預(yù)期實驗結(jié)果的預(yù)習(xí)報告。教師認(rèn)真批閱修改預(yù)習(xí)報告后，讓學(xué)生進(jìn)行實驗前的全部準(zhǔn)備工作。指導(dǎo)教師在實驗過程中不過分干擾學(xué)生的實驗過程，而只對學(xué)生的實驗進(jìn)行引導(dǎo)。實驗結(jié)束后， 各組學(xué)生宣講實驗報告并回答其他同學(xué)提出的相關(guān)問題，這樣既增加了實際操作鍛煉的機會，又使學(xué)生進(jìn)一步了解實驗原理、方法和步驟，做到心中有數(shù)，實驗效率提高。通過綜合性大實驗，使學(xué)生得到現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測操作的全程訓(xùn)練、熟悉各個測定環(huán)境的操作，鞏固課堂所學(xué)的理論知識和技術(shù)。

3.發(fā)揮綜合性大實驗的作用

綜合性大實驗是課程實驗的提高環(huán)節(jié)， 具有一定的自主性、設(shè)計性及連貫性[10]。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗， 我們把實驗安排貼近于生產(chǎn)實際， 實驗內(nèi)容前后聯(lián)系。我校在2011年大綱修訂中增加了為期4周的《環(huán)境監(jiān)測與污染處理綜合性大實驗》，內(nèi)容涉及到當(dāng)?shù)氐乇硭?、校園垃圾、校園空氣的監(jiān)測及污染處理方法，這些實驗包括從實驗方案、樣品采集、分析方法的確定、實驗試劑的準(zhǔn)備、樣品的測定、數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量保證的全部過程，將實驗課題交給學(xué)生，講明要求，讓他們查閱有關(guān)資料，選擇控制的指標(biāo)和合適的實驗方法，獨立設(shè)計出實驗方案，然后在教師的指導(dǎo)下形成可行的實驗方案，獨立完成實驗任務(wù)。在此過程中，學(xué)生變被動為主動，培養(yǎng)了他們獨立分析問題、解決問題的能力，達(dá)到了理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的目的。

4.建立合理的實驗管理體系

建立合理的實驗管理體系是保證實驗實施、完成教學(xué)任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。為此， 我們制定了系統(tǒng)的實驗教學(xué)計劃，基礎(chǔ)實驗與理論課同步開設(shè)，理論課程結(jié)束后， 集中時間安排綜合大實驗，通過連貫性的實驗教學(xué)安排，學(xué)生在實驗技能方面能得到系統(tǒng)的訓(xùn)練。實施靈活的實驗考核辦法， 使教師能夠及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的問題，并及時給予糾正或和學(xué)生一起進(jìn)行分析與解釋[2]。

四、加強實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)

《環(huán)境監(jiān)測》是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程，是環(huán)保部門一項基礎(chǔ)性、常規(guī)性的工作，需要理論與實踐的密切聯(lián)系。通過實習(xí)活動，可以縮短學(xué)生在校學(xué)習(xí)與行業(yè)實踐的距離。我校環(huán)境類專業(yè)在《環(huán)境監(jiān)測》課程教學(xué)中與為期五周的生產(chǎn)實習(xí)緊密結(jié)合，增加了實踐教學(xué)在教學(xué)計劃中的比重，通過優(yōu)化組合實習(xí)教學(xué)手段完成了教學(xué)任務(wù)，達(dá)到了教學(xué)目的。

1.進(jìn)入環(huán)境監(jiān)測站，進(jìn)行實際監(jiān)測工作

通過組織學(xué)生到青海省環(huán)境監(jiān)測站、西寧市環(huán)境監(jiān)測站、青海水環(huán)境監(jiān)測中心、青海省漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測站等部門進(jìn)行實際監(jiān)測工作，使學(xué)生接觸到環(huán)境監(jiān)測部門的具體運作情況，對開展環(huán)境監(jiān)測的實際工作有了更多的感性認(rèn)識。在各個實習(xí)單位，學(xué)生能接觸到學(xué)校實驗室沒有的儀器設(shè)備及在線監(jiān)測系統(tǒng)。例如：在線COD監(jiān)測設(shè)備、大氣連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)、原子吸收系統(tǒng)等， 達(dá)到了理論與實踐的緊密結(jié)合。

2.參觀污水處理廠與自來水廠

通過組織學(xué)生到西寧市鵬瑤污水處理廠、西寧市第二污水處理廠、西寧市第三污水處理廠和西寧市自來水有限責(zé)任公司等相關(guān)監(jiān)測部門進(jìn)行實地參觀學(xué)習(xí)，可使學(xué)生了解污水廠和自來水廠必須監(jiān)測控制的水質(zhì)指標(biāo)以及如何開展監(jiān)測工作，增強了對行業(yè)監(jiān)測部門工作的感性認(rèn)識，同時也提高了學(xué)習(xí)該課程的自覺性和主動性。參觀結(jié)束，教師對參觀內(nèi)容進(jìn)行概括性講授，引導(dǎo)學(xué)生把感性知識提升到理性認(rèn)識。

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