利用數控機床的數控加工,除了對數控機床要求多軸聯(lián)動(dòng)以外,程序的編制是加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一,在很大程度上決定了零件的加工精度和生產(chǎn)效率。據國內外數控加工統計表明,造成數控加工設備閑置的原因大約有20%~下面是小編為大家整理的2023年度技術(shù)工程論文【五篇】(全文),供大家參考。
技術(shù)工程論文范文第1篇
利用數控機床的數控加工,除了對數控機床要求多軸聯(lián)動(dòng)以外,程序的編制是加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一,在很大程度上決定了零件的加工精度和生產(chǎn)效率。據國內外數控加工統計表明,造成數控加工設備閑置的原因大約有20%~30%是由編程不及時(shí)造成的,數控程序編制的費用甚至可以與數控機床的成本相提評論。因此,質(zhì)量高、速度快的編程方法,一直是和數控機床本身并行發(fā)展的。自動(dòng)控制機床問(wèn)世至今經(jīng)歷將近半個(gè)世紀,數控加工編程方法經(jīng)歷了手工編程、數控語(yǔ)言自動(dòng)編程、圖形交互編程、CAD/CAM集成系統編程幾個(gè)發(fā)展時(shí)期。當前,應用CAD/CAM系統進(jìn)行數控編程已經(jīng)成為數控機床加工編程的主流。編程過(guò)程中,選擇合適的編程方法,制訂合適的編程策略,不僅能有效減少程序長(cháng)度,提升加工效率,更能提高加工精度,提高零件表面加工質(zhì)量。
2數控編程概述
在普通機床上加工零件時(shí),一般是由工藝人員按照設計圖樣事先制訂好零件的加工工藝規程。在工藝規程中確定零件的加工工序、切削用量、機床的規格及工具、夾具等內容。操作人員按工藝規程的各個(gè)步驟操作機床,加工出圖樣給定的零件。這樣,整個(gè)零件的加工過(guò)程都是由人來(lái)完成。在由凸輪控制的自動(dòng)機床或仿形機床上加工零件時(shí),雖然不需要人對它進(jìn)行操作,但必須根據零件的特點(diǎn)及工藝要求,設計出凸輪的運動(dòng)曲線(xiàn)或靠模,由凸輪、靠??刂茩C床運動(dòng),最后加工出零件。在這個(gè)加工過(guò)程中,雖然避免了操作者直接操作機床,但每一個(gè)凸輪機構或靠模,只能加工一種零件。當改變被加工零件時(shí),就要更換凸輪、靠模。因此,它只能用于大批量、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)中。數控機床和以上兩種機床不同。它是按照事先編制好的加工程序,自動(dòng)地對零件進(jìn)行加工。編程人員把零件的加工工藝路線(xiàn)、工藝參數、刀具的運動(dòng)軌跡、位移量、切削參數以及輔助功能等,按照數控機床規定的指令代碼及程序格式編寫(xiě)成加工程序單,再把這一程序單中的內容記錄在控制介質(zhì)上,然后輸入到數控機床的數控裝置中,從而控制機床加工。從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的過(guò)程,稱(chēng)為數控機床的程序編制,即數控編程。數控編程是數控加工的基礎,數控機床之所以能加工出各種形狀、尺寸和精度的零件,就是因為有編程人員為它編制不同的加工程序。數控編程主要有手工編程和自動(dòng)編程兩類(lèi)。對于簡(jiǎn)單的零件,通常使用手工G代碼編程的方法;
而對于復雜的零件,就常常借助于CAD/CAM軟件自動(dòng)編程。從零件圖樣的分析及工藝處理,數學(xué)處理和數值計算,編寫(xiě)程序清單,直到程序的檢查和校核,均是由人工完成的,稱(chēng)為手工編程。異型軋輥作為非圓截面零件,由前一章分析可知,加工點(diǎn)計算復雜且繁瑣,而且需要逐點(diǎn)計算各加工點(diǎn)的加工坐標,工作量大,顯然不適用于手工G代碼逐個(gè)加工點(diǎn)編程。
3自動(dòng)編程
手工編程工作量很大,通常只適用于一些簡(jiǎn)單的零件。對于幾何形狀復雜或者編程量很大的零件,手工編程便難以勝任。正是因為這種客觀(guān)上的需要,自動(dòng)編程技術(shù)出現并發(fā)展起來(lái)。如今,自動(dòng)編程技術(shù)已是數控加工中的關(guān)鍵技術(shù)。一般認為,凡是大部分或者全部采用計算機軟件處理圖形并由計算機自動(dòng)產(chǎn)生數控加工程序的過(guò)程就可以稱(chēng)為自動(dòng)編程。目前,圖像交互式自動(dòng)編程技術(shù)發(fā)展迅速,應用已經(jīng)非常廣泛。交互式圖形自動(dòng)編程系統采用圖形輸入方式,通過(guò)激活屏幕上的相應選單,利用系統提供的圖形生成和編輯功能,將零件的幾何圖形輸入到計算機,完成零件造型。同時(shí)以人機交互的方式指定要加工的零件部分、加工方式和加工方向,輸入相應的加工工藝參數,通過(guò)軟件系統的處理自動(dòng)生成刀具路徑文件,并動(dòng)態(tài)顯示刀具運動(dòng)的加工軌跡,生成適合指定數控系統的數控加工程序,最后通過(guò)通信接口,把數控加工程序送給機床數控系統。這種編程系統具有交互性好,直觀(guān)性強,運行速度快,便于修改和檢查,使用方便,容易掌握等特點(diǎn)。因此,交互式圖形自動(dòng)編程已成為國內外流行的CAD/CAM軟件所普遍采用的數控編程方法。交互式圖形自動(dòng)編程系統實(shí)現了造型—刀具軌跡生成—加工程序自動(dòng)生成的一體化,它的3個(gè)主要處理過(guò)程是:零件幾何造型、生成刀具路徑文件、生成零件加工程序。
(1)零件幾何造型
一般交互式圖形自動(dòng)編程系統都提供CAD設計模塊,可以很方便地建立零件幾何模型。除此之外,交互式圖形自動(dòng)編程系統還提供標準圖形轉換接口,可以通過(guò)導入、導出、轉換等得到編程系統的圖形格式。
(2)生成刀具路徑文件
在完成了零件的幾何造型以后,交互式圖形自動(dòng)編程系統便可以生成刀具路徑,這一過(guò)程也常稱(chēng)為前置處理。其基本過(guò)程為:首先確定加工類(lèi)型,選擇加工部位,選擇走到路線(xiàn)或切削方式;
選取或輸入刀具參數等加工所需的全部工藝切削參數;
編程系統根據這些零件幾何模型數據和切削加工工藝數據,自動(dòng)計算、處理,生成刀具運動(dòng)軌跡數據,即刀位文件,并動(dòng)態(tài)顯示刀具運動(dòng)的加工軌跡。
(3)生成零件加工程序
這一過(guò)程也稱(chēng)為后置處理,其目的是生成針對特定數控系統的數控加工程序。每一種數控系統所規定的代碼及格式不盡相同。因此,自動(dòng)編程系統通常提供多種專(zhuān)用或者通用的后置處理文件。后置處理文件的作用即是將已成生的刀位文件轉變成合適于被選擇數控系統的數控加工程序。這些文件多數是開(kāi)放的,編程人員可以根據需要對其進(jìn)行修改。
4R參數編程
R參數編程方法本質(zhì)上也屬于手工編程,是西門(mén)子數控系統提供的一種先進(jìn)的編程方法,它是使用參數變量來(lái)代替程序中的功能代碼或地址值而編寫(xiě)的加工程序。R參數編程的實(shí)質(zhì),就是用變量R編寫(xiě)邏輯計算公式,并根據R數值的條件,多次調用子程序,以簡(jiǎn)化編程,并使得程序簡(jiǎn)明精練,計算精確無(wú)誤。在加工程序中,靈活地運用R參數能夠使程序簡(jiǎn)潔而實(shí)用。在SINUMERIK810D數控系統中,系統提供的R參數共有100個(gè),即R0~R99,在編程中可對這些R參數進(jìn)行賦值,例如:R0=2,R1=-7。R參數還可進(jìn)行加、減、乘、除、開(kāi)方、乘方、三角函數等運算,例如:R1=R1+1,R2=SIN(R0)。編制R參數程序時(shí),首先確定參數變量,然后根據加工要求編制邏輯計算程序,最后確定參數值和初始狀態(tài),將編好的程序輸入數控機床即可運行。在加工過(guò)程中可根據不同零件的特點(diǎn)和加工需求來(lái)設定加工參數,從而控制零件的加工精度。對于形狀相似的零件,應用高級編程及R參數編制數控程序,只需編制一個(gè)零件的加工程序,僅需改變R參數的值就可實(shí)現對不同尺寸零件的加工,從而減少編程工作量,同時(shí)還可避免因輸入程序時(shí)可能產(chǎn)生的錯誤,還可省去程序校驗時(shí)間,提高工作效率,降低生產(chǎn)成本。
技術(shù)工程論文范文第2篇
1.1關(guān)于綠色化學(xué)的反應技術(shù)
所謂的綠化化學(xué)主要指的就是能夠對環(huán)境不會(huì )造成污染,同時(shí)也能夠十分有利于保護環(huán)境的化學(xué)工程。簡(jiǎn)單的一點(diǎn)來(lái)說(shuō)主要是采用化學(xué)的技術(shù)以及方法來(lái)有效的減少或者是消除一些對于人類(lèi)有害以及防治社會(huì )安全發(fā)展的不利的因素。綠色化學(xué)主要就是將污染從源頭進(jìn)行有效的消除,其中也包括了含有原子經(jīng)濟性以及高選擇性的一些反應,同時(shí)綠化化學(xué)能夠生產(chǎn)出來(lái)對于環(huán)境有利的一些材料,并且也能夠經(jīng)過(guò)回收廢物進(jìn)行循環(huán)利用的科學(xué)。
1.2關(guān)于新的分離技術(shù)
從廣義的角度來(lái)看,所謂的分離強化首先就是要對設備進(jìn)行不斷的強化,然而在對生產(chǎn)的工藝進(jìn)行強化,進(jìn)而從整體上來(lái)說(shuō)就是只要能夠將設備變小以及能量轉化效率提高的技術(shù)變?yōu)榛瘜W(xué)的分離技術(shù)強化的結果。這樣做不僅僅能夠更好的有利于可持續發(fā)展的理念,同時(shí)也是化學(xué)分離技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。但是,傳統的化工分離技術(shù)主要是根據沸點(diǎn)的不同,把一些不同組成成分的物質(zhì)進(jìn)行分析,然而隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及對于該項工作的不斷研究,進(jìn)而得出該項技術(shù)具有著(zhù)十分廣闊的發(fā)展前景,但是在應用的過(guò)程中還是存在著(zhù)很多的問(wèn)題,主要是這項技術(shù)的研究對分子蒸餾的基礎理論研究相對來(lái)說(shuō)還是比較少,并且在理論方面也沒(méi)有能夠得到充分的說(shuō)明。但是隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,分解技術(shù)也得到了不斷深入的研究,并且也取得了不錯的效果,并且也漸漸的把信息技術(shù)引入到了分離技術(shù)的研究以及開(kāi)發(fā)當中,進(jìn)而在對熱力學(xué)以及傳遞的性質(zhì)進(jìn)行的研究,對于分子模擬大大的提高了預測熱力學(xué)的平衡等,因此在進(jìn)行研究以及開(kāi)發(fā)的過(guò)程中對于分離技術(shù)具有著(zhù)十分深遠的意義。
2在熱傳導過(guò)程中的研究進(jìn)展以及方向
2.1關(guān)于微細尺度傳熱的研究
所謂的微細尺度主要是從空間尺度以及時(shí)間尺度微細的研究以及對傳熱學(xué)規律的研究,目前在傳熱學(xué)當中已經(jīng)是成立了一個(gè)分支,并且其發(fā)展的前景也是十分的廣闊。在物體的特征尺寸要大于載體離子的平均尺寸的時(shí)候,就是連續的介質(zhì)便依然是成立的,然而因為尺度是微細的,并且以前的假設影響因素也將會(huì )隨著(zhù)發(fā)生著(zhù)改變,進(jìn)而將會(huì )導致流動(dòng)以及傳熱的規律出現一定程度的改變。當前隨著(zhù)納米以及微米的技術(shù)得到了不斷的發(fā)展,并且已經(jīng)是受到了人們十分廣泛的關(guān)注,在很多的領(lǐng)域當中也都在是圍繞著(zhù)微細尺度傳熱學(xué)進(jìn)行不斷的研究,并且已經(jīng)是在不少的領(lǐng)域當中取得了不錯的成果,比如在微型熱管以及高集成的電子設備當中。
2.2關(guān)于強化傳熱過(guò)程中的研究
對于這項研究主要是從改進(jìn)換熱器的設備方面進(jìn)行入手的,其研究開(kāi)始的目的主要是為了能夠更好的提高傳熱的效率,同時(shí)也是為了能夠改進(jìn)設備的持續對外放熱,對于這項研究的改進(jìn)主要是包括了傳熱材料以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn),同時(shí)將傳統的設計進(jìn)度優(yōu)化等內容。
2.3關(guān)于傳熱的理論研究
在最近的幾年來(lái),該項工作的研究人員主要是在滴狀冷凝在生產(chǎn)中的應用進(jìn)行研究,但是一直到目前也沒(méi)有能夠得到實(shí)現。其主要的問(wèn)題便是怎樣的獲得實(shí)現的滴狀冷凝,以及如何的是冷凝的表面壽命得到延長(cháng)。目前其主要的問(wèn)題就是如何改變冷凝界面的性質(zhì),以及怎樣才能夠將冷凝應用到工業(yè)當中進(jìn)行傳染改造。在沸騰傳熱的過(guò)程中,其傳熱的方式不僅僅在機械以及石油化工行業(yè)當中得到了十分廣泛的應用,同時(shí)也在航天行業(yè)當中得到了十分廣泛的應用。長(cháng)期以來(lái)人們也一直對于液體出現核態(tài)沸騰的主要原因進(jìn)行著(zhù)不斷的研究。
3結語(yǔ)
技術(shù)工程論文范文第3篇
所謂 CAD 技術(shù)就是計算機輔助設計,這種技術(shù)是利用計算機系統對設計進(jìn)行分析、優(yōu)化的過(guò)程。通常情況下,CAD 系統主要是由硬件、軟件組成,其中硬件主要涉及處理運算設備、圖形顯示設備、外部存儲設備等硬件平臺設備,對于軟件來(lái)說(shuō),主要包括系統軟件、支撐軟件和專(zhuān)業(yè)應用軟件等。目前,在我國使用比較廣泛的 CAD 軟件是由美國 AUTODESK 公司開(kāi)發(fā)的 AUTOCAD 軟件[1],該軟件的優(yōu)勢主要表現為:功能強大、易學(xué)易用、具有開(kāi)放型結構的軟件口,一方面便于用戶(hù)使用,另一方面可以對系統本身進(jìn)行擴充和完善,因此,廣泛地應用于微機及工作站方面。在此基礎上,國內外軟件開(kāi)發(fā)商對其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),比較有代表性的,如建筑行業(yè)的 House 軟件、建研院的 ABD集成化軟件等。
2 CAD 技術(shù)在工程設計中的優(yōu)點(diǎn)
2.1 降低勞動(dòng)強度,圖面清潔
與傳統的手繪繪圖方式相比,通過(guò)使用 CAD 技術(shù)進(jìn)行繪圖,可以使用一只鼠標做任何想做的事情。在傳統繪圖模式下,工作人員手里拿著(zhù)不同粗細的墨筆,丁字尺等工具不停的在手里更換,一旦出現錯誤,修改非常麻煩,甚至從頭來(lái)過(guò),并且對圖面進(jìn)行修補,使得圖面顯的臟亂。
2.2 設計工作的高效性,重復利用設計成果
在 CAD技術(shù)中,有一項“COPY”功能,使其非常高效。在制圖過(guò)程中,對于一些相近、相似的設計,只需要對圖紙進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改,或者直接套用,在這種情況下,只需通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標就可以完成制圖工作。對于 CAD 軟件來(lái)說(shuō),通常情況下,可以將建筑施工圖直接轉換為設備底圖,在描繪設備底圖上,不會(huì )浪費水暖、電氣 設計師的時(shí)間。
2.3 提高繪圖精度
對于建筑設計來(lái)說(shuō),通常情況下都要精確到毫米,但是結構計算的精度較低,施工過(guò)程中的精度更低,對于規模較大,并且較為復雜的建筑來(lái)說(shuō),通過(guò) CAD 技術(shù)可以成倍增長(cháng)其精度。
2.4 CAD 在建筑表現圖上的優(yōu)勢
通過(guò) CAD 制作的建筑效果圖,其透視、光影、建筑材料的質(zhì)感等具有較高的真實(shí)性。
3 CAD 技術(shù)在工程設計中的弊端
3.1 束縛設計思想
通過(guò) CAD 進(jìn)行繪圖,為了提高精確性,需要對每一筆數據進(jìn)行準確的計算,進(jìn)而在一定程度上扼殺了方案設計中需要的模糊性、隨機性等,并且缺乏設計靈感。另外,CAD 軟件功能的局限性,以及 CAD 軟件的使用者,對其掌握的熟練程度等,使得建筑師難以通過(guò) CAD 表達好的靈感和創(chuàng )意,在這種情況下,進(jìn)一步束縛了建筑師的思想、思路和靈感。
3.2 扼殺建筑藝術(shù)
建筑作為一門(mén)學(xué)科,它融合了科技、藝術(shù)、文化、哲學(xué)等。但是通過(guò) CAD 對建筑進(jìn)行設計,在設計過(guò)程中,缺少了手繪圖的個(gè)性,以及設計師的特有感覺(jué)等。
3.3 CAD 浪費資源
首先,CAD 作為一項技術(shù),具有較高的科技含量,對于設計師來(lái)說(shuō),通常情況下,需要用半年到一年的時(shí)間才能掌握相應的 CAD 軟件。其次,CAD浪費物質(zhì)財力。在實(shí)現微機制圖的過(guò)程中,電腦、工作站、繪圖儀等硬件設備的投資也非常大,并且這些硬件具有較高的折舊率、升級費用等。
3.4 CAD 技術(shù)存在不可靠性
技術(shù)工程論文范文第4篇
一、傳統灌溉工程類(lèi)型在現今的傳承
中國國土廣袤,地形地貌多樣,氣候變化萬(wàn)千。既有逶迤起伏的丘陵山地,又有一望無(wú)際的平原;
既有壯闊的高原,又有緩坦的盆地;
既有西部?jì)汝懜珊蛋敫珊祬^,又有東部季風(fēng)濕潤區。為適應各地水文、地理等自然條件的復雜性,古代人民創(chuàng )制了多種多樣的灌溉工程類(lèi)型,如引水渠道、陂塘堰壩、陂渠串聯(lián)、圩垸、井泉、坎兒井、御咸蓄淡等工程類(lèi)型,這些工程類(lèi)型在現今皆得到了繼承??梢哉f(shuō),我國當今的灌溉工程類(lèi)型基本是古代創(chuàng )造而傳承下來(lái)的。
引水渠道主要修建于北方平原地區。北方平原面積廣大,因干旱少雨,河流密度不大,古代往往修建長(cháng)距離的引用河水的灌渠工程。渠首處如河中水位過(guò)低不能滿(mǎn)足自流入渠流量要求,則建攔河壩抬高水位引水;
如河中水位和流量能滿(mǎn)足灌區要求,則采用無(wú)壩引水型式。有壩引水最早的有戰國初在今山西太原晉水上筑壩建的智伯渠,及在今河北臨漳建的漳水十二渠。無(wú)壩引水有公元前256—251年間在今四川灌縣建的都江堰等。又因北方含沙量大的河流多,我國很早就引多沙河流進(jìn)行淤灌和放淤,做到同時(shí)利用水、沙資源,既灌溉作物,又改良鹽堿地。漳水十二渠和公元前246年興建的關(guān)中鄭國渠皆引渾水灌溉,把大片鹽堿地改良成了沃田。建國以后,有壩引水和無(wú)壩引水灌渠發(fā)展很快,如陜西省,截至2000年底,全省有效灌溉面積達144.93萬(wàn)公頃(主要為渠灌),新疆省干、支、斗、農四級渠道長(cháng)30多萬(wàn)公里[1]。在利用多泥沙河流的水沙資源方面,建國以后成就很大,還打破了自明清以后不敢引用黃河下游水的“”,進(jìn)行引黃淤灌和放淤。目前,黃河下游已建成各類(lèi)引黃灌區100多處,灌溉面積達到3000萬(wàn)畝,每年引用黃河水量100多億立方米,利用黃河水沙放淤改土300多萬(wàn)畝,發(fā)展水稻田120多萬(wàn)畝,使鹽堿沙荒地變成了良田[2]。
陂塘堰壩主要建于南方山丘區。南方丘陵山區,雨量充沛,但水流容易流失,干旱是農業(yè)生產(chǎn)要解決的主要問(wèn)題。為此,古代勞動(dòng)人民因地制宜,創(chuàng )造了多種類(lèi)型的陂塘堰壩蓄水工程,起到滯洪蓄水的目的。有在溪流上筑壩攔蓄水流的灌溉工程,稱(chēng)之為“堰”、“壩”、“陂”、“堨”等;
有在平地鑿池,或在谷口及高地水所匯歸處筑堤,就地潴蓄雨水的,稱(chēng)之為“塘”或“蕩”。又平原地帶筑壩攔蓄水的工程現稱(chēng)為平原水庫,利用天然山丘間的溝谷洼地蓄水的工程現稱(chēng)為山谷水庫。大型陂塘工程以公元前600年左右楚國在淮南修建的芍陂為最早,兩漢時(shí)漢中、南陽(yáng)、汝南地區陂塘工程很是發(fā)達,著(zhù)名的山谷水庫有馬仁陂,平原水庫有六門(mén)陂、鴻隙陂等。東漢時(shí)進(jìn)一步向南方發(fā)展,浙江紹興的鑒湖、余杭的南湖工程規模都很大。之后三國孫吳在江蘇句容興修赤山湖,西晉建丹陽(yáng)練湖和新豐塘等。當時(shí)能因地制宜規劃布置陂塘,巧妙地利用地形興建平原水庫或山谷水庫,布設堤壩、水門(mén)和溢流設施,形成完整的蓄水工程體系。還創(chuàng )造了陂渠串聯(lián)工程類(lèi)型,以對水資源更充分地加以調節利用,增加灌溉面積,提高灌溉保證率。建國后南方山丘地區大量興建陂塘堰壩工程。如1952年僅四川內江地區就累計新修和整修堰塘5萬(wàn)多口。因平塘占地多,工程量大,總蓄水量不多,為此當地積極想法改進(jìn)技術(shù)。1953年9月西南水利局組織基點(diǎn)工作組前往長(cháng)壽縣,經(jīng)查勘,在葛蘭場(chǎng)不遠名叫“鎖口丘”的地方,修建了當地第一口“山灣塘”。該地形肚子大,出口小,上面有較大集雨面積,下面耕地可自流灌溉。于是利用三面高一面低的地形,在低的一面修筑土壩,長(cháng)40米,高3米,形成堰塘。此土方與蓄水的比例為1:10,比平塘1:1提高10倍效益。此后四川省水利廳將長(cháng)壽縣修筑山灣塘的經(jīng)驗向全省介紹。到1954年底,全省共建成各級“示范塘”1293口。1955年,“示范塘”迅速發(fā)展到17796口。到1985年,全省已有山灣塘61.11萬(wàn)口,可蓄水261769萬(wàn)立方米,有效灌溉面積715.48萬(wàn)畝[3]。
陂渠串聯(lián)工程古代多建于淮河、漢水流域,工程布置多樣[4]。這種工程類(lèi)型建國后稱(chēng)之為長(cháng)藤結瓜式灌溉系統。工程主要在南方丘陵山區修建,規模從小型發(fā)展到大型,從小網(wǎng)聯(lián)成大網(wǎng),從開(kāi)發(fā)小河流到利用大河流,從一個(gè)河系發(fā)展到與幾個(gè)河系相連。如安徽淠史杭灌區,自1958年至1982年,在淮河水系的淠河、史河及長(cháng)江水系的杭埠河的上游建成佛子嶺、響洪甸、磨子潭、梅山、龍河口5座大型水庫,這些水庫成為多首制渠首,又沿崗巒起伏的分水嶺修建總干渠2條,干渠13條,以及分干渠和支渠358條,溝通了數條大河,灌區內修建中型水庫23座,小型水庫1100多座,連同塘壩21萬(wàn)多口,以控制灌區內的地面徑流,灌區內流域之間水資源通過(guò)庫塘和渠道可得到調配,使安徽的六安、霍丘、壽縣、舒城、合肥等11縣市和河南的固始、商城等縣的廣闊丘陵和平原900多萬(wàn)畝農田受益[5]。
圩垸水利工程主要分布在南方沿江平原、湖區、下游三角洲及濱海地區。這些地區地勢平衍,河湖密布,土地肥沃,水土資源豐裕,但易被水淹,沮洳下濕,極大地影響農業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)行。唐宋后,大力開(kāi)河筑圩,排水御洪,興建獨具一格的水網(wǎng)圩田工程,把卑濕的“涂泥”之地,建成富饒的魚(yú)米之鄉。如太湖平原唐后期至五代時(shí)已建成規整的塘浦圩田水利系統。鄱陽(yáng)湖區唐代已興修較大規模的防洪堤防工程,至清光緒六年(1880),鄱陽(yáng)湖濱南昌、新建、星子、九江、都昌、波陽(yáng)、余干、進(jìn)賢八縣共有圩堤591所。建國以來(lái),太湖平原繼續加強浚河筑圩工作,完善水網(wǎng)圩田系統。鄱陽(yáng)湖區新建和整修了圩堤501座,堤線(xiàn)長(cháng)2500公里,保障農田500萬(wàn)畝,能抗御21.71米(1983年最高湖水位)的湖泊洪水位;
湖區原有易澇面積330萬(wàn)畝,經(jīng)治理,使200多萬(wàn)畝農田達到五年一遇以上的抗澇標準;
還初步形成了一個(gè)大中小,蓄引提相結合的水利灌溉系統,使湖區農田的有效灌溉率達到80%以上[6]。
鑿井提取地下水灌溉,在地表水缺乏的北方地區很是重要。我國新石器時(shí)期已開(kāi)始浚泉鑿井,春秋戰國時(shí)在園圃中鑿井灌溉已較普遍,之后不斷發(fā)展,到明清時(shí)期華北平原已形成大范圍的井灌區,水井型式多樣。20世紀50年代,廣大農村用于灌溉的水井大部分仍為土井,如華北平原建國初期有各種土井200多萬(wàn)眼。20世紀60年代以后,灌溉土井漸被機井所代替。進(jìn)入80年代以來(lái),個(gè)體戶(hù)承包和聯(lián)戶(hù)經(jīng)營(yíng)責任制的發(fā)展,使得各種土井又發(fā)展起來(lái)。據1982年調查,僅天津、河北滄州、衡水等地區就有各種土井幾十萬(wàn)眼。如滄州青縣,1982年有真空井6100眼,人工手壓井2000眼,各種大口土磚井5000眼;
南皮縣有手壓真空井4500眼,機帶真空井4054眼,磚井358眼[7]。土井主要開(kāi)發(fā)淺層潛水,潛水埋藏淺,雨水易滲入補給。而機井開(kāi)采的是深層地下水,靠自然補給時(shí)間長(cháng)。目前華北地區的京、津、河北省、河南省北部、山西省中東部已形成聯(lián)成一片的大范圍的地下水漏斗區,這是過(guò)量開(kāi)采深層地下水,補給不易產(chǎn)生的重大問(wèn)題。而開(kāi)采淺層潛水一般不會(huì )引起地下水漏斗區。又淺井開(kāi)采潛水后,降低了地下水位,有利于防止土壤返鹽,改良鹽堿地的效果顯著(zhù)。開(kāi)采潛水井淺,技術(shù)較為簡(jiǎn)易,所費資金不多,農戶(hù)可自行管理應用,經(jīng)濟上支出節省,適于小農經(jīng)營(yíng)。
此外,古代新疆吐魯番、哈密等地開(kāi)鑿獨特的引取地下潛水的坎兒井,東南沿海防御海潮襲擊的海塘工程,及其他御咸蓄淡工程類(lèi)型在現今也都得到了繼承和發(fā)展。二、傳統灌渠工程技術(shù)的繼承和發(fā)展
我國古代灌溉工程技術(shù)是我國人民在實(shí)踐中自行創(chuàng )造的,適應了各地的自然地理條件,因地制宜,類(lèi)型多樣,內容非常豐富,不少工程技術(shù)在現今得到了繼承和發(fā)展。
傳統灌渠工程技術(shù)的繼承和發(fā)展主要體現在以下一些方面:如建國后都江堰灌區認真總結了興建無(wú)壩引水灌渠的傳統技術(shù)和傳統施工技術(shù)經(jīng)驗,使這些技術(shù)更加發(fā)揚光大。水利部和水利水電科學(xué)研究院曾組織人員對溢流過(guò)水土壩的傳統技術(shù)進(jìn)行研究和推廣,取得實(shí)質(zhì)性的突破。又渠道防滲技術(shù)各地多利用當地材料發(fā)展傳統技術(shù)。傳統淤灌和放淤技術(shù)在繼承的基礎上也得到很大提高。成都平原的都江堰,建于戰國后期,是聞名于世的渠首為無(wú)壩引水的工程,在長(cháng)期的歲修管理中,積累了豐富的引水、防洪和排沙技術(shù)經(jīng)驗[8]。而防御洪水和清除泥沙是世界水利學(xué)界公認的兩大技術(shù)難題,都江堰卻破解了這些難題,創(chuàng )造了世界水利史上的奇跡。其技術(shù)經(jīng)驗在多方面得到了繼承。一是灌區各分水口廣泛利用魚(yú)嘴分水分沙,布置旁側溢流堰(飛沙堰)泄洪排沙。如1962年修建的錦水河分水工程,在蒲陽(yáng)河石壩子引水處,先在河中心修筑魚(yú)嘴,將蒲陽(yáng)河分成左支清白江,右支錦水河,汛期蒲陽(yáng)河洪水流量為800—1200米3/秒,錦水河可分洪300—400米3/秒,而錦水河分干渠只能進(jìn)50米3/秒,多余的水量則由設在魚(yú)嘴以下600米的溢流堰泄回清白江,其工程布局與都江堰渠首工程的格局很相似。二是利用彎道環(huán)流原理,把進(jìn)水口設在河道的凹岸,引取清水。都江堰渠首這種布置方式在灌區得到廣泛的應用。如1962年所建蟇水河引水工程,引水比很小,采用無(wú)壩引水方式,修筑了弧形導水堤,形成較穩定的凹岸,在凹岸頂點(diǎn)稍下游處建進(jìn)水閘,推移質(zhì)沿主河槽左側凸岸排往下游,進(jìn)水口一直沒(méi)有被淤。四川省當今修建的無(wú)壩引水灌渠是很多的,其工程技術(shù)深受都江堰無(wú)壩引水工程技術(shù)的影響。如果河道的水位和水量不能滿(mǎn)足灌區引水要求,則需要建閘壩抬高水位或形成水庫取水。傳統技術(shù)所筑的壩一般為土石壩、堆石壩和砌石壩。1949年建國后,在水利水電事業(yè)建設中,壩工建設有很大發(fā)展,到1990年已經(jīng)修建82900多座水壩,在這些大壩中,土石壩占絕大多數。已建的2680多座30米以上的高、中壩(壩的用途包括引水、蓄水、發(fā)電等),土石壩約占80%,砌石壩約占14%,混凝土壩約占5%[9]。采用土石壩可以利用當地材料,節省工程量,這是我國最早修建,并得到廣泛應用的壩型,目前在中低壩中仍大量采用土石壩,說(shuō)明傳統壩工得到較多的繼承和發(fā)展,特別是對過(guò)水土壩的研究和應用,成績(jì)較大,體現出傳統壩工技術(shù)持久的生命力。
在今湖北省荊門(mén)市北部的仙居河上,有一座建于同治十三年(1874)的趙家閘灰土護面過(guò)水土壩[10]。該壩由當地鄉民修建,建成100多年來(lái),經(jīng)歷無(wú)數次洪水過(guò)流,1935年壩頂過(guò)流水深達3.9米,竟未被沖毀,大壩至今依然完好,能使兩岸3000畝農田受益。趙家閘壩高8米,壩頂長(cháng)47米,基礎為板狀砂巖,壩身由粘土夯筑,外包1米厚灰土夯筑層。這種由夯實(shí)粘土外包灰土保護層作為河道滾水壩的獨特建筑方式,國外從未見(jiàn)有報導。除趙家閘外,百余年前興修的過(guò)水土壩還有湖北荊門(mén)黃鮑閘,此閘建于1859年,壩高5米,1935年大水堰頂水深達3.9米,未沖毀,至今仍安全運行。此外,山西平遙梅槐頭、黎基壩等也是過(guò)水土壩,這些壩都較低,只有5—10米高。
受古老過(guò)水土壩的啟示,1958年,清華大學(xué)應屆畢業(yè)生組成過(guò)水土壩設計組,對過(guò)水土壩進(jìn)行不透水面板的試驗,肯定了這種壩型的優(yōu)點(diǎn),還提出修建時(shí)要注意的技術(shù)要求。1975年8月,河南發(fā)生暴雨,使50年代治淮工程建成的兩座水庫——板橋和石漫灘土壩漫頂。于是土壩過(guò)水問(wèn)題被再度提起。水利水電科學(xué)研究院對許多省市進(jìn)行土壩過(guò)水的調查,發(fā)現1958年后不少地方按清華大學(xué)的辦法修建的過(guò)水土壩,經(jīng)多年洪水考驗,運用良好。從1975年起,吉林、安徽還修建了瀝青材料護面的過(guò)水土壩。1980年10月,水利部委托吉林省召開(kāi)土壩過(guò)水經(jīng)驗交流會(huì ),將各地經(jīng)驗進(jìn)行交流。1983年水利水電科學(xué)院在室內試驗的基礎上,先后在山西省嵐縣上明水庫和內蒙古東勝市武家溝建成兩處灰土水泥土過(guò)水土壩,經(jīng)歷數年風(fēng)化凍融和幾次較大洪水的考驗,工程完好無(wú)損,節省工程造價(jià)1/3以上??梢?jiàn),我們祖先創(chuàng )造的灰土溢流壩具有很大的現實(shí)意義。據了解,國內已建成的各類(lèi)壩中,90%以上是土壩,而其中66%沒(méi)有泄洪建筑物。因此,讓土壩的一部分過(guò)水,或在已建成土壩上加修溢洪道,也是很現實(shí)的課題。故而傳統的過(guò)水土壩工程技術(shù)仍有發(fā)揚之必要。
傳統施工技術(shù)以寧夏引黃灌區的草土工程(俗稱(chēng)“埽壩”、“卷?!保┖投冀叩臉q槎、竹籠、干砌卵石等工程最具特色。寧夏引黃灌區,在1960年青銅峽樞紐建成以前,均為無(wú)壩引水,灌區普遍使用草土筑壩。如春季歲修,用草土封堵渠口,再進(jìn)行修浚;
用草土修筑渠河護岸,及橋、涵、閘、斗和護坡;
修筑臨時(shí)性的攔水壩等工程。元代寧夏水工修筑埽工已很出名[11]。灌區千百年來(lái),草土工程一直應用于各種渠道工程。它具有就地取材,造價(jià)低,技術(shù)簡(jiǎn)便,施工快,穩定和防滲漏性好,抗震性強,對基礎清理要求不高,及拆除容易等優(yōu)點(diǎn)。建國以來(lái),寧夏引黃灌區的草土工程,在各地大型水利水電圍堰工程上相繼使用。如1956年修筑甘肅省蘭州市供水廠(chǎng),其進(jìn)水口黃河圍堰工程首次使用草土工。之后,劉家峽、鹽鍋峽、青銅峽、三盛公、陜西省石泉石門(mén)電廠(chǎng)漢江進(jìn)水口圍堰、浙江省黃壇口電站護坦圍堰,1979年援非洲建馬里電站護坦圍堰等,都取得了成功,且費用省,進(jìn)度快。之后,人們對這一傳統技術(shù)經(jīng)驗系統地進(jìn)行了總結[12]。
都江堰灌區歷年維修管理都采用傳統的榪槎[13]、竹籠[14]、干砌卵石、樁工[15]、羊圈[16]等施工技術(shù)。它們的優(yōu)點(diǎn)主要能就地取材,技術(shù)簡(jiǎn)易,施工方便,投資節省。一般應用于截流分水、筑堰護岸、搶險堵口、整治河道、維修渠道、保護橋閘堤堰等工程[17]。目前都江堰灌區歲修截流工程仍用傳統的截流方法,用的是榪槎、竹籠、卵石和黃泥。歲修時(shí)內江架設榪槎后,截流合龍只需40多分鐘。這種截流方法人們認為是一種生態(tài)型的截流技術(shù),無(wú)機械的噪雜聲,體現了人與自然的和諧相處,而且經(jīng)濟、合理、安全。
渠道加以防滲措施可減少渠水的滲漏損失,提高渠道有效利用系數,這在水資源缺乏的北方尤其重要。傳統渠道防滲技術(shù)措施主要有夯土、砌石、砌磚、鋪灰土、鋪草皮等,這些防滲措施就地取材,施工簡(jiǎn)便,經(jīng)濟實(shí)用(比混凝土、塑料薄膜、瀝青材料襯砌省費用),防滲效果也顯著(zhù)[18],各地多有應用,并不斷改進(jìn)技術(shù)。
灌渠還采用地下輸水管道,這種設施具有節水和省地的優(yōu)點(diǎn)。早在3000多年前的殷商時(shí)代,城市中已鋪設地下陶水管道,這在安陽(yáng)殷墟、鄭州洛達廟商代遺址中皆有發(fā)現。元代《王禎農書(shū)·農器圖譜集之十三》所載陰溝,即行水暗渠也,是一種用磚砌的暗渠。山西省一些城鎮幾百年前的陶管下水道一直使用至今。20世紀60年代,山西翼城縣利民灌區試驗用陶管修建灌溉輸水工程,但未能成功運行。1974年山西臨汾市屯里井灌區試驗陶管灌溉輸水,獲得成功,多年運行狀況良好,使用年限可達40年。在進(jìn)行經(jīng)濟效益分析后,認為這種工程還是比較經(jīng)濟的[19]。又河南省偃師縣東寺莊1957年就修建了地下瓦管渠道灌溉網(wǎng)[20]。之后,傳統地下輸水管道技術(shù)不斷發(fā)展?,F在將低壓管道輸水灌溉,簡(jiǎn)稱(chēng)為“管灌”,這一技術(shù)已成為目前我國北方地區一種很好的節水灌溉措施。80年代末,水利部將“管灌”作為北方農田全面節水的基礎設施來(lái)抓。據統計,目前我國“管灌”面積有4500萬(wàn)畝,其中河北、山東、河南、北京、天津等省市的“管灌”技術(shù)發(fā)展很好,僅山東、河北、河南三省的“管灌”面積就達266.67多萬(wàn)畝[21]。這項技術(shù)具有省水、省地、省工、節能、省投資等優(yōu)點(diǎn),值得進(jìn)一步發(fā)展推廣。此外,江蘇無(wú)錫縣人多地少,為了節省土地,20世紀60年代以后發(fā)展“三暗”工程11?!叭怠惫こ淌枪嗨登?、排水暗溝、滲水暗管三者的簡(jiǎn)稱(chēng),這些暗渠溝皆用灰土筑成,采用的是傳統施工技術(shù)。1965年冬無(wú)錫埝喬公社劉巷大隊建成第一條灰土暗渠,至1978年春全縣已建成暗渠2588公里,灌溉面積50余萬(wàn)畝,占農田總數的62%。從1973年開(kāi)始又進(jìn)行暗溝、暗管的建設,與暗渠配套使用,形成灌、降、排、調、控綜合運用的立體水利系統,為建設噸糧田創(chuàng )造了條件?!叭怠惫こ膛c明渠、明溝、明墑相比,具有提高土地利用率,灌水快,排水暢,降水效果好,減少滲漏,農機操作方便安全,減少歲修,取材易,造價(jià)低,節省水旱田開(kāi)明溝用工多等許多優(yōu)點(diǎn)?!叭怠惫こ淘谵r田水利建設中的運用,實(shí)是在傳統技術(shù)基礎上的創(chuàng )新,這為高速發(fā)展農業(yè),實(shí)現農業(yè)現代化邁出了新的一步。
又石質(zhì)倒虹管道可視為特殊的地下輸水管道。清代嘉慶十四年(1809),四川合江縣鎖口鄉劉士朝主持修建了一條引水過(guò)河灌溉的渠堰,渠道過(guò)河處設置了石質(zhì)倒虹管,全長(cháng)266米,水頭26米,進(jìn)出口高差僅0.407米。管道用堅石預先鑿成63.5×40×40厘米的承插式管節,內徑13.5厘米,用糯米粥拌石灰作為管與管間膠結材料,并用這種材料抹平管內壁,以減少摩擦阻力。石質(zhì)倒虹管能承受較大強度的水壓力,這一倒虹管至今保存完好。解放后此種石質(zhì)倒虹管在合江縣得到了推廣應用[22]。
我國北方含沙量高的河流多,我國人民早在2000多年前已進(jìn)行引洪灌溉和淤地活動(dòng),發(fā)明了淤灌和放淤技術(shù),以利用河流中的水沙資源。在長(cháng)期的歷史實(shí)踐中,積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗,尤其在宋代熙寧年間,政府曾組織空前規模的大放淤活動(dòng),取得選擇適時(shí)放淤水情,做好淤田工程,預籌退水出路,正確處理放淤與防洪,放淤與航運等許多技術(shù)經(jīng)驗。這些技術(shù)在現代進(jìn)一步得到繼承和發(fā)展。如陜西省傳統引洛灌區,現已突破了引水含沙量不得超過(guò)15%(重量比,相當于166公斤/立米)的規定,引進(jìn)含沙量高達60%(965公斤/立米)的渾水進(jìn)行淤灌,基本解決了灌區汛期水量供需之間的矛盾,并改良了大片鹽堿地。當今引洪漫地(放淤)已作為水土保持和農田基建的一項內容被得到重視。如關(guān)中趙老峪流域是古老的放淤區,下游富平縣境內有引洪漫地34000多畝,是將上游銅川市境內來(lái)的洪水泥沙,全部引入地中淤漫。漫過(guò)的地,每畝畝產(chǎn)400斤,有的甚至超過(guò)千斤,多年來(lái),發(fā)生大暴雨,下游都不發(fā)洪水,原來(lái)的河床,現在變成了農耕地。河北省張家口地區通橋河引洪灌區,面積11萬(wàn)畝,上游河道流域面積3060平方公里,引洪能力每秒450立米,多年來(lái)河道上游洪水基本上全部不出灌區,保護了下游的農田和村鎮。萬(wàn)全縣在五道沙河沿岸共建大小引洪渠道800多道,總引洪能力達863米3/秒,一般年引洪水總量為2000萬(wàn)立方米以上,初步達到大水不出縣的水平。由于一般洪水已不流入洋河,從而減輕了下游河道和水庫的泥沙淤積[23]??梢?jiàn)引洪漫地能起到良好的水土保持作用,這也可認為是傳統技術(shù)在今天的發(fā)揚。三、傳統塘堰和開(kāi)發(fā)地下水工程技術(shù)的繼承和發(fā)展
歷史上山丘區的攔蓄水工程統稱(chēng)為塘堰、塘壩,有“堰”和“塘”之分,又有山塘(山灣塘)和平塘之分。建國后大力修筑山灣塘,一些南方省區山灣塘已達數十萬(wàn)座。有些地區對老式塘壩加以改造,以增加其蓄水量。如安徽省肥西縣對丘陵區沖洼里的攔沖塘,將原有塘底挖平,挖出的土墊高塘埂,增加了塘的蓄水深度;
或把攔河壩加長(cháng)增高,成四面筑埂式;
在較大沖洼里,根據地形,或在“水深”處建塘,加高塘埂,“水淺”處不建塘,仍為田,或上下沖兩面筑埂成塘;
或建成層遞式,高處蓄水灌高地,低處蓄水灌低地,頭層塘的放水渠兼作第二層塘的引洪溝,第二層塘的放水渠,兼作第三層塘的引洪溝,做到有層遞的引蓄,有層遞的灌溉。通過(guò)改造,蓄水深增加,老式塘壩蓄水面積與其灌區耕地面積比為1:4.6,改造后為1:9,滿(mǎn)足了淺丘區農田灌溉的需要[24]。
我國北方地區,在地面挖掘或在洼地筑埂形成的攔蓄徑流的工程叫澇池、坑塘等。建國后,北方地區群眾繼承以往的傳統做法,繼續修筑澇池,澇池數量發(fā)展很快。如陜西省黃河流域內在1956年有澇池1240座,1985年達8940座,30年增加6.21倍,總容量2588萬(wàn)立方米。北方陜、甘、晉、內蒙、青、寧、豫七?。▍^)1985年黃河流域共有澇池19.8萬(wàn)座,總容量8343萬(wàn)立方米[25]。華北平原滄州地區通過(guò)開(kāi)挖坑塘,攔蓄降雨徑流,滯瀝、除澇、灌溉,取得了治理旱、澇、堿的經(jīng)驗[26]。原來(lái)在20世紀50年代末,華北平原大搞地上蓄水灌溉,不重視排水,造成了土地的次生鹽堿化。進(jìn)入60年代,只排不蓄,大量水資源白白流失。70年代,大力發(fā)展井灌開(kāi)發(fā)利用地下水,但由于深機井布局不合理,使得地下水位普遍大幅度下降,出現了大面積的漏斗區。淺井區多年只采不補,地下水位也普遍下降,使許多淺井報廢,而轉向打深機井。地表水由于連年的干旱和上游節節攔截,河道全年斷流。通過(guò)多年的實(shí)踐,人們逐漸認識到,要利用傳統的坑塘設施,攔蓄降雨徑流,散蓄散排,解決抗旱灌溉水,雨時(shí)將澇水排入其中,只要注意把坑塘蓄水位控制在返鹽臨界水深以下,并與溝渠連通,就不會(huì )引起鹽堿化??犹辽疃炔灰松儆?—4米,一般應深5—7米,面積15—30畝,最大不超過(guò)40畝。這樣就解決了長(cháng)期存在的“旱、澇對立”,“排灌矛盾”,使瀝水轉化為灌溉水源,還能利用坑塘采補地下水。歷史上黃淮平原因為年際、年內的降雨量分布極不均衡,出現水少時(shí)強調修筑陂塘蓄水灌溉,水多時(shí)強調開(kāi)挖河溝以排除洪澇和防止土壤返鹽。旱澇堿問(wèn)題,排灌矛盾得不到妥善解決。而滄州地區在近30年來(lái),通過(guò)改進(jìn)傳統的坑塘技術(shù),積極開(kāi)挖和改進(jìn)坑塘,將坑塘與井、渠聯(lián)合調控,較好地解決了旱、澇、堿問(wèn)題,這一方法亦成為治水改土的一條重要途徑。
我國古代在開(kāi)發(fā)利用地表水的同時(shí),也很重視開(kāi)發(fā)利用地下水,主要通過(guò)挖泉鑿井加以利用。建國以后,傳統的打井方法和提水機具繼續使用,并加以改良,尤其是開(kāi)鑿筒管井的技術(shù)進(jìn)展較大。筒管井的雛形在清代已經(jīng)出現,清代郭云升《救荒簡(jiǎn)易書(shū)》卷三已載有增加新、舊井出水量的方法:旱年將兩根已打通各節的長(cháng)竹竿插入井底數丈,則“井水泉”。此方法簡(jiǎn)便,又能增加出水量?,F代稱(chēng)由上部直徑較大的筒井和下部的管井聯(lián)合而成的井為筒管井。在筒井的井底加鑿管井,可增加出水量;
又筒井開(kāi)挖過(guò)深施工不易或不經(jīng)濟,筒管井則比同樣深的筒井更經(jīng)濟些。1956年河南省創(chuàng )制了一種鑿井方法,稱(chēng)為“56”打井法。其井結構上部為8塊扇形磚砌筑,形成直徑為0.5米的小磚筒井,下部為木管管井。這種井取用幾層含水層,出水量大增。之后,筒管井又發(fā)展為水柜,即將筒井部分用大的集水坑代替,坑底再加鑿幾個(gè)管井。單個(gè)井又發(fā)展為井群,各井互相通聯(lián),統一集中管理。
開(kāi)鑿傳統土井的好處是很多的。土井主要開(kāi)發(fā)淺層潛水,埋藏淺,雨水當年即能補給,一般不會(huì )產(chǎn)生地下水漏斗區。開(kāi)采潛水后降低了地下水位,能防止土壤返鹽,達到改良鹽堿土的目的。目前采取井、渠結合,或井與渠、坑塘結合,河道節制閘、深渠與淺井結合等方式。如在枯水季節利用淺井,提取地下水灌溉農田,降低地下水位,騰空“地下水庫”庫容;
汛期豐水季節,通過(guò)渠道引水灌溉和蓄水側滲,補給“地下水庫”水量。人們已認識到解決華北平原土壤鹽堿化的主要途徑是井渠結合的方法,該地區的灌溉抗旱,也形成以井灌為主,井渠結合的方式。
關(guān)于提取井水的工具,群眾也運用傳統汲水工具的工作原理,演化和革新出一些簡(jiǎn)易的汲具。如拉水井,其原理與古代渴烏利用筒內形成真空,產(chǎn)生壓強差汲水相同。其制作簡(jiǎn)易靈巧:用一根長(cháng)約八、九米的八號鐵絲,一端接一小小的活塞,塞入一直徑約30毫米的塑料管內,管的下端塞一木制進(jìn)水活門(mén),上端將露在管外的鐵絲彎成鉤形,然后將塑料管裝入打入地下的外井管里,一個(gè)拉水井就做成了。制成一眼拉水井全部費用僅50元(1993年價(jià))左右[27]。由于打井簡(jiǎn)便,取水方便,不花水錢(qián),所以拉水井在一些地區推廣開(kāi)來(lái),幾乎達到每戶(hù)一井,甚至一戶(hù)數井的程序,有些菜園、瓜地也建造了這種井。
四、傳統圩田水利和海塘工程技術(shù)的繼承和發(fā)展唐后期至五代吳越時(shí)期,太湖平原已形成縱橫塘浦交加圩圩相接的水網(wǎng)圩田系統,皖南沿江平原亦建成一些大圩。宋代以后,圩田建設更加興盛,并發(fā)展至長(cháng)江中游兩湖平原、鄱陽(yáng)湖平原和珠江三角洲等地區,更加講究圩田修筑方法,提出“筑堤、浚河、置閘”是筑圩的三項基本技術(shù)要素,“缺一不可”[28]。又出現了分區分級控制和聯(lián)圩并圩等圩區治理技術(shù)。這些卓越的技術(shù)經(jīng)驗在當今得到進(jìn)一步的繼承和發(fā)揚。
太湖下游蘇州地區地勢低洼,歷史上修筑了大量的圩田。建國后,蘇州地區在繼承前人技術(shù)經(jīng)驗的基礎上,總結出圩區治理的“四分開(kāi),兩控制”原則,即內外分開(kāi)、高低分開(kāi)、排灌分開(kāi)、水旱分開(kāi),控制溝港水位、控制地下水位,以全面解決洪、澇、旱、漬各方面的問(wèn)題。許多圩子和圩區治理時(shí)皆遵循這一技術(shù)原則。如蘇州地區昆山縣同心圩由低洼低產(chǎn)圩田改變成高產(chǎn)穩產(chǎn)農田,重要的就是正確實(shí)行了“四分開(kāi),兩控制”的水利技術(shù)原則。同心圩圩形長(cháng)方,南北長(cháng)3.5公里,東西平均寬1.8公里,總面積6.3平方公里(9380畝),其中耕地面積6300畝。該圩是1958年由許多零散小圩聯(lián)并而成,聯(lián)并前的各個(gè)小圩圩岸單薄,河網(wǎng)零亂,田塊碎小,土壤板結,抗洪澇能力低。聯(lián)圩時(shí),加高培厚圩堤,同時(shí)開(kāi)挖了一條長(cháng)3.5公里的中心河。之后又整治圩內水系,發(fā)展機電排灌,田間深埋排水暗管,按“四分開(kāi),兩控制”原則進(jìn)行整治[29],提高了抗洪排澇能力,特別是地下排水技術(shù),突破了傳統圩田水利技術(shù),具有很大的創(chuàng )造性。這項技術(shù)70年代被江蘇省水利廳加以推廣。到90年代,低洼圩區治理從聯(lián)圩并圩,利用老河網(wǎng),已發(fā)展到以治理澇漬為主,實(shí)行高筑圩,雙配套(閘站),四分開(kāi)(內外分開(kāi)、高低分開(kāi)、灌排分開(kāi)、水旱分開(kāi)),三控制(控制內河水位、控制地下水位、控制土壤適宜含水量)。一些條件好的圩區,發(fā)展田間“三暗”工程,進(jìn)行暗灌、暗排、暗降,為農業(yè)的高產(chǎn)創(chuàng )造了基本條件。于是“四分開(kāi),三控制”也成為其他圩區治理的基本技術(shù)原則。我國東南沿海很早就修筑海塘工程,以防御海潮的侵襲,保護農田和城鎮的安全,江浙海塘是修筑的重點(diǎn)地段。東漢時(shí)已在錢(qián)唐縣建防海大塘,三國時(shí)孫吳在金山筑咸潮塘,唐代時(shí)已在江浙沿海建成系統海塘工程,五代至明清頻繁地興修海塘,不斷改進(jìn)海塘結構。五代以前所筑海塘都是土塘,之后海塘結構從土塘逐步發(fā)展到竹籠木樁塘、柴塘、斜坡式石塘、直立式石塘、魚(yú)鱗石塘等,每一類(lèi)海塘結構又有多種型式,以適應不同的潮勢和土質(zhì),同時(shí)還修筑了護塘、護灘和挑溜工程。
目前江浙海塘,仍有土塘、各種柴塘和石塘,有些是清代一直沿用到現在,清代修建的條塊石塘和魚(yú)鱗石塘,“到目前浙西海塘尚有約80公里,仍屹立海濱”[30]。建國后繼承了“魚(yú)鱗石塘”這種型式,在材料等方面加以改進(jìn),建成“新魚(yú)鱗石塘”。如1955年在海寧縣建筑的“新魚(yú)鱗石塘”,塘身上部采用水泥沙漿砌條石,下部采用水泥沙漿混凝土塊,塘頂蓋面石和塘底蓋樁石均為混凝土塊,基樁采用鋼筋混凝土樁,這樣的海塘工程更能抵御洶涌的海潮沖激。在海鹽、海寧、平湖、紹興等地也修筑了一些不同型式的“新魚(yú)鱗石塘”[31]??梢?jiàn)結構堅固、耐久的“魚(yú)鱗石塘”,今后仍是一種可繼續采用的較好的海塘結構型式。此外,還可借鑒傳統的海塘工程設計技術(shù)思想,如根據不同的海岸地質(zhì)和動(dòng)力條件,因地制宜采用各種不同的海塘工程結構,使海塘工程更加牢固耐久。
總之,我國在數千年修建灌溉工程的實(shí)踐中,創(chuàng )造了眾多的水利工程類(lèi)型和卓越的灌溉工程技術(shù)經(jīng)驗,體現了我國勞動(dòng)人民杰出的智慧。這些傳統的工程和技術(shù)是適合我國各地的自然、地理條件的,體現了因地制宜的原則,所以具有很強的繼承性。從工程類(lèi)型來(lái)看,大致北方多興修引渠灌溉工程;
南方的山丘區以蓄水塘壩為主,低洼平原以水網(wǎng)圩田為主,沿海則修筑海塘、堰閘等拒咸蓄淡工程;
江淮地區位于南北過(guò)渡地帶,多修建陂渠串聯(lián)工程。北方還發(fā)展井灌,新疆修筑坎兒井等。這些多樣的灌溉工程類(lèi)型經(jīng)歷了數千年的實(shí)踐檢驗,具有強盛持久的生命力。又傳統灌溉工程多利用當地具有的土、石、木等建筑材料,這些材料經(jīng)濟適用,施工技術(shù)群眾易于掌握,現今各地在修建灌溉工程時(shí)仍較多采用。不少傳統灌溉工程技術(shù)內涵豐富,具有合理性和科學(xué)性,在現今仍能吸收利用,有的甚至能解決技術(shù)難題。自古以來(lái)工程技術(shù)隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展不斷進(jìn)步,同一個(gè)技術(shù)在以往的基礎上逐步提高,應用范圍擴大,還常出現創(chuàng )新技術(shù)。我們要總結工程技術(shù)發(fā)展的規跡,尤其要重視探討傳統工程技術(shù)思想,如灌溉工程規劃思想、設計思想、水利家的治水思想,水利著(zhù)作中的水利理論認識,及人們對技術(shù)發(fā)展內部規律的認識等,這些思想往往能給我們以重要的啟迪和借鑒作用。例如都江堰的系統工程規劃設計思想,北方多沙河水土資源利用的設計思想,區域治水規劃思想等都是前人給我們留下的珍貴遺產(chǎn),需要繼續發(fā)揚光大。此外,傳統工程技術(shù)具有簡(jiǎn)便、經(jīng)濟、實(shí)用等諸多優(yōu)點(diǎn),我們應吸取其精華,用現代技術(shù)改造其不足的方面。如新疆坎兒井,具有能自流灌溉,不用提水工具;
水質(zhì)優(yōu)良,水流穩定;
冬季不封凍,可供全年灌溉和飲用;
施工設備簡(jiǎn)單,農戶(hù)易于操作;
水行地下,能減少蒸發(fā)和避免風(fēng)沙的侵襲等優(yōu)點(diǎn)。但其開(kāi)挖和維修工程量大,工作環(huán)境艱苦,費時(shí)費人力,目前掌握此技術(shù)的人員已經(jīng)很少了。所以要改進(jìn)坎兒井的挖掘技術(shù),采用機械挖進(jìn)提升設備,改善勞動(dòng)條件,加強對坎兒井的管理和維護,使之發(fā)揮更大的作用。建國初期,吐魯番地區的吐、鄯、托三縣幾乎全靠坎兒井及泉水灌溉,后來(lái)修建了防滲渠道、小型水庫和機井等水利工程。目前吐魯番地區利用地表水3.88億立米,利用地下水9.94億立米,總的用水量增了幾億立米,但坎兒井水和泉水的水量都顯著(zhù)減少了,代替它們的是每年用機井提取利用地下水四至五億立米,原來(lái)不花錢(qián)的泉水和坎兒井水,現在變成了要支付電費和油費的機井水。故有人主張要大搞坎兒井的維修和改建工程,并把它作為今后該地區水利建設的主攻方向[32]。所以我們要認真地總結傳統灌溉工程技術(shù),使之與現代技術(shù)相結合,從而在水利建設中發(fā)揮更大的作用。
技術(shù)工程論文范文第5篇
關(guān)鍵詞:課程體系船舶電氣工程技術(shù)工作過(guò)程
引言
高等職業(yè)教育培養的是高等技術(shù)應用型專(zhuān)門(mén)人才,其技術(shù)專(zhuān)業(yè)的知識構成不像普通高校的學(xué)科專(zhuān)業(yè)那樣強調專(zhuān)業(yè)知識的完整性系統性和邏輯性專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識強調職業(yè)崗位工作的針對性、適應性和應用性。
在部級和市級示范院校中,各重點(diǎn)建設專(zhuān)業(yè)都按照就業(yè)導向、能力本位,重構了專(zhuān)業(yè)課程體系。制定了符合企業(yè)要求的人才培養方案和專(zhuān)業(yè)課程標準,這為我們進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課程體系改革的研究和建設奠定了良好的基礎。
一、目標與思路
按照“準確定位、夯實(shí)基礎、提高能力、培訓到位”的理念構建專(zhuān)業(yè)課程體系。通過(guò)企業(yè)調研和職業(yè)崗位分析,對學(xué)生的就業(yè)崗位和應具備的職業(yè)能力進(jìn)行準確定位;
通過(guò)崗位分析,構建基于工作過(guò)程的一體化的專(zhuān)業(yè)核心課程和基礎平臺課程的實(shí)訓課題;
在專(zhuān)業(yè)基礎知識適度、夠用的前提下,保證課程體系的系統性,拓寬和增強專(zhuān)業(yè)發(fā)展后勁。
1.1職業(yè)崗位分析以《中華人民共和國職業(yè)分類(lèi)大典》為依據,通過(guò)分析,專(zhuān)業(yè)所面對的工種有4大類(lèi),崗位11種,通過(guò)分析,專(zhuān)業(yè)所面對的工種有4大類(lèi),崗位11種,其中船舶電氣設備安裝調試、船舶電氣設備維護檢修、船舶電氣設備技術(shù)管理、船舶電氣施工管理、船舶機電設備質(zhì)量管理是船舶電氣工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)面向的主要工作崗位。
通過(guò)對船舶電氣工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)面向的職業(yè)崗位群的分析研究,參考了勞動(dòng)部《船舶電氣職業(yè)標準》、《維修電工職業(yè)標準》以及中國船級社《鋼質(zhì)海船入級與建造規范》等,歸納出船舶電氣專(zhuān)業(yè)的典型工作任務(wù),由典型工作任務(wù)構建出學(xué)習領(lǐng)域。
以教師頂崗及調查問(wèn)卷的方式進(jìn)行企業(yè)調研,通過(guò)企業(yè)調研,明確了船舶電氣工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位:船舶電氣設備安裝調試、船舶電氣設備維護檢修、船舶電氣施工管理、船舶機電設備質(zhì)量管理等,及畢業(yè)生應該掌握的核心關(guān)鍵能力,確定了船舶電氣工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養目標。
1.2課程體系重構通過(guò)對船舶電氣專(zhuān)業(yè)所需要的核心專(zhuān)業(yè)能力和典型工作任務(wù)的分析,并按照高等職業(yè)技術(shù)教育自身的特點(diǎn)和要求對其進(jìn)行歸納整合,進(jìn)行學(xué)習領(lǐng)域概括,學(xué)習情境設計,重構課程體系。
二、課程體系的特點(diǎn)與創(chuàng )新
用基于工作過(guò)程的課程體系取代了沿用多年的以專(zhuān)業(yè)學(xué)科為基礎的課程體系,在指導思想上有別于學(xué)習內容分割的模塊化而追求學(xué)習與工作的一體化。該體系中的學(xué)習領(lǐng)域課程的實(shí)施過(guò)程中強調以行動(dòng)為導向,在具體教學(xué)實(shí)施中,以學(xué)生為主體,以基于職業(yè)情境中的行動(dòng)過(guò)程為途徑,以師生及學(xué)生之間互動(dòng)的合作行動(dòng)為方式,培養學(xué)生具有專(zhuān)業(yè)能力、方法能力和社會(huì )能力構成的行為能力,即綜合能力。:
體現“以人為本”的教育理念高職學(xué)生往往形象思維較好,模仿能力較強,而抽象思維和記憶力不是很突出?;诠ぷ鬟^(guò)程的課程體系,按照工作過(guò)程來(lái)序化知識,即以工作過(guò)程為參照系,將陳述性知識與過(guò)程性知識整合,理論知識與實(shí)踐知識整合,使其更適合高職學(xué)生的認知特點(diǎn)。
三、結束語(yǔ)
根據人才培養目標的要求,緊密聯(lián)系社會(huì )實(shí)際和行業(yè)形勢,注重傳授知識、培養能力和提高素質(zhì)的協(xié)調發(fā)展,合理構建船舶電氣工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系,從而適應船舶建造行業(yè)新形勢的發(fā)展要求,符合學(xué)生畢業(yè)的實(shí)際應用和就業(yè)需要。隨著(zhù)教學(xué)改革的深化和在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結經(jīng)驗,課程體系將不斷完善,達到優(yōu)化學(xué)生知識結構和促進(jìn)專(zhuān)業(yè)人才培養的目的,從而為船舶建造行業(yè)的發(fā)展和地區經(jīng)濟的建設與繁榮做出積極貢獻。
參考文獻: