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中圖分類號:P427 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-12-0247-2
人工影響天氣在氣象防災、減災中發揮著一定的作用,它在預防以及減輕氣象災害中有著重要的作用,天氣雷達、氣象衛星、地理信息技術、中小尺度氣象監測網、新型的催化劑和播撤工具的運用,為人工影響天氣作業奠定了科學的可靠基礎,也提高了人工影響天氣的作業效果,因此,人工影響天氣在防災、減災過程中占據主導地位。
1 人工影響天氣在防災、減災中的科學理論基礎。
1.1 人工影響天氣的內涵
人工影響天氣是人類借助先進的科學技術,在合適的大氣條件下,利用火箭、高炮等工具,對單一地區中的云層輸入碘化銀或干冰,進行人工干預,以導致云層發生變化,滿足降水條件,從而降雨、降雪,減輕霜、冰雹、大霧、大火等氣象災害的發生,這是減輕氣象災害等最有效的措施之一。
1.2 來自于國外的先進科學理論支持
人工影響天氣的科學理論是美國科學家在二十世紀四十年代末實驗室內的實驗基礎上逐步發展起來的。利用碘化銀、干冰,在催化劑的物質屬性指導下,將碘化銀作為催化劑來實施人工降雨、防霜等。利用飛機、高炮等運載工具向云層中輸入碘化銀、干冰等催化劑,從而達到降雨的作用,其應用十分廣泛,如農田里可用來防霜,機場里可用來防霧。目前世界上許多國家已經采用此種先進技術,以以色列為例,我們都知道,巴以戰爭中主要的爭端是水資源,以色列采用先進的技術進行人工降雨,有效地改變了農田灌溉等水資源缺乏的現狀。美國、北歐若干國家、俄羅斯等還向部分發展中國家送去先進科學技術以作為技術支持。
2 人工影響天氣在氣象防災、減災中的作用
2.1 人工影響天氣在防雹中的作用
我區有許多地州都會不同程度的遭受到冰雹的侵害。眾所周知,我區盆地和山陵地帶分布廣泛,地形構成復雜。如伊犁河谷,伊犁河谷位于天山山脈西部,三面環山,加上氣候溫和濕潤,極易形成冰雹天氣。為了防止冰雹的危害,自1978年以后我區逐步形成奎屯、瑪納斯河流域;阿克蘇、渭干河流域;博爾截拉河流域;昭蘇、特克斯盆地及伊犁流域;塔城、額敏盆地等五大防雹區域。早在1974年就開始利用三七高炮進行人工防雹作業。隨著近些年科學技術的發展,人工影響天氣借助雷達、GPRS等先進設備,在過去的基礎上,提高了作業效果,減輕了冰雹給農業、工業生產等帶來的不利的影響,多年綜合分析檢驗表明,防雹使雹災損失40-60%。
2.2 人工降雨在抗旱中的作用
我國大部分國土處在內陸,主要以溫帶、暖溫帶、亞熱帶大陸性季風氣候為主,大陸季風氣候干旱少雨也成為我國大多數地區的氣象災害表現之一。如鄯善縣,主要體現在春旱上,鄯善縣位于新疆維吾爾自治區境內,屬于溫帶內陸荒漠氣候,氣候干燥,蒸發量大,主要的水資源來自于地下井水和冰雪融水,降水尤其是特大暴雨次數少、周期長,并且春季是旱情高發季節,大面積的灌溉不符合有效利用水資源,容易造成大范圍的浪費,種種因素增加了該地水資源緊缺對工農業以及人民生活的壓力。21世紀后,地下井水水位迅速下降,至今鄯善縣達浪坎鄉、吐峪溝鄉等鄉鎮打井深度已達250-350m間,因此節水型灌溉是鄯善縣發展的必然趨勢,在不斷的科學實驗和實踐工作中,總結了滴灌以及人工降雨兩種行之有效的措施,人工降雨又是各種增雨措施中見效最快、投入最小、收益最大的方法。2010年鄯善縣1月至8月共作業7次,作業山區累計降水達43mm,城區降水為5.0mm,近六年增加降水多達385mm,城區降水達81.9mm,有效的增加了柯克亞水庫儲水量,大大的緩解了旱情。事實證明,人工影響天氣增雨作業為該地的社會經濟發展做出巨大的貢獻,實現更大的生產和生活價值。
2.3 對暴雨、大霧、暴風雪等天氣的預防
加強科學技術以及科研的投入,在暴雨、大霧等氣象災害未擴大之時進行及時預告,提前做好各種防護措施。例如2010年7月29日,吉林市發生特大暴雨,沿線永吉、口前鎮等地更是千年不遇的特大洪澇災害,在面對災難來臨的同時,吉林市氣象局發出黃色預警報告,市政府更是提前進行人力、物力以及科學技術的支持,同時在7月30日上午,由于大水將上游一化工廠淹沒,數千只裝油罐的油桶從上游順勢流下,給附近居民的飲水造成很大的影響,市政府臨時號召,由居委會向各家各戶告知飲用水的儲備,最終才沒有造成對居民生活的影響。因此,對于大型氣象災害的發生,預防是關鍵。
3 人工影響天氣在全國幾大地區氣象防災、減災的過程實施過程
3.1 西南部以及四川盆地地區中加快現代氣象科技發展的腳步
西南部地形結構復雜、又是地震的高發地帶,自古就有“蜀道難,難于上青天”,因此對于該地的人工影響作業很復雜。而達州地區是最為嚴重的,處于暴雨、干旱、洪澇、冰雹等交界地帶,雨季的洪澇,大霧、霜凍等的頻繁發生,冬季的寒潮等無疑不加重該地的經濟負擔,影響經濟建設水平。自九十年代末以來,運用先進的科學技術,衛星、雷達等高科技的投入,政府在“十一五”計劃中的大力扶持,使得該地有效的將災害的影響減到最小化,尤其對幾種突發性災害的預測和預防上更是做到防患于未然。近幾年來,該市進一步加強現代氣象和防災體系的完備,鞏固已有的科學技術,增強創新意識。
3.2 西北內陸地區防雹、防旱建設安全西部
西北地區也是古代“絲綢之路”的必經之路,如今人類的發展已經對該地區生態產生一定的影響,而且該地也是氣象災害較為嚴重的地區,冰雹、大旱是該地區的“??汀?,這些災害給制約西北內陸城市的發展,尤其是寧夏回族自治區和青海省東北部。近些年來,利用科學技術,結合當地雨水少和氣候較干的特征,普遍實施人工降雨,并且作業水平已達到國家一類城市的標準。
4 人工影響天氣在氣象防災、減災中的發展
4.1 增強防災、減災意識
要增強防災、減災意識,各級領導要重視抗災工作,每逢旱季、冰雹多發生的季節要提前組織人手,保證各種設施齊全,人力、物力等進行多方面的投入,給群眾發安全手冊、對農民進行科學技術、防汛防寒等知識講座,做到防患于未然,最大程度減輕氣象災害等對人民日常生活等的影響。
4.2 加強科學技術的研究
人工影響天氣作為防災、減災的手段有著重要的作用,但是我們應當認清的是,這種人工影響天氣的科學技術仍然處在胚胎階段,缺乏一定的成熟性,因此還需要在以后的科學發展中不斷地加以研究、改造,加強人工影響作為科學研究的投入,使災難減輕到最小化,同時也要加強技術的有效實施,提高效果。利用已有的設備和技術,進一步研究其潛力,加強高炮、飛機、火箭等的作業能力,時刻增強創新意識,在研究現實的基礎上,推出經濟投入更小、效益更高的產品。
4.3 因地制宜,突出重點項目
在干旱的季風性地區,水資源日益成為經濟發展、人民生活水平提高的桎梏,因此根據該地區的生產和技術水平,在不影響經濟發展的基礎上,加強作業的能力,增加人工降雨量。而在溫室地區,水資源豐富,但是極易發生水災,因此雨季未來臨之際就要做好防汛工作,把排水等工作做到細致。
4.4 健全各種法律法規以及各種規章制度
健全各種規章制度,是確保各種科技措施正常運行的前提,對于相關的作業點等也要進行實地考察,務必保證其科學性、安全性。同時,做好安全防患體系,制定人員分布以及緊急突況時相應的對策,對員工進行嚴格的崗前培訓,嚴格操作,安全、有效的開展技術活動。
近幾年我國氣象災害較為頻繁,干旱、水土流失、地震、山體滑坡、泥石流,洪水,臺風等自然災害警示我們到了要保護賴以生存的地球的時候了。我國氣象災害分布廣、各地區又有不同的特點,因此,要因地制宜進行防災、減災工作。在政府、國家給予支持的條件下,積極謀求發展思路,開闊預防氣象災害的發展渠道,建立健全法律體系,切實有效的做好各項防患工作,做好防災、減災工作的攻堅之戰。
參考文獻
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1、發財樹修剪一般在春季進行,具體的時間在4~5月。在5月上旬,天氣溫暖,植株枝葉萌動,代謝旺盛,此時修剪,可以較快的萌發新枝,并且生長健壯。
2、大發財樹:對于大發財樹的修剪原則是短截,去除徒長枝,保留健壯的枝條,可以將全部枝條剪掉,并適當的去除瘦弱枝。
3、小發財樹:高度不足30厘米可以算為小型品種,此類發財樹不適合剪枝。在生長過程中明要讓其不斷的長粗、長高,及時將側芽抹掉就好。
(來源:文章屋網 )
當三角函數摻雜在復雜的指數對數或者普通的多項式中(如x*丨sinx丨),且積分區域是含π/2、π等這樣形式的時候,就適合用區間再現公式。這樣積分區域不會變化,而變量代換導致的三角函數里x的替換又可通過誘導公式去掉復雜的形式。區間再現公式的精妙之處在于,可以不改變積分區域的情況下對被積函數進行改造。
這種換元法叫積分區間對調公式(或者叫積分區間再現公式),實質是對原積分變量x進行換元,即令x+t=a+b (a,b分別為原定積分的上下限),用t來取代x成為新的積分變量。
(來源:文章屋網 )
【關鍵詞】數學方法;建筑工程;放線
中圖分類號:G623.5 文獻標識碼:A 文章編號:
一、建筑工程施工中需要放線的三個階段
放線貫穿于建筑工程施工的整個過程,大致分三個階段:建筑物定位放線、基礎施工放線和主體施工放線。
1.1 建筑物定位放線
是房屋建筑工程開工后的第一次放線,建筑物定位參加的人員是:城市規劃部門(下屬的測量隊)及施工單位的測量人員(專業的),根據建筑規劃定位圖進行定位,最后在施工現場形成(至少)4個定位樁。放線工具為“全站儀”或“比較高級的經緯儀”。
1.2 基礎施工放線
建筑物定位樁設定后,由施工單位的專業測量人員、施工現場負責人及監理共同對基礎工程進行放線及測量復核(監理人員主要是旁站監督、驗證),最后放出所有建筑物軸線的定位樁(根據建筑物大小也可軸線間隔放線),所有軸線定位樁是根據規劃部門的定位樁(至少4個)及建筑物底層施工平面圖進行放線的。放線工具為“經緯儀”。 基礎定位放線完成后,由施工現場的測量員及施工員依據定位的軸線放出基礎的邊線,進行基礎開挖。放線工具:經緯儀、龍門板、線繩、線墜子、鋼卷尺等。小工程可能沒有測量員,就是施工員放線。
1.3 主體施工放線
基礎工程施工出正負零后,緊接著就是主體一層、二層...直至主體封頂的施工及放線工作,放線工具:經緯儀、線墜子、線繩、墨斗、鋼卷尺等。根據軸線定位樁及外引的軸線基準線進行施工放線。用經緯儀將軸線打到建筑物上,在建筑物的施工層面上彈出軸線,再根據軸線放出柱子、墻體等邊線等,每層如此,直至主體封頂。
二、數學方法在建筑工程放線中的作用
2.1 圓的標準方程式在圓弧線中的運用
在現代建筑中,為了滿足觀感,設計人員往往在建筑物設有很多造型性的圖形。比如圓弧段陽臺這些圖形,設計人員一般都只給出了半徑,而且這個半徑相對而言是比較大的,而建筑施工放樣放線又是具體而實在的工作,它不允許施工技術人員按比例縮小。所以就無法用鋼尺找到需要的圓心來完成具體的放樣放線工作。此時,如果我們用解析幾何中“圓的標準方程”來求解,那就非常簡單了。
解析幾何中,圓的標準方程式為:
由此方程式,我們可能推出:
其中( a , b)為直角坐標系中圓心的位置,如圖1( a)為某建筑物中客廳陽臺的簡圖。
圖1(a) 圖1(b)
本例在房屋建筑中非常多見,由圖可知,要用常規的按圖用鋼尺找圓心,定半徑畫圓弧來完成放線工作顯然是很困難的。因為常規上, 工程技術人員的操作空間也僅僅在這個客廳的范圍內。于是,我們可以在該圖上建平面直角坐標系,如圖 2( b)。因為圖中R = 12000 ,圓弧線的高為 h = 300。 則圖1( b )中,圓方程里的a=0, b =-(12000-300)=-11700。
由此得圓的方程為: y = - 17000±。
在圖中,x的取值為0-±4500/2之間,可用表格計算出具體的數據,則利用這一組數據,可輕松完成放樣工作,且相鄰的數據(x)間隔越小,結果愈精確。
2.2 用等腰三角形的高 (或者中線 )確定垂直線
在局部放線中或者在平時放線時, 大多數的技術人員都知道勾三股四弦五即直角三角形三個邊(勾股定理)之間的關系,但是,往往因為場地的限制而導致無法做到。
如果我們采用“等腰三角形的中線也是高”這個簡單的概念,上述問題將會迎刃而解: 首先, 在已知的一條線上, 以需要的垂點( O)位置為中心, 往兩端分別用鋼尺截取等距離的線段, 從而得到兩個點( A, B) , 然后取長度大于線段 OA ( OA = OB )的線段 AC和BC (AC= BC )分別以 A點和 B點為圓心畫弧,使它們交于 C點,連接 OC(根據需要可以任意延長) , 則 OC 即為 AB 的垂直線 (如圖2)。本例中的 O點,可以用鋼尺配合線墜從起點或者從附近已知的點獲得。這個方法反過來也是比較方便的。如在樁 (孔樁,也包括獨立基礎)的放線中,我們需要用線墜吊四個點到深坑中,但往往靠邊或角的孔(或坑) ,只能在保證身體平衡的條件下完成三個點的吊線工作。
圖2
這種情況則可以通過“由直線外一點作直線的垂線”來實現,本例中的直線外一點即圖 2中的 C點,此時以 C點為圓心,相同半徑的 CA和 CB畫弧與線段 AC相交于 A、 C兩點,然后量出線段 AC的長度,取其中1/2長度得到 AC的中點為O,連接OC,則 OC即為 AB的垂線。
2.3 利用相鄰建筑物 (如圍墻 )采用比例法使放線工作簡化
在有些建筑物初始放線階段,往往可利用鄰近的建筑物來提供放線的方便, 此處以圍墻為例進行闡述(如圖 3)。
圖3
事實上,在初始放線中的建筑物的四大角,大多都用經偉儀確定了的,而且如圖中的軸線和軸線,同時也需要引到圍墻上。本例中,我們需要完成軸線的放線工作。步驟如下:
1.用水平儀在圍墻上測定一條水平線 A’N’, 用墨線彈上,并將已經用經緯儀測定的軸、軸線引到A’N’線上, 使之相交;
2.用鋼尺分別測出和的長度;
3.計算出 ;
4.在圍墻上測出各軸線。
由于AB為已知,所以,由上述關系可以得出:
則=×n,于是,圍墻上的軸線即為B’點,以此類推。此例的技術關鍵在于圍墻上的直線A’N’線必須是水平線。
2.4 橢圓數學模型在弧形建筑結構放線中的作用
如下圖4所示的橢圓,其方程為,設橢圓的短半軸為b;長半軸為a,=6;A、B為橢圓的兩個焦點,其坐標分別為(-,0)、(,0);又設拱高為h,跨度為L,與橢圓的對應關系是h=b=OC,L=2a=DE。
圖4
圓數學模型在弧形建筑結構放線中的作用根據平面弧形結構或跨度代大小其施工放線的方法也有所不同,下面作者以平面弧形結構或跨度較小的拱形結構的放線施工為例進行介紹。
(1)根據跨度L和拱高h定出拱頂C, 先找到跨度DE的中點O,然后過O作DE的垂線,再在其上找一點C,使得OC=h,則C點即為拱頂,如下圖5所示。
圖5 定焦示意圖
(2)確定橢圓的焦點。選一長度等于跨度L的細繩,找出中點并將其固定于拱頂C點,然后以C點為圓心,以L/2為半徑畫弧,在DE上有兩個交點A、B,即為橢圓的焦點,如圖5所示。
(3)作出符合要求的弧線。將細繩兩端分別固定在兩焦點A、B,松開原來固定于C點的細繩中點,拉緊繩子,由C向兩邊滑動,其軌跡即為符合要求的拱形弧線,如圖6所示。
圖6 連續放下圖
此方法為據高定焦法,它依據直角坐標系下的橢圓方程,對有拱形弧線的窯洞、果窖以及平面結構的花園圍墻等跨度較小的拱形結構建筑的施工放線尤其適用。
三、結束語
本文提到的四種放線方法,計算簡單、易于掌握、便于操作,適宜于普通工匠和一般技術人員使用??傊?,數學是測量學的基礎,作為施工人員,我們必須聯系具體實際,靈活運用數學的基礎知識,這樣將會使很多測量中復雜問題得到簡化。
參考文獻
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關鍵詞:古建筑;無損檢測;超聲波法;電磁波法;直流電法
引言
古建筑作為文化信息的重要載體,對于研究我國歷史文明和文化傳承有著極其重要的作用。在古建筑修復過程中,考慮到古建筑的特殊性,在對古建筑進行檢測時必須避免二次的人為破壞,無損檢測是目前采取的主流方法。目前主流的無損檢測方法主要有超聲波法、地質雷達法等。因此,文章將重點討論彈性波法以及電磁法在建筑物墻體檢測中的應用,同時也探討了直流電法在無損檢測方面應用的可能。
1 超聲波法探測機理
對墻體進行無損檢測中通常使用超聲波。在勘探過程中,使用超聲儀向待測的物體發射一束或者多束超聲波,當超聲波經過待測物體之后,通過接收器接收此類信息,該信息便攜帶了關于物體內部介質以及內部質量的相關信息(走時,波幅、頻率、相位等),經過后期的資料處理,解釋人員便能更為直接的了解到被測物體內部介質速度分布范圍,缺陷以及裂縫等的分布情況。
利用超聲波進行無損探傷的依據是:
(1)當聲波遇到尺寸較小的缺陷時,會產生繞射波,根據接收到的波場變化,可以大致判斷缺陷的位置以及規模。
(2)當聲波遇到缺陷斷面的時候,根據波反射的原理,可以知道波的幅度會發生變化,資料處理人員經過后期的資料處理能判斷缺陷的位置以及發育程度。
(3)后期的資料處理過程中,存在缺陷的墻面所采集的信號的主頻會發生明顯變化,處理人員通過與背景頻譜進行對比,能判斷墻面是否存在缺陷。
2 地質雷達無損探測原理
當介質的介電常數與背景值存在差異時,地質雷達便能發揮作用。通過地質雷達向地下發射寬頻帶、短脈沖的高頻電磁波,通過地下介質的反射,然后被接收天線進行接收。根據電磁理論可知,電磁波在地下傳播的過程中,如果遇到不同電性介質交界,就會產生不同程度的反射,反射系數根據電性差異而定。處理人員根據采集的電磁信號,對資料進行合理的處理,從而獲得各個測區的剖面圖。使用探地雷達有諸如高分辨率、高效率等優點。但同時探地雷達也有如下的局限性:
(1)采用高頻電磁波進行探測,在高導介質中傳播具有較大的衰減,限制雷達波的穿透能力。由于不同頻率的趨膚深度不同,在探測過程中,高頻成分衰減嚴重,低頻成分衰減較少,探測中會降低探測的分辨率。
(2)探地雷達采用電磁波進行探測,電磁波在地下受多個參數的影響,包括電阻率、導磁率以及介電常數等。其中,介電常數對電磁法勘探影響較大,這給后期的資料處理帶來了多解性,解釋人員不能有效判斷引起電磁場變化的具體原因。
(3)自然界中,水對電磁法探測具有很大的影響。此外,盡管采用高頻電磁波進行探測,具有較高的分辨率。但目前在實際的應用過程中還存在許多尺度的介質問題,以上的問題也限制了地質雷達的更深更廣泛的應用。
3 直流電法在古建筑無損檢測中的應用分析
理想中的裂縫分為垂直裂縫、平行裂縫以及斜裂縫,斜裂縫屬于垂直裂縫以及平行裂縫的中間狀態。因此本章主要討論對于平行裂縫以及垂直裂縫的探測,墻體中裂縫處于非填充以及半填充的狀態,因此可將裂縫視為高阻脈狀體,結合直流電法的各種分支方法,提出使用綜合直流電法對裂縫進行探測。文章主要談論中間梯度法以及聯合剖面法對裂縫的探測。各方法的理論原理如下:
作為直流電法的一種,中間梯度法裝置即在較大的距離上固定供電電極AB,使得AB中間產生近似的均勻電場,在均勻電場范圍中不斷移動測量電極MN,測得測量電極之間的電位差ΔUmn,并利用公式(1)和(2)計算得到視電阻率ρs值,從而了解該測區內地下電阻率的變化情況和變化范圍,了解測區范圍內電性異常體的分布情況。目前,采用中間梯度法在采空區的探測中取得了許多良好的效果。運用中間梯度法的這一特點,我們也能對直立的裂縫進行相應的探測。
聯合剖面法的也是以異常體與周圍巖石的電性差異為基礎,通過研究電場的分布規律,來達到勘探目的的一種方法。對于直立的低阻體以及傾角較小的高阻體反映明顯?;诼摵掀拭娣ǖ倪@一特點,我們能對平行的裂縫進行相應的探測。目前聯合剖面法在探測直立的低阻礦脈中也已經取得了良好的探測效果。
4 結束語
與一般的墻體檢測不同,古建筑檢測有其獨特之處。首先古建筑中災害發育較多,且災害規模不同,因此使用單一的物探方法很難完全將各種災害完全檢測出來,必須運用多種物探手段進行綜合檢測,做到對各種災害體的識別。同時由于古建筑的建筑材料與現代建筑材料的不同,因此在對探測儀器進行參數設置時,不能完全根據常規的參數設置方法進行參數的選取,而是應該在充分了解當地具體的建筑材料的特性之后再進行探測。同時在探測時,應該設置一個標準段,并對標準段所采集的數據進行處理,目的是對以后所有采集處理后的數據形成的剖面圖有更加明確的認識。
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