時間：2023-02-01 06:05:15
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水質分析論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：長清湖，水質分析，評價，保護措施
1.長清湖概況
長清湖原名景觀湖，位于第七屆中國（濟南）國際園林花卉博覽園內，是北大沙河河谷的一部分。北大沙河自東向西北貫穿整個園區，其上游的小型溝谷主要是山區降水匯集沖刷形成的季節性溪流，均為山丘區向北大沙河匯集地表徑流的小型沖溝。論文大全。景觀湖湖面面積0.96km2，蓄水量約900萬m3，作為園博園內的水域，對于形成園博園所在區域的優美景觀起到了重要作用。
2.水質現狀分析、評價
2008年12月17日、18日，根據環評監測方案的要求，山東省分析測試中心對園博園地表水實施監測，選取了4個監測布點，其中在長清湖選取的兩個斷面分別為1#斷面長清湖上壩上游3000m（了解長清湖上游水質）和2#斷面長清湖湖中心(了解長清湖上游水質)。
采集水樣的監測，按《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)的要求實施，共監測pH值、溶解氧、化學需氧量、氨氮、總磷、石油類、揮發酚、氰化物、六價鉻、汞、鉛、陰離子表面活性劑、糞大腸菌群、水溫等14個項目。論文大全。
湖水現狀監測結果見表1
表1 湖水現狀監測結果（單位：mg/L；pH無量綱；糞大腸菌群：個/L）
關鍵詞：泥沙水質，水污染指標
1 研究背景
近年來，長江泥沙對三峽水質水生態的影響研究比較多，李曉等[1]以長江寸灘斷面和嘉陵江大溪溝斷面水樣為測定樣品，分析水樣中的懸浮物自然沉降0-24小時時段內，澄清后的水樣中的污染物隨時間的變化，探討了懸浮物對三峽水庫水質測定結果的影響，提出《地表水環境質量標準》中應納入懸浮物項目，以對水體進行較全面的評價。婁保峰等[2][3]研究了三峽水庫長江干流江段監測值的影響. 得到懸浮顆粒物濃度(SS)與澄清樣、渾樣和清樣的總磷濃度的關系，用非線性回歸方法得出了水樣不同處理方式下總磷間的經驗關系式,并進行了驗證，得到當SS大于0.5kg/m3時, 90%以上的磷賦存于懸浮顆粒物上的結論。當SS大于0.5kg/m3時, 90%以上的磷賦存于懸浮顆粒物上,SS大于1.0 kg/m3時, 80%以上的CODMn賦存于懸浮顆粒物上的結論。
本文利用從2002年9月至2004年9月期間，長江上游水環境監測中心對三峽庫區水質與懸移質泥沙進行同步監測的數據泥沙水質，系統地分析泥沙對0.45μm濾膜過濾水樣(清水樣)、0.020mm濾膜過濾水樣、原水樣(渾水樣)的六個污染物指標：高錳酸鹽指數、總磷、總氮、鉛、銅、鎘的測定結果的影響，以進一步驗證已有的研究成果，同時對研究未能涉及的其他污染物項目也進行系統的分析。
2 監測區域及采樣
監測的區域包括三峽庫區長江上游地區干流及其支流：嘉陵江和烏江，這兩條支流的入庫流量占所有支流入庫流量的90%，在長江干流上設5個監測斷面：朱沱、寸灘、清溪場、萬州、奉節，嘉陵江設一個監測斷面：北碚；烏江設一個監測斷面：武隆論文格式。其中北碚斷面距離嘉陵江入長江口的距離為60Km, 武隆斷面距離烏江入長江口的距離為68 Km，距離三峽壩址三斗坪的距離，朱沱為732 Km，寸灘為593 Km，清溪場為478 Km，萬州為287 Km，奉節為164 Km。
在2002年9月至2004年9月期間，每月在采樣斷面設置三個采樣垂線，分別為距離左岸50m，中線，距離右岸50 m，在每個采樣垂線上進行三點采樣，分別為距離水面0.5 m處，中間水深處和距離河底0.5 m處，每點的樣品分成兩份，一份用于懸移質泥沙的實驗室分析，一份用于水質的實驗室分析。樣品送回實驗室后，用于水質分析的樣品立即放入冰箱保存直到分析開始泥沙水質，用于懸移質泥沙分析的樣品靜止于容器內5天后，收集水樣中懸移質泥沙進行分析。
分別測量處理過的四類水樣中的總磷（TP）、總氮（TN）和高錳酸鹽指數（CODMn）、鉛（Pb）、銅（Cu）、鎘（Cd）的濃度，同時分析懸移質泥沙的含量和泥沙顆粒粒徑的分布。共從三峽庫區野外采集194個水樣進行處理，分析三類共582個水樣的六個污染指標，共獲得3492個監測數據。
長江懸移質的礦物組成和化學成分，以萬縣斷面[4]為例，參考表1，表2
表1 萬州斷面懸移質的礦物組成
礦物組成
方晶石
鈉長石
石英石
伊利石
蒙脫石
綠泥石
高嶺石
白云石
方解石
含量(%)
7.3
5.1
21.1
25.0
11.0
6.6
7.6
［論文摘要］染色廢水屬于典型的難生化降解廢水，如何低成本、高效率的對其處理，且保證出水的穩定達標，一直是許多環境保護工作者的研究目標。本文首先對國內外染色廢水處理的技術和研究方向進行了綜合概述，并對各類工藝進行了比較分析，歸納出一般染色廢水的主要處理工藝技術路線。
一、研究背景和意義
紡織工業是我國的傳統支柱工業之一，也是出口創匯較多的行業之一，目前我國占有15%左右的國際市場份額，是世界上最大的紡織品出口國。經過多年建設，紡織工業基本成為一個門類較齊全、布局較合理、原料和設備基本立足于國內、生產技術達到一定水平的工業部門。產業綜合發展能力不斷增強，已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機械等行業較為完整的系列體系。
紡織工業按加工的原料、產品的品種和產品的加工用途等不同，主要分為上游、中游、下游三類產業，紡織工業的上游產業主要指各類纖維生產和加工，如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學纖維等生產領域；中游產業指紡紗、織布、染色等生產領域；下游產業主要指服裝加工等生產領域。
染色行業作為紡織工業中的中游行業，在紡織工業中起到承上啟下的作用，即將各類纖維加工制造的坯布，通過染色和印花工藝生產出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業中，棉紡染色業是最大的行業。染色行業作為濕法加工行業，其生產過程中用水量較大，據不完全統計。我國染色廢水排放量約為每天300萬～400萬立方米，染色廠每加工100米織物，產生廢水量3～5立方米。而且，染色廢水成份復雜，含有的多種有機染料難降解，色度深，對環境造成非常嚴重的威脅。
隨著工業化的不斷深入，全球性的環境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來形成的生態平衡，并對人類自身的生存環境存在威脅。由于逐漸加重的環境壓力，世界各國紛紛制定嚴格的環保法律、法規和各項有力的措施，我國作為世界大國，對環境保護也越來越重視，并向國際社會全球性環境保護公約作出了自己的承諾。
二、廢水處理方法分類
根據使用技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。具體如下：
1.廢水的物理處理法
利用物理作用進行廢水處理，主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有：
(1)格柵和篩網格柵是一組平行金屬柵條制成的有一定間隔的框架。把它豎直或傾斜放置在廢水渠道上，用來去除廢水里粗大的懸浮物和漂浮物，以免后面裝置堵塞。篩網是穿孔濾板或金屬網制成的過濾設備，用以去除較細小的懸浮物。
(2)沉淀法利用重力作用，使廢水中比水重的固體物質下沉，與廢水分離。主要用于(a)在塵砂池中除去無機砂粒(b)在初見沉淀中去除比水重的懸浮狀有機物(c)在二次沉淀中去除生物處理出水中的生物污泥(d)在混凝工藝以后去除混凝形成的絮狀物(e)在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。此法簡單易行而且效果好。
(3)氣浮法在廢水中通入空氣，產生細小氣泡，附著在細微顆粒污染物上，形成密度小于水的浮體，上浮到水面。主要用來分離密度與水接近或比水小，靠重力無法沉淀的細微顆粒污染物。
(4)離心分離利用離心作用，使質量不同的懸浮物和水體分離。分離設備有施流分離器和離心機。
2.廢水的化學處理法
(1)酸性廢水的中和處理
酸性廢水處理可以用投藥中和法、天然水體及土壤堿度中和法、堿性廢水和廢渣中和法等。藥劑有石灰乳、苛性鈉、石灰石、大理石、白云石等。他的優點是：可處理任何濃度、任何性質的酸性廢水。廢水中允許有較多的懸浮物，對水質水量的波動適用性強，中和劑利用率高，過程容易調節。缺點：勞動條件差、設備多、投資大、泥渣多且脫水難。天然水體及土壤堿度中和法采用時要慎重，應從長遠利益出發，允許排入水體的酸性廢水量應根據水體或土體的中和能力來確定。
(2)堿性廢水和廢渣中和法
投酸中和法可用藥劑：硫酸、鹽酸、及壓縮二氧化碳(用二氧化碳做中和劑，由于PH值低于6，因此不需要PH值控制裝置)酸性廢水及廢氣中和法如煙道氣中有高達24%的二氧化碳，可用來中和堿性廢水。其優點可把廢水處理與煙道氣除塵結合起來，缺點是處理后的廢水中硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。清洗由污泥消化獲得的沼氣(含25%—35%的二氧化碳氣體)的水也可用于中和堿廢水。
3.生物處理法
利用微生物可以把有機物氧化分解為穩定的無機物的這一功能，經常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物處理法
應用好氧微生物，在有氧環境下，把廢水中的有機物分解成二氧化碳和水的方法，主要處理工藝有：活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等，這種方法處理效率高，應用面廣。
(2)厭氧生物處理法
應用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物，最后生成二氧化碳、甲烷等物質的方法。主要用于有機污泥、高濃度有機工業廢水的處理。如啤酒廠、屠宰廠。
(3)自然生物處理法
應用在自然條件下生長，繁殖的微生物處理廢水的方法。工藝簡單，建設費用和運行成本都比較低，但其凈化功能受自然條件的限制，處理技術有穩定塘和土地處理法。
三、染色污水處理系統的工藝設計
在染色污水處理系統的工藝設計中往往遇到以下問題：(1)工程設計人員大都是僅僅了解廢水水質的情況下，根據自己的工程經驗和直覺進行設計，這樣往往造成工程缺陷，使建成的處理系統處理廢水不能達標排放；(2)在有些設計中，因為對出水的達標要求嚴格，使設計出的工藝建設費用和運行費用偏高；(3)在許多現有的處理系統中，由于所要處理的水質發生改變，原有工藝不能針對目前的水質進行有效的處理。以上的這些都涉及到污水處理系統的優化改造和優化管理運行問題。
如何優化污水處理工藝，降低污水處理成本，提高污水處理效果，對于污水處理有著極其重要的意義。必須指出的是，染色廢水處理系統的優化改造是一個非常錯綜復雜的問題，從目的上它不僅要基于污水水質分析，按照技術和經濟的要求，在條件允許的范圍內，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案，并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數，而且還要在污水的成份和水量一定幅度變動的情況下，找出相應的優化運行措施和最少運行成本。而在各染色廢水水質各異、水量大小不一的實際工況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優化處理系統是不可能的，某一污水處理系統可能對某企業的廢水處理是最優，但它對其他的染色廠可能就并不能做到最優，因此本論文對染色廢水處理系統優化研究只是為提出一個系統優化改造和優化運行的概念和思路，并不是要提出一個能對所有染色廢水有最優處理效果的處理系統。
四、系統工藝改造的總體思路
污水處理廠廢水的水質為含有一定量難生物降解物質和顏色的有機廢水，各染色子行業排放的廢水所含污染物質不同，其相應的治理工藝流程也不同。對染色廢水處理，工程上一般用物化法和生化法或兩種方法相結合的處理方法。物化處理有見效快、水力停留時間短的優勢，但其處理費用高、污泥產量大、污泥處理困難、存在二次污染的隱患。雖然臭氧氧化、活性碳吸附、電解等方法有較好的脫色效果，但它們較高的運行費用卻使廠家無法承受。但前述的幾種方法都具有穩定性好的特點。生物處理因具有處理成本較低，并能大幅度去處有機污染物和一定色度的特性使得染色廢水治理采用生物治理作為主要治理單元己成為共識。但結合園區污水處理廠目前的運行現狀及操作工人素質，為確保污水處理廠處理出水的穩定達標排放，因此改造擴建工藝的設計思想以強化物化處理的原則，以生物處理工藝為重心，盡量提高強化生物處理的作用。鑒于污水處理廠接受的染色廢水綜合性廢水，是典型的難生化降解的有機廢水，水質性質有其特殊性，而且各有關企業生產廢水排放的水質水量的不穩定性，以及污水處理廠的運行成本及運行負荷。因此必須要有針對性的廢水處理工藝，才能達到較好的處理效果。在選擇處理工藝前，應在分析廢水水質及其組成及對廢水所要求的處理程度的基礎上，確定各單元處理方法和改造工藝流程，以驗證改造工藝的有效性。
五、結論
印染生產廢水可生化性差，原污水處理系統又存在著設計、施工不盡合理，管理水平落后等缺陷，從而造成了處理出水污染指標達不到排放標準，運行成本高等后果。染色廢水處理系統的優化改造本身就是一個非常錯綜復雜的問題，而作為集中式染色廢水處理廠的優化就更加困難了。從目的上它不僅要在污水水質分析的基礎上，按照技術和經濟的要求，在條件允許的范圍內，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案。并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數，而且，還要在污水的成份和水量大幅度變動的情況下，找出相應的優化運行措施和最少的運行成本。但由于客觀條件的諸多限制，并且各種印染廢水水質各異，水量大小不一的設計情況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優化方法十分困難，某一污水處理系統可能對某一區域內的廢水處理是最優的，但它對其他的企業可能就并不能做到最優。因此，在加強技術創新和知識創新的同時也要為保護我們僅有的水資源提高人類意識，轉變觀念，為創造一個更好的環境多做努力。
［參考文獻］
1.巖土工程概況
此巖土工程建筑位于北京四環與五環鑲嵌的巖土層密布處，為開發商業中心的需要，在面積為10萬m2的圓形商圈下建立地下兩層結構的大型停車場。地下兩層，深度10m，在勘察過程中必須提供擬建地下場地地下水的有關參數，為在開挖前提供基坑設計與涌水量的預測依據。
2.地下巖土層場地水文地質條件
所建場地巖土層處于洪流沖擊階級地貌區，在鉆探后，場地結構層主要有：洪流殘積石灰巖層、開群震旦混合砂巖巖、燕山厚質頁巖層、侵入巖層、變質巖層。正值施工場地中心有一條走向為東北向的斷裂破碎帶經過，西部主要以混合巖為主，東南部以花崗巖為主。詳情見圖1。
從圖1可以看出，場地地下水主要以洪流沖擊下的松散巖沙為主，由弱到強的巖層斷裂中，在場地近中北部處的斷層接觸帶中，其含水量豐富，且貫通性較好，可進行多孔抽水試驗。
2.1多孔抽水試驗
2.1.1鉆井
為節約成本、縮短工期、提前竣工，將已開始動工且分布在此南方向觸巖帶的勘察孔進行增加孔數作業。首先，在孔的上部采用350毫米的鉆頭鉆到中心部位，抵達巖層處的深度≥3m，再用156mm的濾水器管頭用尼龍布呈網層包住，在巖層的0.50m處，以碎石濾料，其次用活塞到兩沖洗至水質清澈、巖渣打撈干凈。最后，將深井抽水泵置于井底上方3.50 m處進行抽水試驗。
2.1.2抽水試驗作業
本次抽水試驗以地下含水層作為施工對象，混合多種項目進行試驗檢測，抽水試驗成果詳情見表1，配驗孔位置詳情見表2。
2.1.3水文地質參數計算
根據抽水試驗得到的數據和檢測結果，進行相關的計算，得到施工依據。
巖土地含水層地下水滲透系數，可根據以下公式進行深入剖析：
K=0.366Q/M（S2-S1）×（r/d）式中，Q為抽水孔涌水量，M為抽水孔與觀察孔距離，S2為觀察孔的水位降深，S2為抽水孔水位降深，r為抽水孔半徑，d為抽水孔灌量。將表1的數據代入公式，可得出K（滲透系數）為3.25，當抽水孔深降至巖土層樁基9.85米時，最佳基坑涌水量為4005m3/d。
3.基坑用水量預測
3.1涌水量預測
由于北京此巖土層地下室建筑場地呈圓形，必須采用較為穩定的方式進行水流量曲折的基坑涌水量的預測，簡化鉆井結構施工，根據場地面積等效為圓面積來引用基坑的半徑，其基坑涌水量可以用以下方式進行估算：
Q=1.89K×，Q為基坑涌水量，以控制最佳涌水量的范圍，進行上述所測數據的代入計算，得出基坑降水半徑引用值為30.77米時，能夠有效孔之基坑涌水量，在巖層中快速進入豐水區以最大限度的控制水量。
3.2基坑降水井的設置
根據上述基坑涌水量的預測，在涌水量的初級階段，其量可達4005m3/d，若每一個井口的出水量為130m3/d來計算，則需要35口井才能控釋好該基坑的地下水涌出量，且井距≤9米。涌水井的成井工藝與抽水孔試驗類似，在巖土層接觸含水量豐富的地段，使之快速有效的設置成井成功作業。
3.3涌水量預測后的效果
經過多次的抽水反復試驗和對基坑涌水量的測算，抽水工程在10～15d后，阻止巖土層周邊的豐富地下水涌入基坑內，降低地下水的浪費程度，并且基坑內的積水有明顯的減少，在基坑的邊坡水量段，僅有少量的滲透和，只需正常開挖時注意安裝防土層即可避免坍塌，在降水時，基坑樁水坑的涌水量<0.05L即可確保基坑內基本無水，使工程順利進行。
4.結論 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
本巖土工程的抽水試驗由于施工場地無放坡，且地下水質層結構復雜，因此，在做基坑的支護時，應采用樁錨固定一體的作業方式，進行內支撐支護。在進行抽水孔試驗時，要經過嚴密的計算，依據程序把握好作業的步驟，即鉆孔-擴孔-置入花管-回填濾料-洗井撈渣-清理水質至清，只有遵循這樣的步驟，才能準確獲取到標準、精確的水文特征和地下參數。
基坑涌水量要依照土質結構層和其特點，書寫巖土層物理力學可行性研究報告，做具體的水質分析和處理，遵循建筑場地地貌景觀特點，嚴格控制基坑涌水量。
綜上所述，巖土層的多孔抽水試驗是進行地下作業的不可缺少的一項程序，提供精確的水文地質參數，是基坑涌水量控制的關鍵，在勘察工作中，必須嚴格把控，才能為工程的順利進行保駕護航。近年來，我國巖土工程基坑涌水量的預測，已成為建筑界的一大施工熱點，在基坑作業中，抽水試驗對確定地下水文地質參數具有重要意義。對于巖土層施工建筑人員來說，盡量采用多孔抽水試驗，以保證工程質量，維護社會安全，為我國經濟的騰飛做出巨大貢獻。
關鍵詞：GIS技術；水文水資源；應用；現狀
中圖分類號：TV文獻標識碼： A
引言
地理信息系統是一種以處理空間數據為基礎的應用技術，而地質信息的特點決定了使用GIS技術的優越性，從而使該項技術在水資源領域中得到了廣泛地應用。地理信息系統在水文水資源中的綜合應用，也使得水文水資源研究工作逐漸走向系統化、網絡化。
一、地理信息系統技術
GIS是地理信息系統（GeographicInformationSystem）的簡稱，借助計算機技術，通過對地球表層空間的地理信息進行采集、儲存、管理、運算及分析來輔助科研的系統。
GIS的主要構成核心是處理空間數據的子系統，這是它作為地理科學研究工具的關鍵所在，該子系統分要分為兩部分，空間數據分析及處理。數據主要來自遙感圖像、統計數據和實測數據等。GIS主要功能有四個方面：一是對具有典型的空間性和動態性的數據信息的采集、分析管理和輸出；二是對區域空間分析和動態預測能力，尤其是在地學模型的應用方面更具備優勢；三是借助計算機通信技術以及遙感技術對數據進行管理，提高數據信息的可靠性，從而為決策提供參考依據。當前GIS技術正不斷地向著集成化和智能化的方向發展，相信在未來能夠為水資源及水文的研究提供更有效的信息和資料。
圖1地理信息系統技術組成
二、GIS技術在水資源領域應用現狀
GIS技術在水資源領域的應用現狀主要包括5個方面:GIS技術在地下水資源評價中的應用、GIS技術在水質模型中的應用、GIS技術在防洪減災中的應用、GIS在水利工程方面的應用和GIS在地表水與地下水的聯合研究中的應用。
（一）GIS技術在地下水資源評價中的應用
地下水問題具有明顯的時空維，地下水模擬強調地下水在介質中的運動情況。GIS應用在地下水模擬中，可用來獲取、操作、顯示與地下水模型有關的空間數據和預期的成果，使模型進一步細化，從而深入認識地下水在含水層中的賦存、運動情況，為合理開采、保護地下水提供基礎。
（二）GIS技術在水質模型中的應用
GIS能夠通過各種數據模型和數據結構將多源的地理數據進行統一存儲和管理。水質預測模型建立之初所需的大量相關的地形、水、土壤、氣候以及經濟、人口等統計數據，可以通過建立GIS數據庫的空間特征數據和屬性特征數據管理。
蔣海琴等結合江蘇省環保信息系統的建設，對WebGIS與一維水質模型集成的關鍵技術問題進行了討論，闡明了模型計算中評價河段截取、空間離散及空間數據重采樣的方法和過程，對實現水環境模型的跨平臺操作和數據信息共享做出了嘗試。
羅畏以基于投影尋蹤的水質評價模型為基礎，結合GIS技術進行水質分析和評價，以太湖為實驗區域，根據2000年該區域的水質監測數據做了實例分析，驗證了新理論和方法的可行性。
（三）GIS技術在防洪減災中的應用
我國是一個地理條件復雜、自然災害頻發的國家。每年因洪澇災害造成的經濟損失非常嚴重。近年來，我國的防洪工作逐步實現了從“以洪水為敵”的控制洪水向體現水資源特性的洪水管理轉變。新技術在防洪減災領域得到廣泛應用，GIS新技術與傳統的防洪減災技術的相結合，使水利防汛工作邁向了新的紀元。
（四）GIS在水利工程方面的應用
在水利工程應用中，GIS強大的空間分析功能和圖形顯示功能為工程設計和研究成果的可視化表達提供了有力的現代化手段。
通過GIS可以將施工過程通過圖像的方式動態的顯示出來，而GIS先進的空間分析功能可以為水利施工過程提供便利的分析工具，通過數字地形模擬，可以用離散分布的平面點來模擬連續分布的地形，進而進行坡度坡向分析、斷面圖分析等，從此實現水利工程信息的科學、高效的管理。
此外，GIS的可視化表達功能可以對每一施工過程進行模擬和全程監測，為設計人員提供直觀形象的信息支持，為決策者提供精確、科學的可視化分析手段，為優化施工過程提供技術支持。
（五）GIS在地表水與地下水的聯合研究中的應用
流域是由分水線所包圍的河流集水區，在地域上具有明確邊界的區域。流域地表水和地下水的統一調度和科學管理一直是水資源領域一個重要的實際問題，GIS的引入為這一問題的解決提供了有效的手段。
Maidment等(1993年)的研究成果表明:水文模型空間要素主要是由分水嶺、排水渠道、湖泊和三角洲構成，并且水流狀況也由這些要素所規定，而在地下水模擬、資源評價與管理工作中，這些地表水方面的高質量研究成果是非常寶貴和必不可少的，GIS為區域地表水與地下水的聯合研究提供了高層次的綜合環境和工作平臺。
Maidment應用GIS做了比利時Voer流域的降水和徑流相關情況的空間分析，為該流域的地表水與地下水的聯合調度與管理提供了可靠的科學依據。
當前GIS技術已逐步應用到了水文水資源領域的各個方面。除上述幾個方面外，GIS技術還在水資源管理、水污染控制規劃、旱情分析預測、庫區地質分析、水環境監測評估等多方面得到了成功的應用。
三、水文水資源領域GIS應用的發展趨勢
（一）GIS應用規范和標準繼續完善
在實際的情況下，一般GIS的應用與開發大多是分開進行的，各部門是要根據具體的生產以及需要而獨立開發的。所以我國缺乏完整的技術規范體系和設計應用標準，開發平臺的多樣化以及數據格式的繁瑣已經給我國的地理信息共享機制造成了較多的阻礙。雖然國內部分地區進行試點行業規范的相關工作已經展開，但是仍然存在缺乏國家層面的一致規范的問題。因此應加強GIS應用規范和標準繼續完善。
（二）水資源及水文地理空間數據庫更加完善
水資源及水文地理空間數據庫作為GIS系統的關鍵，對于決策起到基礎的作用，所以必須在保證提高GIS應用越來越標準、越來越規范的條件上積極進行基礎數據庫的建設，特別是對于具有水資源及水文領域特色的數據庫，例如雨情和水情數據庫以及水旱災情數據庫等等。除此之外，數據庫中必須要有大量的流域內關于自然資源和社會經濟環境的基本數據，而且要保證數據庫中的數據采集能夠具體并準確，且能夠及時進行更新。
（三）GIS與水資源及水文專業模型能夠充分融合
在目前我國的一些水資源及水文方面的模型中，雖然GIS大多數都具備關于水資源及水文信息的詳細具體的數據，且具有存儲、管理和輸人輸出功能，但是其核心主要還是僅限于數據方面，缺乏表達水文地理空間、水文現象空間分析的能力，缺乏有效支持決策的能力，特別是在基于GIS、RS的分布式水文模型方面表現的還遠遠不夠。我們必須要結合當前的各類計算方法，利用各類軟件逐漸過渡到以柵格為計算空間單元的分布式模型，能夠充分利用GIS所具有的空間數據管理功能，從而實現水資源及水文的專業模型與GIS的緊密結合，這要作為我們的研究重點。
（四）軟件向多維發展
目前社會上開發的GIS軟件，多數都不具備真三維的分析的功能，在幾何建模和分析方面都不能滿足水文水資源時空動態變化的要求，如比較成熟的GRASS、SGM、IVM等系統，功能也明顯不足。因此，急需開發一些具有三維甚至四維功能的GIS水文水資源空間分析軟件。
隨著水文水資源管理發展的要求及以計算機與空間技術的進步，GIS將從二維走向多維，從獨立走向兼容與集成。
（五）完善基于GIS的灌區的地下水資源評價系統
灌區不同于一個完整的流域或行政區域，它是有可靠水源(地表水、地下水)和引、輸、配水渠道和相應排水溝道的灌溉面積，是人類水事活動的產物。灌區地下水的循環不僅受自然因素的影響，而且還主要與地表水灌溉及地下水開采活動密切相關，因此，研發基于GIS的灌區地下水資源評價系統也非常必要。
結束語
當前，隨著信息時代的來臨，在水資源科研以及管理中應用GIS是一件非常具有前景的工作。但是如何建立一種綜合性資源信息系統是我們目前面臨的困難。但不管怎樣，使用GIS能夠促進水資源利用和管理領域的發展，因此我們必須要認識到水資源科學以及地理信息系統的發展變化的概念，技術的進步以及變化的社會需求必定使其含義也會發生深刻的變化。
參考文獻：
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關鍵詞 實驗教學 改革 創新能力
中圖分類號：G642文獻標識碼：A
社會在進步，競爭也在日益加強，作為給企業培養和輸送人才的高等院校怎樣與時俱進，不斷改革，不斷更新，保證向社會輸送有創新思想和創新能力的高科技人才，這才是高校教學改革中具有導向性的問題。而高等學校的實驗室能否為學生提供建立創新意識的平臺，能否創建一個學生的創新想法得以實現的實驗環境是關鍵之所在。①武漢科技大學給水排水工程實驗中心正是秉承這一理念，分析給水排水實驗教學的問題，做了大量的實驗教學改革工作，取得了較好的效果。
1 給水排水工程實驗教學中存在的問題
1.1 專業課的學習重理論輕實驗
給水排水工程是一門實踐性很強的專業，實驗教學在整個專業學習中占有舉足輕重的地位。一直以來，高校對實驗教學的重視絕大部分都表現在口頭上，教學主管部門、教師和學生在思想上重理論、輕實驗的的現象普遍存在。具體體現在許多高校的實驗教學還依附在理論教學之中，既沒有被獨立設置一門課程也沒有形成相應的教學體系和學分。②實驗教學的目的不是全面提升學生的綜合能力，而僅僅是為了鞏固已經學過的理論知識，更沒有上升到以培養學生的動手能力為基礎，逐步提高學生的獨立發現問題，分析問題和解決問題的能力，最后培養具有創新能力的人才的高度來。
1.2 專業課的實驗設置較少且相對獨立
由于專業課的課時有限，實驗課時較少，故實驗課開設的實驗項目的數量也相對較少。對于給水排水工程專業來說，我們以前開設的專業實驗教學主要是：水力學實驗10學時，水分析化學實驗8學時，水處理微生物實驗6學時及水處理實驗16學時（其中給水8學時，排水8學時），實驗學時數遠遠不能滿足提高學生動手和創新能力的要求，且實驗課程相互獨立，未經融合，因此學生對專業課的認識只停留在理論加以驗證的基礎上，根本沒有與專業課之間融會貫通，達到一個質的飛躍。
1.3 實驗項目的安排不合理
給水排水工程四個方面的實驗中，水質分析化學實驗、水力學實驗和水處理微生物實驗均為專業基礎實驗，主要培養的是基本實驗技能；水處理實驗主要包括給水處理實驗和排水處理實驗，由于學時有限及實驗條件和設備所限制，結合現有的教學方式和教學學時數只能開設認知性和驗證性實驗，老師只是一味灌輸，學生也只是簡單模仿，沒有進行獨立思考，處于被動學習的狀態。③綜合性和創造性實驗很難實施，由此導致學生的動手能力和創新能力得不到充分發揮，得到的實驗數據僅僅是課堂理論的再現，沒有自己的思索和創新，很大程度上限制了學生的積極性和探索性。
1.4 實驗設備缺乏、陳舊
社會在發展，科技也日新月異，而高校實驗室普遍由于經費問題，實驗設備一般都過于陳舊且新型設備嚴重不足，大多數還是采用的傳統的分析方法與現實有很大的差距。實驗室里價格昂貴的設備一般數量較少甚至只有一臺，有時根本滿足不了本科生的教學需要，只能分批分組的進行實驗或者進行演示性實驗，既費時又費力，不能很好的鍛煉學生的動手能力。
2 改革教學體系，培養創新能力
2.1 優化實驗教學內容，更新實驗教學理念
高校實驗教學內容必須反映本學科發展的新方向、新水平，并保持其新穎性和先進性，為了改變目前實驗課中過多的老師講解現象，我們本著給水排水工程專業的特點，培養創新意識的目的，不斷更新實驗教學內容，加緊理論聯系實際，隨時更新我們的實驗教案；在專業基礎實驗中，我們注重學生基本原理及基本技能的培訓，同時也配合先進的、戶外便攜式的儀器使用，讓學生更好的與實際接軌。在新的實驗教學中，我們不斷增開綜合設計性、創新性的實驗，譬如在水處理實驗中專門增開了兩周的綜合實驗設計課，即老師給定一個題目，從最初的實驗原理、方案設計、實驗實施、實驗結果論證及實驗報告的輸出均是學生自己獨立完成，老師不再是一味地手把手教學生實驗，而是在旁加以指點，強調競爭意識和團隊意識，讓學生在不斷推敲，不斷論證的基礎上提高他們獨立思考，創新思維，綜合設計和知識運用能力。同時，針對本專業的情況，我們在大四上學期專門開設了一門實驗課即《水處理實驗新技術》，課堂講解與實驗相結合，先是利用少課時講解本專業近幾年的實驗改革及設備更新情況，再就是給學生從實驗設計，實驗操作到最后的數據處理進行一次系統的培訓，讓學生明白做科研論文所需具備的知識，然后安排了大量的實驗學時進行實驗，基本都是綜合設計性實驗，一個實驗內容基本上都包括了水質分析，微生物的馴化及污水處理幾門專業課的知識，使各專業課之間有了一個很好的銜接，達到融會貫通的目的。通過幾年的實踐證明，這次改革收到了比較好的效果，受到了相關老師和學生的好評。
2.2 運用多媒體教學技術，構建網絡教育平臺
當今社會是個網絡信息化社會，實驗室也充分利用了多媒體技術，把實驗原理、實驗儀器的使用、實驗過程等通過PPT或者是錄像、動漫等方式做成課件，建立網絡化實驗教學平臺，供學生查閱和使用，創建網上預約、網上課堂、網上答疑等方面的實時互動，適時掌握學生動態，進一步提升網絡使用效率和教學效果。
2.3 更新實驗教學設備，創造良好實驗環境
針對實驗室實驗設備過于陳舊的情況，讓學生與本專業的先進的科學技術接軌，學校近幾年大力支持了本專業實驗教學基礎設施建設，經費投入也很大，本專業的實驗設備不斷更新，并于2004年12月與建筑環境與設備工程專業一起申請得到“中央與地方共建高等學校基礎實驗室”基金200萬元，于2006年5月被確定為“武漢科技大學校級實驗教學示范中心”。同時在五年之內學校相應配套該中心建設資金100余萬元。中心現擁有建筑面積2180平方米，實驗設備資產達450余萬元。該中心的成立后，中心承擔武漢科技大學的給水排水工程、建筑環境與設備工程、土木工程、環境工程（碩士）、市政工程（碩士）等專業的相關實驗教學、創新能力培養及其他實踐性教學任務。另外每年也接待本校理學院、資源與環境工程學院、中南分校相關專業學生來中心做實驗，年接待學生近1500余人次，年實驗教學工作量達4萬余人時數。打破原有給水排水工程專業實驗室與建筑環境與設備工程專業實驗室之間的界限，優化實驗設備的配置，極大限度地減少實驗室重復建設的投入。
2.4 實施創新實驗教學模式，著手培養學生創新能力
本專業的所有實驗室均為開放型實驗室，實驗室全天免費為學生開放。開放實驗室主要倡導的是學生的主導地位，強化個性化教育，有利于創新人才的培養。首先，實驗教師根據每門課程的實驗教學大綱除設置一定的必修實驗外，還有個性化選修實驗，其難度一般都超出了教學大綱規定的難度，進一步提高學生的實驗水平。其次，學生有充分的自，實驗時間，實驗方案，實驗操作均由學生自主決定；還有，學生在實驗時提倡學生相互交流，教師隨時解決學生的問題，對于善于鉆研的學生，還可以讓學生跟著本校研究生及有科研課題的老師一起進行科研，盡可能的激發學生自主學習的積極性，挖掘其創新思維能力，培養其創造才能。
通過近幾年的改革試驗，我們已經有多項大學生科技創新作品獲獎和多篇科研。2007年獲第十屆“挑戰杯”飛利浦全國大學生課外學術科技作品競賽三等獎和湖北省第六屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎、三等獎各一項；2007-2008年連續兩年獲西蒙-國際銅業協會杯全國高等院校大學生綜合布線競賽三等獎兩項；2006年分別獲湖北省高校大學生機械設計創新大賽三等獎、第二屆全國ITAT教育工程就業技能大賽FLASH動畫設計中榮獲三等獎、首屆航天杯職業規劃設計大賽校三等獎各一項；學生在各類雜志上20篇以上。
3 結束語
實驗教學是給水排水工程專業的重要組成部分，好的實驗教學能大幅度提高學生的實踐和創新能力，提高學生的綜合素質。通過近幾年的實驗教學改革，本專業學生的實踐能力和創新能力明顯提高，得到了不少用人單位的好評，適應了社會發展的需要。但實驗教學改革是一項長期而艱巨的改革，面對行業的發展對人才的需求，我們改革步伐還應更加堅定，堅持改革與創新同步，實驗教學與時俱進，不斷完善，為本專業的實踐教學質量和整體教學水平的提高奠定堅實的基礎，為社會輸送更高層次的人才。
注釋
① 孟雪征,曹相生等.實驗教學改革是培養創新人才的關鍵[J].建筑教育改革理論與實踐,2007.9(6):295-297.
關鍵詞：高職高專；給排水專業；實踐教學；人文素質教育
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）05-0036-02
給水排水工程技術是一門綜合性、技術性、實踐性很強的學科，實踐是給排水專業得以發展和創新的基礎。高職高專院校的培養目標是工程與生產第一線的高素質應用型人才，要求注重學生的技能與行業的接軌并依托于生產與工程第一線培養學生，加大實踐力度。這一培養目標的定位順應了我國新型工業化發展對技能型人才的需求。
為適應社會發展對勞動者素質要求的不斷提高，高職高專教育人才培養目標的內涵式發展越來越引起人們的重視。隨著社會對勞動者素質要求的不斷提高，如何培養給排水專業學生在擁有一技之長的同時，重視學生的人文素質教育，使學生成為具有綜合素質、全面發展與和諧的職業人，已成為高職高專院校給排水專業教學亟待研究的課題。
給排水專業實踐教學與人文素質教育
人文素質的涵義 人文素質是做人應具備的基本品質和基本態度。它包括按照社會要求正確處理自己與他人、個人與集體、個人與社會、個人與國家乃至個人與自然的關系。人文素質教育是關于人生存目的的教育，即教會學生“如何做人”，解決人自身的理性、意志和情感等方面的問題，幫助個人智力、德行、感情、體格各個組成部分達到和諧狀態，從而提高人的整體素質。人文素質最重要的成分是歷史感、責任感和自我感。
給排水專業實踐教學中人文素質的內涵 給排水專業技術人才是合理、有效實現水的社會循環的技術指導者和實施者；是水資源開發利用、水環境保護及污染控制等環節的技術骨干力量。隨著我國經濟的快速發展和城鎮化進程的持續加速，大量的市政建設工程面臨水資源短缺、日趨嚴重的水污染問題，房地產開發建設需要大量的給排水技術人才提供技術支持和服務。高職高專給排水專業的實踐教學體系主要包括實驗教學、課程設計、實習實訓、畢業實踐和課外科技活動等五大模塊。通過實踐教學環節，學生親自動手設計、實驗，親臨現場參觀實踐，可以培養學生良好的環保意識，很好地認識水資源的可循環利用性、水資源的經濟價值性、水資源使用的安全性。在建筑給排水施工設計中，能從人本主義的角度，根據現代住宅設計理念，了解住戶的需求，結合國家建筑規范標準的要求進行設計。學生在畢業實踐、實習環節，結合簽約單位的實際工程項目展開畢業設計課題，切身感受企業人文素質環境，可以獲得很多在學校無法體驗的經歷。實踐教學可為人文素質教育提供平臺，豐富的課外科技活動可為人文素質教育營造良好的校園人文環境。總之，給排水專業實踐教學環節與人文素質教育息息相關，相輔相成。
給排水專業學生人文素質教育現狀
（一）給排水專業學生人文素質教育現狀
近年來，高職教育得到迅速發展。雖然在專業設置、目標定位、課程改革等方面取得了巨大成就，但在人才培養方面也存在著一些偏頗和不足。其中，人文素質教育薄弱尤其突出，隨著教育改革的不斷深入，這一缺陷將嚴重影響到高職教育的健康發展。
給排水技術專業人才不僅在建筑行業有較大的需求量，同時在市政、環保、工業企業等領域也都有相當寬闊的就業空間。浙江省作為一個經濟大省，無論城市建設，還是水環境治理，都離不開給排水專業人才的支持，給排水工程專業人才社會儲備量少，人才市場遠未達到飽和，使得給排水專業學生有更為廣闊的就業空間。學生走入社會后，就業主要集中在建筑、市政、水處理工程設計、施工管理、概預算、運行操作管理等崗位。從事管理和設計崗位工作，需要具備與人良好溝通的能力、團隊協作能力等綜合素質。我校對給排水專業一、二年級130個學生進行了人文社科知識調查問卷，采用當場發放問卷并回收、學生獨立作答的方式。結果表明，只有30%的學生知道我國古代著名思想家孔子是哪個學派的代表人物；僅有8.1%的學生對哲學感興趣；僅有7.9%的學生認為從專業教科書中可以獲得人文知識；75.5%的學生通過互聯網、電視等途徑獲取人文社科知識；平時喜歡練習寫作、喜歡在公開場合發表講話的學生只占30.3%；有的學生反映學校開設的人文社科知識講座偏少；有54.8%的學生希望具備一定的人文素質，但不了解提高人文素質的具體途徑，說明學生渴望得到幫助和引導。
（二）原因分析
功利性辦學思想使學生缺乏積極有效的人文素質教育引導 近年來，就業壓力日趨嚴峻，學校在設置專業時，要做市場需求調查研究，對就業渠道不暢、學生就業難度大、就業率低的專業要及時調整，為了生存，學校必須以市場需求為導向，以期在生源競爭中占據優勢。這種功利主義辦學思想導致學校忙招生，忙就業，忙技術培養，根本無暇關注學生的全面發展。學生暫時學到了手藝，但真正滋養他們生命的精華――人文素質在培養過程中卻被嚴重地忽略了。有知識不等于有素質，培養學生首先要教育他們學會做人，而非僅僅掌握一門生活技能。培養學生博愛、寬容和獨立的品格，使之具備道德感和責任心，是教育必須要考慮的首要目標。
學生對自身人文素質的培養缺乏重視 受多年應試教育及教育功利化等觀念的影響，學生在校學習期間，注重更多的是外在的東西，一些學生對自己的人生缺乏合理的規劃，只想打工、賺錢，對大學階段的每一門功課，平時應付了事，考試前希望教師劃重點，然后，花幾周時間搞突擊，表面上能達到一定的效果。現代社會需要的是有教養、有獨立性、有自信心、自由自律、敢于冒險、有創造力、足智多謀以及能夠積極主動地參與決策和講求效率的人，而不僅僅是考試拿高分的人。因此，平時與周圍的同學、老師進行各種交流與溝通不僅非常重要，而且對于正確處理好人際關系，糾正學生身心發展中出現的各種偏差具有良好的促進作用。
課程教學在人文素質教育方面未能發揮應有的作用 學生認為自己具備的人文知識和修養大部分是從課堂以外獲得的，如報刊、書籍、電視、網絡等，只有7.9%的學生認為從專業教科書中可以獲得人文知識。我國的課程教學具有注重知識傳授、強調原理和概念理解的特點，而忽視方法、態度的培養，忽視素質和能力的提高，育人方式和過程缺乏人文素質教育的滲透和關懷。因此，改革課程教學，在教學中滲透人文素質教育尤為緊迫。
給排水專業實踐教學中融合人文素質教育的途徑
高職高專給排水專業實踐教學中融合人文素質教育，應盡量找準實踐教學與人文素質教育兩者的平衡點，并以此作為課程設置的基點，從培養“做事的人”出發，設計課程的目標、內容、實施及評價，通過職業技能教育與人文素質教育的融合，培養出全面發展與和諧的職業人。
在實驗教學中培養學生良好的人文意識 我校給排水專業實踐教學改革縮減了理論教學的課時，增加了實踐教學的課時，兩者的比例約為1∶1。大學三年有近二分之一的課程學習需要通過實驗完成，包括給排水化學實驗及水質分析、給水處理工藝及水質指標測定、污水處理實驗和綜合實訓、給排水管道施工等等。在實驗過程中，應有意識地加強學生對飲用水安全與人類健康的認識，使學生了解企業污水排放必須符合國家控制企業污水排放標準，在污水實驗過程中，應嚴格控制水質指標限值達標，在水質指標測定時，對化學試劑的使用應做到需要多少，取多少，不可隨意傾倒化學品廢液。通過實驗，培養學生良好的環保意識，使其更深一步了解人與自然和諧共處的關系，很好地認識水資源的可循環利用性、水資源的經濟價值性、水資源使用的安全性。
在課程設計中貫穿人本主義思想 隨著近年來我國經濟的發展，人民生活質量不斷得到提高，人們在購買住宅時，除了關注住宅的樓層、面積、平面布置等因素外，也將更多的注意力放在住宅設備上。給排水系統作為住宅設備的重要組成部分，其系統設計是否合理，對今后住戶的裝修、日常使用與維護將產生重要影響。在設計中，要更好地從人本主義的角度出發，根據現代住宅的理論，了解住戶的需求，結合國家建筑規范標準要求進行設計。如住宅的污水排水橫管宜設于本層套內。雖然國家規范有此規定，但據了解，大部分住宅設計真正能做到的，尚不多見。于是，在日常生活中，經常出現上下層住戶因排水管道漏水而導致的各種糾紛，以致影響鄰里關系。作為工程設計人員，應在設計時努力解決這一問題。在住宅設計中，屋頂10分鐘火災初期消防用水量儲存設計通常的做法是將消防前期10分鐘用水與生活用水并存于屋頂生活消防共用水箱中，在生活用水管上應設虹吸破壞口，以保證消防用水不被挪作他用，這樣可以防止消防用水因長期不用而變成死水等等。
在畢業實踐環節滲透人文素質教育 在畢業設計環節，應結合畢業實踐教學，使學生通過校內外指導教師的共同指導，選擇在實習單位參與的工程項目作為畢業設計選題，結合簽約單位的實際工程項目展開畢業設計，這比以往由校內指導教師提供的畢業設計課題更有實際意義，學生能結合實際工作開展畢業設計，在教師的指導下，在完成工程項目的同時真正地學以致用，并且能學到很多新的知識和經驗，同時學生可受到實踐單位人文環境的影響和感染，增長很多在學校無法體驗的經歷，得以在實踐中成長。我校有的學生在實習單位的實際工程中，學習了地熱系統在住宅建筑中的應用，對新技術有了很好的了解，并與單位同事積極配合合作，順利完成了畢業設計，在論文答辯中表現突出；有的學生在單位實習時，接觸到自己感興趣的裝飾設計，經過自己的勤奮努力，在畢業設計時，交上了一份高質量的答卷。
在實習參觀中切身感受企業人文素質氛圍 實習實訓是課堂教學的繼續和發展，是檢驗教學效果的重要途徑，是培養學生理論聯系實際的能力、培養創新與創業意識、進行基本技能訓練不可缺少的一個重要教學環節。通過實習，學生不僅可以鞏固理論知識，更重要的是通過實地參觀和與企業技術人員或領導面對面交流，可以對企業文化和企業對員工的基本素質要求有更進一步的了解。在水廠實習期間，整潔有序的廠區環境可在無形中影響學生；在嘈雜的建筑工地上，技術管理人員所具備的團隊協作能力和吃苦耐勞的精神，也讓學生深有感觸。我校專業教師通過建立廣泛的校企合作機制，積極拓展與企業的交流與合作，先后與杭州四堡污水處理廠、杭州南星橋自來水廠、杭州中奇環境工程公司、杭州市政工程公司、杭州華夏工程咨詢公司、金都房地產公司等多家單位建立了良好的合作關系，為學生實習實訓的開展提供了強有力的保障。
在人文素質教育中融入豐富的課外科技活動 我校給排水專業學生積極參加各層次的學生課外科技課題項目的申報立項和實施，在課題開展過程中，借助良好的校園學術氛圍，將人文素質教育融入豐富多彩的校園文化活動中，發揮了“潤物細無聲”的熏陶作用。學生利用課余時間開展課外科技活動，對自己感興趣的課題進行研究，如校園景觀水質的特征研究，雨水污染水質的特征和再利用研究，人工浮島技術的應用研究等，在專業教師的指導下，多次得到省新苗人才計劃立項，并多次獲得省級“挑戰杯”獎項。
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關鍵詞:環境工程;開放性實驗室;實驗教學
工程實驗是將理論教學與實際應用相結合的一個重要途徑，特別是對于環境工程類專業，其開設的實驗室項目內容直接影響到學生對處理工藝的理解、消化、使用等。蘇州科技學院環境與市政工程綜合訓練中心是2011年申報的江蘇省高等學校實驗教學與實踐教育中心建設項目，重點加強開放實驗室建設，建立了水污染控制工程、水質工程學、環境分析監測、生物微生物等開放實驗室，為學生進行創新項目研究、科研研究、學科競賽和自主創新活動提供了良好的平臺，極大地提高了學生思考、分析、解決問題的能力。從開放實驗室幾年的運行結果可知，其建設具有重要意義。
1環境工程類專業開放性實驗教學的優勢
環境工程類專業培養的學生主要是應用型人才，而目前該專業人才整體需求的企業崗位落實難，用人單位有崗位需求但無人可用，這就要從大學教育中反思。大學生對于專業實踐能力的獲得主要來源于課程實驗教學活動，而現今常規實驗的指導書中都有詳細的實驗目的、原理、方法步驟、儀器設備的使用方法、注意事項及所需測定的指標等，實驗教師按照指導書將全部內容直接灌輸給學生，大部分學生被動接受教師的講解，按照指導書的方法和步驟去操作，實驗過程無需多想，過程也會很順利。這樣導致學生對實驗的感受不深刻，對設備的運行原理、儀器的操作使用不熟悉，也發現不了實驗過程的問題，無法激發對實驗課程的積極性，對理論教學也沒有起到該有的輔助作用。真正能取得較好效果的實驗是靈活性強、允許學生自主進行設計的實驗。因此，需將一部分常規實驗逐步調整為開放性、設計性實驗，同時把實驗室建設為開放性實驗室［1－4］。開放性實驗有如下優勢:第一，能提高學生學習的主動性。開放性實驗可由學生自由組合成實驗小組，部分實驗項目由學生根據自己的興趣和需要自選，如此實驗就不是一件痛苦的事情了，學生也不會為逃避煩悶的實驗而尋找各種理由了。第二，能提高學生獨立工作及團隊協作的能力。實驗前，每位學生須對自己所選實驗的原理、方法、要求等進行充分的了解，尋找相關資料，了解實驗設備，準備實驗，組員間相互討論，從實驗器具的準備、試劑的配制、實驗過程的觀察、實驗數據的記錄到實驗結果的整理，都由學生獨立完成，使學生的獨立工作及團隊合作能力明顯提高。第三，使學生對科研有初步的認識。參與開放性實驗的學生，需要自己確定實驗項目，參與整個實驗的各環節，且還需與老師有較深的交流，已完成了簡單科研所需進行的一系列過程。第四，有利于提高教學質量。開設實驗課程的主要目的之一就是輔助課堂理論教學，使學生對所學理論知識有直觀的認識，保證教學效果。學生一旦認真進行實驗，既能接觸到一些與專業有關的設施，也能對理論知識更深入地了解，極大地加深了印象，并能對課堂上的理論學習產生更濃厚的興趣。經常參與開放性實驗的學生，動手動腦能力較強，對畢業論文的質量也是一種保證。
2開放性實驗的設置
開放性實驗室是一個平臺，但并不是簡單地將實驗室門打開，讓學生自由進出，而應該注重創建開放性實驗項目和對學生能力的培養［5－6］。
2．1設計綜合型實驗
主要是本科教學基礎性、論證性實驗的延伸。鼓勵學生根據實驗室內的設施，經本人申請、指導教師同意、實驗室審核后，應用所學專業知識自行設計實驗方案并自主完成。我校環境類開放的實驗室有水污染控制工程實驗室、水質工程學實驗室、環境監測實驗室等，學生進入后，可進行常規的混凝沉淀實驗、氣浮實驗、生活污水及工業廢水的生化處理實驗以及給水處理實驗等多項實驗的設計、實施、水質分析監測等，可以讓學生進一步熟練掌握各種實驗技術和方法，提高實驗能力。
2．2研究創新型實驗
結合大學生創新項目及教師科研項目，在教師指導下獨立進行實驗。學生可根據實際項目自行設計實驗項目，制作反應器、控制實驗參數等，以尋求到針對某種處理或者分析的新手段，可以用于改進教學方法、改良教學設備和制作教學課件等，可以獲得論文、研究報告，申報專利、獎項等成果。
3開放性實驗室建設的思路
3．1開放實驗從“小”開始
對于一個新建設的開放性實驗室，所的實驗應從小部分學生少量實驗開始。教師選擇少量學生進行實驗試做，尋找問題，并讓學生提出合理化建議，之后進行匯總，同時也能方便快速地解決出現問題，由此能摸索出一些學生的興趣點及存在的問題，讓實驗計劃更合理。每次開放實驗只上少量學生集中精力開始試做個別的開放性實驗，不能追求多量化、全面性。如環境工程專業類的混凝實驗，原是一個按部就班的驗證型實驗，通過調整后改為開放型實驗，全部由學生選擇實驗廢水類型與配制藥劑、控制各種反應條件等。通過單個的實驗，獲得最多的經驗，再逐步擴展到其他實驗。
3．2指導教師盡心盡責
3．2．1提高指導教師的積極性
開放性實驗會占據實驗指導教師大量的時間和精力，要求教師主動參與開放性實驗的教學，防止應付性地完成任務，避免開放性實驗有名無實、降低實驗的效果。學院應制定針對性的政策措施，如增加每個實驗的課時數及課時費等，提高教師指導開放性實驗的積極性。
3．2．2豐富指導教師的工程經驗
環境工程類實驗開放的目的是讓學生在大學期間掌握一定的實際操作技能，這就要求指導教師本身的實踐經驗較為豐富，能夠判斷學生所制定的實驗思路和步驟等是否合理，能解決實驗過程中出現的各種問題、現象。如教師本身沒有工程經歷，只停留在理論層面，那么在開放實驗過程中則無法指導學生去觀察實驗現象、判斷實驗結果，如混凝膠體的大小、生物菌的生長狀況、分析過程中各種影響因素的去除等，這都直接影響到實驗效果［7］。
3．2．3確保指導教師的實驗指導時間
開設開放性實驗，學生進行實驗的時間大大增加，而且很多實驗不能在8小時內完成，會占用晚上的時間，甚至包括周末等;同時，實驗設備一旦出現問題，也需要教師及時到場處理，使得指導教師的時間安排存在極大的不確定性。這就要求指導教師安排好自己的工作，確保實驗指導時間，防止實驗因時間長而導致失敗或者無法進行下去。蘇州科技學院的開放性實驗室引入了研究生協助管理體制，教師如遇特殊情況不能在實驗室，可安排指定的研究生負責管理，并將實驗情況向指導教師匯報。
3．3實驗管理系統高效運作
開放實驗室的最終落實在于網絡化的平臺管理，通過平臺使師生形成職責清晰、互動有序、運行有效的實踐組織體系。我校的環境與市政工程綜合訓練中心建立了一套完整的實驗管理系統平臺，實現了校內、校外隨時對中心的實驗設備、實驗項目等查詢，開放實驗的預約，實驗報告的提交，實驗成績的錄入等，為開放實驗室的高效運作提供了良好的保障［3］。
3．3．1實驗前期的預約
想要開放性實驗效果達到最佳，需要教師、學生、實驗室、實驗設備幾方面的完美融合。教師將能夠開放的實驗室、實驗設備都錄入系統，學生制定詳細的實驗方案及計劃后進行預約實驗，教師根據學生預約情況進行實驗的合理安排，這些內容及過程全部在實驗管理系統內完成，大大縮短了前期的時間。
3．3．2實驗過程的監督
在實驗進行過程中，要求進行實驗的學生隨時在系統內錄入實驗時間、實驗過程、實驗問題等內容，教師根據內容進行全程指導及監督，以確保實驗的效果。
3．3．3實驗完成的考核
蘇州科技學院建設的實驗教學管理系統有一套完善的實驗效果考核制度，包括從實驗預約至實驗成績考核的所有開放實驗過程信息，對學生實驗過程中的平時成績、實驗報告的結果進行評判，以起到督促學生的作用。
3．4實驗室安全管理嚴格規范
實驗室的正常運行首先基于實驗室不出現任何安全事故。因實驗室是24小時開放的，所需的水、電、藥等量較大，這就導致實驗室內存在大量的安全隱患，最近出現的某高校實驗室爆炸就是因為管理不善而導致。環境工程類的開放性實驗室安全隱患主要有以下幾個方面:1)易制毒、腐蝕性化學藥品如苯系物、硫酸、鹽酸等使用量非常大，且經常為大家所忽視;2)實驗過程中的爆炸性如化學反應過程、蒸餾過程等沒控制好;3)機械、電、燙傷等傷害，如被電機、攪拌機碰傷、高溫燙傷等。這就需要制訂非常完善、有效的管理制度，且要求實驗室管理員做到每日檢查匯總。
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基金項目：本文系上海高校本科重點教學改革項目（項目編號：20115902）、上海電力學院重點教改項目（項目編號：20111303）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）02-0030-02
目前，上海電力學院材料、化學類專業有化學工程與工藝、環境工程、材料科學工程、應用化學與材料化學五個專業，這些專業的培養方案要求學生進行大量的實驗和實踐，對學生的動手實踐能力培養要求很高。但在當前普遍的實驗、實踐性教育環節中還不能完全適應或滿足各類學生的需求，因此有必要針對性地對學生的實踐與動手能力進行培養，特別是依托學院的高水平學科基地，如上海市電廠化學與環境保護重點學科、國家電力公司熱力設備腐蝕與防護重點實驗室、上海高校電力腐蝕控制與應用電化學重點實驗室、上海熱交換系統節能工程技術研究中心等等。這些研究基地有非常先進的儀器設備，同時又有很多高水平的學科帶頭人，充分利用這些資源加大對化學類專業學生動手與創新能力的培養具有重要意義。可以根據不同學生的特點有針對性地開放研究基地，鼓勵學生到這些研發基地進行開放性實驗與設計性實驗，同時也可以加入教師的研究團隊，以加強對學生創新能力的培養。
一、制定政策，確保學科基地面向本科生開放
在充分調研的基礎上學院制定了相關政策與規章制度，《上海電力學院環境與化學工程學院研究基地與學科平臺對本科生開放實施辦法（暫行）》明確了高水平學科基地向化學類專業學生開放的具體內容與方式，主要包括本科生使用研究基地和學科平臺須事先向相關研究基地或學科平臺負責人提出使用申請，詳細說明實驗內容、使用的儀器設備和使用時間。研究基地或學科平臺負責人需根據實際情況安排實驗時間，通知使用者及其指導教師，提前一周安排人員對使用者及其指導教師就儀器設備的使用進行培訓，并確保可熟練操作。使用者使用實驗室和相關儀器設備的最初兩天須由指導教師全程指導與陪同。使用者必須遵守各實驗室和儀器設備的管理制度，如果在使用過程中遇到異常現象應及時與負責人聯系。使用過程中，使用者及其指導教師應保證實驗室的安全和衛生。使用完畢后關好水、電、煤，經實驗室負責人檢查驗收無誤后，簽字離開。本科生利用學院研究基地或學科平臺獲得的成果（論文等）須對相關研究基地或學科平臺進行標注。
通過調研分析學科基地現狀，明確了哪些儀器設備可以對本科學生開放，并列出儀器設備清單在網上公布，這些儀器包括光電化學測試系統、帶箱罐式電阻爐、等離子體發射光譜儀、紅外光譜儀、原子力顯微鏡、鹽霧箱、動態模擬試驗裝置、惰性氣體純凈系統、多參數水質分析儀等很多科研設備；經過調研，目前上海電力學院高水平學科基地的儀器設備均可以向本科生開放，當然一些大型貴重儀器需要專人操作。一些相對簡單的儀器設備（如分光光度計、電化學綜合測試儀、電池測試儀等）經過專門培訓后本科學生就能直接使用，這將大大方便學生進行科創工作或相關試驗研究，有利于他們實踐動手能力的提高。
二、利用學科基地改革創新學生的實驗教學模式
1.提升傳統實驗教學水平
傳統實驗有它的局限性，但就實驗教學體系而言，有著不可替代的作用。近年來面對新技術、新理論的不斷涌現，數字化技 第一論文 網術的快速發展，需要不斷更新提升實驗內容和實驗教學手段。但由于傳統教學實驗室的發展有一定的滯后性，而學院重點實驗室、工程技術研究中心等高水平學科基地能緊跟學科發展的步伐，很多先進的儀器設備能及時更新，因此通過學科基地面向本科生教學開放這一方式能及時提升傳統的實驗教學水平。
2.完善綜合性、設計性實驗
綜合性、設計性實驗是教育部為培養學生的創新能力在實驗教學中提出的規范性要求。因此在提高傳統實驗教學水平的過程中，對復合型、知識面廣的專業實驗進行重新設計，提升綜合性、設計性實驗，并列入培養計劃和教學大綱，有依據地規范操作，對提升學生的實驗教學水平將起到重要的作用。但由于學科基地所承擔的研究大都具有一定的前沿性與創新性，如何將這些內容通過一定的方式融合到本科生的培養中大有文章可做，既包括研究方法又包括研究內容、研究思路等都可以通過增加一些新穎的綜合性、設計性實驗來實現對學生能力的培養。
三、鼓勵引導學生積極實踐，成效顯著
1.積極開展學生的科學研究訓練
長期以來，科研資源和課題研究與本科教學之間的聯系很少，而本科實驗室由于投入不足等因素，實驗教學的條件和教學水平會受到一定的影響。因此，通過教學改革實現科研資源對實驗教學的促進作用是實驗教學水平提升和學生能力培養的潛力所在。近年來，環境與化學工程學院以這些高水平學科基地為依托，通過系統的科學研究訓練培養了材料化學專業學生的創新能力和實踐能力。每年都有近70名學生通過兩周時間進行專門的科學研究訓練，包括課題的確立、文獻調研、實驗方案制定、實驗操作、數據分析和論文撰寫等各個環節。通過科學研究訓練不僅能使學生初步熟悉科學研究的各個步驟，而且能使學生近距離接觸并使用這些學科平臺基地的儀器設備，使學生的視野得到了開闊，通過動手實驗也培養了他們的綜合實踐動手能力。
2.成為學生科技創新的基地與平臺
環境與化學工程學院自1998年開始進行優秀生導師制活動以來，至今已有14年的歷史。在通過導師制培養學生的過程中，學生進行科技創新是一個重要手段，而在學生進行科技創新工作時需要利用一定的實驗儀器與設備。隨著學生科技創新水平的不斷提高與科學研究的不斷深入，對實驗設備的要求也在不斷提高，一些常規的實驗儀器設備有時難以滿足學生的需要，因此將這些高水平學科基地的儀器設備及時向進行科技創新的學生開放很有必要，這也為學生提供了良好的條件與保障。如2011年環境與化學工程學院學生獲得了42項上海市大學生科技創新項目，其中有18項都需要利用重點實驗室和工程中心的儀器設備，這也為學生完成相關研究提供了 很好的便利條件。近一年來學生利用這些平臺基地不僅很好地完成了一些科研項目，而且也取得了一些創新性的成果，發表了6篇學術論文，申請了4項發明專利。
3.提升了學生的就業能力與考研成效
自學院通過開放學科基地加強本科生的培養以來，參與的學生普遍感到這種方式能增加就業與考研工作中的競爭力。一方面，學生的 第一論文 網視野開闊了，更好地了解了本專業最先進的儀器設備，更好地滿足了社會對相應人才的需求；另一方面，學生的實際動手能力也得到了切實加強。很多學生認為這種方式對研究生復試與就業面試都很有幫助。據統計，2011年參加該教學改革后相應專業學生的就業率都在95%以上，考取研究生的比例比前幾年的平均數增加了30%左右。這些學生大都考入了武漢大學、廈門大學、華東理工大學、同濟大學等化學、環境、材料學科實力較強的高校。
四、結束語
隨著高校學科建設的不斷發展，一些高水平的學科基地建設也將更加完善，如何充分利用這些資源對本科生進行培養是一個值得研究的課題。因此，在實踐過程中需要發揮各方面的積極性，真正將這些高水平學科基地建設成為提高相關專業學生實踐與創新能力的重要平臺。
參考文獻：
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關鍵詞：實驗教學中心；高校；示范
中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）07-0083-02
多年來，我國教育領域一直倡導理論與實踐相結合的教育方式。在實驗教學示范中心建設的推動下，各高校從實驗隊伍建設、實驗設施建設、實驗教學改革等與人才培養相關方面都有了不同程度的發展，增強了學校的辦學實力。從某種程度上講，加強實驗教學示范中心的建設，對于學科的可持續發展也起著推波助瀾的作用。哈爾濱工業大學市政環境工程學院的市政環境實驗教學示范中心是由市政、環境、能源、化學、生命科學等學科群構建而成的，是與飲用水水質保障、污水的安全回用、廢水生物處理和水資源循環利用等與城市、城鎮生活、工農業生產及環境保護密切相關的重要學科。
一、增強學科發展及人才培養
（一）加快實驗教學改革步伐，適應學科發展
環境問題關系到人類生存和發展，隨著環境問題的全球化，作為國內一流學科，不得不要求我們與國際接軌。這就要求學科在教育理念、學術水平、學科專業結構、課程設置、教學方法等方面應更趨于國際化。從國內角度講，相關學科競爭激烈，優勝劣汰，學科發展面臨強烈的沖擊，這就表明為推動學科發展，創新學科結構、調整人才培養模式、更新教育觀念、優化學科建設等教學改革勢在必行。
從實驗教學方法來講，中心根據學科的特點建立以學生為中心，逐步實現以“自我實踐”為主的實驗教學模式，并確立“基礎教育”的重要地位和作用。在自我實踐中應重視培養學生實事求是的科學態度，團結協作的科研精神及科學的創新思維[1]。不斷地調整優化實驗教學內容和實驗方法，提高具有綜合性、設計性、應用性、實用性的實驗項目的數量。秉承教學與科研相結合的原則，鼓勵更多的教師將科研成果轉化到實驗教學中來。大力開展實驗精品課程、儀器功能開發及自制儀器設備等方面建設；鼓勵和推動開放實驗教學，并依托實驗中心開展基于項目學習的實踐教學，為培養具備城市給水工程、排水工程、建筑給水排水工程、工業給排水工程、水污染控制工程和水資源保護等方面的知識的給排水科學與工程學科的工程領軍人物和創新型拔尖創新人才開辟實踐通道。
（二）促進以學生為核心的實驗教學方式
為了實現實驗教學與理論教學有機結合，以培養學生解決實際問題的能力為出發點，堅持實驗教學注重能力、個性及創新意識培養的基本原則，在實驗教學體系建設上可根據學生不同學習階段的實際情況，采用分階段、模塊化實驗教學體系，突出分層次、個性化的培養模式。該體系可分解為三個層面兩個目標：三個層面為基本理論與概念的訓練、基本技能與能力的訓練以及創新性和研究能力訓練；在橫向上則分為兩個階段：基礎知識、操作能力培養和獨立思考獨立工作能力培養。注重本領域現代檢測技術、前沿科研成果與實驗教學的緊密結合，將現代儀器設備獨立操作培訓納入實驗體系中，結合設計型、研究型實驗項目的運用，通過實驗技能和科研方法的訓練，培養學生在開展學位論文研究工作中的自主創新能力。
二、推進理論與實踐相結合的平臺建設
中心利用現有資源，建設了三位一體的人才培養平臺，可實現多方資源整合、共享和優勢互補。同時，中心還建設了不同層次和不同目標的交叉型專業實驗平臺。
（一）基礎創新實驗平臺的建設
中心每年為本科生創新創業訓練提供創新基金，鼓勵老師和學生參與到創新創業實驗中。在本科生科技創新基地基礎上，進一步加大投入，加強建設高水平的研究生科技創新基地，使之形成覆蓋本科生和研究生不同層次的科技創新人才培養基地，并促進本科生、研究生之間科技創新的交流和提高。
從培養高素質、復合型精英人才的定位出發，培養學生接觸科研前沿、提高科研與創新能力，拓展校外社會實踐基地和生產實習基地非常有必要。校外科技創新基地：該基地將與中科院生態環境研究中心、哈工大宜興環保研究院等合作建設，派出學生進行短期科研與實習；校外工程設計培養基地：培養學生以及年輕教師的工程設計能力。該基地已與中國市政工程東北設計院、深圳建筑科學研究院等達成合作建設共識，承擔部分課程設計和畢業設計的指導工作；校外生產實習基地：在現有實習基地的基礎上，增加龍江水務集團公司等合作單位。作為國內基礎較雄厚、科研教學能力較強的學科群，走向國際化是近年來本學科的重要目標，與海外著名大學廣泛交流與合作在拓寬研究生視野上起到舉足輕重的作用。目前，市政環境實驗中心已經在海外建設了三個實驗教學基地，如澳大利亞新南威爾士大學海外實驗教學基地、丹麥技術大學海外實驗教學基地、法國普瓦捷大學海外實驗教學基地。
（二）高、尖、新科研創新平臺的建設
在現有專業實驗平臺基礎上，依托國家重點學科建設高水平專業實驗教學平臺，結合學科建設，加大建設經費投入，集中建設、資源共享，建設市政環境學科高水平專業實驗教學平臺，為市政環境領域培養綜合素質高的科技拔尖人才奠定更堅實的基礎。依托國家重點實驗室建設高水平創新研究平臺，著重改善市政環境領域應用基礎研究的設施和條件，充分發揮國家重點實驗室在應用基礎研究方面的優勢作用，促進市政環境領域學生的科技創新能力的培養，為市政環境領域培養高素質的科技領軍人才奠定堅實的基礎。依托國家工程研究中心建設高水平工程實踐平臺，在校內建設高水平的成果轉化應用和工程實踐平臺，促進市政環境領域學生的工程實踐能力的培養，為市政環境領域培養高水平的工程技術人才奠定堅實的基礎。
（三）資源化平臺的建設
中心通過定期舉辦免費的大型科研儀器講座、科研儀器獨立操作使用培訓等手段，使學生有更多的機會接觸到本專業科研前沿的儀器設備和科學研究方法，加強了學生對現代檢測技術的了解與掌握，全面提升了實驗教學促進理論教學的能力，發揮了以科研促實驗教學的優良傳統，鼓勵學生將科研方法、科研成果轉化為實驗教學內容[2-4]。大型預約測試系統平臺的建立，彌補了傳統儀器預約的不足，規范了實驗室管理，實現了資源的優化配置[5]。
三、加強實驗教學師資隊伍與基礎設施建設
（一）實驗教師隊伍建設
在過去5年的建設時間里，中心引導和激罡咚平教師積極投入實驗教學，建設了一支年齡結構、專業學科合理搭配的實驗教學隊伍，實驗教學師資隊伍博士化率達到80%以上。鑒于教學和研究人員在高等院校各項工作中的中心作用，鼓勵其投身于中心建設，積極參與實驗教學改革。通過制定相關實驗教學規章與考核制度，明確了其崗位職責與鼓勵政策；新晉人員入職時，強調實驗教學人員的培訓上崗；建立完善的實驗教學人員的選拔和培養方案等，篩選出一支高質量的師資隊伍來承擔實驗教學工作，推動中心“實踐育人”工作的順利進行。注重加強實驗教師與實驗技術人員的溝通與交流，理論與實踐經驗相互融合，共同參與實驗教學內容、方法、手段等方面的改進工作，協同完成實驗教學改革工作，強化實踐環節。加強新、老教師之間的溝通與交流，采取以老帶新的方式，重視實驗教學交接工作，確保了實驗教學質量[6]。
（二）實驗基礎設施建設
實驗室硬件設施建設是學校綜合辦學實力的體現之一，為提高中心的實驗教學水平，加強實驗教學建設，為實驗教學人員提供發揮的平臺，加大了對實驗教學儀器設備的投入，包括原有儀器臺套數的增加，儀器的更新換代，與新增實驗項目相匹配的新型儀器的購買。
實驗教學的發展離不開大型科學儀器，實驗室的儀器配置狀況直接影響著教學、科研水平和人才培養質量，尤其是研究生教學，如何利用這些大型儀器設備來提高研究生的實踐能力，真正做到理論結合實際，發揮大型科學儀器在教學、科研中所起的作用則是實驗教學改革的重點[7]。多年來，在“985”、“211”專項建設經費的支持下，實驗中心的實驗儀器設備得到不斷更新，現有20萬元以上大型設備40余臺套，設有水質分析、色譜分析、顯微成像、分子和原子光譜和分子生物學等實驗室。研究領域涉及環境、醫藥、冶金、食品等行業，現已實現大型儀器資源共享，為實驗教學提供強有力的硬件支持。
四、結論
近年來，通過全中心人員的努力，中心的總體建設中關于體制建設、實驗教學建設、實驗隊伍建設、實驗基礎和創新平臺建設等已初見成效，但有許多方面仍有待完善。中心應在建立高質量的實驗隊伍的基礎上，不斷地深化完善實驗教學改革，提升實驗教學水平，改善實驗教學設施與教學環境。加強各學科間實驗教學示范中心之間的交流與合作，帶動全國同類學科實驗室的建設。順應市政環境類專業學科發展，以培養綜合性素質人才為目標，把中心建設成學生創新、實踐能力的培育基地。
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關鍵詞：聚合氯化鋁 絮凝劑 印染廢水 水處理
關于絮凝劑的定義目前有兩種解釋：其一，是根據膠體粒子聚集過程的不同階段，即膠粒表面改性（靜電中和）及膠粒的粘連，將主要是膠粒表面改性或由于壓縮雙電層而產生脫穩作用的藥品稱為凝聚劑；而將主要使脫穩后的膠粒通過粒間搭橋和卷掃作用粘結在一起的稱為絮凝劑。其二，把凝聚劑和絮凝劑兩者當作同義語，不加區分互相通用。本文基本上采用后一種涵義[1]。
實驗部分
1.1 儀器與試劑
儀器：MY3000-6A-2混凝試驗攪拌儀
潛江市梅宇儀器有限公司
722-s可見光柵分光光度計
上海精密科學儀器有限公司
pHS-3C精密pH計
上海雷磁儀器廠
調節式萬用電爐
通州市化學儀器有限公司
BS 210 S分析天平
500mL全玻璃回流裝置。
試劑：98%的濃硫酸，硫酸銀，硫酸鋁，硅藻土，蒸餾水，重鉻酸鉀標準液(CK2Cr2O7=0.25mol/L)試亞鐵靈指示液，硫酸亞鐵胺標準液[C(NH4)2Fe(SO4)2≈0.1mol]:
藥品：固體聚合氯化鋁，固體聚合氯化鐵，固體聚合硫酸鐵鋁，固體聚合氯化鋁鐵，均由××市××××有限公司提供。
本文研究的固體聚合氯化鋁絮凝劑，為淡黃色固體，其氧化鋁（Al2O3）的含量≥27.0%，鹽基度在45.0%～85.0%之間，水不溶物的含量≤3.0%，1%水溶液的pH值在3.5～5.0之間。
以上所用藥品均為分析純級別。
印染廢水水樣由××市××印染廠提供。
1.2 分析內容與方法
1.2.1 分析內容
1.2.1.1 研究聚合氯化鋁對印染廢水的絮凝效果，找出最佳加入量與最佳pH值，并討論它們對聚合氯化鋁絮凝效果的影響。
1.2.1.2 探討攪拌強度、攪拌時間、沉降時間對聚合氯化鋁絮凝效果的影響。
1.2.1.3 比較聚合氯化鋁和硫酸鋁對印染廢水的絮凝效果。
1.2.1.4 比較聚合氯化鋁對不同廢水的絮凝效果。
1.2.1.5 比較聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵鋁、聚合氯化鋁鐵對印染廢水的絮凝效果。
1.2.1.6 通過試驗，列表作圖對比結果，得出論文結論。
1.2.2 分析方法
濁度—吸光度線性回歸標準曲線：
濁度 = 吸光度*384.3941-13.0627，r= 0.9930
1.3 印染廢水水質分析
顏色：藍紫色；pH：7.86；CODCr：415.7mg/L；濁度：436.2 NTU
2 結果與討論
2.1 PAC加入量對CODCr、濁度去除率的影響
分別量取六份200mL水樣于干凈的燒杯中，各加入0.025、0.05、0.075、0.1、0.125、0.15g PAC絮凝劑，先以150r/min的攪拌強度作用1min，然后以50r/min的攪拌強度作用10min，在沉降20min的條件下，取上層清液，考察PAC加入量對CODCr、濁度去除率的影響，實驗結果如表2、圖2、圖3所示。
通過以上圖表可知，PAC絮凝劑的加入量對該水樣的pH影響不大，其加入量應在400～600mg/L之間。此時，PAC絮凝劑對CODCr、濁度都有很好的處理效果。若加入量較少，則不能很好地使膠體脫穩，不足以將膠粒架橋聯接起來，導致形成的絮體不夠多、大，不能起到很好的吸附卷掃作用，絮凝效果不夠理想。若偏多，則會使膠粒的吸附面均被無機PAC高分子覆蓋，兩膠粒接近時，就受到高分子之間的相互排斥而不能聚集，產生“膠體保護”作用，使絮凝效果下降，甚至重新穩定，即“再穩”[8]。在實驗過程中，我們發現，PAC對印染廢水的脫色效果也很明顯。原水樣的顏色為藍紫色，加入PAC后，顏色明顯變淺，至最佳絮凝效果時，基本上呈透明色。而由以上曲線可以看出，峰值出現在PAC加入量為500mg/L時。此時，效果最佳，CODCr去除率達69.58%，濁度去除率達81.73%。
故確定PAC的最佳加入量為500mg/L。
2.2 pH值對CODCr、濁度去除率的影響
分別量取六份200mL水樣于干凈的燒杯中，將各水樣的pH值分別調節至5、6、7、8、9、10，然后各加入0.1g PAC絮凝劑，先以150r/min的攪拌強度作用1min，然后以50r/min的攪拌強度作用10min，在沉降20min的條件下，取上層清液，考察在最佳用量的情況下，不同pH值對CODCr、濁度去除率的影響，實驗結果如表3、圖4、圖5所示。
一般來講，在絮凝反應中，pH值的影響是非常大的，它對膠體表面電荷的Zeta(ζ)電位，混凝劑的性質和作用等都有很大的影響。不同的混凝劑都有其最佳的混凝區域。pH值調整的恰當，就可以節約大量的藥劑，降低成本，并且能夠使絮凝作用發揮得完全，絮凝效果好；反之，pH值選擇不恰當，輕者影響混凝效果，重者不能形成絮凝沉淀，甚至使已形成的絮凝體重新變成膠體溶液[9]。
而由資料得知[3]，PAC的水解聚合形態強烈地依附于水體的pH值。在低pH值時，PAC的水解形態為單體形式，在中性范圍內為多核水解產物Al7(OH)174+、Al6(OH)153+，高pH值時為Al(OH)3、Al(OH)4-。
通過以上圖表可知，在中性與弱堿條件下，PAC絮凝劑對CODCr、濁度的處理效果受影響的程度不大，仍有著較高的去除率。而且，在實驗過程中，pH值對PAC的脫色效果影響也不大。其中，CODCr去除率達到72.63%，濁度去除率達到87.14%。
確定PAC的最佳絮凝pH為8。
3.3 攪拌強度、攪拌時間對CODCr、濁度去除率的影響
分別量取四份200mL水樣于干凈燒杯中，調節溶液PH值到8，再加入0.1g PAC絮凝劑。分別以50r/min、100r/min、150r/min、200r/min轉速攪拌10min，靜置沉降20min，取上層清液，考察攪拌強度對CODCr、濁度去除率的影響。結果如表4所示。
通過實驗得知，對于該水樣，攪拌強度對PAC的絮凝效果一定的影響，但不是很大。當攪拌強度較小時，CODCr的去除率僅比最優絮凝條件下低5%，濁度去除率低8%左右；當攪拌強度較大時，CODCr、濁度去除率最差，分別只為63.28%、75.13%。由此，我們可以看出，當攪拌強度過小時，不利于絮凝劑與顆粒物的充分接觸；當攪拌強度過大時，則容易將大顆粒的固體攪碎變成小顆粒，將能夠沉淀的顆粒攪碎變成不能沉淀的顆粒，同樣降低了絮凝效果。
接著，我們討論攪拌時間對CODCr、濁度去除率的影響。取三份水樣，調節溶液pH值到8，再加入0.1g/200mL PAC絮凝劑，以150r/min分別攪拌2min、10min、20min，靜置沉降20min，取上層清液，考察攪拌時間對CODCr、濁度去除率的影響。結果如表5所示。
由表5可以看出，攪拌時間對PAC的絮凝效果也有影響。攪拌2min時，絮凝劑與水樣中顆粒物作用不夠充分，不利于捕集膠體顆粒，而且絮凝劑的濃度分布也不均勻，更不利于發揮絮凝劑的作用[10]。此時，CODCr、濁度去除率比最佳絮凝條件下低10%、13%之多。攪拌時間過長，又容易將已經形成的絮狀物攪碎，使其懸浮于水中，導致絮凝效果下降，此時CODCr、濁度去除率僅達67.81%、80.91%。
本文確定最佳攪拌強度為150r/min，最佳攪拌時間為10min。
3.4 沉降時間對CODCr、濁度去除率的影響
分別量取三份200mL水樣于干凈燒杯中，調節溶液pH值到8，再加入0.1g PAC絮凝劑，以150r/min的攪拌速度作用10min。第一個燒杯靜置10min后，取上層清液，測CODCr、濁度等指標；第二個靜置20min后，測各項指標；第三個靜置30min后，測各項指標。以此考察沉降時間對CODCr、濁度去除率的影響。結果如表6所示。
由表可知，在最佳PAC加入量、pH值、攪拌強度、攪拌時間的情況下，隨著沉降時間的增加，CODCr、濁度去除率都有所提高，幅度約為2%～3%。但10 min后即趨于平穩，CODCr、濁度去除率幾乎達到恒定。可知，沉降時間對PAC絮凝效果的影響不大。確定最佳沉降時間為20min。
3.5 PAC、AS絮凝效果的對比實驗
硫酸鋁（AS）又稱明礬，是給水處理中較為常用的一種絮凝劑。無水硫酸鋁為無色結晶，易溶于水。含水硫酸鋁可帶有6、10、16、18、27個結晶分子，常溫下十八水合物較為穩定，為無色粉狀或粉末晶體。本實驗采用白色粒狀Al2(SO4)318H2O結晶體[3]。
3.5.1 AS最佳絮凝條件的確定及其與PAC絮凝效果的對比
關鍵詞：污水處理；檢測；自動化儀表
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
在我國自動化大發展的大環境下，在污水處理檢測中自動化儀表技術已經成為發展的必然趨勢，在我國現階段，污水處理廠的自動監控系統大部分的都是可編程邏輯控制器、計算機與自動化儀表三者結合的架構組成的系統，以下就對污水處理檢測中自動化儀表的應用進行分析與研究，促進自動化檢測儀表在污水處理中的應用。
一、自動化儀表在應用中的重要性
現階段自動監測系統，總是用各種自動化儀表及相應的自動控制技術。自動化儀器與傳統儀器相比有許多優點，如自動儀器連續工作能力，參數測定功能強大而又方便，在管理方面，管理人員可以參考儀表數字監控和操作系統的有效性，甚至可以通過軟件編程，使系統自動響應和信號處理，對系統組件之間的供應和需求之間和諧有一定的作用，從系統的整體水平提高設備的利用率。另一方面，自動化儀表的引進也使系統可以繼續監測，及時平衡系統中出現的偏差，保證系統工作的質量。自動化儀表檢測也可用于早期預警系統的危險狀態，所以自動化儀表在污水處理中的應用中具有至關重要的。
二、污水處理系統中常見自動化儀表
（一）常用儀表的分類
污水處理系統中往往有很多參數必須是自動控制系統中的，如壓力，液位，流量，pH值，溫度等。壓力、溫度和其他物理參數一般在自動化儀表檢測系統中被定義為熱工量；當pH值，溫度定義為成分量。自動化檢測儀表參數對應于不同類型的摻量，如熱工量儀為熱工測量儀表；成分分析儀表儀為成分量的儀表。在污水處理系統，后者也被稱為水質分析儀表。
（二）測量儀表的構成
由于不同的測量任務，各種儀表的原理不同。但儀表結構具有一些共同的特點，一般包括顯示器、傳感器和變送器這些零件。
三、污水處理檢測中自動化儀表的介紹
（一）污泥濃度計、氧化還原電位計、溶解氧計
1.曝氣池溶解氧控制：當今污水處理廠采用的是傳統活性污泥法的 OOC 改良工藝在 4 個圓型曝氣池內圈好氧區，分別安裝了測量范圍是 0.05～10mg/L 的溶解氧計，實時監控溶解氧濃度，傳輸到 PLC 及上值機。當實測濃度小于設定濃度時，自動控制系統啟動鼓風機，給曝氣池充氧；相反地，當氧氣充足時，就會停止運行鼓風機。通過溶解氧計控制鼓風機可以精確地根據好氧菌群對溶解氧的需求控制鼓風機的啟動和停止，在保證了菌群良好生化能力的同時節約了能耗，保護了設備，增強了好氧菌群的分解能力。我國污水處理廠通常使用傳統的活性污泥法改良技術，在四個曝氣池中圈出氧區，并分別設置測量范圍為0.05mg/L 左右的溶解氧計，對溶解氧的濃度進行實時監測，同時將監測結果傳輸到計算機系統中。
2.曝氣池好氧段與缺氧段的控制：在每個曝氣池的外圈的好氧區與缺氧區的臨界面都安裝了測量范圍是-500～500mV 的氧化還原電位計，通過測量的氧化還原電位可以控制鼓風機的高速運行，給外圈供氧，形成強好氧曝氣階段和缺氧階段的交替，進而提高處理工藝中除磷脫氮的能力。如果沒有安裝氧化還原電位計。那么鼓風機的運行只能通過時間控制，這樣一來就會明顯降低除磷脫氮的效果。控制曝氣池的缺氧段和好氧段。在所有曝氣池的缺氧區與好氧區的邊界處，分別設置一個-500mV至 500mV的氧化還原電位計，利用測量所得的氧化還原電位值，控制高速運行的鼓風機，從而為外圈供氧，產生缺氧階段與強好氧曝氣階段之間的相互交替出現，以促進處理工藝過程中除磷脫氮水平的提高。
3.曝氣池污泥濃度控制：曝氣池中的污垢的濃度作為一個非常重要的工藝指標，對污水處理過程中起著至關重要的作用。在傳統方法中的污垢濃度控制存在較大的誤差，因此不能正確和及時的被控制。在曝氣池污泥濃度是一個重要的技術參數。在傳統的污水處理廠，污泥濃度取決于使用舊的監測實驗室測試方法，在提供數據的準確性和及時及時性上存在很好的缺陷，調節回流污泥和剩余污泥難以及時的對施工工藝進行調整，造成時間和精度誤差。
（二）超聲波流量計、液位差計、液位計
首先，控制電網運行。在細網格和粗網格分別設置超聲波液位計，采用格柵兩側的液位差反應格柵的堵塞水平，結果傳輸到計算機，計算結果并且進行分析。其次，泵的運行控制。為了污水處理系統和水泵自動控制，安裝應在水泵兩個超聲波液位計，用于測量泵裝置的實際水平，并將水位信息傳送到計算機控制器，由計算機系統處理。最后，實施監控與處理能力和交通流。水量在污水處理中是一個非常重要的參數，及時的掌握進水量，對于污水處理廠的抗水力負荷和工藝的提高都有著決定性的作用。
（三）電磁流量計、氣體流量計
污泥回流管道和剩余污泥管道安裝中的范圍為0～1200m3/h 的電磁流量計測量回流污泥和剩余污泥的流量，流量計的安裝后，值班人員可根據流量的正確顯示，以判斷污泥回流泵和剩余污泥泵的正常工作，解決了簡單的潛水泵的問題不能判斷電磁流量計的正常工作，而且安裝方便，簡單維護功能。鼓風饑與曝氣池間的空氣管道上直接安裝測量范圍 O～4000m3/h(標準狀況)的氣體流量計。氣體流量計的安裝可以使值班人員了解風機在任何時間的曝氣池體積供氣體的數值。
四、自動化儀表的發展方向
現代化信息技術的迅猛發展促進了自動化儀表領域的進步和創新 ，信息技術開始大量應用到自動化儀表行業 ，使得自動化儀表的應用更加廣泛，其分析、控制、計算、處理與顯示范圍越來越大 ，從而促進了自動化儀表向網絡化、多功能化和智能化等方向發展。
（一）向智能化方向發展。自動化儀表的核心應用價值就是智能化，也就是說現在的自動化儀表要比以前具備更多新功能。比如原來由多臺機器完成的工作 ，現在只需一臺智能化機器就可完成 ，并且現在的機器設備運行速度更快 ，設計更加合理 ，體積更小，關鍵是還大大提高了工作效率。
（二）精確化程度更高。由于受科技水平的限制 ，原來的儀表設備其計算精度和測量精度都遠遠不夠 ，按現在的工作要求來說有很大差距。因此在生產實踐中要提高自動化控制儀表的功能 ，除了保持自動化儀表中微型計算機的中心控制地位外 ，還可把功能更加強大的軟件嵌于自動化儀表中 ，使其在多次、快速的重復測量中發揮作用 ，這樣便可自動排除不良因素的干擾和偶然性誤差及 ，提升自動化儀表的抗干擾能力和精準程度 ，使其計算和測量的精準度更高。
（三）向著網絡化控制方向發展。隨著信息網絡技術的快速發展，網絡結構體正逐步引入到自動化儀表中，即 IP 智能現場儀表。在實際應用中自動化儀表可以把網絡的每一個層次貫穿起來 ，并覆蓋公司運營的全部范圍 ，從而實現人工辦公和自動化辦公的有機結合 ，這樣自動化儀表就成為一種完全開放式的網絡體系結構，從而實現真正意義的網絡化控制。
（四）安全性更高。自動化儀表和控制系統的安全性不僅包括測控系統自身的安全性技術 ，而且還包括受測控系統出現故障時的故障處理技術。隨著自動化儀表和控制系統應用范圍的日益擴大，系統的安全性尤其重要，如在電力、大型工程和工業生產領域，尤其是在軍事、航空航天和核工業設施等行業，其安全性更加重要 ，對戰斗力的提高起到很重要的作用。這些部門的相關系統如果出現故障 ，將會產生毀滅性的嚴重后果。因此自動化儀表設備的安全可靠性顯得特別重要。
結束語
自動化檢測儀表是污水處理中最重要的一個環節，直接決定了工作效率和污水處理系統的質量，也是污水處理檢測系統的進展，然而，在自動化檢測儀表應用過程中面臨較大的問題，這些問題制約了污水處理系統，因此，有效的解決自動化檢測儀表中存在的問題，促進自動化檢測儀表在污水處理中發揮巨大的作用，以促進中國環保產業的進一步發展。
參考文獻：
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