管理技术研究论文范文

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管理技术研究论文

管理技术研究论文范文第1篇

论文摘要阐述了黄姜的形态特征,并总结了黄姜人工栽培技术,包括地块和栽培种的选择、繁殖方法、藤架的搭法与管理、病虫杂草综合防治以及根状种茎的采挖与贮运,以期为黄姜人工栽培提供技术参考。

1黄姜形态特征

黄姜,学名盾叶薯蓣,也叫火头根,是薯蓣科薯蓣属的一种多年生草质藤本作物[1]。地上茎左旋,光滑无毛,有时分枝或叶柄基部两侧微突起或有刺。单叶互生,盾形、三角状卵形、心形或箭形,叶片厚纸质,两侧裂片圆耳状或长圆形,两面光滑无毛,表面绿色,常有不规则的斑块,叶柄盾状着生。花单性,雌雄异株少有同株。雄花无梗,常2~6朵簇生,再排列成重穗状,花序单一或分枝,1~2个簇生于叶腋,通常每簇花仅1~2朵发育,基部常有膜质,苞片3~4枚,花被片6,长1.2~1.5mm,宽0.8~1.0mm,开放时平展,紫红色,干后黑色,雄蕊6枚,着生于花托的边缘,花丝极短,与花药近等长。雌花序与雄花序相近似,雌花具花丝状退化雄蕊。蒴果三棱形。每棱翅状,长1.2~2.0cm,宽1.0~1.5cm,干后紫黑色,表面常有白粉;种子通常每室2枚,着生于中轴中部,四周围有薄膜状翅。花期5~8月,果期6~9月。地下根状茎横生,近圆柱形,指状或不规则分枝,直径1.5~3.0cm;新鲜时外皮棕褐色,粗糙,有明显皱纹和白色圆点状根痕。断面桔黄色,质地细而嫩,干后粉质,维管束明显。根状茎薯蓣皂苷配基含量高,最高达16.15%,是合成甾体激素药物的重要原料[2]。

2人工栽培黄姜地块和栽培种的选择

2.1栽培地块的选择

人工栽培黄姜地块,要求土壤疏松、土质肥沃,土层厚度15cm以上、土壤有机质含量1%以上、全氮含量0.1%以上、pH值6~7。栽培黄姜的地块应具有良好的物理性能,不能过砂过粘或过酸过碱。

栽培黄姜的地块,应进行深翻细整,并结合整地施足底肥。一般早春种植的,头年冬整地,整地时,铺施45~60t/hm2腐熟的农家肥,均匀翻入土中,种植前进行1次深翻细耙;秋末冬初种植的,栽前应深翻,打碎土块,拣净石头、杂草。

2.2栽培种的选择

作种的黄姜,根状茎应粗细均匀,生命力强,无病虫害和损伤,粒度饱满,无霉变,千粒重达10g以上,需种子45kg/hm2左右,并尽量选用一年生根基做种茎。

3繁殖方法

3.1种子繁殖

黄姜的种子发芽较慢,繁殖倍数高,实用价值较大。播种前需将种子晾晒并将周围翅壳搓去,用25℃的温水浸泡12h捞出晾干,然后拌细沙或肥土进行播种。露地育苗方法,播种期一般在3月中旬前后,苗床应选在靠近水源和较肥沃的地块,施腐熟农家肥60t/hm2左右及黄姜专用肥1500kg/hm2左右,翻耕后作成1m宽的床,床面要平整、绵软、疏松,苗床作好后,将处理好的种子均匀撒播或开沟撒播上去,种上覆盖细肥土2~3cm,床面覆盖作物秸秆,经常喷水,保持土壤处于湿润状态,土壤温度处于20~25℃。播后25~30d后发芽率可达50%~60%,40~50d左右即可出苗,有条件的地方,可先将黄姜种子放在培养皿或营养钵内,置于20~25℃的湿润条件下发芽,发芽率可达80%~90%,然后播入湿润、遮荫的苗床里培育,当年可形成小根状茎种。

3.2根状茎繁殖

根状茎繁殖时将根状茎掰成5~10cm长的茎段,每段根茎上保留2~3个健状的潜伏芽。实行起垄种植,播种时间一般在11月至来年3月以前为佳。将选好的种子按25cm×30cm的株行距,开深13cm左右的沟下种,芽向上,覆土6~8cm,保持土壤处于湿润状态。待苗长到15cm左右,移栽于大田。

4藤架的搭法与管理

薯蓣的藤架一般可采用竹棍或木条绑缚搭成。山坡或不成行的稀林地,藤架高度宜在1.5m。平川地带或成行的稀林地,藤架可顺行搭成长方体或长弓形,藤架高度宜在1.5m左右。垄作的,可2垄合搭1道藤架;沟植的,可3行搭1道藤架。

薯蓣种植后,应使土壤处于湿润状态,干旱季节,应灌几次水;有条件的地方可结合灌水追施适量速效肥。当黄姜的地上茎攀上藤架到地下根状茎增生膨大期间,应适时松土,除去杂草,尤其是每次雨过天晴,应待土不粘锄时进行1次松土,松土深度5~6cm。松土除草时,勿伤藤茎。

5病虫杂草综合防治

5.1农业防治

(1)选用无病虫、无霉变种薯,防治病虫传播,保证苗全苗壮。种姜1年为佳,要求大小一致,1kg种子150~200个芽头,每个芽头有2~3个芽眼,用种2250~3000kg/hm2。

(2)采用高畦垄作种植,改善土壤通气性,促进地下根茎生长。按1m宽作垄,垄高20cm,株行距25cm×25cm,每垄种4行,种10.5~13.5万株/hm2,以冬播为好。

(3)合理轮作倒茬,采用与禾本科作物2年以上轮作倒茬,防灾避害。

(4)施用腐熟农家肥,增加土壤有机质,改良土壤,重施磷钾肥,增强植株抗病性。一般施农家肥30~45t/hm2、磷肥750kg/hm2、钾肥375kg/hm2、黄姜专用肥1125~1500kg/hm2,以基肥为主。

(5)搭架栽培。当苗高30cm以后,按每平方米4根竹杆搭成”人”字架,促进通风透光和湿气流动,促进叶片光合作用和根茎生长,能有效提高产量和防病控害。5.2药剂防治

(1)土壤消毒。在病害发生严重地块,整地时选用70%甲基托布津、50%多菌灵、50%福美双4500~6000g/hm2拌细土撒施土中;在酸性土壤中施用石灰消毒,预防土传病害。防治地下害虫,采用50%辛硫磷、48%乐斯本乳油2250~3000g/hm2,或3%呋喃丹45kg/hm2,拌细土300~450kg/hm2均匀撒施。

(2)病害防治。在病害发生地块,当达到防治指标时,选用75%百菌清1000倍液,50%多菌灵、50%溶菌灵、70%托布津或86.2%铜大师500~800倍液,在发病部喷雾或灌根,每株灌50~100mL。

(3)虫害防治。在叶面害虫发生地块,选用55%一遍净225~300g/hm2、50%辛硫磷1500mL/hm2、20%菊脂农药450~600mL/hm2或Bt乳剂2250~3000g/hm2对水450~600kg/hm2,在幼虫3龄始盛期喷雾防治。

5.3化学除草

(1)土壤封闭处理。在黄姜播后苗前,选用50%姜草净750~900g/hm2、90%禾耐斯600~750g/hm2、50%乙草胺2250~2700g/hm2或72%拉索1500~2250g/hm2,对水900kg/hm2喷雾。

(2)茎叶喷雾。当田间杂草生长在3~5片叶时,选用5%精禾草克、5%旱草枯或10.8%高效盖草能乳油675~750mL/hm2,对水450kg/hm2作茎叶喷雾。

(3)定向喷雾。对局部地块多年生恶性杂草,选用74.7%农民乐1500~2250g/hm2或20%克无踪2250~3000g/hm2,对水450~600kg/hm2定向喷雾,切记不要喷洒在黄姜茎叶上。

施药后因降雨等原因影响防治效果时,应及时补治;土壤处理除草,要抢雨后天晴,土壤湿时喷药,施药后禁止在田间操作和人畜践踏,以免破坏药土层影响防除效果。

6根状种茎的采挖与贮运

薯蓣根状茎入土较深,采挖比较费力。采挖时,先剪去地上茎,拆除藤架,然后沿两行正中间开挖20cm深的沟,分别向两边小心抱出根状茎。陕南一般在11月左右采挖。

根状茎采挖后,应将潜伏芽较多无病虫的上部茎段连同芦头一起截下作种田,晾干水气贮藏。贮藏的方法是:①地下沙藏:选地下水位低、土质较黏的地方挖深70cm、宽50cm的方坑,坑低和四周铺1层稻草或麦草,然后1层干砂1层种茎层放在距地面15cm处,上盖40cm的潮土,作成高出地面的土垄,垄边开两条排水沟。②窖藏:将地窖用来苏儿消毒后,将种茎堆入,堆高40~50cm,窖口留1个通风口。贮藏期间的温度最好保持在5~7℃范围内,不宜高于9℃,以免发芽。

长途调用新鲜种茎时,应将种茎与锯末层放在木箱或较硬的纸箱内,上加盖封紧。若运输时间过长,应避免种茎过冷受冻或过热发芽。

7参考文献

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物[M].北京:科学出版社,1992.

管理技术研究论文范文第2篇

关键词新贸易理论技术制度WTO后发优势

1新贸易理论对技术的探讨

传统的国际贸易理论基本上都属于静态分析,即假定一国的要素禀赋、技术水平与消费偏好等变量固定不变。20世纪70年代后期,随着国际贸易的迅速发展和结构变化,经济学家开始用新的方法分析国际贸易产生的原因、过程、结果和贸易结构,形成了新贸易理论。

新贸易理论代表者之一克鲁格曼,首先脱离李嘉图、赫克歇尔、俄林模型,用高度抽象但近似弗龙和赫崎的模型,假定只有劳动和资本两种要素,生产新产品的国家获得福利,利润率提高,资本向获利高的地方(发达国家)流动。发达国家与发展中国家之间差距加大。一旦技术向发展中国家转让,一部分得到技术的国家用低成本劳动创造较高的收益,资本因此开始向发展中国家流动,改善了发展中国家的贸易条件,缩小了差距。但是,模型所说的资本向创新技术国家还是向转移技术国家流动是不确定的。这个模型只能说明技术创新可能给双方都带来收益,但如何确定趋势,没有进一步研究或说明,不足以说明后发展国家一定能够或在什么约束下能够受益或赶上产品创新的国家。其次,克鲁格曼从李嘉图模型开始,假定每个国家之间的要素不同———技术含量不同,各自在市场中有自己的地位。技术领先国家开放贸易,后发展国家“赶超”上来,消除了“技术优先”者保持其技术领先的程度。新贸易理论中的动态比较优势理论,虽然给发展中国家的后来居上提供了一些理论依据,但是,除了少数新兴工业化国家外,许多国家在技术、教育、管理方面进行了大规模投资(如印度),却没有对改变产品和产业结构产生明显影响。

那么发展中国家对发达国际的技术进行学习和消化以求形成自己的比较优势的过程中出现了什么问题?为什么并不是所有的发展中国家在当今世界经济日趋一体化的过程中享受到技术规模经济带来的好处呢?

也许产品周期贸易理论能给我们做出一定的解释。这种理论指出,发达国家开发创新产品首先出口到发展中国家,后者在进口这些产品并逐渐占有这些产品的生产,而发达国家继续开发并生产更新的产品,周而复始。在这个过程中,尽管发展中国家技术的模仿对自身比较优势的形成和产业结构的提升上的作用是明显的,但是发展中国家的企业更容易注意到技术过时的速度较快,从而减少对学习活动的投资。技术模仿在短期内的经济增长反而会强化技术模仿的惰性。更进一步,发达国家促进创新的政策反过来将阻碍发展中国家的赶超过程。

此时,制度作为一个国家经济增长和比较优势形成的重要因素引起了广泛的关注。

2制度因素的重要性

2.1发展中国家的制度特征

虽然影响发展中国家经济增长的因素有许多,如各种生产要素的禀赋和积累,但历史经验表明,没有一种有效率的制度安排,有再多的生产要素及其积累的国家都有可能是低产出与低经济福利的国家,从而使其在国际贸易往来中始终处于被动的局面。

G·阿尔蒙特、P·鲍尔在研究20世纪的政治制度发展中发现社会经济的发展与政治力量的强弱之间存在负相关关系,即:社会经济越是发达的国家,政治力量的作用越是弱小;而社会经济越不发达的国家,其政治力量的作用越是强大。因此,发展中国家想要发展经济,在国际贸易中提升自己的比较优势,必须进行制度上的改革,以避免制度性的贫困。

2.2技术与制度之争

关于技术和制度哪一个因素能更好的促进发展中国家的经济增长和贸易获益,经济学界历来有争论。在中国,杨小凯、林毅夫关于技术模仿与制度模仿的争论引起了广泛的关注。实质上,他们双方观点的交锋点是发展中国家要取得贸易上的比较优势,应该走技术模仿道路还是制度模仿道路。

杨小凯制度模仿论的主要观点是,以技术模仿代替制度模仿是发展中国家的“后发劣势”,且认为在进行较为容易的技术模仿之前,要先完成较难的制度模仿。林毅夫技术模仿论的主要观点是,作为后发优势的主要内容和形式的技术模仿,是后发国后来居上的主要依据,后发国通过技术模仿,促进生产要素的积累(特别是资本积累)和产业结构的升级,最终达成经济发展,上层建筑必然随着经济基础的变动而发展。

我们认识到,所有的观点都直接或者是间接的指出了制度在经济增长和国际贸易发展中的重要地位。这里我们并不关注技术还是制度谁更重要,我们需要讨论的是制度在发展中国家尤其是中国发展国际贸易中地位如何,即制度到底怎样影响着技术的形成,又如何促成后发优势及比较优势的生成。

2.3制度外生及其优势

现代化研究的理论表明,就整体而言,先发国家由于没有先例和经验可循,其制度变迁方式以制度创新为主,多为内生的,而对于后发国家来说,大可以结合切身实际情况,大量借鉴先发国在制度变迁中的经验教训,其制度的生成多为外生的。但是这种制度生成方式并不是全盘的复制先发国的制度,也不排斥必要的制度创新。

我们将发展中国家,即后发国在制度上模仿发达国家的这种行为可以看作是一种合法的“搭便车”现象。这种制度上的搭便车由于制度本身的非排他性和非竞争性而存在着巨大的有益的能动作用,体现在这种制度模仿不仅能成为发展中国家制度变迁的巨大推动力量,同时又不会阻碍发达国家的制度创新。不同于技术模仿的是,发达国家往往愿意帮助和鼓励这种制度模仿的生成,以形成制度上的规模效应,从而有效的减少不同制度国家在国际贸易中的摩擦,从而减少交易的成本,提高贸易利润。

2.4发展中国家的制度模仿

加入WTO正是中国对WTO规则制度的模仿过程。WTO首先属于一种多变贸易体制。而所谓贸易体制,就是国与国之间彼此发展经贸联系的某种制度性安排。而WTO这个贸易体制完全是由各成员之间达成的一系列多变协议,既赋予各成员参与全球贸易及贸易规则制订的权利,又赋予各成员国政府相应的义务。中国加入WTO,就是要履行其成员国义务,争取其成员国权利,前提就是承认并接受它的制度安排,在统一的制度框架内与其他国家发生贸易往来。这么做无疑是有好处的。

3制度模仿的方式问题

无疑,发展中国家要发展经济、推进国际贸易,必然要对制度进行改革。因为是后发国,因而可以借鉴制度的规模效应考虑制度改革的方向。事实上,这种制度上的改革更多的是一种制度上的模仿。而我们需要探讨的是,这样的模仿究竟是以何种方式进行呢?其进行的方式对一国的贸易水平和经济增长的影响又是如何呢?

制度不是一朝一夕就能形成的,它的变迁是受众多因素共同影响和制约的过程。因而成功的制度变迁往往是渐进的、摸索的,那种激进的、认为制度可以决定一切而盲目的陷入主观主义和制度决定论的观点往往最终被事实证明是错误的,“休克疗法”在俄罗斯的失败正是很好的例证。

发展中国家的政府为了实现对于发达国家的赶超,人为地扶持众多违背本国比较优势的产业。而为了支撑这些不具备自身能力的产业,政府就必须制订各种管制措施对经济体系进行强有力地干预:政府对管制措施的设计服从于一定的发展战略目标。可以想象,这种制度上的不合理安排只会继续在长期内导致资源的不合理配置,产业结构不易优化,缩小经济发展的空间,恶化发展中国家的贸易条件。

中国渐进式的制度改革初期,只知道以往计划经济的道路不能再走了,但仍然不知道改革究竟往何处去,走的是与先发国相似的制度创新的路子,改革的代价是巨大的。如今,在全球化的开放条件下,制度的变迁不再是一个缓慢的、自发演进的过程,中国加入WTO等强制性的制度模仿过程正好说明制度模仿也可以是渐进和激进交织的过程。甚至还有学者提出,入世意味着中国渐进式改革的终结。

应该说,不论是激进式的制度模仿还是渐进式的制度模仿,终究还是一种方式,并不是目的。采取什么样的方式要根据具体情况而定,一旦条件成熟,采取快速的制度模仿也是可能的。正如中国的改革开放的道路,不仅仅有技术后发优势的发挥,也包括制度后发优势的发挥,当然还包括资本、劳动、经济结构等多方面的后发优势的积累和发展。但在这个过程中,制度模仿发挥了基础性的不可替代的作用。体现在贸易上,不仅仅形成了市场交易规则和市场价格机制,对外贸易战略也从极端的内向型经济逐渐发展成为开放的贸易自由化战略;不仅仅在企业内部逐渐形成了现代企业制度,人们的效率意识、竞争意识、公平意识及民主和法治意识都有了长足的进步,这些都为改革开放、贸易发展打下了良好的基础。只有制度上的不断完善,才能促使对外贸易的氛围不断完善,我国的产业结构的升级才能有强有力的保障。

4综述

总之,我们认为,由于后发优势的存在,发展中国家必须充分借鉴发达国家的成功经验,不仅仅在技术上不断地学习创新,更要在制度的借鉴改革和产业结构的调整升级上取长补短,这样的“追赶”才能后来居上。但我们必须注意到这和全盘的西化是决然不同的。

入世使我国的经济与世界经济紧密结合,受国际通行惯例的制约更加明显,这既是我国技术学习、制度改革的压力,也是动力。在开放的经济条件下,技术和制度的学习和借鉴是全方位的、大规模的,但是它们对发展中国家来说只是手段和过程。

技术和制度的学习模仿并不排斥创新,它们的发展有利于贸易的进步,反之,贸易的发展促进技术的交流和制度的完善。这就要求发展中国家在整体的宏观上做出有利于技术和制度从模仿到创新的战略安排。例如完善促进知识积累与技术进步的制度基础,构建不同层面的促进知识积累、技术进步与创新的运行机制。合理的制度安排有利于将私人成本、社会成本和私人利益、社会利益相一致,最大化社会的共同利益,进而使创新活动成为内在的持续的过程。

参考文献

1赵伟.国际贸易——理论政策与现实问题〔M〕.东北财经大学出版社,2004

2施培公.后发优势:模仿创新的理论与实证研究〔M〕.清华大学出版社,1996

管理技术研究论文范文第3篇

关键词:石榴;采果后;土肥水管理;树体管理

石榴在10月份采果后至越冬前(11月中旬),是树体营养由采前向果实输送而转向积累时期。一般在9月份,石榴处于第1次花芽分化结束,第2次花芽开始分化并逐步达到分化高峰期。通常来说,第1~2花芽分化高峰期间所分化的花芽,在翌年则为第1~2茬花,占产量的比例很大,达80%以上。同时,石榴树树势的强弱,与其对冬季低温的抗性有很大的关系。生产实践证明:石榴采摘后的技术管理好坏和树势恢复的优劣,对石榴树的安全越冬和翌年的产量影响很大。石榴采后管理主要包括园地土肥水管理、树体管理等内容;其中树体管理又包括树体的修剪、病虫害的防治等内容。

1园地土肥水管理

1.1果园深翻

深翻可以改善土壤理化性状,提高土壤肥力及土壤孔隙度,为根系的生长、扩展及养分吸收创造良好的理化条件;同时还能将部分在土壤中越冬的害虫翻出冻死。果园深翻可结合施基肥进行,对新建果园实行扩穴深翻;对成年果园根据立地条件进行隔行、隔年轮换进行,深翻深度为40~60cm。

1.2采果后及时追肥

采果后,石榴树处于“休养生息”的树势恢复期,及时追施化肥,对于补充树体营养、恢复树势将起到重要的作用。追肥多以环状、放射状、条状等方法施入。追肥的目的是为了速效,因此通常采用尿素、三元复合肥、硫酸钾复合肥等速效性化肥。施肥量应根据树龄的大小、当年产量而定,壮年树、当年产量大的树,一般每株施尿素0.2~0.5kg,三元复合肥或硫酸钾复合肥以每株1.0kg左右为宜。追肥的时间一般在9月底至10月上旬进行。

1.3叶面施肥

采果后,为了尽快恢复树势,结合采后的追肥,及时对石榴树进行叶面喷肥。石榴叶面喷肥的肥料一般为尿素(0.3%~0.5%)、磷酸二氢钾(0.2%~0.4%)、硫酸钾(0.3%~0.5%)、硫酸铵(0.3%~0.4%)、硫酸锌(0.4%~0.5%)等。为了增加和补充树体的营养,在叶面喷肥时可加入0.2%~0.3%的蔗糖。

1.4早施基肥

早施基肥,可使肥料早分解、早吸收、早利用及早恢复树势,以便提高树体抵御冬季的寒害和各种不良环境对树体的伤害。施肥时间在10月中下旬,施基肥时应当结合果园深翻;施肥的种类以充分腐熟的猪粪、羊粪、鸡粪、厩肥、人粪尿等农家肥、有机肥为主;使用量可根据树龄大小和产量水平而定,每株50~100kg不等;施用方法同追肥,施肥部位应当与追肥施肥部位错开。一般而言,早施基肥时可在树冠垂直投影的树盘外缘开沟施肥。

果园内如有杂草、秸秆类可先将其压进施肥沟的下部,上部压以肥料,尔后埋土封沟。若是10月中下旬气温较高,可以边挖沟,边剪根(将施肥沟内露出的根,均用修枝剪剪断),边施肥,边回填,以免晾根时间过长。

1.5肥后浇水

在追施化肥和沟施基肥后要及时浇水,以解除秋旱、沉实土壤,促使肥料分解、吸收,进而达到尽快恢复树势和充实花芽分化之目的。在干旱、无灌溉条件地区,可在雨后趁墒追施化肥。

1.6松土保墒

浇水后要及时进行中耕松土保墒,保持水分,防止土壤板结,特别是盐碱地区,浇水后松土保墒,可以防止土壤反碱的作用。

2树体的管理

2.1摘净残果

将树上残留的达不到商品果要求的残、次果和没有商品价值的裂果、病果和虫果、僵果等全部摘除,以便于节约树体营养,同时防止其作为传播石榴病(果腐病、干腐病等)、虫(桃蛀螟、桃小食心虫、龟蜡蚧、康氏粉蚧、石榴绒蚧等)害的自然载体。一般而言,上述的病、虫、残、次、裂、僵果应在9月底,最晚不超过10月上旬全部摘除,并在果园外深埋处理掉。2.2清除杂草

杂草传播病害、滋生害虫,同时杂草丛生时由于与石榴争夺养分而影响石榴产量。因此,应当在杂草不超过20cm时,就予以铲除,结合挖沟深施基肥,与肥料一起埋入地下。

2.3适度修剪

此时适度修剪,不仅有利于恢复树势,而且还有利于养分的积累,进而充实花芽,促使花芽的形成,为安全越冬和翌年丰产打下良好的基础。石榴树的萌芽、成枝力均较强,在修剪方法上应多疏少截;时间上应以冬剪为主、夏剪为辅,同时贯彻修剪三大原则:上稀下密、外稀内密、大枝稀小枝密。

通常,对于初果期的树,以培养树形骨架为目的,促使树冠扩大,采取轻剪长放,多用撑、拉、吊等方法,多留枝条,缓和树势,促进花芽分化,从而达到整形、结果两不误,并多培养斜生、下垂状态的各类枝组。对着生于树冠外冠的长枝进行短截回缩和剪除树体基部萌蘖枝,培养中型结果枝组。对于盛果期树,主要调整树体营养与生殖生长的平衡。应运用多种修剪技术控制树冠扩大外移,改善内膛光照,合理负载,杜绝“大小年”。

(1)疏枝。即疏去背上的直立枝、大剪口的萌条枝、过密的营养枝、上下临近的重叠枝、水平相邻的平行枝、已感染病害的带病枝、被虫蛀空的“空心枝”、过于拥挤的结果枝等。

(2)短截。短截已结过果的果台枝及被茎窗蛾、蚱蝉、豹纹木蠹蛾危害的虫害枝。

(3)回缩。要回缩因结果压弯的下垂枝、生长势不强的衰弱枝和尖削度较小的“两头停”枝。

总的来说就是:以轻为主,轻重结合,保持树冠原有结构;疏除或短截直立枝和竞争枝,减少树冠上部和枝数量,让阳光透进内膛;对过密、干枯、病虫枝全部剪除,集中营养,改善光照。

2.4病虫害防治

此期主要防治对象为桃蛀螟、桃小食心虫、茎窗蛾、刺蛾、中华金带蛾、金毛虫等虫害及干腐病、果腐病、褐斑病等病害。防治方法为结合修剪,采取以下措施。

(1)刮老皮。八年生以上的成龄树,随着树龄的增加、树皮的更新和干腐病等病菌的侵染,使树干的老皮逐渐增多而出现翘裂现象。为了防止干腐病等病菌的再侵染,在石榴采摘后,及时刮除老皮,并用50%甲基托布津或50%多菌灵可湿性粉剂100倍液,也可用50%退菌特可湿性粉剂100倍液,涂刷刮老皮后的树干,对树干有保护和防治病害的作用。同时,将刮掉的老皮火烧或深埋处理。

(2)树体喷药。石榴采摘后的9月下旬及10月,防治蚜虫可用25%的吡虫啉2000倍液或1%阿维菌素乳油3000~4000倍液或5%氟氯氰菊酯(百树得)2000倍液液进行叶面喷雾;防治枣龟蜡蚧、榴绒粉蚧可用25%的甲氰菊酯(灭扫利)乳油2000~3000倍液进行防治;若防治蚜虫与枣龟蜡蚧和榴绒粉蚧,可用25%的吡虫啉2000倍液+20%氰戊菊酯(速灭杀丁)2000倍液混合液进行防治;若蚜虫、枣龟蜡蚧、榴绒粉蚧、石榴巾夜蛾、中华金带蛾一起防治,可用25%吡虫啉可湿性粉剂、25%灭幼脲、20%甲氰菊酯乳油与水,按(0.4∶0.3∶0.3)∶2000的比例,进行树体喷杀防治。在后期应尽量减少有毒农药的使用量。

参考文献

[1]李宗圈.石榴采果后的管理[M].北京:中国农业出版社,2004.

管理技术研究论文范文第4篇

埃塞俄比亚联邦民主共和国位于非洲东部,是个有着3,000年文明历史的古国。位于非洲之角的中心,东与吉布提、索马里毗邻,西北和苏丹交界,北接厄立特里亚,南和肯尼亚接壤。国土面积约114万km2,非洲第三,人口约7000万人,首都亚的斯亚贝巴。埃塞俄比亚境内多高原,占全国面积的2/3;低地沙漠占全国面积1/4左右。全国平均海拔2500-3000m,有“非洲屋脊”之称。东非大裂谷横贯境内,湖泊众多,水资源丰富,因此又有“非洲水塔”之称。由于纬度跨度和海拔高度差距较大,虽地处热带,但是各地温度冷热不均。每年6-9月为大雨季,10-1月为旱季,2-5月为小雨季。不同季节和地区降雨极不均匀,易出现局部干旱。首都亚的斯亚贝巴位于全国中心,地处高原,平均海拔2450m,气候凉爽宜人,全年气温9.7℃-25.5℃,年平均温度为16℃。

埃塞是世界最不发达的国家之一,2001年人均GDP为165美元,其基本经济特点是:农业是国民经济的支柱,农业劳动力占全国总就业人数的85%以上,农业产值占国内生产总值的50%左右,也是最重要的出口创汇来源。生产以小农耕种为主,耕作方式十分落后,基本靠天吃饭,抵御自然灾害能力较低。农作物以苔芙、玉米为主要粮食作物,是世界上唯一以苔芙为主食的国家。人均产粮只有100余公斤,45%的人口生活在国家贫困线以下。埃塞牲畜总数居非洲第一位、世界第十位。畜牧业以小规模家庭放牧为主,管理粗放,受干旱和瘟疫影响大,发展比较缓慢。工业基础薄弱,主要为纺织、皮革加工、食品饮料等轻工业,零部件、原材料主要依靠进口,工业产值只占国内生产总值的10%左右。

近现代史上,埃塞战乱频繁,生态恶化,旱灾严重,贫病交加。1973年和1983年两次,夺走了50多万人的生命。二十世纪末期,艾滋病以惊人的速度在埃塞蔓延,300万人染病,30万人死亡,艾滋病死亡率高居世界之首。1991年埃塞新政府成立以后,政局稳定,经济社会发展取得了一定的成效。新政府选择了市场经济的发展道路,制订了“以农业为先导的工业化发展战略”,人力资源开发被列为优先发展的重点。2001-2005年五年内,在14个领域开展改革和教育培训。农业职业技术教育培训项目是国家能力建设长远战略的重要组成部分,也是埃塞政府促进农业和经济发展的突破口。

1.2埃塞俄比亚集雨利用的重要性

埃塞俄比亚号称非洲的水塔,尼罗河的两大支流之一—青尼罗河就发源于埃塞俄比亚境内的塔纳湖,从全国多年平均降雨等值线图可以看出(图1),全国大部分地区年平均降雨量均大于300mm,降雨量大于600mm的国土面积约占一半以上。因此,从根本上来说埃塞水资源比较丰富。

埃塞全国分为三个气候区。热带气候区海拔在1830m以下,年平均气温27oC以上,年平均降雨量小于510mm;亚热带气候区,海拔在1830-2440m之间,年平均气温22oC以上,年平均降雨量510-1525mm;海拔2440m以上是温带地区,年平均气温16oC,年平均降雨量1270-1780mm。尽管这些气候区里降雨量比较充足,但目前埃塞俄比亚国家发展面临的最大问题仍然是干旱威胁。其原因是降雨量虽多,但降雨在年内的分布极不均匀。以美卡萨(Melkassa)雨量站40年的统计资料为例(图2),从10月到来年5月的8个月中,降雨天数只占全年降雨天数的37.3%,降雨量只占全年降雨量的33%,而6月到9月的4个月中,降雨天数占全年降雨天数的62.7%,降雨量占全年降雨量的67%。可以看出,67%的降雨量发生在4个月内,其余季节降雨稀少。同时,这些为数很少的降雨往往是以暴雨的形式发生,由于埃塞全境以火山灰砂性土为主要表层土壤,保水性差,遇暴雨水土流失严重,再加上旱季气温高,气候干燥,相对湿度小,蒸发力强,使得降雨的保持与利用十分困难。因此,在降雨量相对充足,而降雨时间分布不能满足社会经济发展的情况下,只有通过雨水资源的集蓄利用才能化解水资源不足的矛盾。近年来埃塞政府选择了集雨利用的农村发展道路,从中国以及世界其他国家派人学习集雨技术,争取世界各种组织和机构对埃塞集雨发展的支持,从而促进了全国集雨技术的发展,也有力地改善了农村贫困状况。

2.集水技术的发展原则

埃塞俄比亚农村地区,只有3-4%的人口使用清洁安全的饮用水源,其余人口的饮用水都存在卫生问题。由于水源卫生问题造成的疾病威胁是埃塞继干旱之后的第二大发展障碍,最主要的疾病就是疟疾,每年全国因疟疾死亡的人口不少于艾滋病。其次,农村地区在干旱季节的取水由于路途遥远要花费大量的劳动力。由于埃塞的文化传统,家庭取水的责任几乎完全由妇女和女孩承担。据埃塞农业部的统计,在旱季平均每天农村妇女要走10-15km的路程,使用各种各样的容器去取家庭每日所需要的水,平均每个家庭每日消耗43-50升水,人均约9-10升。家庭取水成了农村妇女的重大负担,同时也使许多女童为取水而放弃了上学。更有甚者,旱季取水困难时农民不得不去附近城镇买水。根据调查,在旱季纳泽雷特(Nazareth)镇5km以外的农户常常到镇上买水,每升水的价格为0.01比尔(Birr),约合人民币1分,每吨水约10比尔,合人民币10元。这对于收入水平极低还处于贫困状态的农民来说是一项巨大开支。除花钱以外,为了取水,一个家庭成员,一般是妇女,每天往返20多公里,用25升左右的陶土水罐背水两次,以满足全家人的生活用水。取水容器最主要的是陶土罐,原因是陶土罐当地制造,价格低廉。其次用塑料桶、汽车轮胎内胎、动物皮囊等人背畜驮,部分地方也有用马车拉水。

利用雨水集蓄技术可以大大减少农户用水开支,减轻农村妇女的取水负担,减少因取水导致的女童辍学问题,并可以获得比较清洁的水源。因此,埃塞政府将雨水利用作为农村发展的主要技术手段。国内主要通过其农业部和水资源部组织实施雨水集蓄利用计划,包括人畜饮用水集雨计划和集雨小规模灌溉计划等。在国际上通过各种国际组织和民间团体广泛筹集发展雨水集蓄利用的资金和技术,例如,联合国机构、非政府组织(NGO)等。

埃塞俄比亚的集水利用技术分为两大体系,如图3所示,一是雨水集蓄利用系统,包括各种集雨面直接收集雨水、储存,以供人畜饮用和小规模灌溉;二是结合水土保持措施的径流集蓄利用系统,包括开发利用河道雨洪,通过各种拦截、蓄水等工程设施,将雨洪拦蓄在水库、塘坝内,也可以将河道集中的雨洪通过工程设施在坡面上分散拦蓄在土壤中,发展植物生产。

管理技术研究论文范文第5篇

1加热切削技术及现状

加热切削技术的出现及发展

加热切削加工方法巧妙地利用了高能热源的热效应,对被切削材料进行加热,使材料切削部位受热软化,硬度、强度下降,易产生塑性变形(图1)。由于加热温升后工件材料的剪切强度下降,使切削力和功率消耗降低,振动减轻,因而可以提高金属切除率,改善加工表面的粗糙度。又因刀具耐用度与工件温度存在一定的关系(通常,当工件温度在810℃左右时刀具的耐用度最大),所以还可延长刀具寿命。

早在1890年就出现了对材料进行通电的加热切削,并获美国和德国专利。20世纪40年代,加热切削在美、德开始进入工业应用实践,证明高温能使“不可能”加工的金属提高加工性能,并取得经济效益。但这个时期加热切削尚处于发展的初步阶段,加工质量难以保证,基本上没有应用到生产实际中。60年代以后,利用刀具与工件构成回路通以低压大电流,实现了导电加热切削,使切削能顺利进行。70年代初,出现了一种有效的等离子弧加热切削,最初由英国研制成功。80年代以后,开发了激光加热切削,由于激光束能快速局部加热,较好地满足了加热切削的要求,因而提高了加热切削技术的实用价值。

一般热源

加热切削所用热源,如通电加热、焊矩加热、整体加热、火焰和感应局部加热及导电加热,通称为一般热源。这些热源都能对被加工材料加热,对加热切削技术的出现和发展起了重要作用,但它们存在加热区过大、热效率低、温控困难、加工质量难以保证等问题,使切削不理想,难以甚至未能应用到生产实际中去。

等离子弧及激光热源

等离子弧加热切削,用等离子弧喷枪中的钨作阴极,工件材料作阳极,通电后形成高温的等离子弧,其特点是加热温度高,能量集中,可对难加工材料进行高效切削。研究表明,在加热切削冷硬铸铁和高锰钢等难加工材料时,切削速度高达100~150m/min,刀具耐用度可提高1~4倍。这种方法存在的问题是加热点必须与刀具有一定距离,加热效果难控制;加工条件恶劣,需要防护装置。

激光加热切削以激光束为热源,对工件进行局部加热,其优点是热量集中,升温迅速;热量由表及里逐渐渗透,刀具与工件交界面的热量较低;激光束可照射到工件的任何加工部位并形成聚焦点,便于实现可控局部加热。研究结果表明,激光加热切削可使切削力下降25%左右,还能有效改善工件的表面粗糙度。存在的主要问题是大功率激光器价格昂贵,能量转换效率低,金属材料对激光吸收能力差,吸收率一般只有15%~20%左右,经磷酸处理后,吸收能力可提高到80%~90%,但经济可行性差,这是这种加热方法难以推广应用的原因之一。

以上两种热源的出现,大大推动了加热切削技术的发展,国内外已进行了大量卓有成效的研究工作。但要顺利地用于生产,达到预期的切削效果,还有一些问题需要解决,尤其是切削机理还需进一步探索和研究,如加工过程中还存在由于一定的热扩散而影响加工质量,功率消耗多,温度控制困难,热源装置不理想,价格昂贵等问题,所以生产上实用进程不快。加热切削技术的关键在于加热,目前,一般的目标是加热到难加工材料熔化前处于软化的温度,但这一温度是否合适,怎样达到和控制这个温度,还需进一步探索、分析和研究。

2加热切削的研究及关键技术

研究目标和意义

研究课题以难加工材料组织相变理论、金属切削原理和热学传导为基础,以难加工材料难切削的机理为出发点,着重分析和寻找温度、材料组织形态的变化以及与切削力之间的关系,摸索切削规律,确定改善材料可切削性的对策,进而从根本上解决难加工材料的切削问题。

研究工作的前提条件之一是,目前已有了激光和等离子弧这类热梯度很陡的热源,加热温度能在几毫秒内达到需要值,容易控制、调节温度的高低。前提条件之二是,相当部分材料组织具有相变时的超塑特征,在这种状态下,材料组织分子的结合力最低,而此状态的温度又大大低于材料熔化前软化的温度,所以有可能摆脱难加工材料切削加工目前所处的困境。因为,如果难加工材料实现加热切削必须达到材料软化温度的话,实践已证明很难取得预期的切削效果。

研究的意义在于提出的基于改变组织形态的切削方法,是将材料科学的固态相变理论扩展用于切削加工领域。这种深入的机理探讨和研究,是金属切削原理的创新,也是制造技术发展方向上的新思路。另外,如果能使难加工材料的加热切削技术朝着比目前的切削温度更低、加工精度更高、加工速度更快的方向发展,无疑能推进加热切削的实用进程。

关键技术

材料的相变超塑性能力及变化规律。

金属材料超塑性状态的特点,是在一定条件下呈粘性或半粘性,没有或只有很小的应变硬化现象,流动性和填充性很好,超塑变形为宏观均匀变形,变形后表面光滑,没有起皱、凹陷、微裂及滑移痕迹等。金属材料在超塑状态进行切削是否也呈现上述现象,或者是否还有其他特殊现象是需要搞清楚的。材料在超塑状态下切削时的超塑性能力及其变化规律是需要研究的关键技术之一,这对提高难加工材料的切削效果有着重要意义。

一般钢铁材料都有相变超塑性(图2),它是在相变发生和进行时产生的,依存于加热)冷却速度。黑色金属超塑性变形有一定的温度区,这个温度区比较狭窄,可以有1个,也可以有2个以上。如30CrMnSiA只在处于770℃才出现较好的超塑性,此时a与b两相的体积比率接近于1,最大应力降到30MPa,温度区窄;在700℃左右的一个范围内,超过临界温度就没有超塑性了。在超塑区域内,温度值应该稳定,不应起伏波动,恒温持续时间也不应过长,否则超塑现象会消失。钢从奥氏体区域以大于临界冷却速度进行淬火,可得到马氏体。由于加工应变诱发和进行马氏体相变,产生相变超塑性。马氏体转化与温度有关,并有一定限度。超塑性是在某一适当的温度范围才出现的状态,若想有效利用超塑性,必须在0.5T熔以上到相变温度以下的温度范围内进行加工。

加热温度的影响因素及控制方法。金属材料的相变超塑性对温度有苛刻的要求,在温度循环中的应变、应变速度、作用应力及加热速度等都会对温度产生影响,这是研究的关键技术之二。激光辐射材料时,其光能被材料吸收,并转换为热能。激光加热的热传导是一个非常复杂的过程,激光以很高的速度穿透表面进入材料深处,其初始速度可达5~20cm/s。热量在材料中传导扩散,造成一定的温度场。用数学方法分析计算热传导,对把握激光加热效果有重要意义。可以利用激光辐射形成的线状热源的变长度和变热源的性质,用数学分析方法来研究,寻找热源的温度场。根据上述理论建立的传热数学模型与激光加热切削过程进行仿真,对各主要参数作出精确的预测,加热切削的研究是非常重要的,也是取得良好效果的有力保证。

等离子弧加热切削淬火钢的试验表明,如果等离子枪安置在切削刀具前适当的位置,其倾斜角度、离加工面的距离及距切削刀尖的弧长等均可调节,并与适当的电压、电流、压缩气体压力和流量相配合,这样来控制加热温度,实现超塑组织状态下的切削,可以获得好的加工质量。

采用上述两种热源加热,使金属(尤其是Fe-C合金系)中亚共析钢容易实现超塑性,低碳钢等材料较易处于相变超塑状态,可以达到加热作用时间短、热源对材料作用区域小的目的,其面积、形状、大小都可调节,为金属超塑组织形态应用于切削加工创造了条件。

应用前景

使金属处于一定组织形态的加热切削有着广阔的应用前景:(1)实现难加工材料的切削加工,并提高切削质量,这是主要的应用领域;(2)对于低碳钢、纯金属等材料的切削,可以改善加工表面粗糙度;(3)对于常用金属材料,如45钢的切削,因为切削力降低,可节省能源消耗;(4)可有效解决机修工业中高硬度堆焊层的难切削问题;(5)在航宇工业等尖端科学的制造技术研究工作中有独特的作用。

3结束语

管理技术研究论文范文第6篇

对黄河的研究由来已久:从汉代贾让的“治河三策”、王景的“河汴分流”,到明代潘季训的“束水攻沙”,他们从不同角度和不同的实践提出的治黄见解,使治黄思想不断发展,为黄河治理积累了十分宝贵的技术经验。

20世纪初,随着一批学者学成回国,为黄河研究带来了西方新思想和先进技术。以李仪祉、张含英等为代表的中国现代水利先驱,在探讨治黄途径中,首次引进国外水文测验技术、原型观测技术、模型试验技术等,加之大量的实地考察和中国的传统经验,提出治河应上中下游兼顾、下游应固定中水河槽并整治河口等思想,改变了几千年来单纯着眼于治理黄河下游的思想,推动了从经验治河向现代科学治河的转变。但由于时代背景的限制,这些治黄思想终未付诸实践。

对黄河问题的系统而深入的研究和实践始于新中国成立以后。

1.1对黄河的认识获得了质的飞跃

认识黄河是治理和开发黄河的基础。所谓认识黄河主要是指认识黄河的水沙运动规律,包括其产生、输移和演化趋势等。在过去的50年中,人类对黄河的认识突破主要反映在以下方面:

(1)摸清了黄河泥沙的来源、数量及其时空分布,弄清了决定水土流失程度的自然因素,弄清了不同粒径泥沙在黄河下游河道内的淤积分布。这个认识的突破对促进黄河泥沙“上拦”方略的形成、选定水土流失治理措施,对“利用水库减轻下游河道淤积”思路的形成和实践等都具有决定性的意义。

(2)摸清了黄河径流的来源、数量及其时空分布,弄清了产生黄河下游洪水的原因,洪水的来源、特点和演进规律。这个认识的突破对促进黄河洪水“上拦”方略的形成、确定防洪工程布局及其运用方式等具有决定性意义,同时也为实现黄河水资源优化配置奠定了基础。

(3)基本摸清了黄河水沙在下游河道中演进的规律,包括不同粒径泥沙在下游河道中的输移冲淤特点、不同水沙量和水例的洪水在下游河道中演进的特点、影响泥沙输移的主要因素,这些成果为形成和实践利用水库调水调沙减轻淤积的方略、对形成和实践游荡性河道整治等奠定了坚实的理论基础。

(4)基本摸清了人类活动和气候变化对黄河水沙变化的影响,包括影响方式、影响程度及其发展趋势等,这些成果为指导今后治黄措施的修改和实施具有重要意义。

(5)结合三门峡水库和小浪底水库运用方式研究,不仅深化了对黄河泥沙运动规律的认识,发展了水沙运动的数学模拟和河工模型模拟技术,更重要的是基本上形成了一套具有国际先进水平的多沙河流水库调度运用的理论。

人们对黄河水沙运动规律认识的突破,主要得益于四个方面的支持:一是几十年来对黄河流域进行的几十次大规模实地科学考察,使科学研究可以建立在宝贵的第一手资料之上;二是西方水文观测技术的引进和大规模应用,使科学研究的资料更具广泛性和客观性;三是在科学研究中发展起来的水沙数学模拟和河工模型模拟技术,也为科学研究提供了更多的研究手段;四是边认识边实践的研究路线使科学研究的成果可以随时被检验和修正。

1.2治理黄河的技术获得了跨越式发展

历史上,黄河以“三年两决口、百年一改道”著称于世,所以“千年黄河,唯防洪一事”。过去的50年,人们在治理黄河中做出的最突出成绩莫过于“50年伏秋大汛未决口”,取得这一辉煌成绩除了依赖于国家治理资金的投入、历史治水经验的继承运用等因素外,更重要的是依赖于人们治理黄河技术水平的跨越式发展:

(1)在黄河治水史上首次提出并实践了“依靠干支流骨干水库和下游蓄滞洪区,拦减和疏导洪水”的防洪措施,并取得了极大的成功。而这种思路的形成主要得益于人们对黄河洪水规律认识的深化和国外防洪经验的引进。目前,随着水文测报技术的发展、计算机网格技术和3S技术的引入和大规模应用,更使黄河防洪跃上了现代化的轨道。

(2)黄河洪水灾害之症结在于泥沙。50年来,人们在充分认识黄河洪水泥沙特性的基础上,提出了减少黄河下游河道泥沙淤积的综合措施,包括上中游水土保持拦减入黄泥沙,中游骨干水库拦截泥沙、调节出库水例使之有利于下游减淤等,这是治河思路的飞跃和创举。同时,在科学研究的指导下,水土流失治理措施的选择和配置更加科学合理、多沙河流水库减淤调度技术基本形成。20世纪末,挖河疏浚、引水冲刷等减淤技术也被相继列入河道减淤措施的试验研究计划中。

(3)下游河道治理和堤防建设是历代治黄的首要任务。进入新时代,科学技术的发展给河道治理和堤防加固都注入了更新的内容:形成于20世纪初的“整治中水河槽”概念终于在近几十年得到实践,并在实践中发展成为一套独具特色的游荡性河道整治技术体系;实践中探索出的淤筑相对地下河技术近年正在迅速改变着传统堤防的结构型式;传统的柳埽结构丁坝已经变成土石结构,而土石结构的丁坝又在近十几年得到不断创新:由于新材料的出现及应用,上百座新型结构丁坝正在悄然改变着历史;传统的抢险技术虽然还在沿用,但机械化程度更强、效果更突出的新型抢险机具的出现,已经给传统的抢险技术注入了新的活力。

1.3开发和利用黄河水资源的思路逐渐形成和深化

虽然自12世纪以后,黄河流域逐渐向干旱方向发展、旱灾频频发生,但新中国成立之前,黄河水资源的开发利用除个别河段外仍处于较原始水平。新中国成立后,特别是改革开放以来,随着区域社会经济的快速发展,水资源供需矛盾日趋尖锐,促使“黄河水资源合理配置”课题列入了黄河研究的框架,并取得了一些具有历史意义的突破:

(1)作为当前黄河水量配置的原则性文件——“黄河可供水量分配方案”是20世纪80年代中期以前黄河水资源研究成果的集中反映,而形成这一文件的基础是人们对黄河降雨径流特点及其时空分布、相关区域社会经济发展对水的需求、黄河下游河道输沙能力等一系列科学课题的研究结晶。

(2)通过对黄河水的自然属性和社会属性、造成下游河道断流的原因、流域社会经济发展状况及其趋势等问题的分析,提出了要解决黄河水资源的供需矛盾,必须对全河水量实行统一管理和调度,同时开源节流保护并举,并以节流为主。这一认识是20世纪末黄河干流水量最终能够实现统一管理和调度、下游断流问题能够得以解决的基础。

(3)水的生态属性逐渐被人们关注,流域生态环境需水量、满足河流最小水质目标的纳污能力等概念正在被接受,并初步形成了兼顾人类社会经济发展和生存质量的流域水资源配置和保护的概念。

(4)认识到流域水系统是一个复杂的、整体的、相互关联的系统。流域水开发中在某一方面的受益可能都伴随着另一方面利益的损失。

250年治黄实践的思考和启示

2.1关于黄河防洪的思考

50多年的奋斗使黄河洪水基本得到了控制,但由于洪水的病根——泥沙问题并未得到根本解决,所以黄河的防洪减灾问题仍是21世纪初黄河水问题之一。进入21世纪初,区域社会经济发展对黄河的防洪安全提出了更高的要求,因此,我们有必要对20世纪治黄实践中总结出来的防洪减淤方略、防洪组织模式和防洪技术在新世纪的适用性、应用条件、应用前景和发展方向等问题进行深入思考。

(1)到20世纪末,我们确立了“拦、调、排、放、挖,综合处理泥沙”的黄河减淤方略,并在努力实践着这个方略。现在应进一步考虑的问题是:其一,作为解决泥沙问题的根本措施,依靠水土保持现有措施到底能把泥沙拦截到什么程度?水土流失要治理到什么程度才算理想状态?治理到理想状态需要多长时间?治理水土流失有没有更快捷的模式?其二,随着水沙条件、社会经济发展等运行条件的改变,作为实施“拦、调、排”泥沙的主要工具,小浪底和三门峡水库到底能在多大程度、多长时间内使下游河道不发生淤积抬高?怎么样运用才能达到理想目标?其三,下游两岸“放”沙的余地还有多大?“挖”沙能解决多少问题?其四,即使综合运用“拦、调、排、放、挖”手段,30年或50年后的黄河下游淤积发展势头能否得到控制?要实现“下游河道不抬高”的目标,还有没有其他更好的办法?签于小浪底水库难以彻底解决山东河段的淤积问题,随着南水北调东线的实施,能不能利用东平湖增加黄河山东河段的下泄水量以减缓该河段的淤积?

(2)到目前为止,黄河的防洪仍然主要依靠技术手段,包括工程技术手段和非工程技术手段。实际上,根据国外发达国家的经验,单纯依靠技术手段难以把洪灾降低到最低程度,仅靠有限的空间去防超标准的洪水是困难的,依靠工程技术措施完全消除洪灾既不现实,也无必要。因此,为降低某些稀有频率洪水造成的灾害,引入了滞洪区、洪水保险和灾后重建等机制。黄河虽然也开辟了滞洪区,但在实际操作中并未建立一套可操作的防洪管理机制,洪水保险等仅仅处于概念和探讨阶段。

(3)现行的黄河下游河道整治工程布置方案形成于20世纪70年代,经过二十多年的建设,现已大部分布设实施完毕,并在归顺河势、限制游荡中发挥了关键作用。进入21世纪初,随着小浪底水库的投运,以及黄土高原大规模生态环境建设的逐步见效,进入黄河下游的水沙条件将发生重大变化,那么,现有整治工程布局能否适应新形势的要求已经成为亟待考虑的问题。

(4)下游大堤以内均是黄河的正常行洪区,这是以往黄河防洪的基本思路,在这个思路的指导下,滩区180万人口和370万亩耕地每年都面临洪水的威胁,群众无法安居乐业;北金堤等是规划的黄河滞洪区,区域内的经济发展受到限制。这种状况是由于当时的客观条件所决定的。然而当时间的脚步迈进新世纪,小浪底水库已经投入运用,用人们对发展经济的渴求越来越强,有关滩区及滞洪区的有关政策是否也可以在科学研究论证的基本上做些调整?防洪标准的提高,必将付出更高的社会和经济的成本,人们似乎应该在防洪标准和防洪成本之间做出较为合理的选择。

实际上,洪水本是一种自然现象,是自然水在特殊时期的特殊反映,因为洪水泛滥区域内有了人类社会,防御洪水才被赋予了实际的意义。因此,防御洪水的真正目的是“减灾”,所以指出要建立和完善黄河防洪安全保障体系。从“减灾”这个角度讲,防洪安全保障体系应该包括两大部分:一是用于调控制约洪水的工程技术措施,包括水库、河道、堤防、水保工程、蓄滞洪区等工程体系,以及用于支持该工程体系有效运行的洪水预报预警系统、洪水调度系统、人防队伍等,这些条件是我们已经基本具备的。二是用于调整规范区域内社会经济发展以适应洪水规律、减轻洪灾损失的防洪管理措施,包括防洪风险管理体系、防洪保险、蓄滞洪区管理与赔偿、洪灾损失评估体系等。这些是我们至今仍未建立的。可见,现有的黄河防洪减灾体系仍然是一个不完整的体系。

2.2关于黄河水资源的思考

黄河水资源的开发利用极大地促进了相关区域内社会经济的发展,但同时也是由于水资源的大量开发,使黄河水资源供需的矛盾日益突出、生态环境日益恶化。目前,黄河水资源的开采度(含地下水)已达60%,而国际公认的流域水资源合理开采度是40%;据2000年黄河水质评价结果,全年劣于Ⅲ类水质的Ⅳ、Ⅴ和超Ⅴ类水质的河长为4440km,占评价总河长的61.3%,远超过全国平均水污染水平(47%)。21世纪初,小浪底水库投入运用后,下游防洪能力又将进一步提高,但水资源的供需形势将随着社会经济的发展将更加严峻,黄河水资源的可持续利用问题已经成为21世纪初黄河最大的水问题。因此,在进入21世纪初之时,我们有必要客观审视20世纪人们在黄河水资源开发利用的实践中积累的经验和教训,在充分吸取国内外在水资源开发利用领域中取得成就的基础上,探讨实现黄河流域水资源可持续利用、保障黄河流域及相关区域内人口资源和环境协调发展的途径。

(1)20世纪末的水危机终于促成了黄河水的统一调度和管理,但当我们开始按照20世纪80年代中期拟定的分水方案进行操作时却常常陷入尴尬:当年的分水方案分的是全流域的水,即黄河多年平均天然径流量,但我们实际能调度的只能是干流。由此引发的问题是:在支流取水算不算参与分水?当年的分水方案分的是地表水,那么在河流外抽取了地下水和拦截雨水,会不会影响地表可供水?实际上,自然界的水系统是一个有机联系的整体,在“降雨—径流—入渗—蒸发—降雨”这个水循环中,人类无论触动其任一个环节,都将影响到其他环节。可见,我们对黄河水的统一管理范畴不仅包括径流,还应该包括雨水和地下水。但遗憾的是,由于我们目前对黄河水的自然循环系统,包括三水转化关系、发展演变趋势等仍缺乏系统的研究,所以真正意义上的统一水管理很难实现。此外,如何及时掌握各有关省区的实际引耗水量和未来月旬内的实际缺水量、如何及时掌握未来降雨量等,也是制约黄河水量调度方案得以科学有效实施的关键因素。

(2)进入21世纪初,人们对水的属性和功能已经有了更深的认识:即水不仅要为工农业生产和人类基本生活服务,还要为人类的生存环境服务。实际上,为生存环境服务本是水在远古时期的唯一功能。但由于人类的生存需要,如今不得不牺牲掉一部分生态和环境用水。但当沙尘暴频频向我们进攻、当母亲河频频亮出河底,我们不得不沉思:是否该给生态和环境留点水?为维持人类生存的最低限生态和环境需要多少水?怎样才能实现人类、自然、资源的协调共处?

(3)在黄河水资源高度紧缺的今天,在人们寻求水资源的“开源”途径时,除了跨流域调水外,不能不把目光投向洪水。曾几何时,人们修建水库的目的之一就是要把汛期多余的水调节到非汛期使用,然而一旦水库具有防洪功能,防洪即变为其首要功能,其他功能只能是兼顾一下,于是汛前必须把库水位降低到汛限水位以下;洪水季节,人们往往忘却了非汛期缺水的煎熬,恨不得一瞬间就把洪水排泄入海。这种方式如果发生在水资源丰沛的南方,当然无可非议,但在水资源日益紧缺的北方,我们有没有可能换个思路?实际上,洪水不仅是资源,而且是上帝恩赐我们的宝贵资源。而要使洪水真正成为资源,必须对传统意义上的汛期、汛限水位和防洪库容做一个深入而客观的分析,为不同时段、不同频率的洪水设定一个既保证防洪安全又兼顾蓄水的汛限水位和防洪库容。

(4)随着南水北调的脚步越来越近,原来的“黄河可供水量分配方案”就要失去其应用前提。那么,当客水接替了原黄河水的部分服务对象后,黄河水的再分配问题将成为21世纪初黄河水管理的重要课题。进入21世纪初,由于人们生态意识和市场意识的增强,水在其再分配过程中最引人注目将是两大问题:一是生态及环境需水量,二是水权水市场。因此,对这两个问题的研究,不但非常必要,而且应当早日进行。

2.321世纪的黄河呼唤高新技术的介入

20世纪,由于洪水是黄河的头号水问题,因此人们管理黄河主要着眼于洪水,从而促成了黄河洪水监测和控制过程现代化的实现。21世纪初,人们对黄河的水管理将扩展到更广义的水——水系统。要实现对黄河水系统的现代化管理,建设“数字黄河”是基础。

应该说“数字黄河”是一种境界,是一个综合性的叫法,也是逐步渐近的目标。

可以这样理解,“数字黄河”指的是对黄河及其治理开发相关的各种可数字化信息的总和,是对真实黄河及其相关现象的统一性的数字化重现和认识,其核心有二点:一是用数字化手段统一地处理黄河水问题,另一点是允许人们最大限度地利用信息资源。“数字黄河”将主要由空间数据、文本数据、操作平台、应用模型组成。这些数据不仅包括全流域的水文、气象、水质、河道、工程等信息,还应包括流域的多光谱、多时相、高分辨率的遥感卫星影像、航空影像、不同比例尺的各种数字专题图,流域及相关区域内必要的社会经济数据等。操作平台是一种开放、分布式的基于INTERNET这样的网络环境的各类数据更新、查询、处理、分析的软件系统。应用模型包括水文预报、水质预警预报、水土流失预报、水量调度、防洪调度等方面的应用模型。

实际上,20世纪末,我们已经在有意无意地建设着数字黄河,譬如为防洪服务的水文数据库及预报系统、防洪调度指挥系统,用于模拟黄河水沙运行规律和轨迹的一系列数学模型等,但限于当时考虑问题的出发点和当时科技发展水平的限制,现有的系统尚未形成数字黄河的框架,也不能满足黄河水资源统一管理和防洪安全的需要。

首先,水及其相关信息的采集将需要水文水质自动测验技术、遥感技术、水下地形自动测验技术等技术的支持。其次,要对整个黄河流域的数据加工处理,并通过虚拟现实技术将其形象地表现出来,没有巨大的计算能力是实现不了的,量子计算机的出现将更加促进计算速度的提高。第三,要把数字黄河所有数据存储起来,需要强大容量的存储器,如今激光全息存储器、蛋白质存储器等方面已获得巨大进展,不久就能存储字节级这样大量数据。第四,因为数字黄河的数据分散在许多个数据库里,因此需要有高速网络把各个点连接起来。第五,即使是主要依赖传统黄河研究成果的应用模型也同样需要高新技术的支持:20世纪末,通过对黄河水沙运动规律的探索,我们已经在黄河的降雨、径流、洪水和泥沙演进、水土流失等方面建立了一系列数学模型,这些数学模型实际上就是黄河水沙运动规律的数学表达,我们把这些数学表达应用于水资源预报和调度就是构筑数字黄河的应用模型。不过,模型的应用水平既受限于人们对黄河自然规律的认识水平,还受到计算机发展水平的限制。

21世纪初高新技术对黄河的介入不仅反映在“数字黄河”的建设中,还应反映在黄河治理及开发工作的其他领域:延续了几十年的土石结构丁坝虽在20世纪末做了许多改进,但终未摆脱易出险的局面;用于抽吸泥浆的泥浆泵抗磨蚀能力虽然在逐渐提高,但终未获得实质性进展。21世纪初,新材料技术的发展必将为这些问题的解决带来曙光。

321世纪初黄河研究的任务

认识黄河水沙运动规律、提出调控黄河水沙的措施,是黄河研究的永恒主题,但在不同历史时期,研究的出发点和侧重点有所不同。20世纪,黄河研究的出发点主要是防洪和减淤,因此研究的科学问题主要是泥沙和洪水的特性,研究的技术问题主要是防洪减淤的措施。

21世纪初,如何实现黄河流域及其相关区域人口、水资源和环境的协调发展成为时代的主题,因此黄河的科学问题将更加关注水循环和水环境,在技术上更关注水资源的优化配置问题和控制下游河库淤积的措施。

3.1以实现黄河水资源可持续利用为目标的科研课题

实现黄河水资源可持续利用体现在三个方面:一是指流域水管理和配置是对包括流域内的降雨、地表水和地下水等完全意义上的水系统的管理和水配置;二是指流域水配置必须考虑维持人类生存的生态和环境需水;三是指流域及其相关区域经济结构的配置必须与水资源的承载能力相适应。因此,21世纪初应进行以下课题的研究:

3.1.1黄河流域水资源循环规律研究

要实现对黄河广义水资源的优化配置,首先要摸清黄河水系统的运动规律。由于在认识上的差距、科研资金投入不足和时代背景限制等因素,以往这方面的研究或不够深入,或仅偏重地表水的产水用水统计。21世纪初,应通过深入细致的典型调研和观测试验,研究黄河重点产流区产汇流规律及其变化趋势、黄河流域典型支流水循环机理研究、黄河流域重点灌区区域水平衡机制及耗水量、黄河流域地下水存量及其变化趋势,以弄清流域下垫面变化对黄河水资源量的影响,弄清黄河流域的产水用水特点和流域水循环规律,摸清黄河水家底,合理评价和配置黄河水资源。

3.1.2黄河流域生态和环境需水量研究

生态环境需水问题是20世纪90年代以后逐渐被世界各国重视的新课题,但生态及环境需水量的概念和计算方法仍没有定式。黄河流域是中国生态环境非常脆弱的地区之一,为维持和改善流域的生态环境,需要对黄河流域生态环境用水特点及用水量计算方法、黄土高原地区水土保持生态建设与水资源的适应性、黄河重点河段生态环境需水量等重大课题进行研究,为流域水的合理配置和可持续利用提供支持。

3.1.3黄河水量调度管理系统关键技术研究

利用水库调度全河水量是实现黄河水资源优化配置的一个关键环节。为配合黄河水量调度管理系统的建设和运行,应抓紧开展以下课题的研究;黄河中长期降雨及径流预报关键技术、提高黄河小流量测验精度的关键技术、黄河水量水质快速监测关键技术、黄河干流小流量演进模型、黄河干流水质污染预警预报技术、黄河水量调度模型开发等。

3.1.4黄河水资源保护关键问题研究

目前,黄河的水污染已经成为黄河的水灾害之一,控制和治理流域水污染刻不容缓。为此,要在深入分析黄河干流重点河段水污染趋势及满足水质目标的最大纳污能力、黄河干流重点河段主要污染物扩散规律及河流自净能力等问题的基础上,研究提出黄河流域的水功能区划分、流域内各省区最大容许入黄排污量,为实现黄河水资源的可持续利用提供技术支撑。

3.1.5实施南水北调工程的部分关键技术问题研究

涉及的科技问题有两个层次。一是西线南水北调重大技术问题研究,包括南水北调西线工程对黄河流域水资源和生态环境的影响分析,南水北调西线工程关键技术包括深埋长隧洞衬砌型式和施工技术、隧洞穿越活断层的结构型式、高坝抗震稳定性等问题研究。二是要研究南水北调工程生效后黄河可供水量优化配置方案。要通过分析未来不同水平年黄河现供水区水资源需求状况、南水北调三条线路分别对黄河现供水区的可能补水量和对缓解黄河水资源紧缺的作用,提出工程生效后黄河可供水量的再分配方案,包括分配范围和数量,为国家决策提供科学依据。

3.1.6引黄灌溉节水技术配置及节水潜力研究

节水是当前缓解黄河水资源紧缺的关键措施,因此关于节水技术的研究一直是我国水利科研工作的重点之一。21世纪,节水研究不仅要关注技术本身,更要关注不同技术在不同地域的适应性和当地社会的接受能力,从而提出因地制宜且利于推广的节水技术配置模式。

要通过对几个重点引黄灌区引水、耗水、作物结构和耕作制度、灌溉设施、社会经济条件等情况的调查,分析其用水中存在的问题,比较现有的水高效利用技术在当地适用的可能和效益,提出适宜的农业高效用水技术配置模式,进而提出引黄灌区实施高效节水农业战略后的节水潜力。

3.1.7黄河洪水资源化关键问题研究

为使黄河的洪水资源化,需要在以下方面进行研究:一要根据历史资料,分析黄河中游不同来源区的洪水在不同时期的量级表现和出现频率;二要分析中游各骨干水库对不同来源区和不同频率的洪水应该具有的拦调作用、人们对中游暴雨洪水预报的时效,进而提出汛期不同时段中各骨干水库兼顾防洪和蓄水的汛限水位;三是要对调整汛限水位后确保防洪安全的风险进行分析,并提出配套措施,四是提出兼顾防洪和蓄水的水库汛期调度原则。

3.1.8实现黄河水资源可持续利用的社会经济问题研究

应开展研究的问题包括:黄河水统一管理的体制和运作机制、与流域水资源承载能力相适应的区域经济结构模式、黄河水权及水市场等。

3.2以保障黄河防洪安全为目标的研究课题

黄河防洪之关键在减淤,因此21世纪初黄河防洪减灾科学研究的目标之一就是要实现黄河下游河床不抬高,为此,应以“小浪底水库运用”为切入点,重点抓好以下研究:

3.2.1小浪底水库防洪减淤运用方式研究

小浪底水库防洪减淤运用对控制黄河下游淤积抬高、提高防洪能力具有至关重要的意义。“十五”期间,要在其初期运用方式的研究基础上,通过原型观测资料分析、动床模型试验和泥沙数学模型计算等手段,重点研究:小浪底水库运用后下游河道的再造床过程及排洪输沙能力变化、不同水沙组合条件下黄河下游的冲淤预测、小浪底水库库区冲淤演变规律、小浪底水库不同时期减淤运用的方式和减淤效果、小浪底水库运用后黄河下游河道整治工程对策、三小陆故四库联合运用方式等。

3.2.2小浪底水库运用后三门峡水库运用方式研究

三门峡水库自1973年采用“蓄清排浑”运用方式后至1986年,抑制了淤积末端上延,基本控制了潼关高程的不断抬高。1986年后,由于其上游降雨偏少、用水增加和龙刘水库调节径流的影响,使原已缓解的矛盾又有所加剧,表现为:潼关高程居高不下、渭河下游淤积加重、库区河道变形剧烈等。因此,当前应充分考虑小浪底水库运用后三门峡水库承担的防洪减淤任务将有所减轻的有利因素,分析小浪底水库运用后三门峡水库的应承担和可承担的防洪减淤任务,提出兼顾潼关高程和下游防洪减淤和发电需要的水库运用方式。

3.2.3黄土高原多沙粗沙区生态环境建设的若干科学问题研究

水土保持是解决黄河下游泥沙问题根本措施,因此研究水土流失治理措施仍然是21世纪初的重要任务。鉴于目前的研究水平,今后应该通过现场观测和模型试验等措施,重点研究以下课题:多沙粗沙区水土流失规律及水土保持措施蓄水拦沙作用机理、多沙粗沙区典型林草措施的耗水规律、多沙粗沙区生态环境特征及演变趋势、水土保持生态环境建设对黄河水资源和泥沙影响评价方法研究、黄土高原水土保持生态效益监测和评价指标体系研究等。

3.2.4黄土高原多沙粗沙区水土保持生态环境建设的关键技术研究

包括多沙粗沙区沟道坝系相对稳定关键技术研究、沟道工程加固配套及可持续利用技术研究、多沙粗沙区生态功能区划分及不同区域的适地林草品种选择、兼顾水资源高效利用的多沙粗沙区水土保持生态环境建设的关键措施及配置模式研究等。

3.2.5黄河下游窄河段及河口段冲淤演变发展趋势及减淤措施研究

小浪底水库投入运用虽然对整个下游河道具有很大的减淤作用,但从目前的研究成果来看,对艾山以下窄河段和河口河段的减淤作用仍不容乐观。21世纪初,要在认真研究小浪底水库运用后下游窄河段和河口段冲淤发展趋势的基础上,研究南水北调东线工程实施后,利用东平湖水库增加艾山以下河道的清水下泻量从而达到河道减淤所需要的水量,并与其他减淤措施进行经济比较,以论证该方案的可行性;要研究提出解决拦门沙问题的技术措施,继续探讨引用海水冲刷黄河下游河槽或挖河疏浚解决河口淤积的技术可行性。

3.2.621世纪初黄河下游河道淤积发展趋势预测及减淤方略研究

拦、排、放、调、挖,综合处理和利用泥沙,是五十多年治黄实践的总结。小浪底水库运用后,下游防洪减淤工程体系已经基本构成,因此,当前需要深入研究“拦、排、放、调、挖”等减淤措施的实际减淤能力和发展趋势,为今后防洪减淤方略的调整完善提供指导意见。研究应以“下游河床不抬高”的目标,对人类活动和气候变化共同作用下的黄土高原生态环境演变趋势、黄土高原大规模水土保持生态建设的拦沙作用及发展趋势、小浪底等中游骨干水库拦沙调沙对下游的减淤作用及发展趋势、引黄放淤及淤筑相对地下河工程可处理泥沙的潜力、黄河下游防洪减淤工程体系的合理运用方式及其效果预测等问题进行深入分析,提出实现下游河床不抬高的措施。

为确保堤防不决口,除了加强对减缓黄河下游河道淤积的措施研究外,还要加强对河道整治工程、堤防工程和洪水测报技术的研究:

(1)新形势下黄河下游河道整治工程的适应性及其完善措施研究

研究内容包括:小浪底水库运用后黄河下游河道断面形态调整及发展趋势研究;黄河下游现有的河道整治工程对河势的调整作用分析;小浪底水库运用后黄河下游现有河道整治工程对小流量的适应性研究;小浪底水库运用后黄河下游宽河道整治方向研究,包括整治流量、整治河宽和整治工程布局等。

(2)黄河下游现状堤防的安全度分析

黄河下游现状堤防仍存在着较多险点隐患,因此应在调研、分析下游堤防工程隐患分布及成因的基础上,确定黄河下游现状堤防安全度评价方法,进而对黄河大堤重点堤段进行安全评价并提出适宜的加固措施。研究内容包括:黄河下游堤防工程隐患分布及成因分析;黄河下游堤防安全度评价方法及下游典型堤段安全度评价;提高黄河下游堤防安全度的关键措施研究。

(3)堤防工程新结构及其防护技术研究

要以不出险或少出险、抗老化、造价低为目标,在20世纪80年代以来的研究基础上,继续探讨黄河堤防工程的新型结构,包括材料、结构、施工工艺、管护技术等,研究比较丁坝与护岸两种整治工程的扰流作用、冲刷坑的形成与发展以及工程抢险条件,根据小浪底水库运用后不同河段的河势和流路规划,结合丁坝与护岸对河势的调整作用,合理确定小浪底水库运用后黄河下游不同河段河道整治工程的结构型式。要继续开发堤防隐患探测的新技术。

(4)黄河水沙监测技术升级

近年,黄河流域的水沙测验虽然在测验设施方面做了较大的改善,但测验技术仍十分落后,并成为制约延长洪水预见期和建设数字黄河的瓶颈。21世纪初,一方面要大力引进国内外先进的水沙测验技术,另一方面要结合黄河的水沙特点,研制开发新型测验仪器。

科学合理的防洪管理政策是黄河防洪减灾保障体系的重要组成部分,也是20世纪黄河研究的薄弱环节。进入21世纪,为达到防洪减灾的目的,应该开展以下研究:

①通过研究人类活动对小花间暴雨洪水的影响,客观认识小浪底水库投入运用后21世纪初黄河下游防洪形势,以此为基础,研究北金堤、东平湖和南北展工程的运用几率,并提出其科学合理管理方式,以在促进地区经济发展的同时,确保黄河防洪安全;研究黄河下游重点河段生产堤对不同量级洪水和泥沙演进的影响、减少中小洪水灾害损失的措施,并针对滩区社会经济发展面临的困难,提出适应当前社会经济发展的滩区防洪管理政策。

②为建立健全黄河防洪管理体系,还需要尽快在防洪风险管理的理论和体制、洪灾风险分析及风险区划、防洪保险的理论和实施方案、洪灾损失评估理论和方法、蓄滞洪区预警系统建设、蓄滞洪区的管理和赔偿政策等方面进行研究并提供技术支持。

3.3关于建设面向21世纪初的数字黄河的有关科技问题

建设数字黄河需要科学技术提供的支持是多方面的:

在水沙、地理、社经等信息的获取方面,由于需要采集的信息将包括降雨、径流、洪水、泥沙、水质、地下水、土壤水、引退水、地形地貌、人口、社经等诸多方面,因此科学技术的支持也反映在多方面:一是监测网络的设计,包括监测站网布设、监测参数选择等;二是自动化的监测设施配置,包括水文水质自动监测仪器、水文水质移动监测仪器、水土流失遥感测网络配置、降雨监测设施、大地测量新技术等,这些需要通过引进国际先进技术来解决;三是监测信息的提取技术,如卫星遥感信息、航空遥感信息、卫星云图信息等,这些不仅需要引进国际先进技术,更需要自主研究和开发,如遥感信息最下图斑的提取方法等;四是海量信息的储存技术和信息再现技术,即通过虚拟现实技术将数据形象地表现出来。

因为数字黄河的数据分散在许多个机构的数据库里,因此当某处要利用它时,要能从四面八方把有关数据迅速调来。这就需要有高速网络把各个点连接起来。当前飞速发展的网络技术是解决这个问题的基础。

应用模型是构成数字黄河的重要部件,离开了应用模型的支持,数字黄河仍难以为黄河水沙的管理和调控提供优质的服务。这些模型的建立不仅需要黄河水沙规律研究成果的支持,也需要计算机技术、神经网络、虚拟现实、图像自动解译、多源数据融合技术等多种高新技术的支持。根据21世纪初数字黄河的服务对象,需要开发的应用模型将包括:

1.黄河上中游中长期降雨及径流预报模型

2.黄河小花间暴雨及洪水预报模型

3.黄河防洪调度模型

4.黄河水量调度模型

5.黄河中下游河道水沙演进仿真模型

6.黄土高原水土流失预测预报模型

为建立和完善以上模型,需要对以下关键技术进行深入研究:

1.受人类活动影响的黄河中游重点支流产汇流规律变化规律

2.多源降雨信息的同化技术

3.黄河水体中污染物迁移和扩散规律的数学模拟

4.黄土高原水土流失的数学模拟技术

5.黄河下游河道水沙运动的数学模拟技术

6.黄河入海口区域的水沙运动的数学模拟技术

7.数学模型与GIS的结合技术

可见建设数字黄河一靠高新技术的引进和应用,二靠黄河水沙规律认识的进一步突破。

管理技术研究论文范文第7篇

【论文摘要】我国电子商务和网上交易近年来取得了较大的发展,然而网上支付成为我国电子商务发展的瓶颈之一。因此,解决网上支付问题是发展电子商务的必要环节。本文从多个方面对网上支付系统的技术和安全问题进行了研究。文章首先简单地分析了网上支付系统在安全方面的需求,介绍了相关的核心技术。然后结合我国民航电子商务的发展现状和需求,以节省交易成本和提高安全性为目标,提出基于SSL协议的民航电子商务支付系统。通过加入双重签名技术,使得SSL协议的安全性有所提高,民航电子商务系统更加有效和安全,交易成本也大大降低。

Abstract:AlthoughChinesee-commerceandnetworktransactionhavegreatdevelopmentinrecentyears,onlinepaymentisbecomingoneofthebottlenecks.Therefore,solvingtheproblemsisanimportantstepindevelopingelectronicbusiness.

Thispapersummarieselectronicbusinesstechnologyanditsrelatedsecurityissuesfromseveralaspects.Firstitbrieflydiscussessecurityrequirementsandrelatedkeytechniqueswhicharenecessarytoprotectanelectronicbusinesssystem.IntheE2commercearea,securitywasagreatconcerntomanyorganizationswhenaconsiderablevolumeofdocumentsandtransactionsweredigitizedandexchangedonline.AnonlinepaymentsystembasedontheSSLprotocolincivilaviatonE2commerceisproposedinthispaper,accordingtotherealityandneedofthecivilaviatonE2commerceinChina.ThesecurityoftheE2paymentsystemwasimprovedtosomedegreebyaddingthetechnology.

Keywords:EC;onlinepaymentsystem;technicalcountermeasures

第一章:引言

2009年1月13日,中国互联网络信息中心(CNNIC)在京了《第23次中国互联网络发展状况统计报告》。报告显示,截至2008年底,我国互联网普及率以22.6%的比例首次超过21.9%的全球平均水平。同时,我国网民数达到2.98亿,宽带网民数达到2.7亿,国家CN域名数达1357.2万,三项指标继续稳居世界排名第一。

我国网民和国家CNCN域名的增加,势必为电子商务的发展带来更大的机会。随着Internet技术和应用的不断发展,越来越多的企业加入到电子商务的队伍中来。电子商务已成为贸易发展的必然趋势,随着电子商务环境的规范和完善,中国电子商务企业必然迅猛发展。使用网上支付的方式进行交易,大大降低了传统贸易的费用和开销,提高了工作效率和企业竞争优势。越来越多的企业选择在Internet上建立自己的Web站点以便利、经济的手段在网上展示自己的企业形象,推销本企业的产品。

一、电子商务与支付系统的定义

1、电子商务的定义

电子商务源于英文ElectronicCommerce,简写为EC。顾名思义,其内容包含两个方而,一是电子方式,二是商贸活动。电子商务指的是利用简单、快捷、低成木的电子通讯方式,买卖双方小谋而地进行各种商贸活动。国际商会于1997年11月,在巴黎举行了世界电子商务会议(TheWorldBusinessAgendaforElectronicCommerce)会上专家和代表对电子商务的概念进行了最权威的阐述:电子商务,是指实现整个贸易过程中各个阶段的贸易活动的电子化[1]。从涵盖范围可以定义为:交易各方以电子交易方式而不是通过当面交换或直接面谈方式进行的任何形式的商业贸易;从技术方面可以定义为:电子商务是一种多技术的集合体,包括交换数据(如电子数据交换、电子邮件)、获得数据(共享数据库、电子公告牌)、以及自动捕获数据(条形码)等[2]。

2、网上支付系统的构成

支付系统是由一系列支付工具、程序、有关交易主体、法律规则组成的用于实现货币金额所有权转移的完整体系。[3]

网上支付是指以金融电子化网络为基础,以商用电子化工具和各类交易卡为媒介,采用现代计算机技术和通信技术作为手段,通过计算机网络系统,特别是因特网进行传输。以电子信息传递的形式来实现资金的流通和支付。网上支付系统的构成则主要包括两部分。一是网上支付主体。涉及网上商家、持卡人、银行和第三方认证机构。二是网上支付技术。如基于因特网的TCP/IP协议标准、WWW技术规范和以安全网络数据交换为宗旨的电子数据交换协议SSL和SET。[4]

二、电子商务与网络支付系统的发展现状

1、电子商务的发展现状

根据2009年1月13日,中国互联网络信息中心(CNNIC)在京的《第23次中国互联网络发展状况统计报告》显示,在主要互联网应用使用率调查中,网络求职、更新博客和网络购物位列增长最快的应用前三甲。而网络音乐、网络视频等娱乐性应用的使用率则明显呈现下降的趋势。

由此可见,越来越多的企业和顾客加入到电子商务的队伍中来,网络支付系统得到越来越广泛的应用。电子商务发展迅速,通过网上进行交易已成为潮流。在我国,电子商务虽然刚起步,但是人们对电子商务的巨大潜力深信不疑;我国政府积极支持电子商务活动的开展,这些都对我国电子商务的发展产生了重要的影响。

但是应当看到,我国还存在一些“瓶颈”问题,严重地阻碍着电子商务的发展。从技术角度上看也存在两项解决的难题一是缺乏统一的电子商务技术服务标准,没有规矩不成方圆,没有标准的电子商务势必造成国内乃至国际电子交易混乱和麻烦。技术是电子商务发展的基础,而技术的发展必须建立在标准统一的基础之上。因此加快电子商务技术标准的制定是我国电子商务发展中迫在眉睫的、十分重要的事,是我国电子商务发展重中之重。二是还没有真正成熟的电子商务解决方案。在现阶段电子商务软件服务市场上,国外成熟的电子商务解决方案占据主导地位仍是不争的事实,而国内真正有能力的开发厂家更是屈指可数,仔细算来也只有实华开、四通寥寥几家,但没有一家能够提供一套完整的电子商务交易标准。而网上支付作为新兴的电子支付手段,越来越普及越来越重要。无论是对电子商务技术服务标准的制定还是对真正成熟的电子商务的解决方案的出现,网上支付系统的关键技术都是至关重要的。

但是现在制约电子商务发展的最关键的技术,是解决安全问题的技术。电子商务中的安全问题是重中之重的问题。在电子商务系统中,不仅需要交换使用者的信用卡号码、客户密码和个人身份等隐私信息,而且还涉及到个人财产的安全问题。在电子支付过程中,必须保证信息的机密性、完整性和真实性。一旦这些方面得不到切实的保证,那么将造成重大的损失和严重的法律问题,甚至会断送电子商务企业的命运。因此必须发展能够保障支付系统安全的关键技术,确保交易过程是安全、可靠的。

2、网上支付系统的发展现状

随着电子商务的迅猛发展,支付问题就成了制约电子商务发展的瓶颈,尤其是支付的安全性问题就像一直萦绕在头上的达摩克利斯之剑。电子支付构成了电子商务的核心环节,如果没有支付,整个电子商务过程无法完成。只有通过安全、快捷的实现电子支付才能实现电子商务涉及的物流、资金流、信息流的有机结合,才能确保电子商务交易顺利进行。

而作为真正的网络支付手段出现的支付方式,则是在Internet的迅速走向普及化之后的事情。但是自2005年以来,中国网上支付成长十分迅速,这标志着中国电子商务迈入了以全面实现网上支付系统为特征的崭新发展阶段。著名的网络市场调研机构艾瑞咨询公司的研究报告预测2010年我国的我网上支付市场规模将达到2800亿元。网上支付已成为国内网民从事网上交易时的第一选择,网上支付市场似乎已经成为继网络游戏、sp之后的又一座金山。

在Internet上出现的支付系统模式已有十几种,这些系统模式大致上可以划分为如下3类:第一类是数字化的电子货币或者电子现金;第二类是使用他们已有的安全清算程序,对Internet的网上支付提供信息中介服务;第三类是针对银行卡主攻加密算法,使传统的银行卡支付信息通过Internet向商家传递,利用金融专用网络提供独立的支付授信,更先进的是采用智能卡技术,提供联机的银行卡支付。但是不管是哪一类的系统,都是包含着信息加密措施的系统,每一个系统都是有很多保障安全性的系统。

第二章:网上支付系统的安全技术问题

一、网上支付系统的安全问题

随着网上支付手段使用人数的增加,网上支付系统所存在的问题也暴露无遗,而且随着使用范围的推广和黑客等技术的发展,也对网上支付系统的关键技术提出了更高的要求。其中最重要最核心的关键技术问题,就是安全问题。

电子商务的支付问题是随着电子商务本身的快速发展而衍生的。单纯就它们的关系而言,电子商务需要电子支付,支付体系是开展电子商务的必备条件。随着网上支付手段使用人数的增加,网上支付系统所存在的问题也暴露无遗,而且随着使用范围的推广和黑客等技术的发展,也对网上支付系统的关键技术提出了更高的要求。其中最重要最核心的关键技术问题,就是安全问题。据AC尼尔森公司在2003年3月~4月做的一个调查表明,安全性是网上购物者用信用卡支付的主要顾虑。安全问题已成为电子支付发展面临的重要挑战,目前制约我国电子商务发展的瓶颈就是支付问题。

二、信用卡安全的恐慌——网上支付系统的安全问题案例分析

众所周知道银行业步入了网络时代,网络也融入了银行业,这迎合了电子商务发展的趋势。网上银行因不受时间、地域限制,成本低、快捷方便等优点得到了银行业的积极响应。近几年更是呈现出迅猛发展的势头。但是由于网上银行所有内容都是以数据的形式流转于网络之上,不可避免地会带来信息安全隐患。作为庞大资金流动的载体,网上银行极易受到非法入侵和恶意攻击。如果银行的网络遭到攻击,私人信息就可能会泄漏,若补救不及时,很可能给消费者造成巨大损失。2005年4月,多名“支付宝”用户工商银行帐户里的钱不翼而飞。6月,花旗集团丢失了一批记录着390万客户帐户及个人信息的电脑记录数据带。同月,包括Master、Visa在内的多家信用卡公司4000多万用户信息被盗,涉及了近9000张国内信用卡,一时间风声鹤唳,引发了信用卡安全的恐慌。黑客窃取用户资料、网络诈骗、虚假银行、网络钓鱼等支付安全问题已经严重影响了电子商务的发展。

从银行业的这一案例中我们可以清晰看到安全技术的重要地位和意义。因此必须对这一关键技术进行深入的研究,形成一个优秀的解决方案,确保网上支付系统的安全,保障我国电子商务事业的稳定快速发展。

第三章:解决网上支付系统的安全问题的技术解决途径

安全的目的是:保护一个系统不会受到未经授权的访问,使系统的正常工作不会被非法干预。同所有计算机系统一样。电子商务系统安全必须具有保密性、完整性及可用性三个特征[5]。网上支付系统的安全是电子商务发展的核心。任何在Internet上开展业务的机构必须采取积极的步骤,确保系统有足够的安全措施,防止机密信息泄露和非法侵入造成损失。因此网上支付系统不但要具有保密性、完整性及可用性三个特点好要具有认证性、不可否认性和可审查性。

一、网上支付系统的安全要求

1、保密性

要确保网上支付系统的安全,首要的一点要求就是应防止未授权的数据暴露并确保数据源的可靠性,交易中的商务信息都需要遵循一定的保密规则。交易中的商务信息可能直接关联着个人、企业或国家的商业秘密,特别是涉及到商业机密和金融方面的敏感信息时,信息的保密性更为重要。因为其信息往往代表着国家、企业和个人的商业机密,而电子商务是建立在一个较为开放的互联网络环境上的。它所依托的网络本身也就是由于开放式互联形成的市场,才赢得了电子商务。因此在这一新的支撑环境下,势必要用相应的技术和手段来延续和改进信息的保密性。,因此,要采取措施预防信息的非法存取和信息在传输过程中被非法窃取。维护商业机密是电子商务全面推广应用的重要保障。

对于网上支付系统来说,他的保密性意味着系统必须满足两点:(1)私有交易不会被其它人截获及读取,既没有人能够通过拦截会话数据获得订货单中的帐户信息;(2)如果可能,应确保交易的匿名性,使交易不会被追踪,任何人无法利用“发生交易”这样的事实本身来达到别的目的。

2、信息的完整性

不可否认电子商务的出现以计算机代替了人们以大多数复杂的劳动,信息系统的形式整合化简了企业贸易中的各个环节,但网络的开放和信息的处理自动化也使如何维护贸易各方商业信息的完整统一出现了问题。而贸易各方各类信息的完整性势必影响到贸易过程中交易和经营策略,因此保持贸易各方信息的完整性是网上支付系统应用必备的基础。

要确保网上支付能够安全顺利的进行,还要防止未经授权的数据修改。交易双方的合同签订后就不能随意删改,以保证交易的公正性,与可行性。电子商务简化了贸易过程,减少了人为的干预,但对信息的随意生成、修改和删除会造,成差错甚至可能导致欺诈行为。数据传输过程中信息丢失、信息重复或信息传送的次序差异也会导致贸易各方信息的不同。这会影响贸易各方商业信息的完整性和统一性。因此保持贸易各方信息的完整性是电子商务应用的基础。完整性指资源只能由授权实体修改。网上支付系统的完整性要求他提供的服务应在通信过程中接收到的消息确实是实际发送的消息,不可能在传输过程中被篡改,也不可能是一条伪造的消息。

3、可用性

可用性是指一旦用户得到访问某一资源的权限,该资源就应该能够随时为他使用,而不应该将其保护起来使拥护的合法权益受到损害。在电子商务系统中,提高系统可用性有时还意味着用户仅需经一次登陆就可以访问任何其他有权访问的资源,避免对访问不同的服务使用不同的登录过程。

不可否认电子商务的出现以计算机代替了人们以大多数复杂的劳动,信息系统的形式整合化简了企业贸易中的各个环节,但网络的开放和信息的处理自动化也使如何维护贸易各方商业信息的完整统一出现了问题。而贸易各方各类信息的完整性势必影响到贸易过程中交易和经营策略,因此保持贸易各方信息的完整性是电子商务应用必备的基础。

4、不可否认性

在交易中会出现交易抵赖的现象,如信息发送方在发送操作完成后否认曾经发送过该信息或与之相反接受方收到信息后并不承认曾经收到过该条消息。因此如何确定交易中的任何一方在交易过程中所收到的交易信息,正是自己的合作对象发出的。而对方本身也没有被假冒是电子商务活动和谐顺利进行的保证。

要确保网上支付系统的安全,交易一旦签订就不能被否认。因此交易的各个环节,都必须设法防止参与交易的任何一方的抵赖。不可否认性主要包含数据原始记录和发送记录的不可否认,确认数据已经完全发送和接收,防止接收用户更改原始记录,防止用户在收到数据以后否认收到数据,并拖延自己的下一步工作。为了保证交易过程的可操作性,必须采取可靠的方法确保交易过程的真实性,保证参加电子交易的各方承认交易过程的合法性,在交易数据发送完成以后,双方都不得否认自己曾经发出或接收过信息。要对网络故障、操作错误、应用程序错误、硬件故障、系统软件错误及计算机病毒所产生的潜在威胁加以控制和预防,以保证贸易数据在确定的时刻,确定的地点是有效的。一旦事务结束,有关各方都不能否认自己参与过这次事务。

5、可审查性。

根据机密性和完整性的要求,应对数据审查的结果进行记录,在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识。当贸易一方发现交易行为对自己不利,否认电子交易行为时,系统应具备审查能力,使交易的任何一方都不能抵赖已经发生的交易行为。在传统的纸面贸易中,贸易双方通过在交易合同、契约或贸易单据等书面文件上手写签名或印章来鉴别贸易伙伴,确定合同、契约、单据的可靠性并预防抵赖行为的发生。而在无纸化的电子商务方式下,则应通过数字摘要、PKI、数字签名、数字凭证、CA认证等手段,在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识。

6、认证性

要确保网上支付系统的安全,在电子商务中必须建立严格的身份认证机制,以确保参加交易各方的身份真实有效。首先,要确认当前的通讯、交易和存取要求是合法的。即接收方可以确认信息来自发信者,而不是第三者冒名发送。发送方可以确认接收方的身份是真实的,而不至于发往与交易无关的第三方。要在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识。网上支付系统中通信的双方应能确定对方的身份,知道对方确实是他所称的那一位。在这里,确定意思并不完全意味着知道对方的准确身份,但应能做到知道自己是在与一个可靠的对象通信。

二、网上支付系统可能受到的攻击

针对网上支付系统所进行的攻击就是试图破坏上面的六大安全特征。近一步细分又可以划分为两大类。

(1)假冒和恶意破坏。由于掌握了数据的格式并可以篡改通过的信息,攻击者可以冒充合法用户发送假冒的信息或者主动获取信息而远端用户通常很难分辨。由于攻击者可以接入网络则可能对网络中的信息进行修改,掌握网上的机要信息,甚至可以潜入网络内部,其后果是非常严重的。

(2)窃取和篡改信息由于未采用加密措施或加密措施不利,数据信息在网络上以明文形式传送,或者是被不法者用设置网络窃听器等手段监视网上数据流、从数据包中获取敏感信息。入侵者在数据包经过的网关或路由器上可以截获传送的信息通过多次窃取和分析,可以找到信息的规律和格式,进而得到传输信息的内容,造成网上传输信息泄密,当入侵者掌握了信息的格式和规律后,通过各种技术手段和方法,将网络上传送的信息数据在中途修改,然后再发向目的。这种方法并不新鲜,在路由器或网关上都可以做此类工作。

三、网上支付系统安全的技术解决方案

1、加密技术

1.1、利用加密技术保证电子商务支付的机密性[6]

密码技术在发展过程中逐渐分离出加密技术和验证技术两个分支。就加密技术而言,1976年以前主要采用对称加密技术,这种加密技术存在着很多问题,如密钥分发的安全性,密钥规模过大、不能保证消息的真实性和完整性等。1976年以后,迪飞和海尔曼创造性地提出了非对称加密算法,彻底解决了上述问题,使加密技术有了革命性的发展。

1.2对称加密技术

对称加密技术有许多著名的算法,其中具有代表性的是DES算法。DES(DataEncryptionStandard)算法是1977年美国国际标准局(NBS)制定的标准加密算法。它把64位的明文输入块变成64位的密文输出块,所使用的密钥也是64位,其中第8位奇偶校验位另作它用。DES利用56位的密钥,对64位的输入数据块进行16次的排列置换,最后生成输出块密码。其生成步骤如[7]

下:

(1)为了产生64位明文的置换输入,对二进位进行初始排列(InitialPermutation),然后将结果分成32位的左右两个数据块。

(2)执行16次的迭代函数f,而每迭代一次所使用的密钥就不同,f函数将此密钥和右侧数据块作为自己的输入参数。

(3)在每个迭代阶段,左右两个数据块的置换值由下式确定:

Li=Ri-1

Ri=Li-1f(Ri-1,Ki)

(4)经16次迭代之后,输出由6位二进位组成的输入明文和密钥的函数结果。

管理技术研究论文范文第8篇

水资源紧缺已成为严重制约我国国民经济可持续发展的瓶颈。农业是我国的用水大户,用水总量4000亿m3,占全国总用水量的70%,其中农田灌溉用水量3600-3800亿m3,占农业用水量的90%-95%。农业用水中的浪费现象相当严重,首先是农田灌溉水的利用率低,平均仅为45%左右;其次是农田对自然降水的利用率低,仅达到56%;最后是农业用水的效率不高,其中农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3左右,旱地农田水分的利用效率为0.60-0.75kg/m3。根据权威部门的预测结果,在不增加现有农田灌溉用水量的情况下,2030年全国缺水高达1300-2600亿m3,其中农业缺水500-700亿m3。若将农田灌溉水的利用率由目前的45%提高到发达国家的水平70%,则可节水900-950亿m3,如同时提高水的利用效率,农业节水后不仅可满足7亿t左右的食物生产用水,还能节约出400-500亿m3的水量用于国民经济的其他重要行业,这无疑会对未来的国家经济持续发展和社会安全稳定作出重大贡献。

农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的,也是我国农业资源,尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全,推动农业和农村经济可持续发展,具有重要的战略地位和作用。我国农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决,加强对我国节水农业技术的研究,以科技创新促进生产力发展,建立与完善适合我国国情的现代节水农业技术体系,将成为促进我国节水农业可持续发展的重大战略举措之一

1现代节水农业技术研究进展

随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧,世界各国,特别是发达国家都把发展节水高效农业作为现代农业可持续发展的重要措施。发达国家在农业生产实践中,把提高灌溉(降)水的利用率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点和主要目标。在研究节水农业基础理论基础上,将生物、信息、计算机、高分子材料等高新技术与传统的农业节水技术相结合,提升节水农业技术的高科技含量,建立适合国情的节水农业技术体系,加快由传统的粗放农业向现代化的精准农业转型的进程。

世界各国采用的节水农业技术通常可归纳为工程节水技术、农艺节水技术、生物(生理)节水技术和水管理节水技术等四类。节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中:

一是减少灌溉渠系(管道)输水过程中的水量蒸发与渗漏损失,提高农田灌溉水的利用率;

二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失,在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量;

三是减少农田土壤的水分蒸发损失,有效地利用天然降水和灌溉水资源;

四是提高作物水分生产效率,减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗,获得较高的作物产量和用水效益。节水农业发达的国家始终把提高上述环节中的灌溉(降)水利用率和作物水分生产效率作为重点,在建立了以高标准的衬砌渠道和压力管道输水为主的完善的灌溉输水工程系统和采用了以喷(微)灌技术和改进的地面灌技术为主的先进的田间灌水技术后,节水农业技术的研究重点正从工程节水向农艺节水、生物(生理)节水、水管理节水等方向倾斜,尤其重视农业节水技术与生态环境保护技术的密切结合。

1.1农艺节水技术

利用耕作覆盖措施和化学制剂调控农田水分状况、蓄水保墒是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。国内外已提出许多行之有效的技术和方法,如保护性耕作技术、田间覆盖技术、节水生化制剂(保水剂、吸水剂、种衣剂)和旱地专用肥等技术和产品正得到广泛的应用。如美国中西部大平原由传统耕作到少耕或免耕,由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖,由机械耕作除草到化学制剂除草,都显著提高了农田的保土、保肥、保水的效果和农业产量。法国、美国、日本、英国等开发出抗旱节水制剂(保水剂、吸水剂)的系列产品,在经济作物上广泛使用,取得了良好的节水增产效果。法国、美国等将聚丙烯酰胺(PAM)喷施在土壤表面,起到了抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的明显效果。美国利用沙漠植物和淀粉类物质成功地合成了生物类的高吸水物质,取得了显著的保水效果。

节水农作制度主要是研究适宜当地自然条件的节水高效型作物种植结构,提出相应的节水高效间作套种与轮作种植模式。例如,在澳大利亚采用的粮草轮作制度中,实施豆科牧草与作物轮作会避免土壤有机质下降,保持土壤基础肥力,提高土壤蓄水保墒能力。

在抗旱节水作物品种的选育方面,发达国家已选育出一系列的抗旱、节水、优质的作物品种。如澳大利亚和以色列的小麦品种、以色列和美国的棉花品种、加拿大的牧草品种、以色列和西班牙的水果品种等。这些品种不仅具备节水抗旱性能,还具有稳定的产量性状和优良的品质特性。特别是近年来,在植物抗旱基因的挖掘和分离、水分高效利用相关的基因定位以及分子辅助标记技术、转基因技术、基因聚合技术等在抗旱节水作物品种的选育上取得了一些极富开发潜力的成果。

近年来,水肥耦合高效利用技术的研究已将提高水分养分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根区湿润方式和范围等与水分养分的有效性、根系的吸收功能调节等有机地结合起来。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的,从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。美国、以色列等国家将作物水分养分的需求规律和农田水分养分的实时状况相结合,利用自控的滴灌系统向作物同步精确供给水分和养分,既提高了水分和养分的利用率,最大限度地降低了水分养分的流失和污染的危险,也优化了水肥耦合关系,从而提高了农作物的产量和品质。

1.2生物(生理)节水技术

将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合开发出诸如调亏灌溉(RDI)、分根区交替灌溉(ARDI)和部分根干燥(PRD)等作物生理节水技术,可明显地提高作物和果树的水分利用效率。与传统灌水方法追求田间作物根系活动层的充分和均匀湿润的想法不同,ARDI和PRD技术强调在土壤垂直剖面或水平面的某个区域保持土壤干燥,仅让一部分土壤区域灌水湿润,交替控制部分根系区域干燥、部分根系区域湿润,以利于使不同区域的根系交替经受一定程度的水分胁迫锻炼,刺激根系的吸收补偿功能,使根源信号ABA向上传输至叶片,调节气孔保持在适宜的开度,达到不牺牲作物光合物质积累而又大量减少其奢侈的蒸腾耗水的目的,与此同时,还可减少作物棵间的土壤湿润面积,降低棵间蒸发损失和因水分从湿润区向干燥区侧向运动带来的深层渗漏损失。RDI是基于作物生理生化过程受遗传特性或生长激素的影响,在作物生长发育的某些阶段主动施加一定的水分胁迫(即人为地让作物经受适度的缺水锻炼)来影响其光合产物向不同组织器官的分配,进而提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合成物的总量。因营养生长减少还可提高作物的种植密度,提高总产量,减少棉花、果树等作物的剪枝工作量,改善产品品质。国际上有关调亏灌溉的研究主要是针对果树和西红柿等蔬菜作物,对大田作物的研究较少。

近年来,国内外相继开展了对作物需水量计算方法的大量研究,但这些研究大多以单点的和单一作物的耗水估算为主,在此基础上采用插值法和面积加权平均法确定的区域作物耗水量的精度会受到气象等因素的空间变异性的影响。目前的重点是将单点的单一作物耗水估算模型的研究扩展到区域尺度多种作物组合下的耗水估算方法与模型研究上,根据作物及其不同生育期的需水估算,使有限的水最优分配到作物的不同生育期内,为研究适合不同地区的非充分灌溉制度提供基础数据和支撑。随着遥感技术的应用使得采用能量平衡法估算区域作物耗水量成为可能,通过遥感获得的作物冠层温度来估算区域耗水量分布的研究变得十分活跃,并在一些发达国家得到了一定的应用。

1.3水管理节水技术

为实现灌溉用水管理手段的现代化与自动化,满足对灌溉系统管理的灵活、准确和快捷的要求,发达国家的灌溉水管理技术正趋朝着信息化、自动化、智能化的方向发展。在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的同时,既满足用户的需求,又有效地减少弃水,提高灌溉系统的运行性能与效率。

建立灌区用水决策支持系统来模拟作物产量和作物需水过程,预测农田土壤盐份及水分胁迫对产量的影响,基于Internet技术和RS、GIS、GPS等技术完成信息的采集交换与传输,根据实时灌溉预报模型,为用户提供不同类型灌区的动态配水计划,达到优化配置灌溉用水的目标。为适应灌区用水灵活多变的特点,做到适时、适量地供水,需对灌溉输配水系统的运行模式和相应的自控技术开展研究。目前,国外多采用基于下游控制模式的自控运行方式,利用中央自动监控(即遥测、遥讯、遥调)系统对大型供水渠道进行自动化管理,开展灌区输配水系统的自控技术研究。在明渠自控系统运行软件方面,着重开展对供水系统的优化调度计划的研究,采用明渠非恒定流计算机模拟方法结合闸门运行规律编制系统运行的实时控制软件。

美国、澳大利亚等国已大量使用热脉冲技术测定作物茎杆的液流和蒸腾,用于监测作物水分状态,并提出土壤墒情监测与预报的理论和方法,将空间信息技术和计算机模拟技术用于监测土壤墒情。根据土壤和作物水分状态开展的实时灌溉预报的研究进展也很快,一些国家已提出几种具有代表性的节水灌溉预报模型。在此基础开展的适合不同地区的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水条件下灌溉用水管理的基础,随着水资源短缺的不断加剧,其研究在国内外得到普遍重视。

多采用系统分析理论和随机优化技术,开展灌区多种水源联合利用的研究,以网络技术支持的智能化配水决策支持系统为基础,建立起多水源优化配置的专家系统,提出不同水源组合条件下的优化灌溉与管理模式,合理利用和配置灌区的地表水、地下水和土壤水,对其进行统一规划和管理。在最大限度地满足作物对水分需求的同时,改善灌区的农田生态环境条件。

1.4工程节水技术

随着现代化规模经营农业的发展,由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上,采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦(沟)灌溉系统的性能,具有节水、增产的显著效益。激光控制土地精细平整技术是目前世界上最先进的土地平整技术,国内外的应用结果表明,高精度的土地平整可使灌溉均匀度达到80%以上,田间灌水效率达到70%-80%,是改进地面灌溉质量的有效措施。随着计算机技术的发展,在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上,利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性,获得最佳的灌水控制参数,有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。

除地面灌溉技术外,发达国家十分重视对喷、微灌技术的研究和应用。微灌技术是所有田间灌水技术中能够做到对作物进行精量灌溉的高效方法之一。美国、以色列、澳大利亚等国家特别重视微灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究,将计算机模拟技术、自控技术、先进的制造成模工艺技术相结合开发高水力性能的微灌系列新产品、微灌系统施肥装置和过滤器。喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备,世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发,其发展趋势是向多功能、节能、低压等综合方向发展。如美国先后开发出不同摇臂形式、不同仰角及适用于不同目的的多功能喷头,具有防风、多功能利用、低压工作的显著特点。

为减少来自农田输水系统的水量损失,许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来,国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面,开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料,研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。如已在德国、美国应用的新型土工复合材料GCLS就具有防渗性能好、抗穿刺能力强的明显特点。此外,管道输水技术因成本低、节水明显、管理方便等特点,已作为许多国家开展灌区节水改造的必要措施,开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制是渠灌区发展输水灌溉中亟待解决的关键问题。

2现代节水农业技术研究发展趋势

现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术,具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题,也不是简单的农艺节水和生物节水问题。从支撑现代节水农业技术的基础理论而言,需将水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等学科有机地结合在一起,以降水(灌溉)-土壤水-作物水-光合作用-干物质量-经济产量的转化循环过程作为研究主线,从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良等方面出发,探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。另一方面,现代节水农业技术又需要生物、水利、农艺、材料、信息、计算机、化工等多方面的技术支持,来建立适合国情的技术体系。

随着20世纪中叶以来科学技术出现的重大突破,节水农业领域中大量借助于土壤水动力学、植物生理学的理论和现代数学方法及计算模拟手段,试图从整体上来考虑水-土-作物-大气间的互动作用与关系,定量描述土壤-植物-大气连续体中水分和养分运移的转化过程,据此制定科学的水、肥调控方案,这使得对节水农业的研究已由以往单纯的统计或实验性质变为一门有着较为严谨的理论基础与定量方法的科学。计算机技术、电于信息技术、红外遥感技术以及其它技术的应用,使得在土壤水分动态、土壤水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况等方面的数据监测、采集和处理手段得到长足发展,促进了农业用水管理水平的提高,而高分子复合材料和纳米材料的研制创新正在促使渠道防渗、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育着技术上的重大突破。

在提高农业用水的利用率和水的生产效率的节水农业技术研究中,不仅涉及到与土壤-植物-大气系统中的界面过程,水分传输和系统反馈的机制,水分调控的途径以及大气水、地表水、地下水、土壤水转化关系等相关领域内的前沿技术,还与利用现代高新技术对水资源、土壤水分和作物水分进行监测调控,根据作物需水规律进行精量灌溉等关键技术有关。为此,必须以具有学科交叉性的重大前沿性技术研究为基础,研发与农业节水相关的重要关键技术,探索建立适合国情的现代节水农业技术体系。

3我国现代节水农业技术研究重点与内容

3.1现代节水农业前沿技术

围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域,对现代节水农业前沿技术开展原创性研究。通过对水-土-植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究,带来农业节水原理与技术的创新,促进节水农业新思路的问世和源头高技术的产生,为我国现代节水农业的发展提供基础理论和技术储备。

作物高效用水与生理调控技术:

(1)研究主要作物节水条件下产量形成及可视化的生产模型,获得维持农作物较高水分生产效率的生理和生态学过程参数,提出农作物根系微生态系统水分吸收功能调控模型和水分利用整体超补偿功能环境反应模型;

(2)研究不同生态区域内主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉条件下的需水量季节分布和计算模式和不同节水灌溉技术条件下的作物需水和耗水模型,提出作物水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉制度,得到不同节水灌溉方式下实施非充分灌溉制度的技术;

(3)研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻、果树)调亏灌溉的指标体系(最佳凋亏阶段和调亏程度),提出不同养分水平或施肥条件下调亏灌溉的模式及相应的指标,获得作物调亏灌溉的田间实施技术;

(4)研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指标体系,提出不同养分水平或施肥条件下控制性分根交替灌溉的模式及相应参数,获得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技术要素最优组合设计方法及的田间实施技术;

作物需水信息采集与精量控制灌溉技术:

(1)研究作物对水分亏缺信息的感受、传递与信号转导的过程,建立作物水分信号诊断指标体系,获得利用作物茎杆变形测量诊断作物缺水状况的新技术与新产品;

(2)研究作物水分区域分布监测技术和作物蒸腾过程快速监测技术,提出区域土壤水分空间变异性与最佳动态监测布点方式和区域土壤墒情监测预报技术,获得土壤水分动态快速测定与预报技术及新产品;

(3)以土壤墒情监测预报、作物水分动态监测信息与作物生长信息的结合为基础,研究运用模糊人工神经网络技术、数据通讯技术和网络技术建立具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制灌溉系统,研制开发智能化的灌溉信息采集装置和智能化的灌溉预报与决策支持软件。

农田水肥调控利用与节水高效作物栽培技术:

(1)以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象,研究不同区域、种植制度、地力基础和水资源状况下主要作物农田养分供应与利用模式,提出不同水分条件下获得最高水分利用效率的水分与养分最佳参数组合;

(2)研究不同灌溉方式下作物根区水分养分迁移、转化和吸收的动力学过程,提出相应的作物根际水肥耦合循环与调控模型,获得以提高水肥耦合利用效率为目标的田间节水灌溉技术参数的最优组合;

(3)以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象,研究农田高效用水的作物群体时空分布特征,影响农田整体抗旱特性和水分利用效率的群体因素和调控技术;构建主要农作物高效用水群体优化结构的综合栽培技术体系。

3.2现代节水农业关键技术

以田间节水灌溉、灌溉用水管理、农艺与化控节水等为重点,适当考虑干旱缺水地区特殊水源的开发与高效利用,研究现代节水农业关键技术,创制一批新型的农业节水新产品与新材料,促进节水农业技术水平的提升,为我国农业节水提供适合国情的实用性应用技术。

田间节水灌溉技术:

(1)研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器,开发新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备;

(2)研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头,开发适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置,改进扇形转动的摇臂式喷头,研制新型移动式轻小型喷灌机组和智能控制低压变量自走式喷洒机组;

(3)研究土地精平标准与激光控制平地技术,开发国产激光控制平地铲运设备和相应的液压升降控制系统,提出与激光控制平地技术实施相配套的田间灌排工程系统模式,研究地面灌溉技术控制参数,开发田间波涌灌溉控制设备、田间多孔闸管灌溉系统和田间灌溉自动控制设备;

(4)研发适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播种技水与设备,创制集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。

灌溉系统输配水监控与调配技术:

(1)研发水分损失小、价廉、精度高、抗干扰性强的渠系量水设备,研制具有量水和控制双重功能的取水口量水设施、新型管道量水仪表、适合高含沙渠道采用的量水装置等,开发经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备、井灌区计量与控制用水装置等;

(2)开发基于局域网络、Internet网络与RS和GPS技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术,研究灌溉系统的计算机识别技术和动态配水系统下非恒定流模拟仿真技术和水量与流量的实时调控技术;

(3)研究灌区中央控制系统自动控制技术和水力自动控制技术,开发灌溉配水系统的闸门控制模式及基于模糊控制方法的灵活方便的控制器。

农艺节水技术:

(1)以小麦、玉米等大田作物及林草为重点,应用分子标记辅助选择、转基因、基因聚合技术结合常规育种的方法,创制抗旱节水型、水分高效利用型的优异育种新材料,选育抗旱节水与高产优质相结合型的新品种(组合);

(2)研究主要生态区域节水高效型的作物种植结构和适合区域特点的节水高效间作套种与轮作等种植模式,提出主要种植制度周期内农田水分高效利用技术控制要素和集成化参数,得到节水型农作制度优化技术及其量化指标;

(3)以旱地土壤水库增容为核心,研究等高种植集雨蓄水保墒技术和田间集雨栽培技术、少耕免耕保水保肥技术、地力培肥有机旱作技术、降低田间蒸发的覆盖保墒技术等雨水就地高效利用技术,提出旱地农田节水抗旱能力的粮草轮作技术、粮经饲作物立体种植高效用水技术等。

新型农业节水材料与产品:

(1)研究利用纳米技术改进防渗材料的性能,研制新型土壤固化剂、新型复合土工膜料和填缝材料,盐渍土和膨胀土等特殊土类渠道的专用防渗材料,开发新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料,创制用于管道输水的高分子复合材料大口径管材和管件;

(2)研发适合旱区应用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿色环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料和田间集雨材料等;

(3)筛选具有控制蒸腾功能的外源物质,研究植物蒸腾抑制剂,研制具有抗旱节水、防病杀虫、高效环保等多种功能的种衣剂,开发以生物材料(藻类、纤维、沙漠植物等)或化学材料为基质的新型保水剂,创制低成本的高效多功能水土保持剂与土壤结构改良剂;

(4)研发由天然材料和改性天然材料(重点是植物纤维和淀粉类)制成的可被微生物完全分解为对环境无害物质的新型覆盖材料,开发具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料,改性和创制新型液膜等。

水源开发与高效利用技术:

(1)建立区域雨水资源高效利用技术体系和最优开发模式及智能决策系统软件,研发适合旱区应用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式,提出新型集雨设施结构形式和现场成型技术,获得雨水集蓄与高效利用工程系统设计软件;

(2)研究低成本、节能型的微咸水开发利用技术,建立微咸水灌溉下的控制指标体系和作物灌溉制度,提出微咸水灌溉下土壤水盐运动规律与调控技术,得到咸水与淡水混灌和轮灌的应用模式;

(3)研究再生水灌溉对土壤、地下水及作物品质的影响,提出再生水作物安全高效利用指标量化体系,开发利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水与洁净水混灌或轮灌的应用技术以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。

4现代节水农业技术研究带来的贡献

在现代节水农业前沿技术万面,将提出作物高效用水生理调控指标体系、作物非充分灌溉下的需水指标体系和灌溉制度、作物调亏灌溉的指标体系,建立作物水分信号采集与缺水敏感指标测定和作物精量控制灌溉方法、动态配水系统下的非恒定流模拟仿真技术和水量实时调控方法等。研究内容无论是在应用基础理论上还是在技术上均具有源头创新性,会加速我国现代节水农业技术体系的建立。

在现代节水农业关键技术方面,主要表现在对新技术的研发和对现有技术的升级换代上。一方面,对喷微灌系统智能化自功控制、喷微灌条件下水肥高效利用调控、激光控制平地下的精细地面灌溉、渠道和管网相结合的灌溉系统高效输水、网络技术支持下的灌溉系统动态配水等新技术的研发,将大幅度提高灌区输配水系统的工作性能和田间节水灌溉的技术水平,另一方面,对灌区输配水系统自动化控制、灌区多水源优化调配与决策支持系统、渠道防渗与抗冻胀、雨水集蓄高效利用、劣质水灌溉利用、农艺与化控节水等现有技术的改善与提高,将会显著提高农业用水开源节流、土壤水库充蓄增容、灌区用水与输配水等方面的效率,有力地促进对农业水资源的高效合理利用。

管理技术研究论文范文第9篇

一、网络管理技术概述

网络管理已经成为计算机网络和电信网研究中最重要的内容之一。网络中采用的先进技术越多,规模越大,网络的维护和管理工作也就越复杂。计算机网络和电信网的管理技术是分别形成的,但到后来渐趋同化,差不多具有相同的管理功能和管理原理,只是在网络管理上的具体对象上有些差异。

通常,一个网络由许多不同厂家的产品构成,要有效地管理这样一个网络系统,就要求各个网络产品提供统一的管理接口,即遵循标准的网络管理协议。这样,一个厂家的网络管理产品就能方便地管理其他厂家的产品,不同厂家的网络管理产品之间还能交换管理信息。

在简单网络管理协议SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol)设计时,就定位在是一种易于实施的基本网络管理工具。在网管领域中,它扮演了先锋的角色,因OSI的CMIP发展缓慢同时在Internet的迅猛发展和多厂商环境下的网络管理解决方案的驱动下,而很快成为了事实上的标准。

SNMP的管理结构如图1所示。它的核心思想是在每个网络节点上存放一个管理信息库MIB(ManagementInformationBase),由节点上60(agent)负责维护,管理者通过应用层协议对这些进行轮询进而对管理信息库进行管理。SNMP最大的特点就是其简单性。它的设计原则是尽量减少网络管理所带来的对系统资源的需求,尽量减少agent的复杂性。它的整个管理策略和体系结构的设计都体现了这一原则。

SNMP的主要优点是:

·易于实施;

·成熟的标准;

·C/S模式对资源要求较低;

·广泛适用,代价低廉。

简单性是SNMP标准取得成功的主要原因。因为在大型的、多厂商产品构成的复杂网络中,管理协议的明晰是至关重要的;但同时这又是SNMP的缺陷所在——为了使协议简单易行,SNMP简化了不少功能,如:

·没有提供成批存取机制,对大块数据进行存取效率很低;

·没有提供足够的安全机制,安全性很差;

·只在TCP/IP协议上运行,不支持别的网络协议;

·没有提供管理者与管理者之间通信的机制,只适合集中式管理,而不利于进行分布式管理;

·只适于监测网络设备,不适于监测网络本身。

针对这些问题,对它的改进工作一直在进行。如1991年11月,推出了RMON(RernoteNetworkMonitor)MIB,加强SNMP对网络本身的管理能力。它使得SNMP不仅可管理网络设备,还能监测局域网和互联网上的数据流量等信息,1992年7月,针对SNMP缺乏安全性的弱点,又公布了S-SNMP(SecureSNMP)草案。到1993年初,又推出了SNMPVersion2即SNMPv2(推出了SNMPv2以后,SNMP就被称为SNMPv1)。SNM-Pv2包容了以前对SNMP的各项改进工作,并在保持了SNMP清晰性和易于实现的特点以外,吸取了CMIP的部分优点,功能更强,安全性更好,具体表现为:

·提供了验证机制,加密机制,时间同步机制等,安全性大大提高;

·提供了一次取回大量数据的能力,效率大大提高;

·增加了管理者和管理者之间的信息交换机制,从而支持分布式管理结构,由位于中间层次(intermediate)的管理者来分担主管理者的任务,增加了远地站点的局部自主性。

·可在多种网络协议上运行,如OSI、AppleTalk和IPX等,适用多协议网络环境(但它的缺省网络协议仍是UDP)。

·扩展了管理信息结构的很多方面。特别是对象类型的定义引入了几种新的类型。另外还规范了一种新的约定用来创建和删除管理表(managementtables)中的“行”(rows)。

·定义了两种新的协议数据单元PDU(ProtocolDataUnit)。Get-Bulk-Request协议数据单元允许检索大数据块(largedatablocks),不必象SNMP那样逐项(itembyitem)检索;Inform-Request协议数据单元允许在管理者之间交换陷阱(tran)信息。

CMIP协议是在OSI制订的网络管理框架中提出的网络管理协议。CMIP与SNMP一样,也是由管理者、、管理协议与管理信息库组成。

CMIP是基于面向对象的管理模型的。这个管理模型表示了封装的资源并标准化了它们所提供的接口。如图2所示了四个主要的元素:

·系统管理应用进程是在担负管理功能的设备(服务器或路由器等〕中运行的软件:

·管理信息库MIB是一组从各个接点收集来的与网络管理有关的数据;

·系统管理应用实体(systemmanagementapplicationentities)负责网络管理工作站间的管理信息的交换,以及与网络中其它接点之间的信息交换;

·层管理实体(layermanagemententities)表示在OSI体系结构设计中必要的逻辑。

CMIP模型也是基于C/S结构的。客户端是管理系统,也称管理者,发起操作并接收通知;服务器是被管系统,也称,接收管理指令,执行命令并上报事件通知。一个CMIP操作台(console)可以和一个设备建立一个会话,并用一个命令就可以下载许多不同的信息。例如,可以得到一个设备在一段特定时间内所有差错统计信息。

CMIP采用基于事件而不是基于轮询的方法来获得网络组件的相关数据。

CMIP已经得到主要厂商,包括IBM、HP及AT&T的支持。用户和厂商已经认识到CMIP在企业级网络管理领域是一个比较好的选择。它能够满足企业级网管对横跨多个管理域的对等相互作用(peertopeerinteractions)的要求。CMIP特别适合对要求提供集中式管理的树状系统,尤其是对电信网(telecommunicationsnetwork)的管理。这就是下面提到的电信管理网。

二、电信管理网TMN

电信管理网TMN是国际电联ITU-T借鉴0SI中有关系统管理的思想及技术,为管理电信业务而定义的结构化网络体系结构,TMN基于OSI系统管理(ITU-UX.700/ISO7498-4)的概念,并在电信领域的应用中有所发展.它使得网络管理系统与电信网在标准的体系结构下,按照标准的接口和标准的信息格式交换管理信息,从而实现网络管理功能。TMN的基本原理之一就是使管理功能与电信功能分离。网络管理者可以从有限的几个管理节点管理电信网络中分布的电信设备。

国际电信联盟(ITU)在M.3010建议中指出,电信管理网的基本概念是提供一个有组织的网络结构,以取得各种类型的操作系统(OSs)之间、操作系统与电信设备之间的互连。它采用商定的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构。提出TMN体系结构的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。

电信管理网TMN的目的是提供一组标准接口,使得对网络的操作、管理和维护及对网络单元的管理变得容易实现,所以,TMN的提出很大程度上是为了满足网管各部分之间的互连性的要求。集中式的管理和分布式的处理是TMN的突出特点。

ITU-T从三个方面定义了TMN的体系结构(Architecture),即功能体系结构(FunctionalArchitecture),信息体系结构(InformationArchitecture)和物理体系结构(PhysicalArchitecture)。它们分别体现在管理功能块的划分、信息交互的方式和网管的物理实现。我们按TMN的标准从这三个方面出发,对TMN系统的结构进行设计。

功能体系结构是从逻辑上描述TMN内部的功能分布。引入了一组标准的功能块(Functionalblock)和可能发生信息交换的参考点(referencepoints)。整个TMN系统即是各种功能块的组合。

信息体系结构包括两个方面:管理信息模型和管理信息交换。管理信息模型是对网络资源及其所支持的管理活动的抽象表示,网络管理功能即是在信息模型的基础上实现的。管理信息交换主要涉及到TMN的数据通信功能和消息传递功能,即各物理实体和功能实体之间的通信。

物理体系结构是为实现TMN的功能所需的各种物理实体的组织结构。TMN功能的实现依赖于具体的物理体系结构,从功能体系结构到物理体系结构存在着映射关系。物理体系结构随具体情况的不同而千差万别。在物理体系结构和功能体系结构之间有一定的映射关系。物理体系结构中的一个物理块实现了功能体系结构中的一个或多个功能块,一个接口实现了功能体系结构中的一组参考点。

仿照OSI网络分层模型,ITU-T进一步在TMN中引入了逻辑分层。如图3所示:

TMN的逻辑分层是将管理功能针对不同的管理对象映射到事务管理层BML(BusinessManagementLayer),业务管理层SML(ServiceManagementLayer),网络管理层NML(NetworkManagementLayer)和网元管理层EML(ElementManagementLayer)。再加上物理存在的网元层NEL(NetworkElementLayer),就构成了TMN的逻辑分层体系结构。从图2-6可以看到,TMN定义的五大管理功能在每一层上都存在,但各层的侧重点不同。这与各层定义的管理范围和对象有关。

三、TMN开发平台和开发工具

1.利用TMN的开发工具开发TMN的必要性

TMN的信息体系结构应用OSI系统管理的原则,引入了管理者和的概念,强调在面向事物处理的信息交换中采用面向对象的技术。如前所述,TMN是高度强调标准化的网络,故基于TMN标准的产品开发,其标准规范要求严格复杂,使得TMN的实施成为一项具有难度和挑战性的工作;再加上OSI系统管理专业人员的相对缺乏,因此,工具的引入有助于简化TMN的开发,提高开发效率。目前比较流行的基于TMN标准的开发平台有HPOVDM、SUNSEM、IBMTMN平台和DSET的DSG及其系列工具。这些平台可以用于开发全方位的TMN管理者和应用,大大降低TMN/Q3应用系统的编程复杂性,并且使之符合开放系统互连(OSI)网络管理标准,这些标准包括高级信息模型定义语言GDM0,OSI标准信息传输协议CMIP,以及抽象数据类型定义语言ASN.1。其中DSET的DSG及工具系列除了具备以上功能外,还具有独立于硬件平台的优点。下面将比较详细论述DSET的TMN开发工具及其在TMN开发中的作用。

2.DSET的TMN开发工具的基本组成

DSET的TMN开发工具从功能上来讲可以构成一个平台和两大工具箱。一个平台:分布式系统生成器DSG(DistributedSystemGenerator);两个工具箱:管理者工具箱和工具箱。

分布式系统生成器DSG

DSG是用于顶层TCP/IP、OSI和其它协议上构筑分布式并发系统的高级对象请求0RB。DSG将复杂的通信基础设施和面向对象技术相结合,提供构筑分布式计算的软件平台。通信基础设施支持分布式计算中通信域的通信要求。如图4所示,它提供了四种主要的服务:透明远程操作、远程过程调用和消息传递、抽象数据服务及命名服务。借助于并发的面向对象框架,一个复杂的应用可以分解成一组相互通信的并发对象worker,除了支持例如类和多重继承等重要的传统面向对象特征外,为了构筑新的worker类,DSG也支持分布式对象。在一个开放系统中,一个worker可以和其它worker进行通信,而不必去关心它们所处的物理位置。

DSG提供给用户用以开发应用的构造块(buildingblock)称为worker。一个worker可以有自己的控制线程,也可以和别的线程共享一个控制线程,每个Worker都有自己的服务访问点SAP(ServiceAccessPoint),通过SAP与其它worker通信。Worker是事件驱动的。在Worker内部,由有限状态机FSM(FiniteStateMachine〕定义各种动作及处理例程,DSG接受外部事件并分发到相应的动作处理例程进行处理。如图5所示,独占线程的此worker有三个状态,两个SAPs,并且每个SAP的消息队列中都有两个事件。DSG环境通过将这些事件送到相应的事件处理程序中来驱动worker的有限状态机。

Worker是分布式的并发对象,DSG用它来支持面向对象的特点,如:类,继承等等。Worker由workerclass定义。Worker可以根据需要由应用程序动态创建。在一个UNIX进程中可以创建的Worker个数仅受内存的限制。

管理者工具箱由ASN.C/C++编译器、CMIP/ROSE协议和管理者代码生成器MCG构成,如图6所示。

其中的CMIP/ROSE协议提供全套符合Q3接口选用的OSI七层协议栈实施。由于TMN在典型的电信环境中以面向对象的信息模型控制和管理物理资源,所有被管理的资源均被抽象为被管对象(M0),被管理系统中的帮助管理者通过MO访问被管理资源,又根据ITU-TM.3010建议:管理者与之间通过Q3接口通信。为此管理者必须产生与通信的CMIP请求。管理者代码生成器读取信息模型(GDMO文件和ASN.1文件),创立代码模板来为每个被定义的MO类产生CMIP请求和CMIP响应。由于所有CMIP数据均由ASN.1符号定义,而上层管理应用可能采用C/C++,故管理者应用需要包含ASN.1数据处理代码,管理者工具箱中的ASNC/C++编译器提供ASN.1数据到C/C++语言的映射,并采用“预处理技术“生成ASN.1数据的低级代码,可见利用DSET工具用户只需编写网管系统的信息模型和相关的抽象数据类型定义文件,然后利用DSET的ASNC/C++编译器,管理者代码生成器即可生成管理者部分代码框架。

工具箱包括可砚化生成器VAB、CMIP翻译器、ASN.C/C++Toolkit,其结构见图7。用来开发符合管理目标定义指南GDMO和通用管理信息协议CMIP规定的应用.使用DSET独具特色的工具箱的最大的好处就是更快、更容易地进行应用的开发。DSET在应用的开发上为用户做了大量的工作。

一个典型的GDMO/CM1P应用包括三个代码模块:

·、MIT、MIB的实施

·被管理资源的接口代码

·后端被管理资源代码

第一个模块用于处理与MO实施。工具箱通过对过滤、特性处理、MO实例的通用支持,自动构作这一个模块。DSET的这一部分做得相当完善,用户只需作少量工作即可完成本模块的创建。对于mcreate、m-delete、m-get、m-cancel-get、m-set、m-set-confirmed、m-action、m-action-confirmed这些CMIP请求,第一个模块中包含有缺省的处理代码框架。这些缺省代码都假定管理者的CMIP请求只与MO打交道。为了适应不同用户的需求,DSET工具箱又提供在缺省处理前后调用用户程序的接入点(称为Userhooks)。当某CMIP请求需与实际被管资源或数据库打交道时,用户可在相应的PRE-或POST-函数中加入自己的处理代码。例如,当你需要在二层管理应用中发CMIP请求,需望获取实际被管资源的某属性,而该属性又不在相应MO中时你只需在GDMO预定义模板中为此属性定义一PRE-GET函数,并在你自己的定制文件中为此函数编写从实际被管设备取到该属性值的代码即可。DSET的Agent代码在执行每个CMIP请求前都要先检查用户是否在GDMO预定义文件中为此清求定义了PRE-函数,若是,则光执行PRE-函数,并根据返回值决定是否执行缺省处理(PRE-函数返回D-OK则需执行缺省处理,否则Agent向管理者返回正确或错误响应)。同样当Agent执行完缺省处理函数时,也会检查用户是否为该请求定义了POST-函数,若是则继续执行POST-函数。至于Agent与MO之间具体是如何实现通信的,用户不必关心,因为DSET已为我们实现了。用户只需关心需要与设备交互的那一部分CMIP请求,为其定制PRE-/POST函数即可。

第二个模块实现MO与实际被管资源的通信。它的实现依赖于分布式系统生成器DSG所提供“网关处理单元”(gateway)、远程过程调用(RPC)与消息传递机制及MSL语言编译器。通信双方的接口定义由用户在简化的ROSE应用中定义,在DSG中也叫环境,该环境定义了双方的所有操作和相关参数。DSG的CTX编译器编译CTX格式的接口定义并生成接口表。DSG的MSL语言编译器用以编译分布式对象类的定义并生成事件调度表。采用DSG的网关作为MO与实际被管资源间的通信桥梁,网关与MO之间通过定义接口定义文件及各自的MSL文件即可实现通信,网关与被管设备之间采用设备所支持的通信协议来进行通信,例如采用TCP/IP协议及Socket机制实现通信。

第三个模块对被管理资源进行实际处理。这一模块根据第二个模块中定义的网关与被管设备间的通信机制来实现,与工具没有多大联系。

四、TMN开发的关键技术

电信管理网技术蕴含了当今电信、计算机、网络通信和软件开发的最新技术,如OSI开放系统互连技术、OSI系统管理技术、计算机网络技术及分布式处理、面向对象的软件工程方法以及高速数据通信技术等。电信管理网应用系统的开发具有巨大的挑战性。

工具的引入很大程度上减轻了TMN的开发难度。留给开发人员的最艰巨工作就是接口(interface)的信息建模。尤其是Q3接日的信息建模问题。

Q3接口是TMN接口的“旗舰”,Q3接口包括通信模型和信息模型两个部分,通信模型(0SI系统管理)的规范制定的十分完善,并且工具在这方面所作的工作较多,因此,当我们设计和开发各种不同管理业务的TMN系统时,主要是采用一定的方法学,遵循一定的指导原则,针对不同电信领域的信息建模问题。

为什么说建模是TMN开发中的关键技术呢?从管理的角度而言,在那些先有国际标准(或事实上的标准),后有设备的情况下,是有可能存在一致性的信息模型的,例如目前SDH和七号信令网的TMN系统存在这样的信息模型标准。但即使这样,在这些TMN系统的实施过程,有可能由于管理需求的不同而对这些模型进行进一步的细化。在那些先有设备而后才有国际标准(或事实上的标准)的设备,而且有的电信设备就无标准而言,由于不同厂家的设备千差万别,这种一致性的信息模型的制定是非常困难的。

例如,近年来标准化组织国际电信联盟(ITU-T)、欧洲电信标准组织(ETSI)、网络管理论坛(NMF)和ATM论坛等相继颁布了一些Q3信息模型。但至今没有一个完整的稳定的交换机网元层的Q3信息模型。交换机的Q3信息模型提供了交换机网元的一个抽象的、一般的视图,它应当包含交换机的管理的各个方面。但这是不可能的。因为随着电信技术的不断发展,交换机技术也在不断的发展,交换机的类型不断增加,电信业务不断的引入。我们很难设计一个能够兼容未来交换机的信息模型。如今的交换机已不再是仅仅提供电话的窄带业务,而且也提供象ISDN这样的宽带业务。交换机趋向宽带窄带一体化发展,因此交换机的Q3信息模型是很复杂的,交换机Q3信息建模任务是很艰巨的。

五、TMN管理者和的开发

下面结合我们的开发工作,探讨一下TMN管理者和的开发。

1.管理者的开发

基于OSI管理框架的管理者的实施通常被认为是很困难的事,通常,管理者可以划分为三个部分。第一部分是位于人机之间的图形用户接口GUI(GraphicalUserInterfaces),接收操作人员的命令和输入并按照一种统一的格式传送到第二部分——管理功能。管理功能提供管理功能服务,例如故障管理,性能管理、配置管理、记费管理,安全管理及其它特定的管理功能。接收到来GUI的操作命令,管理功能必须调用第三部分——CMSIAPI来发送CMIP请求到。CMISAPI为管理者提供公共管理信息服务支持。

大多数的网管应用是基于UNIX平台的,如Solaris,AIXandHP-UX。若GUI是用X-Window来开发的,那么GUI和管理功能之间的接口就不存在了,从实际编程的的角度看,GUI和管理功能都在同一个进程中。

上面的管理者实施方案尽管有许多优点,但也存在着不足。首先是费用昂贵。所有的管理工作站都必须是X终端,服务器必须是小型机或大型机。这种方案比采用PC机作客户端加上UNIX服务器的方案要昂贵得多。其次,扩展性不是很好,不同的管理系统的范围是不同的,用户的要求也是不一样的,不是所有的用户都希望在X终端上来行使管理职责。因此,PC机和调终端都应该向用户提供。最后由于X-Window的开发工具比在PC机上的开发工具要少得多。因此最终在我们的开发中,选择了PC机作为管理工作站,SUNUltral作为服务器。

在实际工作中我们将管理者划分为两个部分——管理应用(managementapplication)和管理者网关(managergateway)。如图8所示。

管理应用向用户提供图形用户接口GUI并接受用户的命令和输入,按照定义好的消息格式送往管理者网关,由其封装成CMIP请求,调用CMISAPI发往。同时,管理者网关还要接收来自的响应消息和事件报告并按照一定的消息格式送往管理应用模块。

但是这种方案也有缺点。由于管理应用和管理者网关的分离,前者位于PC机上,后者位于Ultral工作站上。它们之间的相互作用须通过网络通信来完成。它们之间的接口不再是一个参考点(ReferencePoint),而是一个物理上的接口,在电信管理网TMN中称为F接口。迄今为止ITU-T一直没能制定出有关F接口的标准,这一部分工作留给了TMN的开发者。鉴于此,我们制定了管理应用和管理者网关之间通信的协议。

在开发中,我们选择了PC机作为管理工作站,SUNUltral作为我们的管理者网关。所有的管理应用都在PC机上。开发人员可以根据各自的喜好来选择不同开发工具,如Java,VC++,VB,PB等。管理者网关执行部分的管理功能并调用CMISAPI来发送CMIP请求,接收来自的响应消息和事件报告并送往相应的管理应用。

管理者网关的数据结构是通过编译信息模型(GDMO文件和ASN.1文件)获得的。它基于DSG环境的。管理者网关必须完成下列转换:

数据类型转换:GUI中的数据类型与ASN.1描述的数据类型之间的相互转换;

消息格式转换:GUI和管理者网关之间的消息格式与CMIP格式之间的相互转换;

协议转换:TCP/IP协议与OSI协议之间的相互转换。

这意味着管理者网关接收来自管理应用的消息。将其转换为ASN.1的数据格式,并构造出CMIS的参数,调用CMISAPI发送CMIP请求。反过来,管理者收到来自的消息,解读CMIS参数,构造消息格式,然后送往GUI。GUI和管理者网关之间的消息格式是由我们自己定义的。由于管理应用的复杂性,消息格式的制定参考了CMIS的参数定义和ASN.1的数据类型。

管理者网关是采用多线程(multi-thread)编程来实现的。

2.的开发

的结构如图9所示。

为了使部分的设计和实现模块化、系统化和简单化,将agent分成两大模块——通用模块和MO模块——进行设计和实现。如图所示,通用agent向下只与MO部分直接通信,而不能与被管资源MR直接进行通信及操作,即通用agent将manager发来的CMIP请求解析后投递给相应的M0,并从MO接收相应的应答信息及其它的事件报告消息。

的作用是代表管理者管理MO。利用工具的支持,采用面向对象的技术,分为八个步骤进行agent的设计和实现,这八个步骤是:

第一步:对信息模型既GDMO文件和ASN.1文件的理解,信息模型是TMN系统开发的基础和关键。特别是对信息模型中对象类和其中各种属性清晰的认识和理解,对于实际的TMN系统来说,其信息模型可能很复杂,其中对象类在数量上可能很多。也就是说,在设计和实现agent之前,必须作到对MO心中有数。

第二步:被管对象MO的定制。这一部分是agent设计和实现中的关键部分,工具对这方面的支持也不是很多,特别是涉及到MO与MR之间的通信,更为复杂,故将MO专门作为一个模块进行设计和实现MO和MR之间的通信以及数据和消息格式的转换问题,利用网关原理设计一个网关来解决。

第三步:创建内置的M0。所谓内置MO就是指在系统运行时,已经存在的物理实体的抽象。为了保证能对这些物理实体进行管理,必须将这些被管对象的各种固有的属性值和操作预先加以定义。

第四步:创建外部服务访问点SAP。如前所述,TMN系统中各个基于分布式处理的worker之间通过SAP进行通信,所以要为agent与管理者manager之间、agent与网关之间创建SAP。

第五步:SAP同内置MO的捆绑注册。由于在TMN系统中,agent的所有操作是针对MO的,即所有的CMIP请求经解析后必须送到相应的M0,而基于DSG平台的worker之间的通信是通过SAP来实现的。因而,在系统处理过程中,当进行信息的传输时,必须知道相应MO的SAP,所以,在agent的设计过程中,必须为内置MO注册某一个SAP。

第六步:agent配置。对agent中有些参数必须加以配置和说明。如队列长度、流量控制门限值、agent处理单元组中worker的最大/最小数目。报告的处理方式、同步通信方式中超时门限等。

第七步:agent用户函数的编写,如agentworker初始化函数、子函数等的编写。

第八步:将所有函数编译,连接生成可运行的agent。

MO模块是agent设计中的一个重要而又复杂的部分。这是由于,一方面工具对该部分的支持不是很多:另一方面,用户的大部分处理函数位于这一部分;最主要的还在于它与被管资源要跨平台,在不同的环境下进行通信。MO模块的设计思想是在MO和MR之间设计一个网关(gateway),来实现两者之间的消息、数据、协议等转换。

MO部分的主要功能是解析,执行来自管理者的CMIP请求,维持各MO的属性值同被管资源的一致性,生成CMIP请求结果,并上报通用agent模块,同时与MR通信,接收和处理来自MR的事件报告信息,并转发给通用agent。

MO部分有大量的用户定制工作。工具只能完成其中一半的工作,而另一半工作都需要用户自己去定制。用户定制分为两大类;

第一类是PRE-/POST-函数。PRE-/POST-函数的主要功能是在agent正式处理CMIP请求之前/之后与被管资源打交道,传送数据到MR或从MR获取数据并做一些简单的处理。通过对这些PRE-/POST-函数的执行,可以确保能够真实地反映出被管资源的运行状态。PRE-/POST-函数分为两个层次:MO级别和属性级别。MO级别层次较高,所有对该对象类的CMIP操作都会调用MO级别的PRE-/POST-函数。属性级别层次低,只有对该属性的CMIP操作才会调用这些函数。DSET工具只提供了PRE-/POST-函数的人口参数和返回值,具体的代码需要完全由用户自己编写。由于agent与被管资源有两种不同的通信方式,不同的方式会导致不同的编程结构和运行效率,如果是同步方式,编程较为简单,但会阻塞被管资源,适合于由大量数据返回的情况。异步方式不会阻塞被管资源,但编程需要作特殊处理,根据不同的返回值做不同的处理,适合于数据不多的情况,在选择通信方式时还要根据MO的实现方式来确定。比如,MO若采用Doer来实现,则只能用同步方式。

第二类是动作、事件报告和通知的处理,动作的处理相对比较容易,只需考虑其通信方式采用同步还是异步方式。对事件报告和通知的处理比较复杂。首先,需要对事件进行分类,对不同类别的事件采用不同的处理方法,由哪一个事件前向鉴别器EFD(EventForwardingDiscriminator)来处理等等。比如,告警事件的处理就可以单独成为一类。其次,对每一类事件需要确定相应的EFD的条件是什么,哪些需要上报管理应用,哪些不需要。是否需要记入日志,这些日志记录的维护策略等等。

除了这两类定制外,MO也存在着优化问题。比如MO用worker还是Doer来实现,通信方式采用同步还是异步,面向连接还是无连接等等,都会影响整个的性能。

如果MO要永久存储,我们采用文件方式。因为目前DSET的工具只支持Versant、ODI这两种面向对象数据库管理系统OODBMS,对于0racle,Sybase等数据库的接口还需要用户自己实现。MO定制的工作量完全由信息模型的规模和复杂程度决定,一个信息模型的对象类越多,对象之间的关系越复杂(比如一个对象类中的属性改变会影响别的类),会导致定制工作的工作量和复杂程度大大增加。

者agent在执行管理者发来的CMIP请求时必须保持与被管资源MR进行通信,将manager传送来的消息和数据转发给MR,并要从MR获取必要的数据来完成其操作,同时,它还要接收来自MR的事件报告,并将这些事件上报给manager。

由上述可知,与被管资源MR之间的通信接口实际上是指MO与MR之间的通信接口。大部分MO是对实际被管资源的模拟,这些MO要与被管资源通信。若让这些MO直接与被管资源通信,则存在以下几个方面的弊端:

·由于MO模块本身不具备错误信息检测功能(当然也可在此设计该项功能,但增加了MO模块的复杂性),如果将上向发来的所有信息(包括某些不恰当的信息)全部转发给MR,不仅无此必要,而且增加了数据通信量;同理MR上发的信息也无必要全部发送给MO。

·当被管资源向MO发消息时,由于MIT对于被管资源来说是不可知的,被管资源不能确定其相应MO在MIT中所处的具置,从而也就无法将其信息直接送到相应的MO,因而只能采用广播方式发送信息。这样一来,每当有消息进入MO模块时,每个MO都要先接收它,然后对此消息加以判断,看是否是发给自己的。这样一方面使编程复杂化,使软件系统繁杂化,不易控制,调试困难;另一方面也使通信开销增大。

·MO直接与被管资源通信,使得系统在安全性方面得不到保障,在性能方面也有所下降,为此,采用计算机网络中中网关(gateway)的思想,在MO与被管资源建立一个网关,即用一个gatewayworker作为MO与被管资源通信的媒介。网关在的进程处理中起到联系被管资源与MO之间的“桥梁”作用。

六、总结与展望

Q3接口信息建模是TMN开发中的关键技术。目前,各标准化组织针对不同的管理业务制定和了许多信息模型。这些模型大部分是针对网元层和网络层,业务层和事务层的模型几乎没有,还有相当的标准化工作正在继续研究。业务层和事务层的模型是将来研究的重点。

除了Q3接口外,TMN的接口还包括X,F,Qx接口。它们的Q3接口相同也包括通信模型和信息模型两个部分。各标准化组织几乎没有针对这些接口的规范。F接口和具体的一个TMN系统的实施密切相关,没有必要对其的通信模型和信息模型进行规范化。Qx是不完善的Q3接口,它是非标准的厂家专用的Q接口,虽然在管理系统的实施中,很多产品采用Qx接口作为Q3接口的过渡,但是随着标准化进程的推进,Qx接口将逐步被抛弃。电信工业的变化日新月异,宽带网络使得分布系统互连成为可能,使得不同的电信服务公司和运营公司相互竞争、相互合作来向用户提供服务。在这种环境下,整个电信网络管理将涉及到不同的组织以及它们的管理系统。基于TMN的多域管理(TMN-BasedMulti-DomainManagement)将成为未来电信网管的重要研究方向。X接口位于两个TMN系统之间,对它研究是基于TMN的多域管理系统的重点。

管理技术研究论文范文第10篇

关键词:预应力新技术连续梁桥试验研究应用效益

1引言

预应力砼结构较普通钢筋筋结构不仅用料省,且使用性能好,但其施瓜工艺复杂,技术要求甚高,在一定程度上阻碍了预应力的进一步发展和推广应用。为简化预应力砼的施工工艺人们曾进行多方面的努力,预弯复合梁[1]即是其中之一,该梁既具有预应力梁良好的使用性能,又省去了常规预应力所必须的留孔、穿索、张拉、锚固、压浆、封锚等一整套工序,施工工充得到简化,但其用钢量却急删增加,以致在大多数国家和地区难以推广应用。可见,现有的预应力砼结构左良好的使用性能、用料的经济性及施工的简易性三方面并未达到完美的统一,尚需我们做出不断的努力,为此周志详副教授提出预弯预应力钢筋砼(以下简记为PFRC)梁的设想,并在三跨连续梁桥上进行应用研究,以期求得一种更合理和经济的结构及预应力施工工艺。

2PFRC梁的工艺及原理

现以简支梁为例,说明PFRC梁的施工工艺及预应力原理:

(1)按钢筋砼梁方式制作,具有适当预拱度的梁体,与钢筋砼梁所不同的是PFRC梁受拉主筋宜采用冷拉粗钢筋,并需在梁的受拉边可能出现裂缝凶区域设置预留槽口该区段内的主筋净保护层厚度取为箍筋的直径。

(2)对许梁施加预定的竖向荷载p,此时,在预留槽口的顶端会出现裂缝。

(3)绑扎受拉边翼缘的构造钢筋(注意插入式马蹄箍筋应通过预留槽口插入先浇梁体内浇注该翼缘的砼)。

(4)待后浇受拉边翼缘砼达到强度后,卸除预加荷载P。

现依据容许应力法理论对梁在上述预加载和卸载过程中跨中截面应力的变化

分析如下。

对设有预留糟口的钢筋砼梁作预加载时的计算截面及应力分布,此时梁的受拉力已开裂(预留槽口的存在即人为地规定了裂缝出现的位置及间距),受拉区仅计入主筋的作用。若换算截面对其重心轴的惯性距为I01,则在预加荷载弯矩MY的作用下上缘砼的压应力σh1和受拉钢筋的应力σg1分别为:

σh1=MYX1/I01(压)

σg1=nMY(h-X1)/I01(拉)

式中n表示钢筋弹性模量与砼弹性模量之比,X1为上缘至中性轴的距离。

在后浇下翼缘砼到强度后,卸除预加荷载p相当于梁施加了反向的预加载p,因此跨中截面受到了负弯矩MY的作用,此时梁的下半部分后浇下罢缘砼将参与受力,其计算载面及应力分布,设换算截面对其重心轴的性矩这I02,则梁缘上下边缘砼的应力σh2、σh3和钢筋的应力σg2分别为:

h2=MYX2/I02(拉)

σh3=nMY(h-X2)/I02(压)

σg2=nMY(h0-X2)/I02(压)

式中X2为上缘到中性轴的距离。

梁截面的实际应力分布为单独考虑预加载和卸除预加载两种情况载面应力的迭加,帮梁的上、下边缘砼应力σhs和σhx及主筋应力σg分别为:

σhs=σh1-σh2=MY(X1/I01-X2/I02)(压)(1)

σhs=σh3=MY(h-X2)/I02(压)(2)

σg=σg1-σg2=nMY[(h0-X1)/I01-(h0-X2)/I02](拉)(3)

若梁在使用荷载作用下所受到的弯矩为M,则梁上、下边缘硷的应力分别为:

σhs=MY(X1/I01-X2/I02)+MX2/I02(4)

σhs=(MY-M)(h-X2)/I02(5)

由(5)式可见梁在不大于预0加荷载弯上MY,的作用下,其后浇下翼缘砼内不出现拉应,(暂不计砼收缩,徐变及钢筋松驰的影响),即该梁的下翼缘右以具有足够大的抗裂度,故梁,主筋得到可靠的保护,在使用荷载作用下梁截面的抗弯刚度因下翼缘砼参与工作而得到显著提高,其计算刚度与同截面的常规预应力砼梁相差元几,该梁的梁腹虽然尚存裂缝,但这些,缝并不穿过梁内受力钢筋(受拉主筋和箍筋)且不影响结构的受力状况,从钢筋砼的观点看,念些裂缝是允许存在的。

由此可见PFRC梁是通过在钢筋砼梁受载条件下二次浇注受拉边翼缘砼来代替常规预应力砼中的张拉钢盘,使后浇翼缘砼借助卸载时梁内主筋的弹性恢复获得所需要的预应力。为此,在先浇梁体的受拉边设看预留槽口是十分必要的,它具有如下凡个作用:①充当新、旧砼结合界面的剪力槽;②人为地控制荷载下裂缝出现的位置及间距,③便于后浇翼缘的插入式马蹄箍伸人先浇梁体内,进一步保证新、旧砼结合的整体性;④确保受控边翼缘范围内封无原发裂纹存在,使整个翼缘都受到应力的作用。

3试验研究简况

3.1试验梁的制作

第一批试验梁共5片,用于短期静载试验,其中4片为PFRC梁,余下的一片为与之比较,钢筋砼梁(一次浇成,不作预加载处理),编号为RCL10-00.0。在PFRC先浇粱体中,以高5cm,厚2-3cm的楔形木板形成预留槽口,在预加载条件下4片PF梁的纯弯段及其附近区域内每一个预留槽口的顶端都对应有一条裂缝(其宽度<0.04cm),在两相邻预留槽口之间未发现新的裂缝产生,表明预留槽口达到了人为控制裂缝出现的位置及间距的目的,对梁下缘砼表面进行打毛后邦扎受拉翼缘构造钢筋(纵筋和插入式马蹄箍箭),用高流动性普通水泥砼(坍度为10cm)灌注受拉翼缘砼,并对此砼加强养护、直到卸除预加载时均未发现后浇砼表面有收缩裂缝产生。

3.2试验方法

本次试验的目的在于考查琅梁通过预加载条件下二次浇注受校边翼缘砼的处理,是否能够达到推迟开裂和提高粱的抗弯刚度效果,为此开裂荷载和梁的变形成为试验观测的重要内容。同时考虑到工程实践中多数结构都承受循环荷载的作用,故首先对每梧梁进行三次静力循环加载试验,借以获取一些梁在多次重复荷载下的试验数据,之后即对梁继续加载至破坏。

3.3梁的开裂

5片试验梁的第一条裂缝均为弯曲裂缝。PCL10-0.0在第一静载的第2.5级荷载下即在跨中下缘位置产生第一条裂缝。其宽度为0.01mm,高度为3cm,其余各梁(PFRC梁)的下翼缘在前二次静力加载、卸载的过程中均未发现裂缝,第一条裂缝均在第三次加载下产生,其宽度为0.02-0.03mm,高度2-3cm,试验表明,PF梁下翼缘第一条裂缝出现的位置与先浇梁体预留槽口的位置并无必然的联系。不难得到PFRC梁的抗裂弯Mf为:

Mf=My+rR1Wox(6)

其中:My为预加载产生的弯矩;r为塑性影响系数;Wox为扣除梁腹已裂部分的换算截面对受控边缘的抵抗矩;R1为下缘硷的抗拉强度。试验表明,梁的实测抗裂变矩与按(6)式得到的计算相吻合,从而在理论和试验两方面都证实了:通过预加载条件下二次浇注受拉边翼缘砼的处理后的梁,可以推迟受控翼缘砼的开裂至希望程度。

3.4粱的挠度

PCL梁在第一次静力加载后的残余挠度数值因故未获得,在第二次静载后测得残余挠度为0.18cm(不包含第一次静载后残余挠度),据结构承受静力循环荷载的一般规律可以推知,其第—次静载后的残余挠度将大于0.18cm,该梁在第二次静载时各级荷载的挠度较第一次静载时对应的挠度值有大幅度的增加,第三次静载的挠度亦大于第一次挠度,说明该梁的弹性恢复能力较差,此为RC梁的一大缺点,而4根PF粱在第一次静载后的残余挠度均在0.10-0.08cm,第二次卸载至0后几乎未发现新的残余挠度产生。且三次静载下各级荷载对应的挠度无明显差异,表明PF梁在下翼缘开裂前具有较强的弹性恢复能力,即具有常规预应力砼梁的特点。

综上所述,PFRC不仅具有较强的弹性恢复能力,而且具有足够大的刚度,保持了常规预应力硷梁的优越性,且避免了常规预应力砼粱因预应力度过大而引起的一些矛盾。

3.5长期受载情况

在静载试验的同期,还做了2片梁的室外长期加载试验,梁的截面同静载试验梁,主筋为冷拔钢丝,所受荷载为该梁预计使用荷载的75%(相当于桥梁恒载),经长达—年的长期观测表明,梁的挠度和腹部裂缝宽度元明显变化,梁的下翼缘未发现裂缝。

4PFRC在连续梁桥中的应用

4.1桥梁概况

民生桥位于四川省名山县城中心,为跨越名山河连接两岸主街道的城市桥梁,桥宽20m,桥轴线与河床轴线的交角为45°,主梁全长61m,设计荷载为-20,挂-100,人群400km/m2。原设计上部结构为3跨20m跨径的后张预应力砼简支斜梁娇,桥梁横断面由12片T形梁构成,下部构造为重力式墩台。

4.2结构设计

经综合考虑用材的经济性,施工的简易性及良好的使用性,本桥更改为三跨连续斜粱桥,桥梁横断面由4片现浇砼T型梁构成,主梁间距380cm,高130cm。

设计中着意减小了主粱弯矩粱段的刚度,增大了负弯短梁的刚度,从而减小了正弯矩粱段的长度及弯矩峰值,增大了负弯矩粱段的长度及弯矩峰值,故在正弯矩梁段按普通钢筋砼粱设计,避免了在下翼缘进行二次浇注砼,在负弯矩梁段按PFRC粱设计,预应力钢筋采用冷拉Ⅳ级钢筋,预加载下需在主梁顶面进行的二次浇注砼可与桥面铺装同期进行,施工工序与普通钢筋砼相近,却节省了大量钢材并增加了桥梁的使用性能。

主梁内力分析采用桥粱专用程序计算,正弯矩梁段按普通钢筋砼梁(RC梁)设计,负弯矩梁按PFRC梁设计,其极限承载力满足规范的要求,梁在施工及使用阶段的应力验算满足《桥规》的要求,预加载阶段的计算截面为扣除受拉区砼面积的换算截面,卸除预加载及其以后的使用阶段的计算截面为扣除梁腹己裂部分砼面积(计人后浇砼面积)的换算截面。主梁斜截项按普通钢筋砼梁进行强度设计。

4.3施工要点

为减少旋工费用,避免大型起吊设备的使用,本桥主梁拟定为就地支架立模现浇砼,其主要步骤如下:

(1)支架立模浇注主梁及RC梁段的桥道板砼;

(2)待主梁砼达到14d龄期和80%的设计强度后拆除支架;

(3)安装人行道板及浇注RC梁段的桥面铺装;

(4)对桥进行预加载;

(5)用微膨胀砼浇注PFRC梁段的桥道板和桥面料装砼,要求灌满全部预留槽口,

(6)待砼达14d龄期后,卸除预加荷载,该桥于1995年12月18日建成通车。

5效益分析

目前国内外常用的预应力砼有两种,即常规预应力砼梁(简记为TPC;通过张拉纲筋使砼获得所需的预应力)和预弯复合梁(简记为PFRC;借助受载后的钢梁在卸载时的弹性恢复并获得砼所需的预应力)。

PFRC梁较TPC梁简化了施工工艺,省去了TPC所必须的留孔、穿索、锚固、灌浆、封锚等一系列复杂的工艺,且不用张拉机具,降低了施工技术要求,无需锚具及锚下垫板和局部加强钢筋,受拉主箭可根据强度要求在适当的位置切断,放可节省材料:PFRC中砼所获得的预应力与梁抵抗外荷载所需的预应力的分布及大小相吻合,其预加载方式与使用阶段梁受载情况一致,预加载过程即对梁进行一次质量检验,故受力合理,使用安全。

与PFSC相比PFRC用钢量显著减少,施工更为简便,适用性广。

在名山民生桥应用PFRC技术,与原设计常规预应力砼梁相比,节省XM157-7型钢绞线群锚240套,φ65波纹管2500m,省去了张拉设备,简化了施工工艺,全桥所需人工减少2953个工日,因采用连续梁桥减小了支座数量,使桥梁墩台圬工数量减少约670m3,总计使桥梁造价降低38万元,占全桥总造价的21.6%。连续梁桥方案在梁高不变的条件下增大了主孔跨径,利于排洪和与环境的协调,具有明显的社会效益。

6结论

(1)试验研究和理论分析表明:PFRC梁通过预加竖向荷载条件下后浇受拉力翼缘砼的工艺处理后、能够达提高梁的正截面抗裂度和抗弯刚度之目的,且较常规应力砼梁施工简便,受力合理,较预复合梁节省钢材,故PFRC技术是合理可行的。

(2)PFRC梁不仅在名山县民生桥三跨连续梁上得到成功应用,而且在四川德阳旌湖大桥和永川市通兴桥上也成功应用,表明其在工程实践中切实可行,并取得明显的技术经济效益。

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