plc的发展历程和展望(共8篇)
1.plc的发展历程和展望 篇一
《土木工程的发展历程与展望》学习心得
专业:建筑学 姓名: 学号: 班级: 指导老师: 日期:2012-5-10
摘 要
土木工程的发展有着很悠久的历史,一直伴随着人类的进化而发展。从原始社会的穴居、巢居,到步入现代社会的高楼大厦。它同人类的居住环境改变息息相关,更和各个时代的社会、经济,特别是与科学、技术的发展有密切联系。土木工程内涵丰富,而就其本身而言,则主要是围绕着材料、施工、理论三个方面的演变而不断发展的。从17世纪工程结构开始有定量分析,定为早期土木工程时代的开端;从第二次世界大战后科学技术的突飞猛进,可以看作现代土木工程时代的起点。经济和现代科学技术迅速发展,雄伟的建筑已成为各国经济腾飞的象征,这对一个国家的经济起到了决定性的作用,从而为土木工程的进一步发展提供了强大的物质基础和技术手段。
关键词:土木工程 发展历史 现状 发展前景
土木工程是个庞大的学科,但最主要的是建筑,建筑无论是在中国还是在国外,都有着悠久的历史,长期的发展历程。土木工程的发展可以分为材料和技术两方面来概述。在建筑材料方面,建筑材料是随着人类社会生产力和科学技术的提高而逐步发展起来的。远古时代,人类的住、行采用的是石块和树木。公元前12~4世纪先后创制了瓦和砖,人类才有用人造材料做成的住房。17世纪有了生铁和熟铁以后,直到18世纪有了波特兰水泥,才使后来的钢筋混凝土工程得到蓬勃发展。如今各种高强度结构材料、新型装饰材料和防水材料的开发,则和20世纪中期以来高分子有机材料在土木工程中的广泛应用密切相关;在建筑技术方面,从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。整个世界每天都在改变,而建筑也随科学的进步而发展。力学的发现,材料的更新,不断有更多的科学技术引入建筑中。以前只求一间有瓦盖顶的房屋,现在追求舒适,不同的思想,不同的科学,推动了土木工程的发展,使其更加完美。土木工程也是一门古老的学科,它已经取得了巨大的成就,未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。土木工程是一种与人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。其中与“住”的关系是直接的。因为,要解决“住”的问题必须建造各种类型的建筑物。而解决“行、食衣”的问题既有直接的一面,也有间接的一面。要“行”,必须建造铁路、道路、桥梁;要“食”,必须打井取水、兴修水利、进行农田灌溉、城市供水排水等,这是直接关系。而间接关系则不论做什么,制造汽车、轮船也好,纺纱、织布、制衣也好,乃至生产钢铁、发射卫星、开展科学研究活动都离不开建造各种建筑物、构筑物和修建各种工程设施。土木工程在这一时期的发展可分为奠基时期、进步时期和成熟时期三个阶段。
一、17世纪到18世纪下半叶是近代科学的奠基时期,也是近代土木工程的奠基时期。伽利略、I.牛顿等所阐述的力学原理是近代土木工程发展的起点。意大利学者伽利略在1638年出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中,论述了建筑材料的力学性质和梁的强度,首次用公式表达了梁的设计理论。这本书是材料力学领域中的第一本著作,也是弹性体力学史的开端。1687年牛顿总结的力学运动三大定律是自然科学发展史的一个里程碑,直到现在还是土木工程设计理论的基础。瑞士数学家L.欧拉在1744年出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈公式,算出了柱的临界压曲荷 载,这个公式在分析工程构筑物的弹性稳定方面得到了广泛的应用。法国工程师库仑1773年写的著名论文《建筑静力学各种问题极大极小法则的应用》,说明了材料的强度理论、梁的弯曲理论、挡土墙上的土压力理论及拱的计算理论。这些近代科学奠基人突破了以现象描述、经验总结为主的古代科学的框框,创造出比较严密的逻辑理论体系,加之对工程实践有指导意义的复形理论、振动理论、弹性稳定理论等在18世纪相继产生,这就促使土木工程向深度和广度发展。
二、18世纪下半叶,J.瓦特对蒸汽机作了根本性的改进。蒸汽机的使用推进了产业革命。规模宏大的产业革命,为土木工程提供了多种性能优良的建筑材料及施工机具,也对土木工程提出新的需求,从而促使土木工程以空前的速度向前迈进。土木工程的新材料、新设备接连问世,新型建筑物纷纷出现。1824年英国人J.阿斯普丁取得了一种新型水硬性胶结材料──波特兰水泥的专利权,1850年左右开始生产。1856年大规模炼钢方法──贝塞麦转炉炼钢法发明后,钢材越来越多地应用于土木工程。1851年英国伦敦建成水晶宫,采用铸铁梁柱,玻璃覆盖。1867年法国人J.莫尼埃用铁丝加固混凝土制成了花盆,并把这种方法推广到工程中,建造了一座贮水池,这是钢筋混凝土应用的开端。1875年,他主持建造成第一座长16米的钢筋混凝土桥。1886年,美国芝加哥建成家庭保险公司大厦,9层,初次按独立框架设计,并采用钢梁,被认为是现代高层建筑的开端。1889年法国巴黎建成高300米的埃菲尔铁塔,使用熟铁近8000吨。土木工程的施工方法在这个时期开始了机械化和电气化的进程。蒸汽机逐步应用于抽水、打桩、挖土、轧石、压路、起重等作业。19世纪60年代内燃机问世和70年代电机出现后,很快就创制出各种各样的起重运输、材料加工、现场施工用的专用机械和配套机械,使一些难度较大的工程得以加速完工;1825年英国首次使用盾构开凿泰晤士河河底隧道;1871年瑞士用风钻修筑8英里长的隧道;1906年瑞士修筑通往意大利的19.8公里长的辛普朗隧道,使用了大量黄色炸药以及凿岩机等先进设备。近代工业的发展,人民生活水平的提高,人类需求的不断增长,还反映在房屋建筑及市政工程方面。电力的应用,电梯等附属设施的出现,使高层建筑实用化成为可能;电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套,开始了市政建设和居住条件的近代化;在结构上要求安全和经济,在建筑上要求美观和适用。
三、第一次世界大战以后,近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋大规模建设的出现。在交通运输方面,由于汽车在陆路交通中具有快速和机动灵活的特点,道路工程的地位日益重要。沥青和混凝土开始用于铺筑高级路面。1931~1942年德国首先修筑了长达3860公里的高速公路网(见联邦德国高速公路),美国和欧洲其他一些国家相继效法。20世纪初出现了飞机,飞机场工程迅速发展起来。钢铁质量的提高和产量的上升,使建造大跨桥梁成为现实。1918年加拿大建成魁北克悬臂桥,跨度548.6米;1937年美国旧金山建成金门悬索桥,跨度1280米,全长2825米,是公路桥的代表性工程;1932年,澳大利亚建成悉尼港桥,为双铰钢拱结构,跨度503米。(见图1)近代土木工程发展到成熟阶段的另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。1886年美国人P.H.杰克孙首次应用预应力混凝土制作建筑构件,后又用于制作楼板。1930年法国工程师E.弗雷西内把高强钢丝用于预应力混凝土,弗雷西内于1939年、比利时工程师G.马涅尔于1940年改进了张拉和锚固方法,于是预应力混凝土便广泛地进入工程领域,把土木工程技术推向现代化。
图1 澳大利亚建成悉尼港桥
这一时期的中国,由于当时的政府实行闭关锁国政策,近代土木工程发展缓慢,直到清末出现洋务运动时,才引进了—些西方技术,陆续建成了一些典型工程。1909年詹天佑主持建成京张铁路,全长约200km,达到了当时的世界先进水平,全路有四条隧道,其中八达岭隧道长达1091m;1894年建成用气压沉箱法施工的滦河大桥;1901年全长1027m的松花江衍架桥竣工;1905年建成全长3015m的郑州黄河桥。1865年上海开始供应煤气。1879年旅顺建成中国第—个近代给水工程。1929年中山陵建成。1931年建成广州中山纪念堂。1934年在上海建成了24层钢结构的国际饭店。1937年建成公路铁路两用的钢桁架桥——钱塘江桥,全长1453m,采用沉箱基础(见图9)。在材料方面,1889年在唐山出现了中国第一个水泥厂;1910年开始生产机砖。这些工程建设在中国近代土木工程史上都具有一定的代表性。
图9 钱塘江大桥 现代土木工程以社会生产力的现代发展为动力,以现代科学技术为背景,以现代工程材料为基础,以现代工艺与机具为手段高速度地向前发展。第二次世界大战结束后,社会生产力出现了新的飞跃。现代科学技术突飞猛进,土木工程进入一个新时代。在近40年中,前20年土木工程的特点是进一步大规模工业化,而后20年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。中国在1949年以后,经历了国民经济恢复时期和规模空前的经济建设时期。例如,到1965年全国公路通车里程80余万公里,是解放初期的10倍;铁路通车里程5万余公里,是50年代初的两倍多;火力发电容量超过2000万千瓦,居世界前五位。1979年后中国致力于现代化建设,发展加快。列入第六个五年计划(1981~1985年)的大中型建设项目达 890个。1979~1982年间全国完成了3.1亿米2住宅建筑;城市给水普及率已达80%以上;北京等地高速度地进行城市现代化建设;京津塘(北京—天津—塘沽)高速公路和广深珠(广州—深圳、广州—珠海)高速公路开始兴建;有些铁路正在实现电气化;济南、天津等地跨度200多米的斜张桥相继建成;全国各地建成大量10余层到50余层的高层建筑。这些都说明中国土木工程已开始了现代化的进程。从世界范围来看,现代土木工程为了适应社会经济发展的需求,具有以下一些特征:
一、工程功能化:现代土木工程的特征之一,是工程设施同它的使用功能或生产工艺更紧密地结合。复杂的现代生产过程和日益上升的生活水平,对土木工程提出了各种专门的要求。现代土木工程为了适应不同工业的发展,有的工程规模极为宏大,如大型水坝混凝土用量达数千万立方米,大型高炉的基础也达数千立方米;有的则要求十分精密,如电子工业和精密仪器工业要求能防微振。现代公用建筑和住宅建筑不再仅仅是传统意义上徒具四壁的房屋,而要求同采暖、通风、给水、排水、供电、供燃气等种种现代技术设备结成一体。
二、城市立体化:随着经济的发展,人口的增长,城市用地更加紧张,交通更加拥挤,这就迫使房屋建筑和道路交通向高空和地下发展。高层建筑成了现代化城市的象征。1974年芝加哥建成高达433米的西尔斯大厦(见彩图),超过1931年建造的纽约帝国大厦的高度。现代高层建筑由于设计理论的进步和材料的改进,出现了新的结构体系,如剪力墙、筒中筒结构(见筒体结构)等。美国在1968~1974年间建造的三幢超过百层的高层建筑,自重比帝国大厦减轻20%,用钢量减少30%。高层建筑的设计和施工是对现代土木工程成就的一个总检阅。城市道路和铁路很多已采用高架,同时又向地层深处发展。地下铁道在近几十年得到进一步发展,地铁早已电气化,并与建筑物地下室连接,形成地下商业街。北京地下铁道在1969年通车后,1984年又建成新的环形线。地下停车库、地下油库日益增多。城市道路下面密布着电缆、给水、排水、供热、供燃气的管道,构成城市的脉络。现代城市建设已经成为一个立体的、有机的系统,对土木工程各个分支以及他们之间的协作提出了更高的要求。
三、交通高速化:现代世界是开放的世界,人、物和信息的交流都要求更高的速度。高速公路虽然1934年就在德国出现,但在世界各地较大规模的修建,是第二次世界大战后的事。1983年,世界高速公路已达11万公里,很大程度上取代了铁路的职能。高速公路的里程数,已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。铁路也出现了电气化和高速化的趋势。日本的“新干线”铁路行车时速达210公里以上,法国巴黎到里昂的高速铁路运行时速达260公里。从工程角度来看,高速公路、铁路在坡度、曲线半径、路基质量和精度方面都有严格的限制。交通高速化直接促进着桥梁、隧道技术的发展。不仅穿山越江的隧道日益增多,而且出现长距离的海底隧道。日本从青森至函馆越过津轻海峡的青函海底隧道即将竣工,隧道长达53.85公里。
四、材料轻质高强化:现代 土木工程的材料进一步轻质化和高强化。工程用钢的发展趋势是采用低合金钢。中国从60年代起普遍推广了锰硅系列和其他系列的低合金钢,大大节约了钢材用量并改善了结构性能。高强钢丝、钢绞线和粗钢筋的大量生产,使预应力混凝土结构在桥梁、房屋等工程中得以推广。标号为500~600号的水泥已在工程中普遍应用,近年来轻集料混凝土和加气混凝土已用于高层建筑。例如美国休斯敦的贝壳广场大楼,用普通混凝土只能建35层,改用了陶粒混凝土,自重大大减轻,用同样的造价建造了52层。而大跨、高层、结构复杂的工程又反过来要求混凝土进一步轻质、高强化。
五、施工过程工业化:大规模现代化建设使中国和苏联、东欧的建筑标准化达到了很高的程度。人们力求推行工业化生产方式,在工厂中成批地生产房屋、桥梁的种种构配件、组合体等。预制装配化的潮流在50年代后席卷了以建筑工程为代表的许多土木工程领域。这种标准化在中国社会主义建设中,起了积极作用。中国建设规模在绝对数字上是巨大的,30年来城市工业与民用建筑面积达23亿多米2,其中住宅10亿米2,若不广泛推行标准化,是难以完成的。装配化不仅对房屋重要,也在中国桥梁建设中引出装配式轻型拱桥,从60年代开始采用与推广,对解决农村交通起了一定作用。
六、理论研究精密化:现代科学信息传递速度大大加快,一些新理论与方法,如计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论等的成果,随着计算机的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学已发展完备。荷载不再是静止的和确定性的,而将被作为随时间变化的随机过程来处理。美国和日本使用由计算机控制的强震仪台网系统,提供了大量原始地震记录。日趋完备的反应谱方法和直接动力法在工程抗震中发挥很大作用。中国在抗震理论、测震、震动台模拟试验以及结构抗震技术等方面有了很大发展。静态的、确定的、线性的、单个的分析,逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能,例如高层建筑中框架-剪刀墙体系和筒中筒体系的空间工作,只有用电算技术才能计算。电算技术也促进了大跨桥梁的实现,1980年英国建成亨伯悬索桥,单跨达1410米,1983年西班牙建成卢纳预应力混凝土斜张桥,跨度达440米;中国于1975年在云阳建成第一座斜张桥后,济南黄河斜张桥跨度为220米(见图10),天津永和桥跨度达260米。
图10 济南黄河斜张桥
理论研究的日益深入,使现代土木工程取得许多质的进展,并使工程实践更 离不开理论指导。此外,现代土木工程与环境关系更加密切,在从使用功能上考虑使它造福人类的同时,还要注意它与环境的谐调问题。现代生产和生活时刻排放大量废水、废气、废渣和噪声,污染着环境。环境工程,如废水处理工程等又为土木工程增添了新内容。核电站和海洋工程的快速发展,又产生新的引起人们极为关心的环境问题。现代土木工程规模日益扩大,例如:世界水利工程中,库容300亿米3以上的水库为28座,高于200米的大坝有25座。乌干达欧文瀑布水库库容达2040亿米3,苏联罗贡土石坝高 325米;中国葛洲坝截断了世界最大河流之一的长江,并又开始筹建三峡高坝;巴基斯坦引印度河水的西水东调工程规模很大;中国在1983年完成了引滦入津工程。这些大水坝的建设和水系调整还会引起对自然环境的另一影响,即干扰自然和生态平衡,而且现代土木工程规模愈大,它对自然环境的影响也愈大。因此,伴随着大规模现代土木工程的建设,带来一个保持自然界生态平衡的课题,有待综合研究解决。土木工程随着人类社会的进步而发展,至今已经演变成为大型综合性的学科,它已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程作为一个重要的基础学科,有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,统一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础。随着人们生活的水平的不断提高,人们对自己所处的建筑空间已经不仅仅单纯从数量上提出更高的要求,而且从质量上也提车了更高的要求,要求环境的美观,有一定的舒适度。这就需要对建筑进行必要的装修。如果说建筑主体工程构成了建筑的骨架,那么装饰后的建筑则成了有血有肉的有机体,最终以丰富的,完善的面貌出现在人们的面前,最佳的建筑应该充分体现各种装饰材料的有关特性,结合现有的施工技术,最有效的手法,来达到构思所要表达的效果。建筑装 修要考虑建筑空间的使用要求,保护主体机构免受损害,给人以美的享受,满足消防疏散的要求,装饰材料和方案的合理性,施工技术和经济的可行性等。房屋建筑发展的同时,像房屋建筑一样影响着人们生活的道路,桥梁,隧道等也取得了长足的发展。
我国土木工程还存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设高潮之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升。
总之在学习完这门课程后收获颇多,也为自己以后的发展提供了一个新的方向。未来我们不仅仅是一个工程技术人员,也是社会的建设者,积极的投身社会建设是我们应尽的责任。相信,只要我们认真去做,经过我们这一代土木工程师的努力,一定会给我国的土木工程界带来一个新的飞跃,让我国的建设事业走在世界的最前沿.
2.plc的发展历程和展望 篇二
继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的, 它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护, 时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展, 用电设备的功率、发电机的容量不断增大, 发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化, 电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大, 熔断器已不能满足选择性和快速性的要求, 于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展, 继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。
继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标, 继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展, 在继电保护原理完善的同时, 构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。
2 微机继电保护的主要特点
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势:高速的运算能力和完备的存贮记忆能力, 以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集, A/D模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术, 使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护, 而显示了强大生命力, 与传统的继电保护相比, 微机保护有许多优点, 其主要特点如下:
2.1 改善和提高继电保护的动作特征和性能, 正确动作率高。
主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护;可引进自动控制、新的数学理论和技术, 如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等, 其运行正确率很高, 已在运行实践中得到证明。
2.2 可以方便地扩充其他辅助功能。
如故障录波、波形分析等, 可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。
2.3 工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用, 制造容易统一标准;装置体积小, 减少了盘位数量;功耗低。
2.4 可靠性容易提高。
体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响, 不易受元件更换的影响;且自检和巡检能力强, 可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。
2.5 使用灵活方便, 人机界面越来越友好。
其维护调试也更方便, 从而缩短维修时间;同时依据运行经验, 在现场可通过软件方法改变特性、结构。
2.6 可以进行远方监控。
微机保护装置具有串行通信功能, 与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
3 未来继电保护技术的发展前景
3.1 计算机硬件的更新和网络化发展在计
算机领域, 发展速度最快的当属计算机硬件, 按照著名的摩尔定律, 芯片上的集成度每隔18~24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加, 价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强, 片内硬件资源得到很大扩充, 单片机与DSP芯片二者技术上的融合, 运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便, 高性价比使冗余设计成为可能, 为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。
继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故响范围 (这是首要任务) , 还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据, 各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作, 实现微机保护装置的网络化。这样, 继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多, 对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确, 大大提高保护性能和可靠性。
3.2 智能化进入20世纪90年代以来, 人
工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用, 电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络 (ANN) 和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中, 为继电保护的发展注入了活力。
人工神经网络 (ANN) 具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点, 其应用研究发展十分迅速, 目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来, 电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络 (ANN) 来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题, 距离保护很难正确作出故障位置的判别, 从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法, 经过大量故障样本的训练, 只要样本集中充分考虑了各种情况, 则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见, 人工智能技术在继电保护领域必会得到应用, 以解决用常规方法难以解决的问题。
3.3 自适应控制技术在继电保护中的应用
自适应继电保护的概念始于20世纪80年代, 它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化, 进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣, 是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点, 在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题, 采用自适应控制技术, 从而提高保护的性能。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间, 也取得了一定的成果, 但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应, 必须获得更多的系统运行和故障信息, 只有实现保护的计算机网络化, 才能做到这一点。
3.4 变电所综合自动化技术现代计算机技
术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。
综合自动化技术相对于常规变电所二次系统, 主要有以下特点:a.设备、操作、监视微机化。综合自动化系统的各个子系统全部微机化, 其内涵中还包括系统的功能软件化和信号数字化的内容, 完全摒弃了常规变电所中各种机电式、机械式、模拟式设备, 大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。操作、监视完全微机化, 且方便地通过人机联系系统 (MMI) 对变电所实施监视和控制。b.通信局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍的应用。因此, 系统具有较高的抗电磁干扰的能力, 能够实现高速数据传输, 满足实时性要求, 组态更灵活, 易于扩展, 可靠性大大提高, 而且大大简化了常规变电所繁杂量大的各种电缆, 方便施工。
3.武术国际化发展历程的回顾与展望 篇三
关键词 武术 国际化 展望
一、前言
武术作为我国传统文化的一部分,不断挖掘它的多元价值为武术事业的发展服务,是每一位炎黄子孙义不容辞的义务和责任;在世界文化交融,全球文化多元一体化发展的今天,正确了解武术国际化发展的历史与现状,是进一步推进武术国际化的基础。
二、武术国际化的历史寻绎
(一)武术国际化的起始阶段(20世纪初——1949年)
中国主动把武术推向世界是从二十世纪初开始的,至1949年前这一段国际传播史中,武术的国际化传播特征主要是以官方和民间组织为主,民间组织是以协会和社团为形式的组织传播行为,传播的对象主要是以侨居海外的华人和华人后裔为主,传播的内容以中国传统武术为主,传承的方式以严格的师承关系为主 。
(二)武术国际化的初步发展阶段(1949年后——1982年12月)
新中国成立后,随着国际间交往的日益增多,武术在国外也得到了广泛的开展。然而由于武术特有的文化特质和文化大革命等政治因素的影响,武术国际化的进程主要通过以“武术影视”和“武术外交”为形式的武术宣传进行传播。文化大革命后,中国又以自己独有的方式向世界展示给世界各国,极大地拓展了中国武术的声誉和影响 。
(三)武术国际化的快速发展及逐步完善阶段(1982年12月——至今)
真正意义上武术进行大规模、广范围的国际化传播,应该说是从1982年12月开始的。原国家体委在北京召开的第一次全国武术工作会议上明确提出:“要积极稳步地把武术推向世界”这一方针。这一过程一直持续到今天。
1.武术馆校推动武术走向国际化
二十世纪八十年代后,国内武术学校如雨后春笋,遍及全国各地。随着中国国际地位的提高,武术又以其健体,防身,修性,娱乐功能的突出显示和大量的中国武术师傅走出国门,使其日益被外国人所认识和接受,许多国外人士不远万里来到中国武术学校学习武术。又如少林武术国际教学中心经国家教育部批准于1998年12月可以正式招收并培养国外留学生。
2.国际武术组织的成立加快中国武术走向国际化
1984年10月,全国武术比赛期间,中国武协邀请法国,联邦德国、意大利、日本等12个国家和地区的武术组织负责人在武汉讨论,并共同签署了《备忘录》,一致同意由中国牵头尽快筹备成立国际武术组织。至今,国际武联拥有了5个洲际会员组织,106个会员国,达到了国际奥委会承认的基本要求。2004年10月,郑州也成功举办了首届世界传统武术节。这些国际、洲际组织的成立,标志着武术在世界范围内的发展开始走向联合统一的道路,国际武术运动跨入了新的发展阶段,武术的国际传播出现了新的局面 。
3.武术人才管理体制走向国际化
运动员、教练员的知识和才能,对于运动训练的成效有着重要的作用,裁判员更是武术比赛的执法者,对武术比赛正常、规范地开展下去具有无可比拟的作用。因此,培养一批有道德、有知识、公正无私、廉法奉公的高素质武术裁判员队伍,提高他们执法的自觉性,并通过比赛在赛后对裁判员进行评估,对不断提高其素质及其执法能力具有重要的意义。
三、武术国际化持续完善发展的策略支持
(一)处理好传统武术与竞技武术的关系
竞技武术的国际化进程之所以得到飞速发展,是国家政策扶持的结果,而传统武术的发展要滞后得多,才使传统武术成了武术国际化的配角。因此,今后武术国际化要走可持续发展道路,不能为了武术走向奥运,就抛弃传统武术,武术是全人类共同的财富,武术的国际化是维系传统和超越传统的发展历程,只有紧紧围绕着民族文化世界化的目标来进行取舍和创新,才能为武术国际化的可持续发展营造良好发展环境。
(二)进一步推进传统武术的国际化
目前竞技武术的比赛,国际性、全国性以及地方性比赛每年都有。而传统武术竞赛活动则相形见绌,至今还没有一套完善的传统武术竞赛规则与评判标准。国际、国内还没有形成法定的竞赛制度。因此,国家应从政策上加以平衡,对传统武术的赛事,应大力提倡、协助、支持,并会同国际武术联合会为传统武术的国际化发展营造良好的发展空间。
四、结语
中华武术文化源远流长,在走向国际化的进程中,已取得了巨大的成就。从武术国际化的起始阶段到武术国际化的初步发展阶段,再到武术国际化的快速发展及逐步完善阶段。武术这个项目正在被世界人民所接受。武术的“国际化”传播只是手段,不是目的。国际化的真正目的是为了进一步发展和弘扬中华武术,是为了把这一优秀传统文化贡献给世界人民,造福全人类。
参考文献:
[1]朱向中.1983年之前中国武术国际化寻绎[J].搏击•武术科学.2006.12.
[2]蔡宝忠.对现代武术发展的思考[M].体育文史.2001(2).
[3]邱玉相,郭玉成.武术在国际传播的历史.现状与未来[J].体育学刊.2002(6).
[4]张玉景.论中华武术国际化的发展趋势.吉林体育学院学报[J].2008.24.1.
[5]王岗.主办奥运会与民族传统体育的发展[J].体育文化导刊.2003.8(2).
4.plc的发展历程和展望 篇四
1、机械传动技术的萌芽
因为传动系统是机械不可缺少的组成部分,所以传动系统与机械是同时产生的,甚至可以说,因为有了传运装置,机械才得以产生。比如,我国春秋时期即已经广泛使用的桔槔,便可以视为简单的机械,其中,最为智慧的,就是杠杆原理的运用,而这里的杠杆,恰恰就是传动系统,可见传动系统在机械中的重要作用,同时也说明,对于机械的不自觉使用,早在春秋时期,智慧的先人就已经开始了。另外,指南车是展示我国先人智慧的又一发明,这是利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向的车辆。关于指南车的记载,虽有神话成分,或存在史实上的矛盾,但《宋史舆服志》记载的指南车结构和技术规范,尤其是齿轮大小和齿数的详细记载,不仅证明指南车在我国古代确实存在,也显示了我国古代机械制造的高超水平。另据考证,早在战国到西汉之间,机械传动的重要标志——齿轮,就已经诞生了,另参酌其他古籍,当可推知,指南车的发明,肯定早于宋代,中国古代科技史学家王振铎认为,三国时期的马钧发明了指南车,颇为可信。放眼国外,关于机械的记载与使用也比较早。早在古希腊时期,就有机械传动的记载。罗马时代,则发明了水力驱动,木制齿轮传动的“谷物碾磨机”,后来,瑞典人在谷物磨中率先采用了斜齿轮传动,在传动技术史上称得上是突破,只不过,这种斜齿轮是由石头制成的,在材料上显得过于原始。进入14世纪,以时钟的发明为标志,齿轮传动系统产生了一个飞跃。因为时钟比较精细,传动齿轮自然也需要精密化、小巧化,于是,人们开始研究金属齿轮。先人的智慧值得景仰,但在工业革命之前,各类传动系统也和机械本身一样,处于原始阶段。直到18世纪初,蒸汽机进入实用,相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域大显身手,现代意义的机械才得以产生。从本质上来说,蒸汽机是机械的动力系统,它的飞跃对于传动系统自然提出了更高的需求,从那以后,高标准、高质量的金属齿轮传动得到了极大应用。
2、机械传动技术的发展
19世纪末,电动机和内燃机获得广泛使用,对机械传动技术提出了更高要求,到20世纪初期,机械传动技术有了很大发展,直齿轮、斜齿轮、锥齿轮和蜗杆传动相继问世,性能、精度及耐久性方面都有了很大发展,基本上可以满足机械工业的需要。20世纪40年代后,齿轮几何学逐渐发展成为一门独立的学科,齿形、啮合及齿轮之间的展成关系,可以通过数学计算实现精确化,这使得机械传动真正成为一门科学。在精确计算的支撑下,研究人员逐步掌握了齿轮传动的表面接触强度及轮齿弯曲强度,基于动载荷的机械传动设计也初步成型,并应用于高速重载的汽轮发电机传动系统。这期间,研究人员还提出了齿轮齿廓和齿向修形设计的方法,以提高承载能力。
进入20世纪60年代,肇端于美国的宇航技术取得突破性进展,导航系统、火箭助推器对传动系统的要求非常高,不仅要求传动系统体积小、承载能力强,可靠性更成为首要的考量标准。为此,研究人员不遗余力,对直齿、斜齿、锥齿的表面疲劳强度进行了深入研究,并进行严谨的可靠性增长试验,通过研究,发现传动系统的原材料和齿轮的啮合性不仅关乎其承载能力,也与其可靠性密切相关,这一发现促成了非金属材料(如高强度塑料)齿轮的产生。进入70年代后,机械传动技术更有了飞跃式的发展,空间啮合理论成为这一时期的亮点,研究人员相继推出曲线锥齿轮、环面蜗杆、点接触蜗杆及圆弧齿轮等新式传动系统,极大推动了机械传动技术的发展。值得一提的是,我国正是在这一时期,在机械传动技术领域,迎头赶上发达国家,达到了世界先进国家的水平。
20世纪80年代以后,随着知识经济的到来,机械传动技术更是突飞猛进,在空间啮合理论的推动下,少齿差行星传动、变型伺服传动、新型蜗杆传动等新型传动系统相继出现,弹性变形理论、制造误差的啮合理论、局部共轭理论及失配啮合理论,都达到很高水平,齿间载荷分配和应力分析也得到广泛应用。这期间,传动系统减振降噪研究,也成为一个热点,并获得诸多成果,轮齿三维任意可控修形设计便是其中最为重要的创举,根据轮齿修形的要求,多自由度数控齿轮加工机床纷纷问世。传动系统动力学研究更为深入,研究人员提出了齿轮传动系统故障诊断、状态监控和失效预警的思路,并开发出相应的监控与诊断软件,用于冶金、船舶、电厂等大型关键设备的传动系统,使之走上了智能化的台阶,取得了较好的效果。同时,传动系统的研究由微观返向宏观,即传动系统的研究并不单纯以传动系统为对象,而是把机械作为一个整体来研究,传动系统与整机的匹配、协调,越来越受到重视。
3、机械传动技术的展望
随着科学技术的发展,机械传动的模式早已不再局限于齿轮、链条等接触式传动,通过电磁感应原理来传递动力的`非接触传动(如电磁轴承、电磁传动等)已进入实用,与传统的接触式传动相比,非接触传动具有无磨损、寿命长、效率高等优点。当然,传统的轴承等接触式传动,仍大有用武之地。今后,机械传动技术领域的研究,应在优化改进传统传动技术的基础上,探寻创新型传动模式,在一段时间内,研究重点仍然是前者。大体来说,机械传动的研究方向主要有以下几点:
3.1提高机械传动的信息化、智能化水平
信息化和智能化是现代社会的重要特征之一,涉及到生产、生活的方方面面,机械传动领域也不能例外。机械传动技术应与计算机控制技术相结合,实现信息化和智能化,即根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能要求,通过计算机控制技术,精确实现动力传动功率和速比的实时控制,从而使原动力系统、传动系统和执行系统趋于最佳匹配与融合,这一研究也是机械装备实现自动化和智能化的重要基础。经过科研人员的不懈努力,传动系统的信息化与智能化,以至于机械装备的信息化和智能化,已经获得重大进展,在汽车、工程机械和军工机械生产领域广泛应用。目前,自动变速传动是最为主要的信息化、智能化传动模式,一般来说,包括三种形式,即机械自动变速ASM(Automaticshiftmanualtransmisson)、液力机械自动变速传动AT(Automatictransmission)和无级自动变速传动CVT(Continuouslyvariabletransmission),这三种传动形式的技术已相当成熟,代表着传动技术信息化、智能化的主流。但在国内,相对而言,AT、CVT技术还存在较大差距,应重点攻关。
3.2传动系统新材料的突破
现代材料科学肇端于20世纪50年代,苏联成功发射人造地球卫星之后,人们认识到,先进材料对于高科技的发展起着至关重要的作用,此后,材料科学成为人们耳熟能详的热门词汇。在传动技术领域,新材料的运用也方兴未艾,比如梯度材料、陶瓷材料、纳料材料、高分子聚合物、智能材料、表面涂层及自修复材料等,均以其鲜明而独特的性能特点,推动着机械传动技术的发展和性能的提高。材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学,我国材料科学的研究水平位居世界前列,有些领域甚至居于世界领先水平,我们应保持并发挥这一优势,将其扩展到机械传动等生产领域,为国民生产提供科学技术支持。
3.3提升机械传动的适应性
现代机械工程的发展日新月异,对于机械传动系统的要求也越来越高,比如,宇宙空间的高真空、微重力、大温差,海洋环境下的海水腐蚀,以及强磁场或强强电场等特殊(极端)环境下的机械,就需要与该环境相适应的传动系统。这类特殊(极端)环境下的传统系统开发及其适应性研究,以及传动系统在该环境下的服役特性研究,也是我们下一步研究的重点。此外,微机械中的微型传动系统,也是一个重要的研究方向。因为尺度效应的影响,微型传动系统与普通机械传动机械管理开发的工作原理和性能特征均有很大不同,当传动系统的尺寸小到微米或纳米级时,会产生很多新的科学问题。比如传动副元件的表面积与体积之比增大,表面力学、表面物理效应将起主导作用,同时微传动系统的摩擦学、热传导与常规尺度的传动系统不同,这就需要加大研究力度。
4、结语
本文回顾了机械传动科学技术的发展历程,并对其研究方向作了简要的展望。传动系统是机械的重要组成部分,是决定机械发展水平的重要标志。随着科技的发展,机械传动系统也与原动力系统、执行系统相协调,产生了飞跃式的发展。总体来说,机械传动系统的发展是朝着高效率、重荷载、低噪音,适用性强且成本低的方向发展,并特别强调传动系统的节能与环境意识。
5.plc的发展历程和展望 篇五
为了开拓我们的视野,促进我们进步,我院今天下午邀请了罗致刚先生为我们讲解《世界世界城市发展历程与中国城市发展展望》,我有幸参加了这个讲座,从中受益匪浅,也获得了许多启发。
罗致刚先生妙语生辉,用许多有趣鲜明的例子给我们讲解了世界城市发展的历程,列出了世界城市发展的几个过程:农业时代→工业时代→信息时代。以及城市发展的过程:城市化→集中化→全球化。纵观世界城市的发展历程,让我联想到当今中国城市的发展的一些问题。
改革开发以来,中国城市发展取得了突飞猛进的变化,我国也再大力提高城市化水平,但是中国的城市化,似乎有点扭曲,可以理解为城镇化。现在的政策就是大力发展中小城镇,限制大城市的发展。这有悖于世界城市发展的规律。中国的大城市集中了全国的优势资源,吸引了大批人员涌进。应该加之以正确引导,扩展规模,从而形成城市集中化现象。而不是现在的发展小城镇,限制大城市。村村点火的局面。这样浪费了许多资源,没有做到资源整合,聚集起来发挥最大作用。
从讲座中也了解到,中国现在正在开始走城市集中化,形成京津城市带,沪宁杭城市带以及珠三角城市带。我想这是一个漫长的过程,中国几千年的封建建制也阻碍了中国城市集中化的发展。但我仍相信中国正在好的方面走,期待这一天的到来。
6.plc的发展历程和展望 篇六
-作 者 姓 名:学科、专业:学
号:指 导 教 师:完 成 日 期: ***
水文学与水资源工程 ***
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流域水文模拟大作业
摘要
对现行概念性集总式流域水文模型的结构和参数的特点进行了介绍,指出了这类流域水文模型存在的主要发展历程和功能。对新一代流域水文模型,即分布式流域水文模型,尤其是其中具有物理基础的分布式流域水文模型,进行了简介,指出其不同于传统水文模型的特点及作用。最后对流域水文模型的发展趋势及所面临的挑战进行了分析。
关键词:集总式流域水文模型;分布式流域水文模型;趋势
I
流域水文模拟大作业
目 录 水文模型研究成果及现状............................................................................................1
1.1 集总式水文模型.................................................................................................1
1.1.1 新安江模型.............................................................................................2 1.1.2水箱模型...................................................................................................3 1.1.3萨克拉门托模型.......................................................................................5 1.2 分布式水文模型.................................................................................................7
1.2.1气候变化研究与分布式水文模型...........................................................7 1.2.2土地利用/覆被变化水文响应与分布式水文模型..................................8 1.2.3缺资料地区水文预报与分布式水文模型...............................................9 1.2.4水资源管理与分布式水文模型.............................................................10
2水文模型发展趋势及挑战...........................................................................................11
2.1地理信息系统技术的应用................................................................................12 2.2遥感技术的应用................................................................................................13 2.3问题与挑战........................................................................................................14
-II-
流域水文模拟大作业 水文模型研究成果及现状
世界人口迅速增长,人们对生活水平的期望不断增长,同时大众对生态环境的关注也日益增强。人民生活水平的提高离不开自然资源开发和利用。地球上最基础的资源是空气、水和土地。这些资源对于维持地球上的生命至关重要,而又有限,无序开采和过度利用必然造成环境破坏,威胁人类的生存和社会经济的可持续发展。于是,加强综合自然资源管理,恢复生态环境整体性和生物多样性已成为当前的核心任务。
水在生态环境中发挥着血液的作用。人类的生活、生产以及其他资源的开发都离不开水。由于水极易受到污染,污染的水又在流动过程中污染土壤、植物、动物、甚至人体,因此,生态环境管理的核心是对水的管理。自然界的水是以流域为体系存在和循环运动着的,生态环境管理也就需要以流域为基础。管理过程将土地利用等人类活动与水体流动过程联系起来,通过预测各种水体的水量和水质,为人类生活、生产和生态的需水提供信息。这种预测需要定量描述流域降雨-径流,以及引水、渠系渗漏、灌溉、蒸发、作物耗水等水文过程,所以说水文模拟已成为生态环境管理的基础技术。
水文预报可以通过水文模型来实现的。数十年来,人们研制了各种水文模型,并在许多流域中广泛使用。流域水文模型的研究大约始于二十世纪五十年代叫,随着电子计算机的应用,近几十年已提出百余种模型。流域水文模型主要有三种类型:黑箱式、集总式、分布式(Kirkby,1988)。早期的水文模型多为黑箱模型,把流域看成黑箱,只有输入和输出,也就是一个流域降雨与径流的统计关系。在一个流域根据长期水文观测资料建立的黑箱模型,是对该流域地形、土壤、植被等众多要素及空间特征对水文影响的概括,但它忽略了流域内部的水文过程,无法在空间上外延和移用,当流域内部发生变化时也不能再使用原来的模型参数,需对模型参数重新订正(Andersno,1985)。随着对流域水分循环过程认识的深入,出现了集总式水文模型。
1.1 集总式水文模型
气候条件和下垫面条件,包括地貌、地质、土壤、植被等共同影响着区域水文过程,这些地理要素随空间和时间的变化而变化。然而集总式模型不考虑地理要素在流域内的空间分布,比如是在全流域均降10mm降雨,还是在三分之一的流域面积上降雨30mm。,在集总式模型中是不予区分的,而是把整个流域看成一个均匀一致的整体,降雨在全流域均匀产流。最早的集总式模型是Linslye和Crwaford建立的斯坦福流域模型(StnafordwatershedModel),从1959年提出来到1966年完成第IV号模型,一共用了38
流域水文模拟大作业
年的时间。萨克拉门托模型是在斯坦福(Stnaford)VI号模型的基础上发展的,在湿润地区和大洪水事件中,两者算得的结果相差不多,而在干旱地区,萨克拉门托模型能给出更好的一些成果。这一时期还有一种模型称为水箱模型,也称坦克(tnak)模型,是日本防灾研究中心营原正已在1961年提出来的,后经不断改进发展成为应用较为广泛的流域水文模型。模型将复杂的降水径流过程简单地概化为流域的蓄水与出流的关系进行模拟,以水箱的蓄水深度、边孔和底孔出流为控制,计算流域的产流、汇流及下渗过程。多年来,水文模拟都是建立在降雨与径流观测资料分析的基础上的,早期的集总式模型也只能根据长期观测获得的大量数据来确定每个流域的模型参数值。1979年,委内瑞拉水文学者罗德里格斯一伊图而贝与BJ瓦而德斯首次建立了地貌气候瞬时单位线理论。近年来,随着计算机技术和GIS技术的发展,集总式模型的某些参数,特别是与地形地貌有关的河道汇流参数,在GIS技术的支持下通过DEM模型来确定,而不完全依赖于观测数据。地貌单位线模型是在传统的单位线模型基础上发展的一个集总式模型。它认为流域内降雨与产流是均匀一致的,只是流域地形的差别影响流域汇流。在国内,南京水文水资源研究所与浙江省水文局首先研究了该模型,Lee等人在GIS支持下运用地貌单位线模型研究了台湾北部流域的径流过程,毕华兴等用该模型研究了山西省吉县在蔡家川流域的汇流过程。1.1.1 新安江模型
创始于60年代,是分散性模型,它把全流域分成多个单元流域,在每一个单元流域内,降水经过蒸散发的消耗后,以蓄满产流的方式经产流量水源划分后对各单元流域进行产汇流计算,得出单元流域的出口流量过程;再进行出口以下的河道洪水演算,把各个单元流域的出流过程相加,就求得了流域的总出流过程。模型主要适应于湿润与半湿润地区,其主要特点是应用了蓄满产流与马斯京根汇流概念,有分单元,分水源,分汇流阶段的特点,并且结构简单,参数较少,各参数具有明确的物理意义,计算精度较高,在国内外水文预报工作中有较好的应用。
新安江模型主要包含四个计算模块:(1)蒸散发计算模块:蒸散发计算根据土壤蓄水特性分上层、下层和深层三层分别计算;(2)产流计算模块:采用流域蓄满产流原理计算流域产流量;(3)分水源计算模块:采用自由水蓄水库将产流量分为地表、壤中和地下三种水源;(4)汇流计算模块:根据坡面和河网水流运动特性的较大差异,将汇流分为坡面汇流和河网汇流两种分别计算。新安江模型计算流程框图如图1.1所示,实际观测降雨量P和实测水面蒸发量EM作为模型的输入,输出为流域出口断面流量过程Q以及流域蒸发量E。其模型流程图如图1.1所示:
流域水文模拟大作业
图1.1 新安江三水源水文模型流程图
1.1.2水箱模型
水箱模型又称坦克(Tank)模型,也称黑箱模型。水箱模型是通过降雨过程计算径流过程的一种降雨径流模型。该模型最早由日本菅原正巳博士在40年代提出,主要发展时期是1951~1958年,60年代已应用于日本各河流。1971~1974年,主要是70年代初,水箱模型又进入了一个新的发展阶段,这是由于1969年世界气象组织对11种模型进行了检验,肯定了水箱模型,从而推动了它的发展。通常由降雨推求流量过程线是采用单位线法。为了寻求一种非线性的新概念方法,菅原正巳采用了串联调蓄模型,后来称为坦克模型,即水箱模型。40~50年代初,大量数据采用手摇机械计算机处理。70~80年代,计算机有了很大发展,应用水箱模型计算一个流域的流量过程已十分方便,研究和应用水箱模型的人越来越多。80~90年代初,甘肃省水文水资源勘测局选定省内部分小流域(有降水资料的)进行研究和调试,取得了初步成果和经验。
其基本原理为:水箱模型是一种科学实用的水文模型,已在全世界广泛应用。主要用于水文预报、水文水资源计算、径流资料插补和水文测验检验等。将一个流域视为一个水箱,经过调蓄把降雨过程转化为出口断面的径流过程,其间有一个复杂的物理过程。我们可以忽略这个物理过程,采用人工调节出孔大小和高度参数,模拟与实际流量过程近似的过程,这个过程就是水箱模型的参数率定。水箱模型按流域特点可以设计为:单水
流域水文模拟大作业
箱模型、串联水箱模型、并联水箱模型、串并混合水箱模型、溢流型水箱模型、调蓄型水箱模型和分箱型水箱模型等。按流域特性,有洪水模型、湿润地区模型、干旱半干旱模型、融雪模型和冰川模型等。如果对水箱模型的各水箱做线性近似,则第一个水箱的半衰期为1~3 d;第二个水箱约为7 d;第三个水箱为2~3个月;第四个水箱为6个月左右。从上至下这4层水箱的出流,分别与地面径流、壤中流、准基流和基流接近,符合一个流域的产流、汇流物理过程。说明水箱模型是一种科学实用的降雨径流模型。串联水箱结构模型与并联水箱结构图分别见图1.2和图1.3。
图1.2 串联水箱模型结构图
流域水文模拟大作业
图1.3并联水箱结构图
1.1.3萨克拉门托模型
萨克拉门托模型是在20世纪70年代初由美国加利福尼亚州萨克拉门托河流预报中心研制的一个概念性的集总参数模型。此模型在美国水文预报中应用广泛$也是国内引进的水文模型中人们较为熟悉的模型之一。
SAC模型以土壤水分的贮存、渗透、运移和蒸散发特性为基础,用一系列具有一定物理概念的数学表达式来描述径流形成的各个过程,模型中的每一个变量代表水文循环中的一个相对独立的层次和特性,模型参数则是根据流域特性、降雨量和流量资料推求的。
萨克水文模型把流域面积设计为不透水和透水面积两部分,不透水面积部分又分为不变和可变两种,可变不透水面积以其贮积水量对全部张力水容量之比来反映它的可变性;透水面积部分,其土壤分为上下两层,每一层都有两种形式的贮积水,即“张力水”和“自由水”。张力水是紧密包围土壤颗粒的水,而自由水是因重力而能运动的水。对于任何一层,张力水容量相当于该层的田间持水量,自由水容量是界于该层饱和水容量和田间持水量之间的那部分水容量;张力水只供蒸散发,自由水在不同的条件下,消耗于垂直方向的渗透和水平方向的侧向流,并当两种水分平衡失调时,部分自由水转变为张力水以供蒸散发。两层之间用一个下渗方程联结起来。对于透水面积上层土壤来说,水分首先满足张力水容量,剩余水分才作为自由水蓄积,而下层土壤,模型则考虑土壤分布不均匀性,用一个常系数(PF-REE)将渗透水量(PERC)的一部分(PERC带PFREE)分
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配给自由水,另一部分来(l-PFREE))供给张力水,当张力水容量满足后,所有渗透水补给自由水。
萨克模型中,土壤蒸发、产流按统一分层来考虑,即两层模式,模式中各个贮水单元,包括河道水面在内,都考虑蒸发损失,土壤蒸发与蒸发能力、土壤含水量成正比。萨克模型认为河道径流由四种水源组成,即不透水面积上的直接径流,透水面积上的地表流、壤中流和基流(包括快速、慢速地下水)。直接径流是不透水面积上的降雨所致,上层土壤水容量全部满足后的过剩降雨作为地表流进入河道,壤中流源于上层自由水,基流则源于下层自由水,其产流量均正比于相应的自由水蓄量,即壤中流=UZK*UZFWC,快速基流=LZSK*LZFSC;慢速基流=LZ-PK*LZFPC。萨克模型使用短的时间步长分段计算,以此来模拟土壤水分运动的连续性,分段数倚上层自由水量而变,以不超过5毫米控制步长。萨克拉门托模型结构图如图1.4。
图1.4萨克拉门托模型结构示意图
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1.2 分布式水文模型
以反映流域内水文过程的时空变化,所以可以预测流域内自然和人为因素的局部变化可能对流域水文过程的影响。80年代以来,地理要素的空间异质性对水文过程的影响逐渐得到重视,并开展了以此为基础的分布式水文模型的研究。分布式水文模型是根据物质和能量守恒定律,基于地理要素的概念模型。它认为植被、土壤、地貌等地理要素综合影响流域的水文过程。模型把流域分成一系列的单元,每个单元内部各地理要素是相对一致的,单元之间有水分的流动和交换,根据各种地理要素对水文过程的影响机制,把地理要素作为模型的参数,建立外部因素与水文过程的数量关系。与集总式模型相比,由于分布式水文模型充分考虑了各地理因素的空间差异性,可以反映流域内水文过程的时空变化,所以可以预测流域内自然和人为因素的局部变化可能对流域水文过程的影响。80年代以来,地理要素的空间异质性对水文过程的影响逐渐得到重视,并开展了以此为基础的分布式水文模型的研究。
1.2.1气候变化研究与分布式水文模型
水文循环作为气候系统的重要组成部分,全球正经历的以变暖为主要特征的气候变化必然会导致水资源量的时空分布改变,为了给未来水资源规划设计、开发利用和运行管理提供科学依据,气候变化对流域水文与水资源的影响成为当前水文学研究的重大问题之一。
气候变化对水文水资源影响的研究基本上遵从“未来气候情景设计-水文模型-影响评估”的模式,未来气候情景设计和水文模型的建立是研究气候变化对水文水资源影响的关键问题。当前,广泛使用的是将大气环流模型)与陆面流域水文模型进行耦合研究,即陆气耦合。国内外用于气候影响评价的分布式水文模型不仅有传统的降雨径流模型,如SWAT、DHSVM等,而且还有专门开发的月水量平衡模型、陆面过程模型等,如VIC、TOPX、AVIM(Atmosphere Vegetation Interaction Model)等。GCM隐含着更多确定性气候变化信息,而分布式水文模型因有其能够反映下垫面的不均匀性的优点,因而陆气耦合的模式被认为是最有效和最有潜力的方法。
近年来,国内外用陆气耦合方式开展了大量的气候变化对水文循环影响的评估研究,并取得了许多重大的成果和进展,但是也还有很多问题值得研究,主要问题有:(1)陆面水文过程与气候模型之间双向耦合的问题。由于缺乏对大尺度水文物理过程和大气系统内部变化的深刻认识,长期以来陆地水文循环和气候系统被看作为彼此独立的、静
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态的过程,水文模型由未来情景的气温、降水、风速等气象因素单向驱动,大气模式中仅设置若干参数代替水文过程变化和空间分布,强调网格单元垂向水分输移,不考虑水流的侧向运动。然而,气候变化必将引起流域生态水文的改变,这种改变也将影响区域的水热平衡,如何模拟或表达流域对变化环境的响应是分布式水文模型亟待解决的问题。(2)尺度匹配问题。分布式水文模型不仅面临着自身时空尺度问题的挑战,而且还要处理与GC⁃Ms尺度的衔接问题。GCMs模拟的网格尺度一般不能很好反映区域尺度范围上水文气象要素的空间不均匀性,必须进行降尺度处理,而对于不同的分布式水文模型来说,在不同尺度下模拟能力也有区别,如何减小陆气耦合模式下两者尺度导致的模拟误差也是分布式模型需要考虑的问题。(3)不确定性问题。虽然GCMs情景包含了更多的未来气候变化信息,但是基于假定的大气环流模式建立的
GCMs情景自身就有着很大的不确定性。在气候变化水文影响评价中,对于分布式水文模型来说不仅要克服数据、模型结构和参数率定的不确定性问题,而且还要减小模拟流域生态水文对变化环境响应的不确定性。(4)大尺度分布式水文模型研究。陆气耦合中的水文模型有结构简单、概念明确、移植性强和模拟效率高等特点,并能够适应于模拟大尺度水文过程以及陆面过程对气候系统的反馈等,而这类模型研究不足,需要加强大尺度水文过程规律、参数化、水文过程与气候系统的耦合、模型可移植性以及大尺度分布式水文模型运算效率相关的结构及控制问题。1.2.2土地利用/覆被变化水文响应与分布式水文模型
水文循环作为联结地球上各圈层的重要纽带,土地利用/覆被变化(Land-Use/Cover Change,LUCC)对不同时间和空间尺度的水文循环都会产生一定的影响。土地覆被变化直接引起近地表的蒸散发、截留、填洼、下渗等因素的改变而导致产汇流的变化,如:产流过程中截留、下渗和土壤蓄水能力的变化;汇流过程中地表糙率、地表蓄水量、河道汇水路径等因素及其反馈作用等。此外,LUCC对产汇流的改变也将引起流域水量、产输沙、水质、洪水过程等发生改变。
目前,LUCC及其影响研究是IGBP研究的核心科学问题之一,研究LUCC对水文循环的影响,对于揭示区域及全球尺度水文循环规律、相互影响机理、生态安全格局等有十分重要的意义,也是水文学研究的重要问题,建立能够灵活模拟变化条件下的LUCC水文影响评估模型是一项重要研究任务。LUCC对水文影响评价可以通过实验流域、流域水文模拟等不同方式,由于实验流域研究方法需要详细的长系列观测资料且成本很高,采取流域水文模型模拟的方式有着物理基础明确、易于控制等优点而被广泛采用,特别是与GIS和遥感结合的分布式水文模型。最早尝试用水文模型来评估LUCC
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水文影响的是Onstad & Jamieson在1970年开展的,到目前为止,有许多水文模型都曾用于影响评估研究,包括集总式模型,如HSPF、HBV、SCS、L-THIA(Long-Term Hydrologic Impacts Assess⁃ment of land use changes)等;半分布式/分布式水文模型,如PRMS(Precipitation Runoff Modeling System)、TOPMODEL、LISFLOOD、SHETRAN和CLASSIC等。
分布式水文模型分布式的参数和输出结果更容易与遥感和GIS结合,能够灵活地设置土地利用变化情景,模拟不同土地利用变化情景下的水文响应,因此,分布式水文模型则成为研究LUCC水文响应的重要工具。如何更好地开展LUCC变化条件下的分布式水文模拟不是模型结构合理就能够解决的问题,需要从水文循环理论上提高模型模拟流域对土地利用/覆被变化响应的能力。LUCC研究中,首先要求分布式水文模型能够与GIS技术和遥感数据紧密结合,这样能够很好地从遥感数据获取和分析LUCC数据,并且能够表达土地利用的时空差异特征及其对水文过程的影响;其次是能够模拟土地覆被变化条件下的水文过程变化,模型参数能够反映土地覆被变化的时空变化特征。1.2.3缺资料地区水文预报与分布式水文模型
目前,许多国家和地区的流域水文站网分布密度及其观测数据不足,一些基础性的数据由于各种自然因素或人为因素的限制而无法获得;而在人类活动强度较大的地区,基于历史积累资料的模拟和预测不能够反映人类活动的影响,不能够为水资源管理和预测提供科学依据而形成了新的缺资料地区,给水资源的科学管理带来很大的困难。面对这样的困境,国际水文科学协会(IAHS)在21世纪启动的第一个研究计划(2003—2012年)就是缺资料地区的水文预报(PUB)。
PUB计划以减小水文与水资源预测预报中的不确定性为核心,旨在探索水文模拟的新方法,改进径流、泥沙和水质等预报精度,从传统的基于观测数据进行模型率定向机理探究的方向转变,实现水文理论的重大突破,以满足各国国民经济生产和社会发展的需要,特别是发展中国家。PUB计划有两大目标,一是检验和完善现有模型或方法以提高其在缺资料地区的适应性并减小其预报的不确定性;二是开发新一代能够模拟不同时空尺度水文及其相关的生物、化学等过程的模型或方法,并减小其不确定性。
PUB问题的出路在于充分利用计算机技术和遥感手段获取流域特征参数,基于水文物理过程,运用系统论、信息论和控制论等现代科学方法,综合空间技术和计算机技术,揭示地表水文及其相关过程的动力学机制与时空分布特征,最终达到基于物理过程的流域水文情势数值模。因此,发展新一代的分布式水文模型是解决PUB问题的可行途径
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之一。适用于缺资料地区的分布式水文模型需要能够充分利用水文气象遥测数据,如雷达测雨数据、DEM、土地覆被、遥感数据等,并能够将产汇流模型与植物生长模型、营养物质迁移模型等地表水文、生物、化学过程模型耦合起来模拟地表水文过程,而且模型概念明确、易于控制、便于设置情景,从而能够方便地利用缺资料地区的数据同化资料率定模型。
1.2.4水资源管理与分布式水文模型
在水资源开发利用程度不断提高而水危机影响不断加剧的今天,水文模型为流域水资源管理和决策提供了重要依据,已经在流域水资源综合管理中的数字流域研究、非点源污染模拟、农业灌溉和城市取用水研究、地表水与地下水评价与计算、洪水预警预报、水土保持等领域发挥了重大作用。水资源管理研究涉及内容广泛,需要水文模型做支撑的可以小到单株植物水分调节模拟模型,大到研究气候变化的全球水文循环模型,而中尺度分布式流域水文模型在水资源管理研究中应用最广泛。本文仅对水资源管理中非点源污染模拟和灌溉水文模拟中分布式水文模型的应用着重讨论。
非点源污染模拟与水文模型是密不可分的,非点源模拟模型建立在水文模块的基础上,集成了气候、泥沙、营养物模块而具有非点源污染模拟能力。从20世纪50—60年代开始研究农业非点源污染以来,非点源污染模拟模型的发展有两大显著特征:一是从简单的经验统计分析向复杂的机理模型发展;二是从长期平均负荷输出或单场暴雨分析向连续的时间序列响应分析发展。近十几年来,分布式水文模型逐渐成为非点源污染模拟的重要工具和平台,其中有场次模拟ANSWERS(ArealNonpoint Source Watershed Environment Response Simulation)、AGNPS(Agricultural NonPoint Source)等;连续模拟的HSPF、SWAT、WEPP(Water Erosion Prediction Project)、BASINS(Better Assessment Science Integrating point and Nonpoint Sources)等。然而,仍然有很多值得深入研究的问题,用于模拟非点源污染过程的分布式水文模型首先要能够真实地模拟离散空间单元上的径流成分;其次要能够很好地将泥沙、营养物输移耦合到水文过程中,流域离散方式、地表径流、地下径流、汇流等环节水文过程的模拟方式与土壤侵蚀、非点源污染过程模拟密切相关;最后,能够有效地利用RS数据和GIS技术提取和识别流域特征参数,及与水文、泥沙和营养物质输移相关的过程参数。
灌区模拟问题是流域水资源管理中最常见的问题之一,不仅难以用传统的试验方法进行研究,而且田间尺度试验的数据也难以反映灌区内连续尺度间水分循环转换关系,而考虑时空变异的分布式水文模型能够处理这一问题。针对不同研究目的、尺度的分布式水文模型已经在灌区有较多应用,但是还存在较多问题:(1)对灌区水文循环过程
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考虑不够细致。灌区有其特殊的地表水、土壤水和地下水转换关系,以及水库、塘堰、灌排系统等水体的水量交换问题,而当前绝大多数分布式水文模型对灌区的水分循环过程考虑较粗。(2)对灌区离散化处理不合理。分布式水文模型是基于DEM对流域进行离散得到河网、子流域、水文计算单元,这种流域离散方式不能够很好地反映灌溉渠系、排水沟网对水文过程的影响。(3)难以结合水资源管理进行分析评价。当前大多数模型中灌溉措施、灌溉方式设置较为简单,对水文过程模拟见长,较少考虑不同灌溉措施或水资源管理措施带来的经济或社会效应,如灌溉对作物产量的影响、水资源管理措施的经济分析等。考虑灌区的分布式水文模型要在降水和灌溉取水-产汇流模拟为核心的基础上,模拟不同灌溉方式和灌溉制度下灌区的水文过程,能够将灌区水文循环拓展到水文-农业-经济耦合研究范围以指导节水灌溉或管理。
此外,水电站或水库、农业灌溉引水、城市取用水等水资源管理措施对河道水量过程影响非常敏感,不仅增加了水资源管理的复杂性,而且给水文模拟带来了很大的不确定性。目前大多数分布式水文模型对这些影响的模拟无能为力,如何有效地模拟这些水资源管理措施对水文过程的影响是分布式水文模型亟待加强的环节。
2水文模型发展趋势及挑战
分布式水文模型之所以能成为近年来具有吸引力的水文学研究热点之一,一是因为GIS技术的不断完善,使得描述下垫面因子复杂的空间分布有了强有力的工具;二是因为计算机技术和数值分析理论的进一步发展,为用数值方法求解描述复杂的流域产汇流过程的偏微分方程组奠定了基础;三是因为雷达测雨技术和卫星云图技术的进步,为提供降雨量实时空间分布创造了条件。
在自然界中,影响降雨径流形成的气候因子和下垫面因子在时空分布上都是不均匀的,但多年来,水文学家一直将流域作为一个整体来进行研究,从而忽视了气候因子和下垫面条件时空分布不均的事实。根据这种观点建立起来的集总式概念性水文模型一般只能用于模拟气候和下垫面因子空间分布均匀的虚拟状态,只能给出时空分布均化后的模拟结果。只有分布式水文模型才能真实模拟现实世界降雨径流形成的物理过程,并客观反映气候和下垫面因子时空分布不均对流域降雨径流形成过程的影响。虽然分布式水文模型早在20世纪60年代就已出现萌芽,但其广泛的研究与应用,只有在计算机技术、地理信息系统技术、遥感技术、雷达测雨技术和水文理论有了进一步发展的今天,分布式水文模型才会成为21世纪水文学研究的热点课题之一。分布式水文模型,尤其是具
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有物理机制的分布式水文模型,由于它们明显优于传统的集总式概念性水文模型,能为真实地描述和科学地揭示现实世界的降雨径流形成机理提供有力工具,因此,是一种具有广阔发展前景的新一代水文模型。地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术在水文学研究中的应用给水文模型的开发带来了良好的机遇。就目前的研究工作来看,水文模型和GIS的集成,有的是“相互独立”形式的集成,有的是松散或相对紧密型的集成,还都不是完全意义上的耦合。RS技术对于水文模型能够提供流域空间特征信息,是描述流域水文变异性的最为可行的方法,尤其是在地面观测缺乏地区。但由于遥感资料还没有完全融入水文模型的结构中,直接应用还有很大的困难,又缺乏普遍可用的从遥感数据中提取水文变量的方法,使得遥感技术在水文模型中的应用水平还比较低。因此,加强遥感技术与水文模型的集成和从遥感数据中提取水文数据的方法研究,将是未来相当长一段时间内水文模型发展的方向和重要研究领域。
2.1地理信息系统技术的应用
地理信息系统是一种在计算机硬件和软件支持下,基于系统工程和信息科学理论,进行管理和综合分析具有空间分布性质的地理数据的系统。与流域产汇流有关的地理数据主要有地面高程和反映土壤、植被、地质、水文地质特性的参数等,其中以数字高程模型(DEM)最为有用,因为DEM不仅表达了地面高程的空间分布,而且据此可以自动生成流域水系和分水线、自动提取地形坡度和其他地貌参数,将DEM与表达土壤、植被、地质、水文地质特性参数的空间分布叠加在一起,还可以描述这些下垫面参数与地面高程之间的关系。
地理信息系统是用数字化方法描述具有复杂空间变化的水文过程的必要技术支撑。加强水文学与地理信息系统技术的结合,不断开发地理信息系统技术在水文学理论与应用中的领域,是水文学家的一项重要任务。地理信息系统技术是快速、自动、合理划分子流域的强有力工具。现有的地理信息系统软件已能自动生成规则矩形网格和不规则三角形网格,根据网格型数字高程模型可以自动生成流域水系和分水线,自动按分水线划分子流域,并能自动提取每个子流域的地形地貌特征值,还能自动绘制泰森多边形和等流时线等。如果将所划分的子流域分布图与土壤、植被、地质、水文地质和土地利用图叠加,还可以提取各子流域或子区域的土壤、植被、地质、水文地质和土地利用特征。现在,由地理信息系统构建的数字化平台已成为描写水文现象时空分布和探讨降雨径流形成机理新的研究手段。
近年来,GIS技术在水文模型开发中得到了广泛的应用。借助GIS强大的空间数据分析处理功能,水文模型的研究手段得到了根本性的转变。GIS不仅可以管理空间数据,流域水文模拟大作业
用于模型的输入、输出,而且还可以将水文模块植入GIS系统,用户只需要根据GIS开发的界面操作,不需要涉及水文模型本身。就目前的研究及应用来看,GIS与水文模型的结合主要表现为3种方式,即GIS软件中嵌入水文分析模块、水文模型软件中嵌入部分GIS工具(松散型结合)以及相互耦合嵌套的形式(紧密型结合)。
分布式水文模型开发中,地形是十分关键的因素,GIS用于分布式水文模型,可以用来获取、操作、显示这些与模型有关的空间数据和计算成果,使模型进一步细化,从而深入认识水文现象的物理本质。通过GIS可以提取流域的基本特征,包括下垫面特征、水系、河网等,并可以依据河网等级对流域进行任意子流域划分或者进行网格化划分,不仅可以与传统的概念性流域水文模型相结合,管理提供基本的数据信息,并实现输入输出功能,更重要的是为分布式水文模型研制提供了平台。由GIS可以实现不同数据的可视化结合、数据转换,并可以减少模型输入时的数据误差。
2.2遥感技术的应用
遥感(RS)技术是20世纪60年代以后发展起来的新兴边缘学科,是一门先进、实用的探测技术。在水循环领域,作为一种信息源,遥感技术可以提供土壤、植被、地质、地貌、地形、土地利用和水系水体等许多有关下垫面条件的信息,也可以获取降雨的空间分布特征、估算区域蒸散发、监测土壤水分等,这些信息是确定产汇流特性和模型参数所必需的。流域水文模拟的结果很大程度上依赖于输入数据,只有获得详细的地形、地质、土壤、植被和气候资料,对大。范围流域气候变化和土地利用产生的水文影响研究才有可能。通过遥感技术,能够弥补传统监测资料的不足,在无常规资料地区可能是唯一的数据源,大大丰富了水文模型的数据源。国外早期的研究主要是利用遥感资料提取流域地物信息、估算水文模型参数等,如进行土壤分类、应用一些经验性的模型估算融雪径流、估算损失参数等,后期主要集中在适应于遥感信息的水文模型开发和研制。国内也有这方面的应用尝试,主要集中在运用遥感资料获取流域水文模型的输入和率定有关参数方面。
确切地掌握降雨量的空间分布,是开发分布式水文模型的重要条件。传统的定点测雨的雨量站一般难以给出复杂多变的降雨空间分布,测雨雷达则不同,它可以直接测得降雨的空间分布,提供流域或区域的面雨量,并具有实时跟踪暴雨中心走向和暴雨空间变化的能力。尽管在当前科学水平下,测雨雷达的精度还有待提高,但它仍然是测雨技术必然的发展方向之一。雷达测雨是遥感测雨技术中的一种,应用卫星遥感测雨技术也在研究之中。大力发展雷达和卫星遥感测雨技术势在必行,相信随着雷达和卫星遥感测雨技术的进步,将会有力地推动分布式水文模型的研究和应用。
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2.3问题与挑战
水文尺度问题自20世纪90年代初被正式提出来以后,在水文科学中一直受到国内外学者的广泛关注和重视。水文科学的理论研究与实践证明,不同时间和空间尺度的水文系统规律通常有很大的差异。不同尺度的水文循环机理是不相同的,水文模型的结构也就不尽相同,如何考虑流域水文过程的时空不均匀性和变异性是尺度问题的关键,影响这种不均匀性和变异性的主要因素有流域地形、植被覆盖、土壤及降雨、蒸发等气候因素,而采用新技术如GIS、RS,获取更多的信息源是水文模型发展的一个趋势。由于尺度问题的存在,就涉及到这些信息源的时空分辨率问题。因此,对尺度问题的研究可以确定采集信息源的分辨率,如DEM的空间分辨率、遥感数据源的时空分辨率等,而分辨率的不同直接影响着水文模型的模拟精度。不同的尺度对数据源的时空分辨率有不同的要求,但就具体的一般流域尺度而言,如果流域的时空不均匀性和变异性大,对反映这些特性的信息源的精度就有更高的要求,这里又同时涉及到计算机的处理能力问题。由于水文变量时空分布的不均匀性和水文过程转换的复杂性,水文尺度问题和不同尺度之间水文信息转换的研究还远没有取得成熟可靠的结果,尺度问题还远未得到解决。因此,在分布式水文模型开发中,无论是从宏观综合还是微观研究,尺度问题始终是关注和研究的焦点。
由于没有足够的输入数据,限制了分布式水文模型模拟的精度。水文循环过程的高度非线性和复杂性,及其与时空尺度的高度相关性,使得不论是普适的还是特殊目的的分布式水文模型都需要大量的观测数据或水文过程参数,不仅包括降水、气温、DEM、地质、土壤、植被等大量的自然环境要素和数据,而且还有复杂的地下水、水库调节和运用、农业灌溉、污染物排放等人类活动对径流影响的数据。虽然已经积累了大量的站点观测数据和遥感数据,但是与分布式水文模型尺度相匹配的观测数据尚难以满足模型开发的需求,而且随着人类活动对自然水文循环的影响不断加深,使得有观测资料地区又发展成为了新的缺资料或无资料地区。因此,如何解决建模过程中数据需求问题和多源数据的同化与利用问题成为水文模型研究的难点之一,主要体现在空间属性数据的尺度问题、与人类活动相关的数据获取与数据同化问题。另一方面,大气环流模型的不断开发,为水文模型提供了可选择的数据源。水文模型和大气模式中模拟的资料互相应用,可以取得较好的结果。而大气环流模型不适合模拟边界层的变量如蒸散发和径流,它没有包括陆地水循环中水体的水平方向运动,对蒸散发的模拟完全是根据垂直方向的水量平衡。因此,加强水文模型与大气环流模型的耦合研究,仍然是今后水文模型研究的热点。此外,水文循环是一个多过程相互嵌套的高度复杂的系统,随着水文信息观测技术
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和计算机计算性能的发展,分布式水文模型模拟程度和能力不断提高,但是仍然回避不了不确定性问题。缺乏或忽视对这些不确定性的深入分析,将无法为决策者提供充分的客观信息,并有碍于提高对水文过程和机理的认知与把握。因此,如何降低模型以及参数估计的不确定性是未来水文模型研究的另一个重点领域。
水循环深刻地影响着全球生态系统的结构和演变,影响着自然界中一系列的物理、化学和生物过程,也影响着人类社会的进步和人民的生产生活,在地圈-生物圈-大气圈的相互作用中占有显著的地位。因此,水文模型不仅在水循环研究领域有着重要的地位,在与水循环有关的其他系统的模拟研究中,水文模型也发挥着重要作用。目前,水文模型除了在水资源评价、地表水污染、水环境预测中有较好的应用外,在农业灌溉、水土流失、地下水污染、土地利用变化影响、生态系统健康评价、气候变化影响等方面的研究及应用都有待加强。加强水文模型与其他系统模型的耦合研究,以充分利用水文模型的研究成果是值得深入研究的工作。另外,水循环过程的物理规律是对水文过程进行准确描述的基础,而目前还远未完全掌握,这也限制了水文模型的发展。因此,充分利用新技术和新手段,加强水文物理规律的研究仍是今后水文模型研究的重点内容之一。
构造合理、功能强大的分布式水文模型是分析水文过程的强有力工具。开发一个成熟的分布式水文模型需要花费大量的时间、财力及人力。从国内外已开发的一些通用性较强、产汇流机制比较完整的分布式水文模型来看,这种水文模型应具有以下特征:(1)具有模拟所有重要水文过程及其相互作用功能,可进行短期和长期模拟;(2)模型参数和输入输出灵活且时空可变;(3)合理的模型求解算法。运行分布式水文模型需要花费大量的时间,使用并行计算处理是减少运行时间的有效选择之一;(4)具有良好的前处理、后处理及与GIS集成的功能,GIS是进行模型设计、模拟结果分析的强有力工具,模型应具有基于GIS的数据输入、管理和操作等功能;(5)灵活、模块化程序设计,具有一定的可扩展性;(6)为实现复杂系统模型的参数率定与模型检验,模型应具有参数反演及灵敏性分析功能,可运用随机方法进行参数时空不确定性、输入输出的不确定性分析;(7)易于移植,可运行于UNIX、Windows和Linux等多个操作平台;(8)易于使用,具有友好的图形界面。随着经济和社会的快速发展,人类对有限的水资源的需求日益增加,建立具有很强物理机制、可以模拟水循环中各种水文过程及其相互作用的分布式水文模型是今后的研究发展方向,将为水资源综合管理提供强有力的支撑。
过去几十年来,我国广大水文工作者前赴后继、孜孜不倦,结合我国国民经济建设的重大需求和水文科学发展的迫切要求,在水文模型的开发、研究和应用方面,开展了大量卓有成效的研究工作,取得了很多可喜可贺的成就。在概念性水文模型开发和应用
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7.plc的发展历程和展望 篇七
一个国家的产业布局是一定历史条件下的产物。新中国成立以来,受我国政治、经济、历史等客观因素的影响,以及产业布局制定者关于产业布局理论的认识和接受程度的主观约束,我国产业布局在不同时期体现出不同的内涵、实践和特征,经历了均衡、非均衡和区域协调发展的嬗变过程。这样一种嬗变,不仅反映了我国产业布局理论的不断深化,还深刻地改变着我国区域经济的现实格局以及强有力地促进了我国经济发展阶段的转变。
全面认识新中国成立以来我国产业布局的嬗变及其现实效应,将为我国产业布局理论及实践的发展提供丰富的历史素材和理论启示。为体现出与我国经济发展战略一脉相承的原则,将新中国成立以来产业区域布局划分为以下3个时期。
1 20世纪50年代至70年代中期,实行公平优先的均衡产业布局
中国近代工业萌芽发端于明代中叶,从鸦片战争后到甲午战争前的50余年间,东南沿海少数地区的工业开始形成,但由于明清政府限制对外贸易和闭关锁国政策,近代工业的发展极其缓慢。到新中国成立之前,由于帝国主义列强的侵略、封建买办官僚资本主义的腐败、军阀的混战,旧中国工业化发展水平极低,且产业区域布局极不平衡。新中国成立之初,从分布上看,全国70%以上的工业和交通运输设施集中在占全国陆地面积不到12%的东部沿海狭长地带,重工业主要集中在辽宁省中部地区,轻纺工业和机械修配集中在上海、无锡、天津、青岛等少数城市,西南和西北地区当时总共才有300多家工矿企业,且绝大部分是以手工业劳动为主、设备简陋的小型轻工厂和修配厂。
新中国成立后,为了纠正严重失衡的区域发展格局,改变生产力过于倚重东部沿海地区的不均衡状况,以毛泽东同志为首的第一代中央领导集体,在处理产业区域布局的指导思想上,以前苏联的均衡配置论为理想模式,提出了产业均衡布局的战略构想。1956年4月,毛泽东在听取34个中央部委经济工作汇报的基础上,发表了《论十大关系》一文,其中专门谈了沿海与内地工业的关系,标志着毛泽东区域经济思想的形成。他认为:我国全部轻工业和重工业,有约70%在沿海,只有30%在内地,这是历史上形成的一种不合理状况,沿海的工业基地必须充分利用,但是,为了平衡工业发展的布局,内地工业必须大力发展。我国改革开放前的产业区域布局,就是在毛泽东同志的区域经济均衡发展战略指导下进行的。
在“一五”计划(1953~1957年)中,我国重点是优先发展能源、原材料、机械工业等为主的重工业,工业化建设主要围绕前苏联援建的156项重点工程和694个投资限额在1000万元以上的项目进行,这些项目包括钢铁、电力、煤炭、石油、有色金属和机械设备制造等产业。这些项目中相当大的一部分摆在工业基础相对薄弱的内地。这样,不仅东北、上海、武汉等工业基础建设得到加强,同时还以西部地区的川(成都地区)、渝、陕(关中地区)、甘(兰银地区)为重点,以重化工业优先增长为中心开始了西部地区大规模的工业开发。“一五”执行的其结果是,在西部地区形成了以兰州、西安、成都等城市为依托的新工业城市,西部地区工业化发展出现了崭新的形势,极大地改变了西部地区的落后面貌。
“二五”(1958~1962年)至“四五”时期(1970~1975年),国家在产业区域布局上更加强调均衡布局的指导思想,产业区域布局政策的重心开始大规模西移,产业区域布局跳跃式地向西部地区推进。“二五”时期,中央拟定的发展目标是,对西部地区继续加强重点项目建设,在西南、西北和陕、豫交界的三门峡地区分别进行以钢铁、有色金属和大型水电站为中心的新工业基地建设,在新疆开展石油和有色金属为重点的项目建设,加强了西藏的地质勘探工作,在大力开发攀枝花钢铁工业的同时,新建和扩建了一系列钢铁工业,“二五”实施的结果是,在西部地区的兰州、西宁、乌鲁木齐、银川、贵阳、昆明等地形成了一批机械工业基地,在缺煤的西北和西南地区新建了一些煤炭开采基地。“三五”(1966~1970年)和“四五”期间(1971~1975年),产业区域布局政策的目标是围绕国防和备战而确定的,其重点是开展“大三线”建设,在西南、西北、豫西、鄂西和湘西等地区新开辟了一系列工业基地。在新建的同时,国家又有计划地从东部沿海地区向内陆地区搬迁了一批企业和科研单位,充实了内地的经济实力。“三线”建设对我国产业区域布局产生了重大的影响,“这时期形成了工业建设在地域上的一次大转移,其时间之长,投资之大,影响之深为中外罕见。[1]”
公平优先的均衡产业区域布局拓展了我国生产力发展空间,其所强调的均衡发展、产业区域布局向西部地区倾斜政策的着力实施,尤其是“三线”建设,刺激了西北地区和西南地区工业的增长。据有关资料介绍,从1956年到“三线”建设时期,西部地区相继建成近大约2000多个大中型骨干企业(包括国防工业企业)、科研院所,形成45个大型生产科研基地和30多个各具特色的新兴工业城市,修筑了10条总长8000公里的铁路干线[2]。整个西部地区形成了以钢铁、机械、化工、电子、航空航天、建材、能源工业为主要组成部分的一大批装备精良、人才荟萃的工业基地和科研基地。如在西南地区建设了以重庆为中心的常规兵器工业基地,以成都为中心的航空工业基地,以攀枝花钢铁公司为中心的攀西工业基地,以长江上游重庆至万县为中心的造船工业基地,在西北地区建设了航空工业、航天工业、常规兵器、电子和光学仪器等工业基地。这些战略后方基地的形成,客观上改变了我国工业东、西部地区布局长期不合理状况,带动了西部地区工业生产的发展,对于保障国家安全,加强国防建设,促进内地和少数民族地区的发展,使生产力的空间安排趋于均衡等方面发挥了重要的推进作用。
但是,均衡产业区域布局影响对产业布局的因素缺乏全面的认识,用主观意志代替了客观规律,因此,产生了一些不良的后果:(1)它脱离了发展和效率的主题,片面强调公平目标下地区之间的平衡,使得它最终不可能推动区域走向共同富裕的道路,相反还导致了区域内的共同贫困[3]。(2)“三线”建设按照“进山、分散、隐蔽”方针进行的工业布局,违反了经济发展规律,造成企业效益低下;(3)均衡产业区域布局还使中国各地区产业结构趋同,缺乏地区间分工协作,没能充分发挥各地区的比较优势,如对发达地区积累起来的生产力的利用重视不够,对落后地区的潜力和优势认识不足。
2 20世纪70年代末至90年代末,实行效率优先的非均衡产业布局
20世纪70年代末,我国所面临的国际和国内政治社会环境已经发生重大改变,迫切要求经济发展战略和产业区域布局得到相应的调整,否则将无法适应新形势对我国经济发展的要求。为此,理论界展开了对产业区域布局的大讨论,专家学者们发表了大量论文和专著,大量西方区位理论被引入我国,前苏联的产业布局理论逐渐被摒弃,最后,增长极理论和梯度推移理论得到我国社会各界的认同,成为指导我国产业区域布局的基础性理论。
1978年,以邓小平同志为代表的第二代中央领导集体充分吸收了西方产业区域布局理论的精髓,对我国产业布局做了重大调整,实行了效率优先的非均衡产业区域布局。非均衡产业区域布局的核心就是以经济发展规律和价值规律为基本原则,重新考虑我国地区产业布局的结构和先后发展秩序,实施产业布局向东部地区倾斜,然后逐步向中、西部地区梯度推进。
1978年的十一届三中全会作出了把党和国家的工作重点转移到社会主义现代化建设上来和实行改革开放的战略决策。次年,中央决定在深圳、珠海、汕头和厦门试办特区。这是我国实行非均衡产业区域布局的一个极为重要的标志。经济特区因此成为经济发展的前沿阵地和产业布局的重点区域,在这一方面,尤以深圳特区为代表。
在“六五”(1981~1985年)计划中,产业区域布局充分考虑到了利用区域比较优势,进行产业上的区域分工来加速整体经济增长的速度,明确提出了优先发展沿海地区、并通过沿海地区的发展带动内地发展的区域发展战略。“六五”计划专门列出的“地区经济发展计划”,对沿海、内陆和少数民族三类地区产业布局做了具体部署,强调要在发挥东部地区经济技术优势的基础上,推进东部、中部和西部地区之间的横向经济联合,以促进这些地区之间的比较优势互补以及经济发达地区的辐射和扩散效应。“七五”计划(1986~1990年)继承了“六五”计划中通过优先发展沿海地区带动内地发展的战略思想,并依据梯度推移理论,将全国的产业区域布局和开发顺序遵循先东部地区、后中部地区、再西部地区的顺序,即由高梯度向低梯度推移。在“六五”和“七五”两个计划时期,国家投资大规模向东部地区倾斜,西部地区在国家投资中的份额逐步下降到历史最低点[4],西部地区在“六五”和“七五”期间工业增长速度逐渐下滑,分别低于全国0.5、0.6个百分点[5],而同期东部沿海省份依旧保持两位数以上的增长。另外,随着农村家庭联产承包责任制的推行,农村劳动力逐步从土地的束缚中解放出来,部分农民开始离开土地兴办企业,乡镇企业蓬勃发展,彻底打破了我国工业布局上城乡隔绝的传统格局[6]。
“八五”计划(1991~1995年)恢复了沿海与内陆的划分模式,提出了促进地区经济朝着合理分工、各展所长、优势互补、协调发展的方向前进。1992年10月,党的十四大报告正式提出:我国经济体制改革的目标是建立社会主义市场经济体制,重新明确了东部、中部、西部三地带的划分,并且重申了沿海地区应以更快速度和更好效益发展的要求。从实践上看,“八五”期间成为我国改革开放推进最快的时期,确立了社会主义市场经济目标,形成了由沿海到内地、由一般加工工业到基础工业和基础设施的总体开放格局。
1995年党的十四届五中全会在《中共中央关于制定国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标的建议》中提出,把“坚持区域经济协调发展,逐步缩小地区发展差距”作为今后15年我国经济和社会发展必须贯彻的一条重要方针,并重点提出了西部大开发的战略措施,为缩小东、西部地区经济发展差距指明了发展方向。
1996年八届全国人大四次会议通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标规划纲要》中,专设了题为“促进区域经济协调发展”一章,较为系统地阐述了此后15年国家的区域经济发展战略。《纲要》进一步提出要按照市场经济规律和经济内在联系及地理自然特点,突破行政界限,在已有经济布局的基础上,以中心城市和交通要道为依托,逐步形成长江三角洲及沿江地区、环渤海地区、东南沿海地区、西南和华南部分省区、东北地区、中部五省区和西北地区7个跨省区市的经济区域;各经济区重点发展适合本地条件的重点和优势产业,避免地区间产业结构趋同,促进区域经济在更高起点上向前发展。
1997年党的“十五”大进一步强调要促进地区经济合理布局和协调发展。其中,东部地区要充分利用有利条件,在推进改革开放中实现更高水平的发展,有条件的地方要率先基本实现现代化。中西部地区要加快改革开放和开发,发挥资源优势,发展优势产业。
非均衡产业区域布局的实施取得了明显的成效,对我国经济发展和产业布局产生了深远的影响。首先,我国对外开放格局全面形成。从全国范围来看,对外开放已形成从经济特区——沿海开放城市——沿海经济开放区——内地这样一个包括不同开放层次,具有不同功能的梯度推进格局。这些开放城市、经济开放区以及经济特区形成我国对外开放的前沿地带,成为我国产业布局的重点地区。而从一个地区来看,20世纪90年代以来,由于技术进步,新兴产业兴起,产业布局的指向已逐步由传统的资源指向转为技术指向。各地出现了一大批不同级别的经济技术开发区、高新科技园区、保税区、金融贸易区、出口加工区等,成为各地区产业集聚的重点区域。其次,出现产业集聚现象。在市场经济带动下,在市场化程度较高的南方和东部沿海城市,一些产业已经开始依照产业发展的规律逐渐集聚,例如在广东、浙江、江苏等省份,形成“一村一品,一乡一业”的经济现象,并由一个产品发展为一个产业集群,如温州的皮鞋产业集群、打火机产业集群、人造革产业集群及锁具产业集群等都是闻名遐迩的产业集群,其产品几乎覆盖同类市场,甚至占领了国际市场。再次,跨地域经济带逐渐形成。由于地区间的合作不断得到加强,一些地理上相近的城市开始出现较为有序的分工。共享的区域市场得到一定程度的培育,一些大型的跨地区的城市经济带开始出现。东部沿海地区逐渐形成以上海、广州和北京为核心的“长三角”、“珠三角”和“京津唐”三大经济带并产生了很大的地区产业集聚效益,这些经济带在推动产业经济“高度加工化”和“知识技术密集化”方面发挥了重要作用[7]。
但是,随着非均衡产业区域布局的全面实施和市场自发作用的逐步增强,存在的问题也日益显现,主要有:(1)区域发展差距问题开始凸现并日趋严峻,特别是东、西部地区差距相当悬殊。产业布局呈现出显著的自东向西逐级衰减的梯度分布态势,东部地区与西部地区的人均国内生产总值的绝对值和相对值差距都在迅速扩大。(2)区域产业结构不合理,区域之间普遍存在着结构趋同现象。据测算,在“九五”计划期间,我国东部地区产业结构相似率已达94%,中部与东部地区产业结构相似率达93.5%,西部与中部地区产业结构相似率达97.9%[8]。(3)区域产业结构偏置与产业结构失衡两种情况同时并存。这些问题的存在,导致区域经济发展的无序,加上地区性经济封锁、市场分割,直接阻碍了生产要素在全国范围内的合理流动。因此,必须构造新的区域产业区域布局框架。
3 21世纪以来,实行区域协调发展的产业布局
为了平抑、弥合东部和西部地区之间过大的差距,保持国民经济的稳定、协调发展,社会各界对非均衡产业区域布局进行了反思,并催生出以处理好东部地区与中、西部地区发展关系问题为核心内容的区域协调发展。其基本出发点在于处理好东部地区与中、西部地区之间的关系;其核心要义是在保持东部地区区域经济和总体国民经济较快发展的基础上,加快中、西部地区经济发展速度以及加强对中、西部地区的支持力度。
区域协调发展从20世纪90年代中后期得到中央的确认。经过连续几年的战略部署及战略实施,到1999年,以江泽民同志为核心的党中央做出了实施西部大开发的重大战略决策,从此,我国产业区域布局实现了历史性的转变。实施西部大开发战略的同时,在胡锦涛同志科学发展观指导下,为统筹区域发展,中央先后实施了振兴东北老工业基地、促进中部崛起、东部率先发展等重大战略举措,并形成了一整套有机结合的、统一的区域整体发展战略。
2003年10月,党的十六届三中全会审议通过了《中共中央关于完善社会主义市场经济体制若干问题的决定》,首次提出了“五个统筹”的发展战略方针,在区域关系上,强调因地制宜,各展所长,优势互补,协调发展;在区域协调发展中,既要对战略产业和重点区域有选择地倾斜,又要对区域经济发展过程中的重大比例关系进行协调,促进区域间生产要素合理流动和优化配置,实现各地区共同发展、共同富裕,确保各地区同步进入全面小康社会。
2006年3月“十一五”规划纲要中,将“促进区域协调发展”单独列为一篇,对促进区域协调发展作了“坚持实施推进西部大开发,振兴东北地区等老工业基地,促进中部地区崛起,鼓励东部地区率先发展,健全区域协调互动机制,形成合理的区域发展格局”的战略部署,标志着中国区域协调发展战略基本形成。
在区域协调发展战略指导下,21世纪初我国产业区域布局举措主要包括:(1)积极培育新的增长极。分别在中部地区和西部地区培育新的增长极,即2007年6月,国务院批准成渝城乡统筹综合配套改革实验区;2007年底,国务院又批准了武汉城市圈和长株潭配套改革实验区。批准实验区的目的是使其成为引领西部地区和中部地区的增长极,促进我国区域空间结构由单中心向多中心转化。(2)提出新的产业区域布局模式。打破传统的按行政区划进行产业布局的模式,按优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区共4种类型的主体功能区进行产业布局。这种产业区域布局模式充分考虑到各区域的开发密度、发展潜力等因素,其目的就是使各地区的经济和人类活动与其资源环境承载力相适应,实现人与自然的和谐。(3)引导地方发挥积极性。中央以政府批文的形式,积极引导地方因地制宜进行产业区域布局。21世纪以来,国务院批复的规划和文件涉及珠江三角洲、长江三角洲、天津滨海新区、海峡西岸经济区、关中———天水经济区、辽宁和江苏沿海地区、黄河三角洲、广西北部湾、安徽等。这些区域将成为当地产业布局的重点,成为引领当地经济发展的增长极。
从目前来看,区域协调发展的产业布局已初显成效。(1)初步扭转了区域差距尤其是东、西部地区不断扩大的局面。在区域协调互动机制作用下,劳动力、资本等生产要素的流动规模不断扩大,促进了资源在更大区域范围的优化配置,各区域的比较优势得到有效发挥。(2)形成东部、中部、东北和西部四大经济格局。即西部大开发、东北振兴、中部崛起、东部率先发展的区域经济四轮驱动发展格局,并将成为我国今后很长一段历史时期内的区域产业布局和主要区域格局形态。(3)基本形成“珠三角”、“长三角”、“环渤海”和成渝经济区四大经济增长极。随着成渝经济区规划的实施及试验区地位和作用的显现,将与“珠三角”、“长三角”、“环渤海”一起成为我国四大经济增长极,在我国东、南、西、北疆土形成的这4个增长极将会发挥其集聚和扩散功能,成为我国区域经济协调发展的重要力量。
4 展望
综上所述,新中国成立以来,我国产业布局的几经演变,反映了我国不断总结区域经济建设和产业发展的经验教训,以及对产业发展内在规律认识的逐渐深入,也从一个特定的角度反映了我国对建设有中国特色社会主义的探索过程。随着我国经济发展的进一步推进,我国产业区域布局将会朝以下方向发展。
4.1 促进区域协调发展
从长期看,经济的全面、协调和可持续发展,缩小地区间人均和社会发展差距将是我国长期的政策目标和现实目标,产业布局作为实现此目标的有效手段,将不再单纯强调空间经济效应,而会在公平和效率间找到最佳的平衡点,促进区域之间的协调发展。
4.2 重视区域比较优势的发挥
产业布局将会把全国作为一个统一的整体进行统筹规划,强调地域分工的客观性和经济效益的最大化,鼓励各区域发展自己特色优势产业,形成一个明确的区域分工,各地区的优势能够在地域分工的基础上得到较好发挥。在分工过程当中,区域之间有竞争、有合作,地区经济在优势互补的基础上协调发展,形成区域间的良性互动。
4.3 促进产业集聚的实现
从世界产业布局的发展规律来看,产业布局有集聚和扩散两种趋势,且在经济发展的不同阶段有不同的调整和表现。由于我国目前还处于工业化中期向后期过渡阶段,因而产业集聚仍将是一个长期趋势。促进产业集聚意在强调发挥区域各种资源要素的整合能力和协同效应,避免割裂区域内各种资源之间的联系。为此,国家将通过鼓励各种“经济区”建设和发展来为产业集聚提供载体。
4.3 注重发挥市场机制的作用
我国正处于转型期,政府干预经济发展的作用将会继续存在,有时作用还不能低估。但随着我国社会主义市场经济体制和宏观调控机制框架的建立,市场机制对资源配置作用将会占据主导地位,产业布局将逐渐弱化政府的角色,政府的作用仅限于完善市场机制、培育要素市场、弥补市场机制在配置资源和提高效率中的缺陷。产业布局将演变为在政府引导下、以企业为主体的市场选择行为,产业区域布局将更趋理性和合理。
参考文献
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[3].高新才.“中国改革步入30年:回顾与展望”国际论坛会议论文集[EB/OL].http:∥www.chinareform.org.cn/cirdbbs/dispbbs.asp?boardid=25&ID=149509
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[6].夏大慰,史东辉.产业政策论[M].上海:复旦大学出版社,1995:256
[7].匡明.非均衡发展时期我国产业布局政策及其成效[J].当代经济,2007,(18)
8.外资银行在我国的发展历程和特点 篇八
【关键词】外资银行;WTO;外资银行的特点
一、引言
外资银行进入我国的发展历程按照时间顺序分成二阶段。第一个阶段是从1994年我国第一部管理外资银行的法律—《中华人民共和国外资金融机构管理条例》出台到我国加入WTO前夕这段时间,这一阶段外资银行的特点可以用期待中谋求发展来概括。第二个阶段是我国加入WTO以来的这段时间,这一时期外资银行的发展特点是迅速扩大推进发展。
二. 1994-2001年间外资银行发展历程和背景
1994年,主要有以下重要事件发生:1中国人民银行颁布了《中华人民共和国外资金融机构管理条例》。2在北京等11个内陆中心城市,允许外资设立营业性金融机构。1995年,外资银行正式进入我国内陆城市,武汉、西安、杭州、苏州、合肥、成都、重庆和沈阳陆续被批准为金融对外开放城市。1996年,主要有以下重要事件发生:1中国人民银行颁布《中华人民共和国外资金融机构管理条例实施细则》和《在华外资银行设立分支机构暂行办法》。2中国人民银行颁布《上海浦东外资金融机构经营人民币业务试点暂行管理办法》。洲开发1997年,首批经过正式批准经营人民币业务的四家外资银行—美国花旗银行、汇丰银行、日本东京三菱银行和日本兴业银行在上海浦东试点经营人民币业务,服务对象仅限于三资企业和外国居民。1998年,主要有以下重要事件发生:1中国人民银行决定扩大外资银行经营人民币业务的试点,批准深圳为第二个允许外资银行试点经营人民币业务的城市。2首次批准包括日本兴业银行、花旗银行、汇丰银行、渣打银行和东京三菱银行在内的8家在上海经营人民币业务的上海分行进入全国同业拆借市场,进行人民币的同业拆借、债权买卖和回购。999年,主要有以下重要事件发生:1中国人民银行颁布了《关于向金融机构投资入股的暂行规定》,该规定实际上限制了外资和中外合资金融机构向国有商业银行参股。2中国人民银行颁布《外国银行撤消在华营业性分支机构操作指引》。
截止2001年底,外资银行在华资产总额为450.48亿美元,贷款总额为185.36亿美元;外资银行设立代表处214家、营业机构190家,其中外资银行分行133家,已批准31家外资银行从事人民币业务的试点,人民币资产已达450亿元,其中贷款390多亿元,逐步转向了以获取我国国内的市场机会为主的发展战略。
三. 我国加入WTO后外资银行的发展和背景
2001年,主要有以下重要事件发生:1我国进入WTO,并且承诺入世两年内允许外资银行对中国企业办理人民币业务;入世五年内取消所有地域限制,允许外资银行对所有中国客户提供服务,允许外资银行设立同城营业网点,审批条件与中资银行相同。2我国公布入世后银行业首批对外资金融机构开放项目。2002年,主要有以下重要事件发生:1国务院颁布了《中华人民共和国外资金融机构管理条例》,中国人民银行颁布《中华人民共和国外资金融机构管理条例实施细则》以及《外资金融机构驻华代表机构管理办法》。2中国人民银行和中国证券监督管理委员会联合颁布《合格境外机构投资者境内证券投资托管暂行办法》,中国人民银行颁布《商业银行信息披露暂行办法》,要求包括在华的外资银行在内的商业银行根据有关规定发布财务报表。证监会颁布《外资参股基金管理公司设立规则》。2003年,主要有以下重要事件发生:1花旗银行参股上海浦东发展银行。2国际金融公司参股民生银行,恒生银行,国际金融公司和新加坡直接投资有限公司参股兴业银行。2004年,经中国人民银行、中国银行业监督管理委员会等监管部门审批,上海浦东发展银行获准在全国发行引进花旗银行管理和技术的双币种信用卡—浦发信用卡,该卡的发行标志着外资银行已经正式介入我国内地信用卡市场。2005年,经中国人民银行、中国银行业监督管理委员会等监管部门审批,6月美洲银行入股中国建设银行25亿美元,占其股份的5%;8月苏格兰皇家银行入股中国银行15亿美元,占其股份的5.16%;10德意志银行萨尔.奥彭海姆银行入股华夏银行26亿人民币,占其股份的13.98%。2006年,经中国人民银行、中国银行业监督管理委员会等监管部门审批,高盛集团、安联集团、美国运通公司入股中国工商银行37.8亿美元,占其股份8.89%;11月西班牙毕尔巴鄂维茨卡亚对外银行入股中信银行5.01亿欧元,占其股份的5%。
四.外资银行在我国的发展有以下几个特点:
首先在争夺中国市场上,采用全局观点制定了长远的规划和目标。除了那些受业务范围所限专注于某一个或有限领域业务的外资银行以外,大银行在执行贯彻它们的策略时,简直是事无巨细,滴水不漏,同时还追求尽可能高的效率和效益。即使是那些业务范围相对狭窄,更为专业化,实力稍弱的外资银行,也大打特色牌,不断推出差异化的产品与服务。比如业务地域一般都集中在我国经济发展水平较高的东南部,沿海开放地带和内陆中心城市。这部分地是我国对外资逐步开放造成的结果。由于各大银行都踊跃争取别人可能领先的业务,唯恐落伍,所以具体业务之间的设置上虽然都各有不同的称谓甚至也可能各具特色,但实际上没有本质上的区别。
再次在引进外资银行进程当中,实际涉及到的是我国金融业各监管当局、外资银行及其母行、中资银行、我国政府、外国政府、世界贸易组织和巴塞尔银行监管委员会等等经济组织或个体的多方博弈。其中主要的参与者是我国金融业各监管当局、外资银行和中资银行。它们各自有自己不同的行动目标,比如我国监管者要在引入外资银行期间,保证其不会对我国国内金融业乃至于整个宏观经济发展造成负面影响,起到了裁判官的作用:外资银行当然是希望首先在我国站住脚跟,然后参与和分享我国经济建设所带来的巨大回报,客观地分析外资银行不可能不考虑其行为的短期性和逐利本性;而中资银行则希望在存在外资银行的环境中不断做大做强。
参考文献
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