DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 众所周知，在海洋腐蚀环境下，使钢筋混凝土结构极易发生破损，影响结构的耐久性，严重甚至会降低承载力从而影响其结构的安全性。传统海洋工程用建筑材料大多采用海工硅酸盐混凝土，其凝结速度慢，强度受温湿度等外在条件影响大，性能也远远不能满足应急快速抢修的需求。在海洋环境中进行应急抢修抢建，要求胶凝材料具备早期强度高、施工可操作性强、存放时间长、体积变形小、耐久性高等优点。磷酸镁水泥(Magnesia-Phosphate Cement，下文缩写为MPC)是一种能够在常温下加水后通过酸–碱反应及物理作用而变化成坚硬石材的新型胶凝材料，该材料具备水泥、陶瓷和耐火材料的主要优点，具有可塑性好、快硬早强、低温硬化及耐火度高、耐急冷急热性好等优点 [ 1 ] [ 2 ] ，在海洋工程的快速抢修、抢建方面具有独特的优势。 在海洋环境中建造混凝土结构，拌合用淡水的缺乏是主要困难之一。如果能用海水代替淡水拌合混凝土必将大大降低工程造价、缩短工期、其经济意义不言而喻。根据应急抢修抢建环境的特殊性，抢修抢建材料最好能就地取材，这样可避免应急环境下运输的干扰和负担，增加抢修抢建保障的可靠性与安全性。因此，本文主要就地取材湛江麻斜港的海砂与海水，作为海工磷酸镁水泥砂浆制备的细骨料和拌合用水。通过前期大量的试验得到满足抢修抢建基本性能要求的最佳配合比的基础上，对海工磷酸镁混凝土、钢纤维增强海工磷酸镁水泥胶砂、海工磷酸镁水泥胶砂三者在自然养护以及海水养护的情况下的力学性能进行分析，获得最适合于海域水上以及海域水下抢修抢建的磷酸盐胶凝材料，以期对海洋工程抢修抢建以及结构服役性能提供理论支撑和保障。
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user: 2. 海工磷酸镁水泥的制备 2.1. 原材料的选择 实验用原材料包括氧化镁(MgO，简写为M)，磷酸二氢铵(NH 4 H 2 PO 4 ，简写为P)，硼砂(Na 2 B 4 O 7 ∙10H 2 O，简写为B)，湛江麻斜港海砂(简写为S)，湛江麻斜港海水(简写为W)，石子及钢纤维(1 mm × 2 mm × 20 mm)。其中氧化镁由菱镁矿经工业窑炉于1500℃高温煅烧所得的重烧氧化镁破碎而成，试验所用MgO颜色为棕黄色，比表面积均为2610 cm 2 /g。 2.2. 海工磷酸盐水泥基材料配合比 前期对磷酸镁水泥进行了大量的研究，获得了能够满足抢修抢建基本性能要求的磷酸镁水泥几组最佳配合比，详见表1。 为考察选定的磷酸镁水泥对砂浆的适应性，对比研究了MPC-I、MPC-III两种水泥配制砂浆的1h、1d、3d、7d和28d强度 [ 3 ] [ 4 ] 。通过对比分析，发现对于磷酸镁水泥砂浆而言，P/M比值较大(1/4)时要比P/M比值较小(1/5)时强度低。鉴于应急海洋工程抢修抢建的特点，工程抢修抢建用胶凝材料必须具有较高的强度，尤其是早期强度，通常是以2小时以内的强度为标准。因此，根据前期对磷酸镁水泥研究结果，可以初步确定：海工磷酸镁水泥净浆配合比中P/M比值设在1/5左右为宜，而对于海工磷酸盐水泥砂浆而言，由于砂子承担了部分MgO作为粗骨料，配合比中P/M比值应大于1/4，可取1/3。 2.3. 海工磷酸镁水泥基材料试件的制备 本文通过就地取材湛江麻斜港的海砂与海水，作为海工磷酸镁水泥砂浆制备的细骨料和拌合用水。由以上理论分析和实验筛选，各海工磷酸镁水泥基材料配合比如表2所示，将原材料充分混合干拌均匀，再加水搅拌约3分钟，于震筛仪上振动30下后成型，其中钢纤维增强海工磷酸盐水泥[ 4 ]和海工磷酸盐水泥胶砂制成40 mm × 40 mm × 160 mm的标准试件，海工磷酸盐混凝土制成100 mm × 100 mm × 100 mm的标准试件。 2.4. 海工磷酸镁水泥基材料试件养护及实验 根据海洋工程实际情况，实验从湛江海域水上和水下两种环境来考察所制备的海工磷酸盐水泥基材料的性能。对于海域水上部分，将制备好的试件于露天放置自然养护；而对于海域水下部分，将所制备的材料自然养护7d具有一定的初始强度后，则将试件放置于海底深10米处浸泡养护，放置地点为湛江麻斜港，图1为实验相关装置和操作。 Table 1 Magnesium-phosphate cement formul 编号 M:P:B 水泥比面积(cm 2 /g) 凝结时间(min) 抗压强度(MPa) 1h 1d 3d 7d 28d MPC-I 4:1:0.20 2530 7.5 22.0 53.8 75.9 79.7 89.8 MPC-II 4:1:0.32 2530 14.5 10.4 53.9 63.8 68.9 81.2 MPC-III 5:1:0.25 2610 5.5 31.4 47.6 72.1 83.3 106.6 表1. 磷酸镁水泥配方 Table 2 The hydrate phosphate cement base material and the coagulation tim 名称 P:M B:P 海砂/MPC 碎石/MPC 钢纤维/MPC 水/胶 凝结时间(min) 海工磷酸镁混凝土 1:3 0.300 0.52 0.98 — 0.19 28 钢纤维增强海工磷酸镁水泥胶砂 1:3 0.375 0.34 — 0.043 0.17 25 海工磷酸镁水泥胶砂 1:3 0.375 0.34 — — 0.17 20 表2. 海工磷酸盐水泥基材料配合比及凝结时间 图1. 海域水下养护的海工磷酸镁水泥基材料试件 对于海域水上和水下养护的磷酸盐水泥试件，需定期拿取或打捞出以测试其宏观力学性能 [ 5 ] 。本实验采用电动抗折机(型号：KZJ-5)测试试件的抗折强度，采用抗折抗压实验机(型号：KZY-300)测试试件的抗压强度。采用维卡仪测定MPC水泥的凝结时间，由于水泥的凝结速度很快，因此搅拌时间控制在3分钟之内，初始阶段每隔30秒钟测一次，临近初凝时每隔15秒钟测一次。由于磷酸镁水泥的初、终凝时间间隔很短，试验中主要测定初凝时间，并作为MPC水泥的凝结时间。
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user: 3. 实验结果及分析 3.1. 海工磷酸镁水泥抗折强度分析 通过测试，海域水上和水下养护磷酸盐水泥试件抗折强度如表3所示。 从图中可见，对于钢纤维增强的海工磷酸盐水泥胶砂，自然养护试件的抗折强度随着龄期的增加而呈上升趋势，海水浸泡养护试件的抗折强度在800d之前随龄期增加而下降，降幅不明显，但在900d时抗折强度突然上升。对于海工磷酸盐胶砂，其自然养护下的抗折强度随龄期增加而上升，而海水浸泡下，其抗折强度时升时降，变化规律不明显。可见，在海域陆上，自然养护是利于海工磷酸盐水泥抗折强度的增长，而海域水下，由于海水的浸泡腐蚀，对海工磷酸盐水泥抗折强度的增长不利，但对于钢纤维增强的海工磷酸盐水泥胶砂而言，其900d的抗折强度在前期逐渐降低的基础上突然升高，可能是实验误差的影响，也可能是其它作用机制的结果。总之，海水浸泡养护对海工磷酸盐水泥水化硬化的发展有着一定的影响。 自然养护条件下，两种水泥的抗折强度都随龄期而增长，其中钢纤维增强海工磷酸盐水泥胶砂抗折强度要略高于海工磷酸盐水泥胶砂的抗折强度，而海水浸泡下，钢纤维增强海工磷酸盐水泥胶砂抗折强度却低于海工磷酸盐水泥胶砂的抗折强度，呈下降趋势。这说明，钢纤维增强海工磷酸盐水泥比海工磷酸盐水泥胶砂更适合于海域水上应用。但在900d时，钢纤维增强海工磷酸盐水泥胶砂的抗折强度却上升，而后者却下降，貌似两种材料在海水浸泡环境下的强度发展规律不明显，但强度的长期波动却充分说明了两种材料在海水养护中的水化硬化一直在进行，且与海水的浸蚀相互作用共同影响着材料强度的发展。 3.2. 海工磷酸盐水泥抗压强度分析 实验测试了海工磷酸盐混凝土、钢纤维增强海工磷酸盐水泥和海工磷酸盐水泥胶砂三种水泥基材料的抗压强度，如表4所示，表中填横杠的部分说明没有测到数据，主要是在实验过程中，一些浸泡于海 Table 3 The each curing period of the Marine-phosphate cement base material’s bending strengt 名称 强度 抗折强度(单位：MPa) 7d 14d 28d 56d 90d 180d 800d 900d 钢纤维增强型 海工磷酸镁水泥 自然养护 7.6 9.2 10.2 7.2 10.7 7.9 9.6 10.8 海水养护 9.3 8.8 7.2 9.0 7.5 6.5 6.2 8.8 海工磷酸镁 水泥胶砂 自然养护 9.8 9.5 10.3 6.9 8.2 8.6 10.2 12.3 海水养护 9.2 8.7 8.7 7.4 9.2 7.0 8.1 7.1 表3. 海工磷酸盐水泥基材料各养护龄期抗折强度 Table 4 The compressive strength of three phosphate cement based materials in different curing environment 名称 强度 抗压强度(单位：MPa) 7d 14d 28d 56d 90d 180d 800d 900d 海工磷酸镁混凝土 自然养护 53.1 52.9 43.3 52 48 64.2 74 71.5 海水养护 39.7 32.2 52.6 34.7 34.7 34.5 — — 钢纤维增强 海工磷酸镁水泥 自然养护 43.1 52.4 67.6 45.9 56.7 43.2 90.4 88.9 海水养护 52.8 48.7 32.9 49.5 36.9 40.2 24.0 34.7 海工磷酸镁 水泥胶砂 自然养护 58.7 53.6 56.2 44.3 48.0 42.2 79.9 90.8 海水养护 43.4 55.5 53.5 51.0 42.2 43.1 27.3 37.9 表4. 不同养护环境下三种磷酸盐水泥基材料的抗压强度 底的试件，被海水冲走或无法打捞，造成无法测到相应数据。 在自然养护条件下，钢纤维增强的海工磷酸盐水泥前180d的抗压强度，波动较大。这说明以海水作为拌和水对材料的水化硬化作用有一定的消减，尤其是海水对钢纤维的浸蚀作用。但随着龄期的增加，材料的强度增长明显。但在后期900d时，海工磷酸盐混凝土和钢纤维增强海工磷酸盐胶砂的抗压强度却在前期明显增长的基础上下降，排除实验误差的原因，可能是拌合用海水对材料浸蚀作用大于材料水化硬化作用的一种宏观显现。在自然养护条件下，三种材料的抗压强度总体来说在不断波动中呈增长趋势，其中钢纤维增强海工磷酸盐胶砂试件的抗压强度增长幅度较大，800d的抗压强度达到90.4 MPa，但900d的抗压强度回落到88.9 MPa，下降幅度较小，可能由于样品差异产生，但也可能是以海水作为拌合水对钢纤维的侵蚀破坏作用逐渐大于水化硬化作用导致强度下降，其它两种材料试件800d抗压强度也都达到了70 MPa以上，其中海工磷酸盐胶砂900d的抗压强度上升到90.8 Mpa，且后期强度均呈稳定上升趋势，可能该材料后期受拌合用海水的浸蚀影响较小。三种材料7d抗压强度均达43 MPa以上，可见，这三种海工磷酸盐水泥基材料均适宜于水上的应用。而从材料后期强度上升的稳定性和强度大小来看，海工磷酸盐胶砂更利于应用在海洋水上的抢修抢建工程，其次是钢纤维增强海工磷酸盐胶砂和海工磷酸盐混凝土。 而在海水浸泡养护下，三种水泥基材料的抗压强度随着龄期的增加而明显下降，这主要是由于海水对材料长期浸蚀的结果，但后期900d的抗压强度均又较大回升，相比800d的抗压强度，平均增幅达42%，这说明材料的水化硬化在后期仍然有着较强的发展态势。钢纤维增强海工磷酸盐胶砂在海水浸泡养护下下降幅度较大，14d后抗压强度相对于海工磷酸盐胶砂的抗压强度较低，但三种材料的早期强度都较高，其7d的抗压强度约在40 MPa以上，而海工MPC胶砂和海工MPC混凝土28d的抗压强度都达到了50 MPa以上，而随着海水长期的侵蚀作用，材料后期强度却较大幅度回升，从而说明材料水化硬化的长期作用及良好的耐久性。而从材料强度大小及其发展来看，海工MPC胶砂更适合于海域水下抢修抢建工程的应用，钢纤维增强海工MPC胶砂次之，而海工MPC混凝土由于数据不充分，无法定论。
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user: 4. 试验结论 综合以上分析，在所制备的三种海工磷酸盐水泥基材料中，适应于海域陆上的海工磷酸盐水泥基材料以MPC胶砂为最好，其次是钢纤维增强海工磷酸盐胶砂和海工磷酸盐混凝土。而适应于海域水下的海工磷酸盐水泥基材料以海工MPC胶砂最好，其次为钢纤维增强的MPC胶砂。但就目前得到的数据来看，三种海工磷酸盐水泥基材料在海域水上和水下的早期强度较高，均能够满足海洋环境下的抢修抢建的需要，但其长期的强度变化规律不是很明显，海水或拌合用海水的浸蚀作用与材料水化硬化作用的相互影响机制还有待进一步研究。
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user: 摘 要 水土保持作为生态环境建设的重要内容，是一项实践性较强的农林水事活动。为了评价水土保持的实施效果、明确水土保持的目的与意义、对不同的水土保持方案进行比较与优选，有必要进行水土保持效益评价研究。其中生态效益在保持和改良土壤、涵养水源、固碳供氧和维持景观等方面体现重要的价值。本文通过生态效益指标体系、生态系统服务功能的水土保持效益评价和水土保持生态建设的效益评价指标体系简要说明水土保持的生态效益。 关键词 :水土保持，生态效益指标体系，生态系统服务理论 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 第一次全国水利普查(2010~2012年)所得水土流失数据显示，我国目前水土流失面积为294.91万km 2 ，较之前(1997~2000年)水土流失普查结果356.92万km 2 减少62.01万km 2 ，减少幅度达到17.40%，说明我国水土流失状况有了较大改善。然而，我国目前仍然是世界上水土流失最严重的国家之一 [ 1 ] 。其分布之广，强度之大，危害之重，在全球屈指可数 [ 2 ] 。我国水土流失主要呈现以下三大特点：分布范围广、流失严重、侵蚀形式多样。水土流失一方面造成土壤退化、土地生产力下降，切割、破坏土地资源，致使粮食产量下降，是人地矛盾突出的主要原因，也是生态恶化和贫困的根源；另一方面，水土流失引起江河淤积、污染水体，水利工程效益降低或消失，加剧洪水、干旱等自然灾害，使大江大河长期难以安澜。从整体上看，水土流失已经成为制约我国经济、社会可持续发展的主要因素之一 [ 3 ] 。 水土保持是一项重要的生态环境建设工程，根据系统理论，通常把生态环境和水土保持看作一个整体。要提高区域生态系统的服务功能和生态环境，就要提高水土流失区的土地生产力、改善水文循环和土壤物质循环。水土资源条件在一定程度上决定着自然界生态系统的稳定性；水土资源的利用是经济社会发展引起生态环境变化的主要原因。水土保持不仅是生态环境建设的主体，也是生态环境建设的基础，并处在生态环境建设的前沿。基于此，水土流失成为我国首要面临的环境问题，并成为我国必须长期坚持的一项基本国策。 生态效益是人们利用水土保持措施改善环境的效应，在生产中依据生态平衡规律，使自然界人类的生存发展、自然资源的可持续利用和良好的生态环境朝着有利的方向发展。生态效益是水土保持的目的，也是水土保持综合效益的基础。大自然往往经过很长时间才建立起相对稳定的平衡状态，一旦遭到破坏，有些平衡就无法重建，带来的恶果是人类无法弥补的。因此本文主要针对水土保持的生态效益进行评述与分析。
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user: 2. 水土保持生态效益的指标体系 水土保持对生态环境具有不同方面的影响：一方面水土保持可能会改变土地利用情景和植被覆盖面积，影响生态系统的生产力；另一方面能够改变一定的产流和产沙量。不同的水土保持单项措施效益之间不仅存在着正相关关系也存在着负相关关系，因此，水土保持对生态环境诸多方面的影响仅依靠单方面指标评价是不能概括的，必须进行水土保持的综合效益评价，来探究生态效益指标 [ 4 ] 。 水土保持的综合效益是评价水土保持各项措施的有效尺度和客观标准，是评价水保技术方案及政策可行性的基本原则和科学依据 [ 5 ] ，它是对水土保持效益进行定性描述、定量分析时所用的变量。现如今国内外已经对水土保持综合效益评价做了大量的研究，并提出了各种不同的指标体系。S. Colombo等 [ 6 ] 采用地表水和地下水质量、动植物质量、景观变化、退化区域治理、项目实施范围和创造就业6项指标评价半干旱地区的社会效益；A. J. Hernandez等 [ 7 ] 通过一段时间的降雨后，监测研究不同植物类型区土壤中有机质氮磷钾等含量的变化，来评价橄榄园的水土保持生态效益；朱悦等 [ 8 ] 选取黄土高塬沟壑区两条典型流域，通过对比流域的土壤容重、孔隙度、土壤肥力等指标分析黄土高塬沟壑区典型小流域水土保持措施蓄水保土效益；康玲玲等 [ 9 ] 研究土壤理化性质、水质、林草植被覆盖度和小气候的变化来探讨生态效益的评价方法。生态与环境效益评价，包括调水保土效益和生态效益的评价，目前国内多用绝对减少量和相对减少量分析其优劣 [ 10 ] 。
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user: 3. 水土保持生态建设的效益评价指标体系 水土保持生态建设的效益评价指标体系也十分重要，以水土保持生态建设的具体措施为基础，分别针对水土保持农业措施、林草措施和工程措施的实际功能确定效益评价内容，构建水土保持生态建设效益评价的指标体系。 水土保持的农业措施不仅能创造结构良好的疏松土层，还能调节土壤中空气与作物之间的协同关系，是发展农业生产、增加经济收入、改善生态环境的有效途径之一。农业措施主要功能表现为减少水土流失和提高作物产量两方面。其中，通过减少土壤蒸发和提高土壤入渗，减少地表水资源流失的功能，其效益最终反映在提高作物产量方面。因此，以减少土壤侵蚀和提高土地生产力作为农业措施的具体效益进行核算。 水土保持林草措施是在水土流失地区为涵养水源、保持水土、防风固沙、改善生态环境、开展多种经营增加经济与社会效益而采取的人工造林或飞播造林种草育林等一系列生态建设。在生态脆弱地区，由于自然等因素的限制，水土保持林草措施首先要考虑保护和改善环境的生态功能。因此，核算林草措施生态功能的价值主要从保(培)育土壤、减少土壤侵蚀、减少养分流失、减少泥沙淤积、涵养水源、净化环境、吸收SO 2 、阻滞降尘、改善气候、保护农田、增加生物多样性和固碳制氧等方面进行效益分析。 水土保持工程措施是为防治水土流失危害，合理利用山区水土资源而修筑的各种工程建筑体，作为流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，对改善流域环境具有重要作用。由于工程措施通常与林草措施和农业措施以水土保持综合体系的形式同时实施共同产生效益，为避免效益重复核算，仅核算工程措施区别于其他措施的主要功能所产生的效益。例如坡面工程效益、减少土壤侵蚀效益、提高土地产出效益、沟床工程效益等。
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user: 4. 生态系统服务功能的水土保持效益评价 4.1. 土圈效益 1) 防止土壤侵蚀和泥沙淤积 水土保持最基础的效益之一是减少土壤侵蚀量。水土流失不仅造成山区土地生产力低下，而且产生的泥沙大量淤积在河流、湖泊、水库中，加重了下游地区的自然灾害。当水土流失产生的大量泥沙进行重新分配时，造成河床抬高，航运能力下降，加剧了洪水的威胁，降低水库沟坝等的综合利用效益 [ 11 ] 。植物在防止土壤侵蚀方面起到了至关重要的作用。植物的枯枝落叶层覆盖在地面上，防止雨滴的冲击保护了土壤。并且这些枯落物始终处于松软状态，其孔隙度和持水率较大，可吸收和增加降雨的入渗。由于枯落物对水源的蓄集和缓冲，保障了土壤吸收水分的时间，一定程度上降低了土壤侵蚀。 2) 保护土地资源 水土保持措施土圈效益也体现在保护水土流失区土地资源上，水土流失一方面使土层变薄、土壤退化，导致生产力下降；另一方面洪水泥石流冲刷、掩埋破坏了大量的土地资源，水土保持林草措施就避免了这方面的损失。林冠截留和降雨下渗减少径流量，减少水的流失；枯枝落叶层阻挡可以减小流速，防止冲刷，减少土的流失；林下枯枝落叶的腐烂可增加土壤有机质含量，为微生物、土壤动物和昆虫提供食物和保护条件，促进土壤孔隙的发育和水稳定性团粒结构的增加；这些都有助于保持水土 [ 12 ] 。在坡耕地，水土保持工程措施和水土保持农业措施可有效拦蓄降雨，防止径流产生，增加土壤养分，大幅度提高粮食产量 [ 13 ] 。需要注意的是土地资源一旦破坏，若不经修复，其损失将是长期甚至永续的，现如今已有较大面积的土地资源其破坏性人工难以修复。 3) 改善土壤肥力 土壤肥力的增加也是水土保持的效益之一，由于严重的土壤侵蚀和较低的植被生产力，水土流失区的土壤肥力只能维持在一个相当低甚至逐年恶化的水平。经过水土保持综合治理，土壤中养分含量增高以供植物吸收。土壤肥力很大程度上取决于土壤中的真菌、细菌蚯蚓等各种生物的活性，细菌能够固定大气中的氮，一公顷土壤中蚯蚓每年可加工10余吨有机物，极大的改善了土壤肥力及其理化性质。土壤在碳、氮等大量营养元素的循环中也发挥至关重要的作用 [ 14 ] 。 4.2. 水圈效益 1) 水源涵养效益 植物涵养水源包括林冠截流的降水量、枯枝落叶层的降水量和土壤的降水量三个部分。能减少和延迟降水进入河流，减少洪水的发生，带来巨大的经济效益 [ 15 ] 。一般而言，水土保持调蓄涵养水源的效益包括防洪效益和增加枯水期径流效益两个方面 [ 16 ] 。枯枝落叶层是林草保持水土涵养水源的核心层次，它能有效的阻碍土壤表面的水分和大气中的水分直接交换，抑制水分的蒸发。森林可以在雨季储存水分，而在旱季通过径流流出，可以延长丰水期，缩短枯水期，提高水资源的有效性，增加农田灌溉及城市供水能力 [ 17 ] 。水土保持蓄水效益不能混淆，要根据不同流域、不同时期具体分析。 2) 净化水质 水土流失导致水体中悬浮大量的泥沙，泥沙本身就是污染物，还携带大量的有害有毒物质流入到江河湖泊和水库，对水环境造成严重的污染，也严重影响了工农业生产和城市供水水质，水体污染控制成本也正在显著增加 [ 11 ] [ 18 ] 。水土保持净化水质的作用主要体现在控制非点源污染上。水土保持工程和耕种措施一方面能改善土壤的孔隙度，改善涵养水分能力强。土壤的离子交换吸附能力增强，土壤的蓄水保肥性能也会提高；另一方面改变产流产沙的条件，减少颗粒态污染物和土壤的流失，达到控制非点源污染的目的。林草措施一方面是植物的枯枝落叶层能减少雨滴击溅造成的土壤表层结构破坏和土壤侵蚀，减少水资源和污染物的流失；另一方面，促进雨水的迅速下渗，减少表面径流对土壤的冲刷，可以过滤降水、径流中多种污染物，使径流中的泥沙与固体颗粒发生沉降，从而削减污染物，达到控制非点源污染的效果。一部分污染物被植物吸收、转化，另一部分则在土壤孔隙面发生一系列的生物化学反应，腐殖化作用、硝化作用、反硝化作用、氧化作用等都十分活跃，能有效的去除有机物、硝态氮、铵态氮等污染物 [ 19 ] 。经过综合措施治理的流域，能降低农业地区地表径流对水体的污染，下游地区的水质得到极大的改善。地表径流泥沙的80%~90%可被森林植被削减，减少有毒有害物质进入水体，起到净化水质的作用。 4.3. 大气气圈效益 1) 固碳释氧功能 该功能以水土保持林草措施最突出。 植物具有固碳制氧、调节气候的作用，能够吸收CO 2 释放O 2 ，维持地球上的碳氧平衡。植物在生长过程中通过光合作用，吸收大气中的CO 2 将其固定在各种器官和组织中，完成CO 2 的固定，同时又释放所有生命生存不可缺少的氧气，成为氧气的“天然制造厂”。 绿色植物的光合作用是其他任何生物都无法完成的。因此，通过光合作用释放的氧气在功能上是不能通过工业和医用氧助燃、辅助呼吸等作用来替代，在价格上也不能等量代换。目前为止，无法找到一种与光合作用释放氧气功能相等的替代物，因此，植物释放氧气的效益难以计算。 2) 净化空气 水土保持林草措施可以降低风速，减少大气中风沙物质含量；森林植物叶片表面多绒毛，有油脂和粘性物质，能吸附、滞留一部分粉尘和降低噪声；另外有些树木能分泌具有杀菌或抑菌能力的挥发性物质，从而使空气含尘量减少，空气得到净化 [ 20 ] 。但是，除少数工矿及交通干道沿线外，水土流失严重的山区一般没有严重的空气污染物，水土保持措施净化空气的效益也就无从谈起。 3) 改善小气候 水土保持措施具有改善小气候的作用，小气候指标是生物生长发育最重要的环境因子，不同的植物群落形成不同的小气候环境，而各异的小气候生境又构成了不同的生物群落。水土保持必然会促进区域内小气候的形成，对于水土流失区域小气候的评价，可以反映当地生态环境的改善程度 [ 21 ] ，小气候中的温度、湿度、光照、通风等条件，直接影响作物的生长，这种效益主要体现为增加农产品的产量。 4.4. 生物圈效益 生物圈效益主要体现在保护植物和生物多样性方面。生态系统为各类生物生存提供场所并且为生物的进化和物种多样性的产生提供了条件。在维护和保存物种多样性的同时还为农作物的品种改良提供了基因，一定程度上增加了农林牧产品的产量，保证了供给。避免了在人类社会中日益增长的物质需求而破坏大量的植被，也就间接的保护了森林、草原，维持生态系统趋于相对稳定的状态，保护了物种的多样性。
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user: 5. 结语 水土保持生态建设能有效防治水土流失，提高土地生产力，改善区域生态和社会环境，是建设生态文明，实现社会可持续发展的重要保障。目前，对水土保持生态建设效益的概念、内涵和评价方法尚未形成统一、公认的结论评价方法或单纯侧重效益的物质量评价，或停留在定性或半价值化程度。 我国地域辽阔，自然条件的空间差异显著，生态退化的类型和特点不同，开展水土保持生态建设需要因地制宜采取不同的措施才能产生最佳的治理效果。不同区域的水土保持生态建设通常包含不同的具体措施，选取不同的生态指标进行评价，从而具有不同的效益内容。即使由相同措施组成的水土保持生态建设，在不同的地域也会具有不同的效益重点。随着人类对生态环境认识不断加深，水土保持生态建设综合效益的内容也将不断丰富和变化。因此，很难找到一种效益评价指标体系能够包含所有的效益内容或适用于所有的区域。针对相对合理和全面的效益评价指标体系及其核算方法，建立完整的全国性的基础参数监测网络，对于水土保持生态建设综合效益评价具有重要意义。
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user: 摘 要 大型仪器设备是检验机构进行检验、科研的重要物质基础。高校大型仪器资产性质决定了仪器的管理模式比较有限。高校大型仪器管理目前还是以集中共管为主。以往大型仪器管理方面的问题主要集中在利用率低、效益差等方面，随着我国对科研投入的重视，大型仪器使用需求的大幅提高，共享机制逐渐完善，目前大型仪器运转效率较高，管理效率没有相应得到发展，逐渐出现管理与使用不符，仪器的功能开发和提高仪器使用效益的矛盾，以及仪器管理人员的角色定位、发展空间、管理模式等问题都亟待相应调整。 关键词 :大型仪器管理模式，信息化管理，仪器管理技术人员 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 高校大型仪器的管理应该得到更多的重视。无论科研工作还是教学工作，实验技术管理的重要性和贡献不容忽视。仪器管理的模式直接关系到仪器的运行和使用效率，管理不当会导致仪器的利用率低、效益差 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。很多高校十分重视大型仪器管理模式的探索，取得了许多很好的经验。但是，大型仪器管理有共性也有个性，问题方方面面，各有不同 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。有针对性地找出管理中的问题，正视仪器管理人员的贡献，积极鼓励人员队伍的积极性，是建立良好管理模式的前提。大型仪器本身具有集多学科知识于一体的特性，并且面向多学科服务，因而对仪器管理人员具有很高的要求，但是由于对仪器管理人员的评价体系不够完善，仪器管理者的积极性受到一定的影响，这也在一定程度上限制了仪器效益的发挥。如何充分认识仪器管理人员在高校大型仪器运行中的作用，是值得我们深入思考的重要问题。
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user: 2. 仪器管理人员的现状 就目前而言，实验技术系列一般是各学校职称系列设置中，待遇和地位相对比较低的。这种局面已经持续了十几年甚至二十年，同等级别情况下，教师、研究、行政、辅导员、实验个系列，实验系列是最低的。这种政策的实施有当时历史背景的局限性，有相应的历史依据。但在科研飞速发展的今天，能否还能适应仪器设备发展和管理的需求，需要重新思考。 大型仪器设备管理具有复杂性、危险性，对操作要求非常高 [ 9 ] 。操作必须具有专业能力，培训工作是一大块，这是科研和教学的客观需要所带来的重要内容。自行上机操作，接待送样测试以及重点和难点测试是管理人员的另一重要工作内容。除此之外，仪器的维护、维修也占用了大量的时间。如果仪器设备没有购买相应的售后服务，由于高精密仪器配件价格高，维修和采购流程将会非常繁琐。浪费人力和物力。另外，公共仪器设备的调研、采购、招标等工作都属于大型仪器管理人员的职责范畴，并且还要根据仪器设备要求，负责仪器室场地的配套建设的项目申请和实施全过程。参与教学实验中心的课程申请和课程教学任务。 而越来越高的科研需求，迫切要求仪器管理人员高质量参与科研工作。仪器管理人员本身就具备比较高的专业学历和专业背景，具备申请国家级项目，开展科研工作的能力，可有效开展各级别自然科学基金项目的申请。围绕仪器设备功能开发，独立开展工作并发表论文；参与教师科研工作，合作发表论文。根据职称评审要求，仪器管理人员必须开展教学。 因此，现实是，除教学和科研之外的工作内容看起来对职称评审和个人发展没有任何直接联系。但实际上，仪器管理人员的主要精力都被教学和科研之外的工作占用。而这些工作却没有给予相应的定性和认可，更无从谈起薪酬回报。
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user: 3. 如何正确评价仪器管理人员的贡献 目前，各个高校都将科研列为重要发展方向和目标，大型仪器管理对科研的贡献一直被评价体系和衡量体系忽略。一个在科研水平、成果、质量方面都领先的高校，一般都对教师和科研系列制定了相应的奖励政策、资源和资金支撑等配套支持方案。但往往忽略了实验技术人员做出的贡献。大型仪器设备的正常运转是一切科研工作开展的前提和基础。没有幕后大量不为人知的辛勤付出所谓科研就是空中楼阁。在现有体现下，科研成果的取得只看第一作者和通讯作者，仪器管理人员参与科研，无论是第几作者，无论是否在致谢部分体现，只要不是第一作者、通讯作者，基本上都不能作为职称晋升的标准。科研贡献和价值无从体现。 大型仪器管理涉及众多知识，仪器管理者的能力体现在既要精通仪器本身的功能，又要具备一定的相关学科背景知识，了解各相关学科对仪器的需求。管理者需要有很强的不断学习的能力，需要随着仪器应用领域的增加不断补充相关的学科知识。实际上，管理者的专业水平常常可以决定使用仪器的用户最终能够获得怎样的实验结果 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。同样的仪器，仅仅完成测试服务和管理者与用户在讨论中解决问题所获得的实验结果的差异是明显的。现实情况是，仪器技术人员提供的有价值的建议或者意见或者技术支持，都被技术服务人员的定位给统一划归到岗位职责范围内，是本职工作，没有贡献的认可。这是大部分仪器管理人员的服务对象甚至是领导层面的主流看法，也因此导致不利于鼓励仪器管理人员积极性的措置一直沿用至今。
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user: 4. 仪器管理人员的价值定位 仪器管理人员究竟应该做什么，做什么才是有价值的，这是一直不明确、但是又从根本上影响仪器管理人员工作积极性的重要价值观问题。从客观需要出发，科研和教学工作必须有足够的岗位和人手保障；从仪器管理人员的主观意愿出发，仪器管理人员有能力从事科研和教学，但现实的矛盾是没有足够的政策和条件支持。 大型仪器管理者的工作积极性除了管理者本身对这项工作的热爱之外，还需要工作被认可，需要有一个合理的评价体系。如果仪器管理者付出很多却得不到相应的认可，必将会影响管理者的工作热情。因此，在高校中建立针对大型仪器管理者的评价体系是十分必要的，只有建立了相对合理的评价体系，才能确保年轻人愿意在这样的岗位上认真工作。 评价导向和利益导向影响大型仪器管理者的发展空间 [ 13 ] [ 14 ] 。在高校中，教学是事业，科研是事业，承担了大量科研实验任务和人才培养任务的大型仪器分析测试工作也应该是事业。但是在一些院系，大型仪器管理人员实际上是被边缘化的，在院系里他们的工作是不重要的，他们的岗位是无足轻重的。因此，如果评价导向、利益导向对大型仪器管理者不利，就很难保证他们能够把提高仪器使用效益当作一项可以为之努力的事业。他们必然把精力转向其他方面，读学位、争取转系列、多做被院系认可的工作而放下与测试分析和仪器技术开发相关的工作，造成大型仪器管理使用不当。 大型仪器管理人员如果非常熟悉所管仪器的功能，就能在测试方法上给用户很好的建议，如果仪器管理者再对用户的研究领域有所了解，就可以为用户分析测试结果提供有价值的帮助。上述仪器管理人员良好的专业素质是其不断学习以及在长期为多学科用户提供测试服务的过程中逐渐积累形成的，因此，稳定的专职仪器管理技术人员队伍是大型仪器良好运行的基本保障。
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user: 5. 仪器人员定位不明确的原因 1) 个别院系管理者缺少大型仪器管理经验，分管领导不了解大型仪器的运行管理规律，不能制定合理、有效的大型仪器管理制度。随着分管领导的更换，大型仪器管理制度也不断变化，不能形成一套持续有效的大型仪器管理方法。 2) 院系作为直接管理单位不热衷于所属大型仪器的开放共享，却更关心将应用于科学研究的先进的大型仪器用在大量最普通的基础实验上。 3) 测试收费困难。从领导到教师，大多认为既然学校把仪器放在本单位就是让大家免费使用的，对收费相当抵制。由于目前大型仪器购置之后多数没有相配套的设备运行、维护费用，设备运行和维修发生的费用都需要从收取的测试费中解决，在这种情况下，当大型仪器设备只使用而难以收取相应费用时，必然造成因为没有经费维持仪器的正常运转而使仪器的运行进入到一种恶性循环状态，最终导致使用率日渐低下。 4) 局部观念使院系限制仪器管理人员广泛的实验技术课题立项。大型仪器本身的特性决定了其能够为多学科服务的性质，因此，在开展技术方法研究时，着眼点应该以满足学校整体的学科需求为导向，但是设备归属院系并不积极支持这些项目的立项，因此，仪器功能的充分利用与开发就会受到限制。 5) 一些院系对大型仪器运行中出现的问题多采取回避的态度，许多问题出现之后一拖再拖得不到解决，对大型仪器管理人员也没有相适应的考核标准，使仪器管理者的积极性调动不起来。
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user: 6. 仪器管理人员有序发展的几点思考 在充分认知仪器管理人员的贡献和价值的基础上，可以通过一系列制度的改革给予仪器管理人员客观的评价和定位，并因此保障薪酬、绩效的落实，真正实现促进实验技术人员积极性，提高仪器设备管理使用效益。 1) 良好的管理机制是调动技术人员工作积极性的制度保障。逐步缩小仪器管理人员在学术待遇和政治待遇与教师科研岗的差距，在同岗同酬方面，按内部职级高低核定基础薪资标准、依照岗位责任核发岗位津贴和定期奖励、凭贡献大小(测试工作量及服务收入等)逐月核发绩效奖励。在薪酬待遇上力求做到不论编制、不看资历、不讲学历、不唯职称。 2) 明晰的岗位职责是促进技术人员高效、有序工作的基础。各平台技术主管负责本平台的设备设施运行、开放服务、技术培训及技术研发。设备设施工程师及技术员负责仪器设备的日常使用、培训及维护；行政助理的任务是将平台主管和技术人员从日常事务中解脱出来，具体负责信息收集、经费收支、数据统计和日常行政服务。各平台设有由主要用户组成的专家委员会，负责制定仪器设备购置及升级计划，审议测试服务要求、收费标准及相关管理制度，考核平台技术人员服务质量及岗位能力等。 3) 合理的薪酬体系是体现多劳多得和调动技术人员工作积极性的有效措施。公共科研平台属于技术性的服务岗位，其工作性质有别于行政管理职员、实验室研究助理和实验教学人员，探索一套合理的薪酬体系将对提高平台技术服务水平起到事半功倍的效果。绩效奖励是员工收入的重要组成部分，逐月核算，核算依据是测试工作量(50%)、服务收入(30%)和岗位责任(20%)。加班费作为补偿性收入，主要是因用户需求在8小时之外、周末和节假日提供测试服务的劳动补偿。 4) 为技术人员提供开放的发展空间是技术人员实现自我价值和稳定技术队伍的必要条件。为公共平台非事业编制技术人员提供有前景的个人发展空间显得尤为重要。平台技术人员根据本人的工作年限、技术特长和服务业绩申请职级晋升，对于个别具有特殊技术专长、工作业绩特别突出的人员，其职级晋升与聘任可以不受工作年限、学历学位的限制。内部职级与基础薪资的确认以及薪资调整挂钩，并与绩效核定、岗位聘任等具有关联性。也就是说，不同职级对应相应的基础薪资起始标准与薪资范围以及每次薪资调整的幅度，同时作为核定平台绩效、个人绩效的构成因素之一。 5) 前沿领域的科研竞争离不开先进的研究手段与技术方法。技术方法不断升级改进，公共平台技术人员的知识更新和技术培训显得尤为重要。为了保持科研平台的技术优势和业务水平，必须制定规范的进修培训制度，鼓励技术主管、设备工程师参加技术交流、技术培训，及时了解本领域的技术发展动态，学习和掌握最先进的技术方法，为用户开展高水平的科学研究和培养高素质的专业人才提供支撑。同时，让平台技术人员在学习中成长，在学习中逐步提高自信心和归属感。
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user: 7. 结束语 高校大型仪器设备能否高效运行，管理模式很重要。公共科研平台技术队伍建设与人员管理有长期性和复杂性的特点 [ 15 ] [ 16 ] ，我们只有在工作实践中不断探索、总结和完善，才能找到一条相对适合平台发展的道路。探寻针对高校自身特色的合理的大型仪器管理办法，对于提高大型仪器的使用效益具有重要意义。高精尖的仪器需要配备高素质的、具有高度责任感的技术管理人员。无论从上到下还是从下到上，都是一个整体的反馈和循环机制，是互相促进、互相影响的。没有尊重、没有回报、没有前途，换不来人心所向和服务质量。只有管理有效、人员的积极性充分调动才能使大型仪器的价值得以充分体现。
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user: 摘 要 拖航作业中，被拖船经常发生偏荡。为了研究拖航偏荡角与缆绳临界张力的关系，此文以某船为例，在保证被拖船稳性的基础上，确定了被拖船偏荡角度与拖缆张力之间的关系，计算了各个偏荡角度下缆绳张力的极限值，结合拖船上的缆绳张力显示的大小，对拖带作业的安全做出判断。对于监测拖航作业，保障拖航安全具有实际意义。 关键词 :拖航，偏荡，缆绳张力 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 改革开放以来，航运事业取得了巨大的发展。同时，海上环境复杂多变，海上事故也不可避免的发生着。海上拖带作业，是在海上救助中经常对遇险船舶使用的救助方式。 拖带作业中，受海况影响，被拖船经常发生偏荡。偏荡是拖航系统在以一定速度航行时，由于受到外界扰动的影响，拖船和被拖船会在预定的航线左右偏荡，从而威胁拖航安全，降低营运效率。影响拖航系统偏荡的因素很多，诸如拖航速度、拖带点在被拖船的位置、拖缆的长度、浅水和被拖船的装载情况等 [ 1 ] 。由于有缆绳拖带，被拖船的偏荡会使缆绳张力对被拖船产生横向拖拽力，从而对被拖船施加横倾力矩，使被拖船产生横倾，对被拖船的稳性产生影响。当偏荡角变大时，横向拖拽力产生的横倾力矩就会变大，被拖船会产生横倾而发生危险 [ 2 ] 。 本文以大丹霞轮为例，结合船舶装载手册，介绍了当船舶达到危险状态时，缆绳横向拉力的计算方法，以及缆绳张力的计算方法，计算了被拖船偏荡角度与缆绳张力报警值之间的关系，结合拖缆机的张力大小，可以判断船舶是否处于危险状态。对于确定拖缆出缆长度，确保拖带作业中被拖船的安全是十分必要的。这将为拖船救助人员和船舶驾驶人员提供安全拖带的理论依据。
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user: 2. 偏荡的产生 拖带作业中，大部分被拖船或多或少都会存在艏摇现象，它指的是被拖船艏向偏离预计航向，在预计航向左右摆动的现象。艏摇通常是由被拖船船首或者船尾受海浪作用引起的，艏摇本身并不是一个严重的问题，然而大多数情况下，艏摇会使被拖船的航迹偏离拖船的航迹，造成被拖船的偏荡。根据经验，被拖船船尾有较大上层建筑且船舶受横风影响时通常会产生偏荡。 被拖船的偏荡会使缆绳对被拖船的力方向发生改变这时缆绳的纵向拖带力会随着偏荡角度的增大产生一个横向的拖拽力，船舶稳性良好时，这种拖拽力产生的横倾力矩对被拖船的影响较小，并不会造成危险 [ 3 ] 。但是如果拖带稳性较差的船舶或者其他水上设施时，需要注意此力是否会使船舶产生横倾而引发危险。
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user: 3. 拖带作业中偏荡的危害 当拖带作业中发生偏荡时，对被拖船进行受力分析，被拖船所受缆绳张力F可分解为纵向的拉力和横向的拖拽力，横向拖拽力会使被拖船产生偏荡，出现以下危害： 1) 偏荡会增大拖缆所受的张力，加剧拖缆的磨损和张力集中，拖缆频繁被突然拉紧，加大了拖带操纵的难度，情况严重时会造成断缆事故；偏荡还会造成拖带速度的降低，增加船上人员工作量以及作业损耗。 2) 在救助难船的拖航作业中，被拖船往往处于非正常状态，比如操作受限或失控，一旦出现偏荡现象，会引发更大的海上事故。 3) 在对作业平台、浮式储油船、驳船等大型被拖物实施拖航的大型远程拖航作业中，偏荡带来的危害更是难以估量的。
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user: 4. 拖航偏荡角与临界缆绳张力关系的确定 偏荡会使缆绳对被拖船的力方向发生改变，这时缆绳的纵向拖带力会随着偏荡角度的增大产生一个横向的拖拽力，船舶稳性良好时，这种拖拽力产生的横倾力矩对被拖船的影响较小，并不会造成危险。但是如果拖带稳性较差的船舶或者其他水上设施时，需要注意此力是否会使船舶产生横倾而引发危险 [ 4 ] 。 当拖缆横向拖拽力力矩做功大于或等于船舶稳性力矩做功时，船舶处于危险状态，有可能导致倾覆。根据达到危险状态下的GZ值，即可算出使GZ达到危险值的缆绳横向拉力： 式中：F为缆绳对被拖船施加的横向力，t； GZ为复原力臂，m； lw 2 为风压倾侧力臂，m； Δ为船舶排水量，t； D为型深，m； d为船舶吃水，m。 根据拖带作业当前的出缆长度、缆绳在水中的重量，拖缆装置监测到的缆绳张力T与偏荡角之间的关系如下： 式中：F为缆绳对被拖船施加的横向力，t； 为偏荡角度，˚； W为水中缆绳重量，t/m； L为缆绳的出缆长度，m。 根据上式，即可确定在拖航作业中某个偏航角度下，使船舶处于安全状态的缆绳张力T的临界值。因此，在拖航作业中，船上人员可根据当前偏荡角，时刻调整拖航参数，如拖航速度、拖缆长度等，使缆绳张力T小于临界值，保障作业安全。
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user: 5. 实船计算偏荡角与临界缆绳张力的关系 根据本例中某船舶的船舶装载手册，装载状态下船舶吃水d = 9.773 m，排水量为36，796.84 t，风压倾侧力臂lw 2 为0.103 m。查得其满载静稳性曲线如下图1所示。 同时查得复原力臂计算如表1所示。 按照要求，当外力矩做功大于或等于稳性力矩做功时，船舶处于危险状态，有可能导致倾覆。利用MATLAB软件或者直接用EXCEL，根据上表中GZ的精确值，可以较好的拟合出复原力臂曲线的函数，并同时用MATLAB计算达到危险状态时，即图中a、b两阴影区域面积相等时的GZ值。 通过MATLAB拟合的函数，如图2所示。 经过与装载手册中给出的静稳性曲线图对比，可以发现拟合的曲线与装载手册中提供的静稳性曲线基本一致，因此计算结果也是可信的，通过计算，达到危险时GZ值应为0.4635。则缆绳横向拉力为： 图1. 船舶满载静稳性曲线 图2. 船舶GZ曲线 Table 1 Ship righting leve θ (˚) 0 10 20 30 40 50 60 KN 0.000 2.064 4.151 6.121 7.947 9.114 9.727 VCG*Sinθ + TCG*Cosθ 0.023 1.869 3.657 5.335 6.850 8.157 9.217 IFSM/Displcement 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 Mfs/Disp.*Sinθ 0.000 0.006 0.012 0.017 0.022 0.027 0.030 GZ −0.023 0.190 0.482 0.769 1.075 0.930 0.480 表1. 船舶复原力臂 假设航行水域水深足够，当前出缆长度为650 m。则按照前文中的计算方法估算缆绳自身阻力并考虑缆绳重力，通过计算得到偏荡角度与缆绳张力的对应关系如表2所示。 作为驾驶员应当了解本船稳性较差时应如何通过计算，利用张力监测设备避免这种危险。即通过上述方法，首先查被拖船的资料求出复原力臂GZ的临界值，再根据所求结果求取船舶此时受到的横向力大小，转化成偏荡角度与监测到的缆绳张力之间的关系。这样在实际拖带作业的过程中，驾驶员可以根据偏荡角度，随时注意缆绳的张力变化，预防缆绳对被拖船产生的横向拖拽力过大而使其产生倾覆的危险。
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user: 6. 影响拖航偏荡的因素 1) 拖航速度对拖航偏荡程度影响效果明显。随着拖航速度的增加，拖船和被拖船的水动力都相应增大，拖缆张力较大，被拖船的航向变化减小，拖航的偏荡程度减小。 2) 拖缆长度也会影响拖航偏荡的程度。拖缆较长时，偏荡较为缓和，但是偏荡的幅度较大；缆长较短时，偏荡的幅度小，但是偏荡较为激烈。另外，拖缆较长时，拖缆的悬垂量较大，拖缆承受的张力就会较大。因此，在实际航行作业时，应适当调整拖缆的长度。 3) 吃水差对拖航偏荡也有影响。被拖船的浮态对拖航航向稳定性影响明显。当被拖船首倾时，被拖船的航向稳定性变差，导致偏荡的幅度越来越大。同时，拖缆承受的张力变化的幅度变大，拖缆承受的瞬间张力较大，不利于安全拖航。因此，在航行前，应适当调整吃水为尾倾，这样可以减小偏荡的幅度，提高航行的安全性 [ 5 ] 。
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user: 7. 减小偏荡的有效措施 当被拖船装载完成后，被拖船的一些状态参量就不会再发生变化，如船舶载况和控制器参数，而风、流、水深等外界因素又不可人为改变，因此，为减小偏荡，只能从改变拖航速度、拖缆长度、被拖船的浮态和悬挂漂浮物等方法来实现 [ 6 ] 。 1) 调整船速。如果不考虑流的影响，并且拖缆强度足够的话，可以考虑增加船速。如果拖缆强度不够的话应该考虑减速，或采取其它应对措施。如果只是流的作用引起的偏荡，那么就应该适当减速，效果会很明显。 2) 调整拖缆长度。增加拖缆长度可以直接拉开与被拖船之间的距离，缓冲拖缆上的张力，避免了缆绳受到大的冲击，就可以避免出现失控局面。如果被拖船是在可控范围，并且缆绳强度足够，也可以考虑缩短拖缆。虽然不能减小偏荡角度，但可以控制偏荡幅度。 3) 调整被拖船浮态。调整被拖船首尾吃水，使其成尾倾状态，以增加其航向稳定性。尾倾吃水差的标准如表3所示。方形系数小的船舶，尾倾吃水差还应该比表列数大一些。 4) 悬挂漂浮重物。在被拖船的尾部拖拽一漂浮物重物，可增加航向稳定性。如果条件允许，也可以两条拖轮一前一后进行拖带作业，效果会更好。 Table 2 Relationship between towing slew angle and cable stres Θ (˚) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 T (t) 9022.4 4580.8 3133.4 2437.4 2045.2 1809.1 1667.2 1590.9 1566.7 表2. 偏荡角度与缆绳张力对应关系 Table 3 The standards of trim by ster 船舶排水量(t) 尾倾吃水差(m) <1000 0.3 1000~7000 0.6~1.0 7000~15，000 1.0~2.0 >15，000 1.2~2.4 表3. 尾倾吃水差的标准
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user: 8. 结语 基于被拖船装载状态得到拖带作业中被拖船偏荡角度与拖缆张力之间关系的计算方法，并以此为基础分析影响偏荡运动的因素和抑制偏荡运动的措施。该方法简便易算，方便船上操作人员采取预防和应急措施。本文不足之处在于，只是结合装载手册对被拖船进行横稳性判断，对船舶的抗风等级等未考虑在内。尽管如此，本文的计算方法依然可以对拖带作业提供参考。因此，在拖带作业中，驾驶员要结合本船装载状态下的稳性，根据当时本船偏荡程度，计算出保证船舶安全的拖缆张力最大值，对照拖船上的缆绳张力大小，对拖带作业的安全做出判断，进而采取相应的措施，来保障拖带作业的安全进行。
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user: 摘 要 通过与静压法成型试件和实体工程芯样的物理力学性能的对比，证明了垂直振动试验方法(VVTM)的适应性，并采用垂直振动试验方法研究了有机聚合物稳定碎石饱水强度和干化强度，分析了其水稳定性。结果表明：静压成型法存在着确定的ρ dmax 偏小、最佳含水率偏大、压实度处于100.2%~100.7%超百等现象，而垂直振动法确定的压实度一般处于98.3%~98.8％，最佳含水率更加接近实际，抗压强度与劈裂强度和现场芯样的强度吻合度在90%以上；随着浸水时间的延长，有机聚合物稳定碎石的相对含水率不断增大，抗压强度不断减小，当浸水时间达到32小时饱水时，抗压强度基本不再变化，且此时有机聚合物稳定碎石的抗压强度约为最大抗压强度的60%以上，浸水时间(t)与某一浸水时间下抗压强度与最大抗压强度比值(R)满足： ；有机聚合物稳定碎石试件在重复饱水、干化后测定的干化强度，其残留强度比均大于90%，水稳定性良好。 关键词 :垂直振动试验方法，有机聚合物，稳定碎石基层，水稳定性 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 有机高分子聚合物SRX材料是采用多种特殊压力敏感性树脂及高强度抗老化树脂聚合而成的特殊路用聚合物溶液，是一种新型高分子树脂聚合物路用稳定剂。近年来，SRX稳定碎石因具有良好的柔韧性、较高的力学强度以及施工简便、造价低廉等优点开始得到道路工作者关注，并开展了相关应用研究 [ 1 ] [ 2 ] 。Iyengar等 [ 3 ] 研究了SRX稳定基层的物理、化学及机械碾压特性，并通过实际工程状况对SRX稳定基层进行了可行性分析；Scholten等 [ 4 ] 研究了SRX的技术性能及其对路用性能的影响。杜洪新 [ 5 ] 研究了SRX稳定基层的技术特征和适用条件，并针对不同的基层材料进行了配合比设计和路用性能验证；蒋应军、杨晨光等应用振动成型水基聚合物SRX稳定碎石试件，研究了SRX稳定碎石含水率变化规律及其对SRX稳定碎石力学强度的影响 [ 6 ] ；张敏江、赵云龙等通过室内试验确定SRX稳定基层材料的CBR值和回弹模量 [ 7 ] ；赵伟、蒋应军等应用垂直振动方法成型SRX稳定碎石试件，研究了SRX稳定碎石强度增长规律 [ 8 ] 。可见，有机聚合物SRX 稳定碎石研究和应用文献报道较少，关于其水稳定性的研究几乎没有，而水稳性直接影响沥青路面抗水损坏能力 [ 9 ] 。因此，研究SRX稳定碎石的水稳定性具有重要意义。已有研究成果表明：静压成型水泥稳定碎石试件物理力学特性与工程实际相关性不足50%，而半刚性基层材料垂直振动试验方法成型试件物理力学特性与工程芯样的相关性可达90% [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] ，这表明振动成型试验方法能够更好地模拟基层实际碾压效果，成型试件能真实地反映基层材料实际性能。因此，论文采用振动法成型SRX稳定碎石试件，研究了SRX稳定碎石饱水强度与干化强度，分析了SRX稳定碎石的水稳定性。成果可为实践应用提供参考。
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user: 2. 原材料及试验方法 2.1. 原材料及矿料级配 聚合物SRX：试验选用Romix International Ltd公司生产的SRX溶液； 集料：取用浙江省东阳市胡家岭石料厂石灰岩，其技术指标略； 矿料级配：采用文献 [ 15 ] 中的矿料级配，见表1。表中GF取自《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》悬浮密实型二灰碎石级配范围中值，GM是基于VVTM的骨架密实级配中值。 2.2. 垂直振动试验方法(VVTM) 振动压实仪要求垂直方向有激振力、水平方向激振力为零，其基本参数为激振力7.6 kN、名义振幅1.4 mm、工作重量为3 kN、击振频率30 Hz。 垂直振动击实法确定最大干密度及最佳含水率时，振动击实时间为120 s。 垂直振动方法成型圆柱体Φ15 cm × h15 cm试件时，振动成型试件时间为80 s。 2.3. 垂直振动法的适应性 1) 与重型击实方法的比较 重型击实方法、VVTM试验方法、现场振动碾压方法确定的最大干密度、最佳含水率结果见表2。矿料级配采用表1中GF，SRX剂量0.5%。 由表2可知，以VVTM确定的最大干密度计算压实度，压实度为98.3%~98.8%；以重型击实方法确定最大干密度计算，则压实度为100.2%~100.7%，均出现超百现象，可见振动压实标准与现场振动压路机击实功更吻合 [ 15 ] - [ 20 ] 。 2) 与现场芯样比较 VVTM试件、现场芯样的力学强度结果见表3。矿料级配采用表1中GF，SRX剂量0.5%，表中δ c = R c (v) /R c (x) ，δ i = R i (v) /R i (x) ，R c (v) 、R i (v) 和R c (x) 、R i (x) 分别代表VVTM和现场芯样的抗压强度和劈裂强度。 表3可知，振动成型试件的R c(v) 和R i(v) 分别是现场芯样的0.931倍、0.938倍，与现场芯样的强度吻合度在90%以上。因此，VVTM法接近于现场碾压方式，该方法是可靠的 [ 15 ] - [ 20 ] 。 Table 1 Gradation of mineral aggregat 级配类型 通过下列筛孔尺寸(mm)质量百分率(%) 37.5 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075 GF 100 95 73 53 32 29 17 4 GM 100 97.5 68 48 36 25.5 14.5 8 表1. 矿料级配 Table 2 Test result of specimens produced by static compaction and VVT SRX含量(%) 静压成型试验 VVTM 现场实测 压实度K(％) w o (%) ρ dmax (g/cm 3 ) w o (%) ρ dmax (g/cm 3 ) w o (%) ρ dmax (g/cm 3 ) 0.50 4.5 2.413 3.6 2.461 3.7 2.419 100.2 98.3 3.8 2.422 100.4 98.4 3.8 2.431 100.7 98.8 表2. 静压成型和VVTM试验结果 Table 3 Comparison of mechanical properties of samples produced by VVTM and core sample 项目 VVTM 现场芯样 δ c (%) δ i (%) 抗压强度R c (MPa) 5.4 5.8 0.931 劈裂强度R i (MPa) 0.30 0.32 0.938 表3. VVTM与现场芯样力学强度