节水灌溉现状与前景

第一篇：节水灌溉现状与前景

我国灌溉泵站的现状与优化发展

摘要:在农业和水利工程中，水泵作为一种通用机械，广泛地运用于国民经济发展的各个环节。泵站工程为工农业生产的迅速发展及人民生活水平的不断提高都起着非常重要的作用。但由于泵及泵站是耗能设施，据统计其耗电量约为全国总用电量的21%。,因此如何从泵的设计、泵站的优化调度方面进行改善和革新,是实现节能、可持续发展道路的关键。本文主要通过对国内外灌溉泵站发展的概括，并以甘肃省景电提灌工程梯级泵站为实例，对比分析了我国泵站发展中存在的主要问题及与发达国家的主要差距,提出了今后我国泵站优化发展的几点启示与建议。

关键词:灌溉泵站;优化调度;中国;发达国家;

水资源是一种有限的、部分可再生的资源，也是一种重要的经济资源，且具有稀缺性。实现水资源的可持续利用，保障社会经济的可持续发展，是世界各国面临的重要问题。我国地域辽阔,地形复杂，水资源在时空分布上极不均匀,人均水资源占有量少，部分地区供需矛盾与日俱增,造成了水资源危机。为了缓解这些地区日益紧张的水资源短缺状况,兴建调水工程势在必行。

近年来,随着我国水利工程事业的快速发展,我国机电灌排建设也得到了飞速的发展,在数量上已跃居世界首位。到2000年为止,我国拥有泵站共47万多座,排灌动力达6805万KW。这些泵站工程的建设,在工业、农业生产发展及提城乡供水等方面发挥了积极的作用。其中，沿黄河流域有大中型泵站11万座，总容量约340万KW。从1980年开始,黄河上的灌溉用泵以每年2万台，装机容量40～50万KW的速度增加。这些工程总扬程高达400～800m，单机泵的扬程达80～182m。但机电灌溉泵站每年都消耗了大量的能源，水泵机组用电量在整个社会中占有较大的比重，在世界范围内约占20%～25%，在我国约为21%，由此看来我国机电灌排工程的节能潜力是巨大的。因此，国家对现有灌溉泵站在技术革新、水量调配、能耗优化等方面，在政策上与资金等方面都给予了大力支持。

目前，随着我国灌溉面积、农业种植规模的不断扩大，提灌工程承担的电费，水费远低于成本的矛盾不断加剧。国内诸多电力提灌工程，大多数只关注工程建成后所带来的社会、经济、生态效益，而忽略了工程自身的运行成本和优化管理，导致提灌用电供需矛盾日益加剧，已经严重制约着我国提灌工程的长久发展。因此研究大型泵站的节能降耗，优化改革具有十分重大的现实意义和作用。

1 我国泵站工程的发展概况

1.1泵站的总体概况

我国运用现代机械提水大约始于20世纪初，江苏、天津等地陆续兴建了一些小型泵站，利用煤油机带动龙骨水车和小型水泵抽水灌田、排涝。1924年江苏常州郊区安装了一台口径为150mm的离心泵，由20kw的电动机带动提水，是我国电力提灌的先例。直至1949年，现代机械灌溉面积只有378万亩，占当时总灌溉面积的1.6%。

新中国成立以来，随着科学技术的不断进步，我国的泵站建设也进入了新的发展历程。目前全国已建成农业灌排泵站50余万座，灌溉面积达4亿多亩，为我国的农业生产发挥了重要的作用。为了减少干旱对农业生产的危害，我国西北和黄河中上游广大地区，早在50年代末期就建成了陕西渭惠渠高塬电力抽水灌溉工程，泵站共22座，灌溉面积96万亩。1960年7月黄河干流上第一座现代大型泵站山西夹马口泵站建成投入运行，总抽水流量9.5m3/s，分三级扬水，累计净扬程110m。在随后的年代里又在黄河干流上陆续兴建了百余座泵站提水工程，总灌溉面积约900万亩，其中装机容量超过10000KW。1974年建成的甘肃景泰川一期提水工程，共11个梯级，净扬程445m，抽水流量13.16m3/s，安装大中型泵85台，灌溉面积30万亩。1979年建成的陕西东雷二级泵站，安装了我国目前农业用泵功率最大(8000kw)、单泵扬程最高(225m)大型卧室离心泵两台。这些泵站提灌工程，对促进地区农、林、牧的发展发挥了显著作用。另外还有广东省东深供水工程,经9座提水泵站向深圳、香港供水,年供水量为11亿立方米,占香港总用水量的70%;山东引黄济青工程,经5个梯级泵站向青岛市供水,总流量为159.5 m3/s,每天为青岛供水30万立方米;引滦入津工程,经3个梯级泵站向天津供水,总流量为50m3/s,年供水量为10亿立方米[7];山西省万家寨扬黄供水工程;宁夏扶贫扬黄灌溉工程(11级高扬程泵站);南水北调东线工程(13级低扬程泵站)。

20世纪80年代至今，泵站工程在规模质量、效益、管理等方面得到全面的提高和综合的发展。其特点，一是大型泵站在跨流域调水工程中相继建成并投入使用，从工程规划、设计、施工、安装到运行管理，技术水平有了很大的提高;二是重点从技术革新和运行管理上着手,随着技术水平的不断提高，济效益越来越好，建设与管理水平也越来越高。但由于泵站是耗能工程，如何从泵的设计，制造和应用等各个环节研究，以进一步提高其性能、效率;从泵站工程上，如何加强规划，精心设计，对现有泵站如何改善经营管理，进行技术革新、挖潜改造，以提高其经济效益，降低能耗、抽水成本等，是亟待解决的难题。

1.2泵站类型及特点

我国泵站工程有下列几种类型;

(1)大型低扬程泵站。这类泵站的特点是低扬程、大流量、自动化程度高。这些泵站主要分布在长江中下游沿江低洼地区，如江都三站、江都四站、淮安二站等。

(2)大型高扬程泵站。这类泵站特点是高扬程、多梯级、工程艰巨。这些泵站主要分布在陕西、山西等高原地区其。

(3)机井泵站、浮动式及中小型泵站。浮动式泵站主要分布在我国西南、中南等省区水位变幅较大的江河与水库等沿岸。

1.3 泵站运行存在的主要问题

(1)认识单一。对我国泵站的作用及其地位认识不全面,看重泵站建成后所带来的经济效益,而轻视泵站工程自身运行,造成泵站建设停滞不前。发达国家在水政策的制定过程中,采取自上而下和自下而上的双向交流方式,体现了公众的参与,而我国仍采取自上而下的方式。

(2)泵站管理不善。目前,我国泵站建设存在管理机构不健全、管理体制不完善、管理手段落后、管理设施简陋、管理队伍不稳定等问题。

(3)泵站灌溉保证率低。据调查,我国多数灌区的灌溉保证率低于50%,大中型泵站的防洪除涝标准总体上偏低。多年来,虽然我国灌溉规模不断扩大,但只形成了固定的灌溉控制面积,田间基础工程不配套,灌排系统不健全,灌溉保证率很低。

(4)泵站老化失修普遍。据初步统计,在我国现有的大型泵站中,严重老化的占76%。中型泵站严重老化的占82%。同时泵站更新改造的标准低、资金筹措难度大,更新改造速度赶不上老化速度。

(5)节能节水意识淡薄。据调查,我国灌溉泵站的能耗高、水的有效利用率低,农业用水浪费严重。。

(6)泵站技术水平总体较低。我国灌排机械产品的质量不稳定、可靠性差、自动化水平低,且运行效率低。水泵效率与国外先进水平相比,低3% ～5%。 2国外泵站的发展概况

国外在泵站建设上有较长的历史，早在本世纪40年代末50年代初，美国就利用其大古力水电站的廉价电力为兴建的大古力泵站提水供电。一级泵站扬程94m，装机12台，总抽水流量460m3，灌溉面积625万亩。随后在60年代后期又开始兴建加利福尼亚州的“北水南调”综合利用水利工程，除防洪、发电、供水、旅游外，主要用于灌溉加州滨海地区农田。该工程包括12座大型泵站，其中最

大的爱梯门斯顿泵站装置大型立式四级离心泵14台，一次扬程高达587m，单机流量8.9m3/s，单机功率6.7万KW，总功率84万KW，是当今世界上最大的泵站。苏联于1973年基本完工的卡尔审提灌工程，7级扬水，累计扬程156m，灌溉面积525万亩。另外古比雪夫提灌、给水工程，共建10座泵站，累计扬程320m。并计划兴建一系列大流量和高扬程泵站，进行跨流域、跨地区的调水工程。日本神奈川县的饭泉泵站，安装4台口径为1.6m的大型双吸离心泵，扬程82m，总流量24.1m3/s，装机容量2.6万KW。印度约有2800万ha的提水灌溉面积，约占全国总灌溉面积的50%，主要开采地下水，打井利用井泵提灌。由于印度能源储量有限，能源短缺，所以除采用电力、柴油提水外，还广泛利用其它能源提水，如太阳能、风能、沼气、水流动能等。

国外在发展泵站工程中注意了以下几点;

(1)提水和蓄水相结合：很多提灌区都兴建了大型蓄水池，在非灌水期，泵站向蓄水池注水，这样既可蓄水发电，又可适当扩大灌溉面积提高设备利用率和工程经济效益。

(2)农业提灌和工业用水相结合：国外泵站提水工程大都是多目标服务的，例如兼顾工业和城镇生活供水等，这样可以工扶农，促进农业生产的发展。

(3)电力提灌与水能开发相结合：由于提灌，特别是高扬程提灌耗能巨大，因此国外大都把大型提灌工程和水电工程同时开发兴建，利用水电站的廉价电力，发展提灌，从而大幅度降低抽水成本，效益显著。

(4)注意加强水利资源统一规划，进行跨流域、跨地区的调水工程，把泵站提水工程纳入总体规划之中，充分发挥水资源的综合效益。

(5)注意多种能源的开发利用，特别是利用再生能源做为小型泵站提水动力，为节约常规能源，降低提水成本开辟了新的途径。

3结束语

在农业生产中，泵站工程在解决洪涝灾害和干旱缺水方面发挥着巨大作用,同时也是实现水利建设现代化和农业生产机械化的重要标志之一。从总体来看，由于泵站的特殊地位和作用,世界各国对其都很重视。

我国与发达国家相比，在泵站的技术装备、经营管理机制方面均存在较大差距,应通过取长补短、调整政策、强化改革、加强管理等措施,努力使我国泵站工程建设上升到一个新的高度。

第二篇：水资源开发利用现状与节水保护论文

摘要

：河南省境内水资源与东部及南方省份相比相对较为匮乏，尽管河南省境内分布着黄河干流和众多的长江支流但是由于河南省境内人口众多致使可供利用的水资源相对较少。为实现河南省的健康稳定发展需要积极做好河南省境内水资源的分布调查，并对水资源的开发利用制定详细、合理的开发方案，实现水资源利用效率的最大化，此外，在做好水资源合理开发利用的同时还应积极做好水资源的节水保护。

关键词

：河南省;水资源;开发利用;节水保护

河南省是人口大省，在经济发展中需要大量的水资源。受制于河南省境内水资源较为贫乏的现状需要积极做好河南省境内水资源的合理开发利用，用以使得水资源能够最大限度的发挥其应有的作用。在做好河南省境内水资源开发利用的同时应当采取有效的措施做好水资源的节水保护，提高水资源的利用效率，实现河南省境内水资源的可持续利用。

1河南省境内水资源开发利用现状

水资源是重要的自然资源，同时也是影响社会发展稳定的重要战略因素。与周边省份相比河南省境内的水资源相对匮乏，加之河南省境内的人口众多致使水资源的人均占有率处于国内末尾。此外，河南省境内水资源的分布并不均衡，从而对河南省境内水资源的合理开发利用带来了较大的难题，在河南省境内水资源的开发利用中应当积极做好各项节水措施的落实，确保水资源能够得到最大限度的利用。河南省地处中国腹地，位于中国的中东部地区，境内有黄河干流横穿中北部地区，河南省地处南暖温带和北亚热带地区，气候有明显的过渡性特征。河南省年均降水量约为784mm，分布境内的地表径流主要由降水所形成，河南省境内的多年平均浅层地下水资源量约为208亿m3。根据河南省境内水资源的总量与全省总人口量计算得出的人均占有量仅为全国平均水平的1/6左右，河南省境内水资源的严重不足，在河南省境内水资源的利用上需要结合经济发展及河南省境内水资源的分布情况制定合理的利用策略，实现对于河南省境内水资源的最大化、最优化利用。

2河南省境内水资源开发利用中所存在的问题

由于河南省境内水资源的严重不足在对河南省境内水资源开发利用的过程中需要合理的开发利用，但是现实是在河南省境内水资源的开发利用中并未有合理的开发方案，同时由于对河南省境内水资源缺乏有效的保护致使河南省境内水资源在进一步减少。以管理体制、机制为例，由于河南省境内水资源管理体制、机制的不完善，致使河南省境内水资源的开发利用较为混乱，并未建立起完善的水价形成机制与水资源利用制度，水资源费在水价中的占比较低。在对河南省境内水资源开发利用中并未建立完善的污水处理和再生水回用制度，致使水资源污染浪费严重，严重的影响了河南省境内水资源的进一步开发利用。在水资源使用较大的农业灌溉方面，位于河南省境内部分地区仍采用的是大水漫灌的方式，不仅浪费且对于水资源的利用率较低，城市供水管网漏失率较为严重，上述因素的存在都严重影响了河南省境内水资源的合理开发利用。此外在对河南省境内水资源的开发利用中，对于非传统水资源(如所积蓄的雨水等)的利用量仍处于一个极低的水平，传统水资源的利用在河南省境内水资源开发利用中占据着较大的比重。在人畜饮水方面河南省境内各市县大量开采地下水，致使各市县的地下水超采现象严重，尤其是在豫东北平原地区其用水主要以地下水为主，长期的大量开采致使该地区的地下水水位下降到了一个危险的水平，地下水漏洞面积不断扩大并对该地区的地下水和地表径流都造成了极为严重的影响。此外，河南省境内地下水资源由于缺乏足够的保护致使地下水资源的污染较为严重，不利于河南省境内的生态建设。由于河南省境内水资源相对匮乏在对河南省境内水资源进行开发利用中应当积极做好节水措施的落实与应用，通过节水与利用并举的方式提高对于河南省境内水资源的利用效率。但是由于资金的缺乏及技术和管理方面的投入致使河南省境内水资源的节水利用仍处于一个较低的阶段。

3在河南省境内水资源利用中应当积极落实节水举措

水是人们生产生活所必不可少的一种自然资源，同时也是人类赖以生存和发展的重要基本元素。在河南省境内水资源的开发利用中应当积极做好节水措施的发展与应用，由于河南省境内水资源的相对不足在对河南省境内水资源进行开发利用中无法使得有限的水资源得到最大限度的利用，但是通过在河南省境内水资源开发利用中做好节水措施的发展与应用将有助于提高水资源的利用效率，将有限的水资源应用于更多的领域中。河南省境内水资源相对匮乏，为实现河南省经济发展需要更好的做好河南省境内水资源的开发利用尤其是节水举措在河南省境内水资源开发利用中的应用。现实情况是河南省境内水资源开发利用中节水举措应用较少，不论是工业用水还是农业用水都存在着严重的浪费现象，工业方面对于水资源的循环利用率较低，需要加大对于工业污水处理设施的建设通过对污水进行处理形成中水可以重复利用于工业生产中，在农业领域中一些地区仍采用的是大水漫灌的措施，致使水资源浪费严重。应当加大在农业灌溉领域中节水器具或是节水技术的开发利用，提高水资源的利用率。在城市节水方面，城市节水型器具在城市中的占比仍然较低，尤其是公共用水设施的耗水量更大需要加强在相关方面的资金和技术投入，提高节水举措在河南省境内水资源开发利用中的应用。

4加快节水举措在河南省境内水资源开发利用中的应用

节水举措有助于提高河南省境内水资源的利用效率，在做好节水举措在河南省境内水资源应用的过程中首先需要加快体制、机制以及规范的建立与完善，建立起符合河南省现状的水资源统一管理体制，为保证水资源数据的全面准确需要建立和完善水资源可持续利用指标体系和监测体系，加强对全省水资源利用状况的全面监控，实现对于河南省境内水资源的高效监控和合理开发利用。在加强体制建设与完善的同时需要积极做好各项节水措施的发展与应用，利用。为实现河南省境内水资源的节水利用需要大量的资金和技术方面的投入，尤其是在技术投入方面需要通过优化创新，以技术创新带动产业创新发展与应用，通过加大对于节水技术的资金投入与研发，开发新一代高效、低耗的节水新技术，同时通过技术交流、应用等的方式加快先进成熟技术的推广应用。在河南省境内水资源节水利用技术推广的过程中应当积极借助于市场的力量以市场为导向，以市场为主体促进企业进行节水相关技术与产品的开发，从而加快节水技术与设备的开发利用。在节水技术的推广中，应当注意节水技术体系的培养与建设，为河南省境内水资源技术的推广应用打下良好的基础。河南省境内水资源节水技术的推广与应用离不开资金的大力支持，为做好河南省境内水资源技术的推广与应用应当加大对于资金和融资渠道的拓广，将河南省境内水资源的节水利用与当地的发展进行精密的衔接，保障河南省境内水资源节水项目发展的资金投入，通过积极在农业主产区开展节水灌溉、灌区节水改造等方面的资金投入完善当地各项节水设施与设备的建设与完善，以便实现对于河南省境内水资源的高效利用。在提高传统水资源高效利用的同时还需要积极做好非传统水资源的开发利用，用以更好的对河南省境内水资源进行高效合理的利用。在河南省境内水资源的高效利用中，节水有助于提高水资源的利用率为提高节水举措的应用应当积极完善相关法律法规，并加大执法监督力度切实确保各项节水举措的顺利实施。节水除了增大对于可用水的利用外还需要积极加强对于工矿企业废水、城镇生活污水等方面的投入，通过对相关污水进行净化处理用以形成可供利用的中水，将中水应用于工矿企业生产中用以代替干净用水，降低对于干净用水的消耗，对于居民生活污水等经过净化处理后可以应用于城市中大量的公共基础设施用水的代替，通过上述举措将能够极大的提高各项水资源的利用效率，减少污水的排放，实现对于河南省境内水资源的保护。在河南省境内水资源的开发利用中，应当积极做好各项水利设施的建设用以在传统水资源的基础上形成众多的非传统水资源，在实现对于河南省境内水资源节水利用的同时增大河南省境内水资源的总体保有量。用以保障河南省境内水资源的开发利用中能够获得充足的水源。河南省境内水资源节水应用应当作为经济发展的重点建立起完善的发展规划，用以确保河南省境内的水资源能够得到更加完善、科学的应用。

5结束语

河南省境内水资源相对匮乏，由于环境等多方面因素的限制致使河南省境内水资源的人均占有率仅有全国平均水平的1/6左右。为保障河南省经济发展中对于用水的需求。在河南省境内水资源的开发利用中应当制定合理、完善的开发方案，针对河南省境内水资源总体不足这一难题应当积极落实节水举措在河南省境内水资源开发利用中的应用，提高河南省境内水资源开发利用中对于水资源的利用效率，以使得有限的水资源能够最大限度的发挥出其应有的功用。本文在分析河南省境内水资源开发利用特点的基础上对如何做好河南省境内水资源的开发利用及节水举措在河南省境内水资源开发利用中的应用进行了分析介绍。

参考文献：

[1]刘超，张海洋，王心义.开封市水资源开发利用现状及节水潜力分析[J].南水北调与水利科技，2007，5(3)：67-71.

[2]刘建，邹晓天，尹华.东辽河流域水资源开发利用现状及节水潜力分析[J].长春理工大学学报(自然科学版)，2011，34(3)：125-127.

[3]周彦红，尹华，刘玉申，等.长春市水资源开发利用存在的问题及其节水潜力分析[J].东北师大学报(自然科学)，2015，47(2)：153-157.

第三篇：2014年煤炭行业现状与前景

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2014-03-19 10:10:18 责任编辑：易拥 来源：前瞻网 作者：何丹

在国内天然气供应紧张和国际油价、天然气价格连续上涨情况下，国内许多公司将目光转向用煤生产天然气的项目，对于解决国内能源供应紧张局面的各种非常规石油和非常规天然气技术路线进行综合比较后判断，煤制天然气是一种技术上完全可行的项目，在国际和国内天然气的高价下，这个项目具有很好的生存能力和盈利能力。

充分利用国内的低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远运输成本高的煤炭资源，就地建设煤制天然气项目，进行煤转化天然气是一个很好的煤炭综合利用途径。

煤炭行业持续低迷 收入和利润均下滑

受宏观经济增速放缓，煤炭下游需求疲软，煤价不断走低，从国际动力煤现货价来看，价格从2011年的130美元/吨左右下降到2013年底的80美元/吨。进入2014年以来，国际动力煤价格已跌破80美元/吨。

1、原煤产量走缓

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近年来，我国原煤产量逐年攀升，但增速不断下滑，2008年我国原煤产量为26.2亿吨，同比增长14.25%，到2012年原煤产量增加为36.5亿吨，同比增长3.69%。2013年全国原煤产量完成37亿吨左右，增速较上年下滑。

前瞻产业研究院发布的《2014-2020年中国煤炭行业发展趋势与投资决策分析报告》显示，2013-2020年，我国工业总产值将继续稳定增长，预计2013年将达到21.59万亿元，到2020年，将会达到37.00万亿元。

2、煤企经营效益下滑

根据国家统计局统计，2013年我国煤炭开采和洗选业实现销售收入

32404.73亿元，同比减少3.23%;实现利润总额2369.87亿元，同比减少33.34%;销售利润率比2012年下降约4个百分点。由此可见，2013年我国煤炭行业整体经营效益下滑。

3、煤炭行业固定资产投资减少

近年来，煤炭行业固定资产投资呈现波动变化。2009年，全国煤炭行业完成固定资产投资总额3021亿元，同比增长25.90%。2010年，煤炭行业完成固定资产投资3770亿元，比上年同期增长23.30%，增幅比同期采矿业投资总额增速高5.20个百分点。2012年，煤炭行业完成固定资产投资5286亿元，同比增长

7.70%。2013年煤炭行业固定资产投资有所下降，为5263亿元。

从供需和市场来讲，国内天然气的缺口较大

据《2014-2018年中国煤炭行业发展前景与投资战略规划分析报告》数据显示，2013-2035年，中国煤炭供需基本平衡，从长期来看不存在供需缺口过大的问题，2015年中国将面临煤炭供需缺口的峰值1.07亿吨，但供需缺口与消费之比也只有3%。未来几年内，我国天然气需求增长将快于煤炭和石油。

未来中国天然气消费的发展趋势，一是需求量大幅增长，二是利用方向将发生变化，消费结构将进一步优化。随着城市化进程的加快和环境保护力度的提高，我国天然气消费结构逐渐由化工和工业燃料为主向多元化消费结构转变。煤制天然气将以城市燃气为目标市场，适度发展作为天然气资源的补充。

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第四篇：塑料光纤现状与前景展望

摘要：简要叙述了塑料光纤的历史，研究现状，并对塑料光纤的未来前景进行了展望。

关键词：光纤传输，塑料光纤，POF，传输损耗，传输带宽

正文：

1. 前言

人类已经进入信息时代，对信息需求激增,接入网在向光纤到户迈进。但由于以往使用的石英光纤在连接及系统安装方面都存在着许多不尽人意的地方,特别是当其直径小于0.1mm时，抗冲击的能力较差,不易连接，生产的成本也比较高,不仅提高了局域网建设的成本，也增加了用户的负担。为了解决这个问题，人们又在寻找用其它新型材料作通信传输介质的途径，其中被大力开发的一种就是塑料光纤(POF)。

2. 塑料光纤的发展历程

塑料光纤已有 30 多年的历史,最初用于传光、照明和传相等,其后在汽车、医疗和工业控制等方面也取得了成熟的应用和推广,最近在宽带通信领域中也取得了突破性进展。

最早的塑料光纤是美国杜邦公司于1964年开发的以聚甲苯丙烯酸甲酯(PMMA)为纤芯的塑料光纤,其传输损耗大约为1000dB/km。

其后,日本的NTT和三菱人造丝公司在杜邦公司拉丝技术的基础上致力于降低塑料光纤的损耗,在提高其耐热性和研究梯度折射率塑料光纤(GI2POF)等方面取得了重大成就。

1992年,Yoshiro、Koike等人用界面凝胶法制造出的梯度折射率光纤,明显降低了塑料光纤的损耗,有效提高了塑料光纤的带宽,为塑料光纤在通信网络中开拓了广阔的应用前景。

2000 年,OFC会议上,日本硝子玻璃株式会社报道了氟化梯度塑料光纤衰减系数：在

850nm为41dB/km、1300nm为33dB/km,其带宽已达100MHz/km。用这种光纤成功地进行了100m、

11Gbit/s和5.0m、2.5Gbit/s的高速传输试验和70℃长期热老化试验。通过实验得出结论,氟化梯度塑料光纤完全能满足短距离通信的使用要求。

美国在塑料光纤的发展历程中也起到了推动作用,美国政府委托波音、BOF等公司于1992 年成立了高速塑料网络联合体(HSPA) ,目标是研制渐变型塑料光纤。通过三年的努力,该联合体已经将塑料光纤技术推向航空、汽车和数据通信市场 ,并于1997年5月通过了渐变型塑料光纤的第一个工业标准。

塑料光纤之所以得到世界上许多国家和组织的积极开发,就在于塑料光纤将用于通信网络中1千米范围内的网络连接,成为短距离高速通信网络主要的传输媒质。

3.塑料光纤的原理

塑料光纤的工作原理为：当光线以一定角度从光密介质射向光疏介质时，就会发生光线在界面上的全反射，光线重新折回光密介质中，光纤就是利用全反射的原理将光从一端传至另一端的。构成塑料光纤的材料有两种，高折射率和低折射率的两种透明聚合物，而且低折射率的材料必须完整地包住高折射率的材料，即皮材必须包覆住芯材。

塑料光纤的芯材和皮材必须满足以下几个条件：

(1)两者都是透明的无定型聚合物，具有耐高温性和强韧性;

(2)两者的折射率之差应满足 n芯n皮0.05的条件，以确保有一定的受光角;

(3)两者具有良好的匹配性，界面粘接性良好。

4.塑料光纤的优点

塑料光纤与石英光纤相比,塑料光纤在高速短距离通信网络中具有显著的竞争优势,特别在100-1000m范围内带宽可达数GHz,而成本则与对称电缆相当。同时塑料光纤具有加工容易、弯曲性能好、可以制成大芯径(0.5-1mm)、大数值孔径 (0.3-0.5)的光纤,且可采用注塑连接器,其连接、分路简单,操作简便,价格便宜,可采用可见光作光源等一系列优点。另外,塑料光纤的重量轻,可绕性好,易于在狭窄的空间内铺设。因此备受人们关注,形成了国际上一个新的研究开发热点。据国际市场分析,塑料光纤将以每年20%以上的速度增长,至2002年,全世界塑料光纤的销售额估计将高达10亿美元。

5.塑料光纤的性能

目前石英玻璃光纤性能的研究主要定位在损耗、色散、偏振模色散、非线性效应等 ,而塑料光纤的性能研究重点则是损耗、色散、热稳定性、机械性能等。

塑料光纤的最大缺点是损耗大。塑料光纤的损耗主要取决于所选材料的散射损耗和吸收损耗。其中散射损耗有因为波导结构不完善(如聚合物杂质、光纤中的微空隙、尘埃和气泡、纤芯直径的不均匀不完整性等)所引起的损耗以及由于瑞利散射引起的损耗。使用合适的包层材料和控制聚合物聚合度与分子量分布,可降低散射损耗。而吸收损耗则是由分子键 (碳氢 、碳氘等)伸缩振动吸收以及分子键中的不同能级间的电子跃迁引发吸收所致。在以碳氢键为基本骨架的高分子材料中,波长为650nm处的吸收损耗大约为120db/km。如果用氟原子替代碳氢键中的氢原子后所组成的氟化塑料材料,这样不仅降低了损耗,而且也降低了色散。用氟化塑料制成的梯度折射率光纤,由于其在红外区无原子振动引起的吸收损耗,故可制得在可见光至红外范围的损耗很小,即在1.3um波长处吸收损耗为33db/km的梯度型折射率分布的塑料光纤。

带宽是光纤波导的一个重要特点,带宽大小决定了光纤的信息传输能力。增加光纤带宽通常有两种方法：一是减小光纤芯的数值孔径(NA)。较小的NA使得光纤中具有传输较低阶的模式,从而减小了模间色散，故能使光纤带宽得到提高。二是改变光纤芯的折射率。当梯度折射率光纤具有接近于抛物型的最佳折射率分布时,光纤的模间色散最小,可以获得最佳带宽性能。另外,当入射光源的孔径较小时,光纤中只有部分模式激发,色散小于光纤中全部传输模被激发的情形,因而也可以获得相对高的工作带宽。

塑料光纤是由塑料材料制成的,由于塑料熔点低,耐热性能差,通常塑料光纤在高温环境中会发生氧化降解和损耗增大。氧化降解是由于构成光纤芯材料中的羰基、双键和交联形成的。氧化降解促使电子跃迁加快,进而引起光纤的损耗增大。当温度低于-20℃时,塑料光纤将变硬、变脆。

为提高塑料光纤的热稳定性,通常采用的做法是：选用含氟或硅的塑料材料制造塑料光纤;降塑料光纤的光源工作波长选择在大于660nm,以求得塑料光纤的耐热型长期稳定有效。

塑料光纤的一个显著的特点是柔软性能好。例如 ,一毫米粗的塑料光纤按曲率半径为6 毫米作180度的来回弯曲100多次,对塑料光纤毫无损害,透过率并无变化,所以塑料光纤可以十分方便地安装在光纤分线箱内。

6.塑料光纤的应用

塑料光纤早在上世纪60年代就获得应用。由于受当时技术条件的限制,塑料光纤的损耗

较大、寿命较短、传输性能和物理化学性质等也不够稳定,主要用于传光、照明、传相等非通信方面。随着光纤新材料、新型光纤结构以及新理论和新技术等的不断开发应用,现在的塑料光纤已能用于短距离、高速率的数据传输系统。

塑料光纤在未来家庭智能化、办公自动化、工业控制网络化、车载机载通信网和军事通信网的数据传输中具有重要地位。利用塑料光纤可以组成家庭网络,把家用 PC、娱乐设施、数字设备、家庭安全设备连成网络,达到家庭自动化和远程控制管理,提高生活质量,还可以实现办公设备的联网,实现远程办公。塑料光纤由于重量轻且耐用,可以将车载机通信网络和控制系统组成一个网络,将微型计算机、卫星导航设备、移动电话、传真等外设纳入机车整体设计中,旅客还可通过塑料光纤网络在座位上享受音乐、电影、视频游戏、购物、Internet 等服务。但是 ,从塑料光纤自身的特点来看,塑料光纤的应用领域以短距离、中小容量通讯系统比较合适，可作为大容量、长距离石英单模光纤的补充，共同构成完整的光信息网络有线传输系统。

随着计算机和自动控制技术的高速发展,工业自动化水平提高到一个崭新的高度。工业自动化根据其特点和使用方向可分为过程控制自动化、面向生产和制造业的自动化以及自动化测量系统(工业测量仪表)。这些工业自动化系统的建立和发展都有一个共同特点,即由直接控制系统向集散型控制系统发展,而这种集散型控制系统的发展都是以各种工业网络为基础。通过这些形形色色的工业总线系统,各种工业设备构成一个既分散又统一的整体。对塑料光纤来说,工业控制总线系统是其最稳定和最大的市场之一。通过转换器,POF 可以与RS2

32、RS

422、100Mbit/s以太网、令牌网等标准协议接口相连 ,从而在恶劣的工业制造环境中提供稳定、可靠的通信线路,高速传输工业控制信号和指令,避免了因使用金属电缆线路受电磁干扰而导致通信中断的危险。

在军事通信上,塑料光纤也得到了进一步开发,用于高速传输大量的敏感、保密信息,如利用塑料光纤重量轻、可绕性好、连接快捷、适用于在身佩带的特点,用于士兵穿戴式的轻型计算机系统,并能够插入通信网络下载、存储、发送、接受关键任务信息,且可在头盔显示器中显示。

7.塑料光纤的缺点

尽管POF具有众多的优点，但也存在一些缺点。由于POF的衰减主要是由芯包塑料材料的吸收损耗和色散损耗形成，因此造成了POF的衰减过大。在通信过程中，环境温度的对塑料光纤性能的影响很大，导致了POF耐温性差。由于POF是由塑料材料制成的，具有良好的延展

性，因此在实际施工过程中，非正常的工程操作会导致POF的弯曲、拉伸，使其衰减程度增大，影响正常传输指标。

8.塑料光纤的前景展望

塑料光纤用于短距离通信的局域网和接入网的前景不可估量,从塑料光纤技术的发展历程看,还有许多问题需待进一步研究解决。主要有以下几个方面：

进一步降低传输损耗。塑料光纤的传输损耗由初期聚甲苯丙烯酸甲酯(PMMA)芯光纤的 1000dB/km以上到现在氟化物芯光纤的15dB/km左右,降低了近100倍。塑料光纤的传输性能以及耐热性、耐湿性、耐酸碱性等物理化学稳定性方面都获得了大幅度的提高。随着研究的不断深入,其损耗还将进一步减小,如采用吸附分离等先进的单体精制技术,引入高折射率,掺入量的折射率修正剂,以及开发新型全氟化聚合物等。

进一步增大传输带宽。塑料光纤的带宽由最初的渐变折射率塑料光纤(SI2POF)的几个 MHz增加到现在的梯度折射率塑料光纤的数个GHz,提高了近3个数量级。由于氟化物塑料光纤的材料色散很小,因此通过优化光纤芯区折射率的分布形式,创造新型的光纤结构,进一步降低模间色散,采用空分复用和波分复用等技,塑料光纤的传输带宽可望达到10 GHz·km以上。

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第五篇：园艺产业的发展现状与前景

摘 要 文章分析了我国园艺产业发展的现状和存在的问题以及当前园艺产业发展趋势, 提出了发展园艺产业的对策和措施: 一是发展特色园艺产业, 二是采取差异化发展战略, 三是实施品牌战略, 四是加强营销, 五是积极争取国家政策支持, 六是科学种植。

关键词 园艺产业 现状 趋势 对策

园艺业是农业种植业生产中的一个重要组成部分，对于丰富人类营养和美化、改造人类生存环境有重要意义。园艺业历史悠久，分步较少，最初仅作为农业的附属部门，具有自给性生长的性质。19世纪后半期起，随着农业生产力的高度发展和农业生产地域分工的加强，园艺业逐渐成为一个独立的种植业部门而得到迅速发展。除经济发达国家外，第三世界的一些国家也纷纷兴建以园艺业为对象的种植园。20世纪中期以来，园艺业成为创汇农业的重要组成部分。 1 园艺产业发展现状和存在的问题 1.1 园艺产业发展现状

园艺产品不仅是人体主要食物来源, 还是重要的工业原料, 园艺产品在国民经济中的作用不断增强。从2001年开始, 蔬菜产值超过粮食成为种植业第一产业, 此后所占比重呈逐年上升的态势(蔬菜播种面积由1992年的571122万hm2 发展到2005年的1772107万hm

2、2006年的1 821169万hm2 ) 。如果计算上果品(2005年果园面积1 003152 万hm

2、2006 年1 004123 万hm2 ) 和花卉( 2006 年种植面积7212 万hm2 ) , 则园艺产业在种植业中的比重更大, 园艺产业在农村经济中的支柱地位日益稳固。

此外, 园艺产业是劳动密集型产业, 比较效益高, 有利于解决就业、发展农村经济、缩小城乡差距。

1.2 抵御自然灾害和市场风险能力弱

我国的园艺生产多为个体分散生产、抵御自然灾害和市场风险能力弱。小生产与大市场、大流通的矛盾十分突出, 由于土地分散, 生产组织化程度低, 加之政府宏观调控职能很难控制园艺产品的种植面积,使园艺产品种植计划性不强, 面积变动大, 从而造成价格波动过大, 过剩“卖难”问题十分突出。 1.3 园艺产品利用形态多为生鲜状态, 运输途中损失大

园艺产品利用形态多为生鲜状态, 一般含水量在90%以上, 又由于园艺产品产后处理相对落后, 园艺产品的加工程度不高, 产后处理链尚未形成或很不规范, 造成运输途中损失严重的现状。据统计, 我国蔬菜每年在地头和流通过程中损失浪费率高达产量的1 /31.4 品牌化率低

虽然我国是世界果品、蔬菜、花卉生产大国

[ 5 ]

[ 4 ]

。

, 苹果、梨产量为世界第一, 柑橘产量仅次于巴西和美国, 且2007年蔬菜和水果的出口均为增长, 但我国的园艺产品大多以原料或半成品的形式出口, 没有龙头品牌, 没有高附加值或精深加工的产品, 我国的园艺产业在国际竞争中将只能赚取廉价的劳务费。而 我国的劳动力成本正在迅速上升, 过去园艺生产中的成本优势将逐渐弱化。

1.5 园艺产品的安全生产重视不够

一方面是人们对食品安全高度敏感, 另一方面是对生产环节的控制和监管很难到位。虽然我国是世界果品、蔬菜、花卉生产大国, 但由于农药、化肥残留超标, 仅有5%能够参与国际竞争。许多发达国家出于对食品安全性和贸易保护主义考虑都相应出台了越来越多的技术贸易限制措施, 不断提高农产品的准入门槛。2006年5月29日日本《食品中残留农业化学品肯定列表制度》(通常简称“肯定列表”制度) 的出台和实施, 就是有针对性地加强了对进口农产品、食品的药物残留监控。2007年日本扣留我国农产品、食品共439批次, 其中因农药残留超标被扣的蔬菜120批, 占被扣产品的27133%

[ 6 ]

。

2 园艺产业发展趋势

2.1 正在向适度规模产业化经营方向发展

园艺产业在政府引导、企业带动、重点户示范等多项措施的共同作用下, 正在向规模化经营、产业化生产的现代化农业方向发展

[ 7 - 8 ]

。通过培养园艺产品经纪人、加强流通环节管理等措施, 正在形成各环节有机结合、利益共享的产业结构, 有望实现园艺产品的种植、加工、销售等一体化经营。通过园艺经纪人跑市场、摸行情, 哪里市场紧缺就把产品运往那里, 同时根据市场需求, 引导农民种植一些价格高、市场潜力大的时令园艺产品。通过建设具有区位优势和重要集散功能的批发市场, 增强大流通枢纽, 以及商流、物流、信息流等方面的综合功能, 来加强流通管理。中共十七届三中全会通过的《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》, 鼓励发展多种形式的适度规模经营。 2.2 各地优势园艺产业和品牌发展迅猛

我国有丰富的名特优园艺资源, 例如新疆的哈密瓜、葡萄, 山东菏泽的牡丹, 宁夏的枸杞、烟台的苹果、莱阳的梨、潍坊的萝卜等等。政府正在通过大力推进“地理标志”产品认证和“一村一品”工程,来挖掘和发挥各地的资源优势, 近年来, 各地的优势园艺业得到了迅猛发展。目前, 我国的园艺产业正朝着高产、优质、高效、生态、安全的方向加速发展, 城乡居民对安全优质园艺产品的消费需求也呈快速增长的态势。提倡无公害、绿色、有机园艺产品的生产, 有品牌、有商标已成为发展趋势, “从农田到餐桌”的食品安全质量体系正在建立, 因此无公害、绿色、有机园艺具有广阔的发展前景和市场空间。 2.3 观光、休闲园艺发展迅速

随着人民生活水平的提高, 在城郊等许多地方, 以观光、旅游、采摘等为主的休闲园艺、生态餐厅等迅速发展

[ 1, 9 ]

, 都市农业提上发展日程。生态餐厅又叫温室生态餐厅, 餐厅有充满绿色的自然环境, 综合运用建筑学、园林学、设施园艺学、生态学等相关学科知识进行规划、设计和建设, 以设施园艺调控技 术、农艺栽培技术来维护餐厅的优美环境, 形成以绿色景观植物为主, 蔬、果、花等植物合理配置, 结合假山、瀑布、小桥流水等园林景观, 全方位立体展现绿色、优美、宜人的就餐环境。发展生态餐厅要有较好的地理优势和客源潜力, 目前我国已有生态餐厅200多家。都市农业是由“城郊农业”发展派生而来, 把现代农业展示、旅游观光、科普教育等有机地结合在一起, 走的是果、菜、花综合经营发展的道路, 集农业生产、生态建设和愉悦身心于一体, 实现了城乡互 动, 拓展了城市发展空间。都市农业具有保障生活、发展经济、平衡生态、旅游

休闲、出口创汇、教育示范、致富农民等作用, 可以有参与体验(采摘等) 、展示示范(观摩教育) 、休闲疗养等形式, 如今已经日益成为大城市经济社会和生态环境建设的重要组成部分。

4 我国园艺产业发展对策及发展方向 4.1提高优势产品的质量

突出自我优势，做强优势产业。在继续开展常规育种的同时，应用现代生物技术手段，培育适应不同地区的优质高产、高抗、多抗、耐病虫新品种，引进国外珍稀、高抗园艺植物品种。建立并完善果树良种苗木生产技术体系和质量管理体系，实行标准化育苗。

4.2 推行无公害生产，实施生产环境评价和果品认证

全面推行无公害标准化技术，实施生产环境评价和果品认证工作，生产绿色食品。制定和完善与国际标准接轨的果品检疫、果品包装等系列标准，提高出口产品质量和数量，增强产品在国际市场的竞争力。

4.3 推进果品深加工技术

建立健全果品采后处理技术体系和产供销的冷链技术体系，研究和优化果品深加工新工艺，保证产品质量，延长产品上市周期，扩大产品出口。

4.4 加强产销的信息化建设

重视加强园艺产品产销信息体系建设。建立各类交易市场和产品销售网点，培养销售经纪人。积极举办世界、国家、地区级大型农产品展览会、新技术展览会，快速、准确获取最新的技术和市场信息，变产供销为销供产，生产适销对路和有较大潜在市场的产品，形成市场引导产品的供应体系。

4.5 园艺生产的合作化与组织化

各级单位组织协同合作，科研单位走“产、学、研”结合之路，开发新品、革新技术、培训果农。政府引导并扶持果农成立合作组织或果农协会，形成以合作组织或协会为纽带，以企业+中介+基地(果农)的组织化形式进行产业化开发，发展订单式农业。按照科工贸一体化，产供销一条龙的发展思路，切实实施龙头带动工程，通过资金信贷，税收等环节，推出有较强吸引力的系列投资政策，重点扶持壮大一批有较强带动力的生产、销售、贮运加工龙头企业，努力延长发展链条。建立优质果品示范园，带动集约化规模化生产，推进区域化布局进程。

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