研究生水利水电论文篇(1)

[关键词]水电开发 生态补偿 研究综述

一、引言

作为最直接的低碳能源生产方式，水电开发在保障能源供应和实现减排目标中具有重要的战略地位，虽然，当前和今后的一个时期水电开发势必呈现出良好的发展势头，但是水电开发对生态环境带来的负面效应也不能忽视。在这一点上，国内在水电开发领域也有众多研究，但只是对一些生态问题的解决停留在局部层次，只解决了一些局部性的问题。目前，针对水电开发的生态补偿机制研究以及与之结合的应用研究较少，与水电可持续发展的要求还有较大差距。为此，本文主要从三个方面对有关我国水电开发生态补偿研究进行综述，目的在于能够为水电开发生态补偿机制的研究以及建立科学合理的水电开发生态补偿机制提供参考。

二、有关国内水电开发生态补偿研究综述

笔者对2000年来30余篇有关我国水电开发生态补偿研究文献进行查阅整理分析，归纳总结出，目前在我国水电开发生态补偿方面主要以水电开发对河流生态系统服务功能及生态环境影响评价、确定生态补偿的标准这三个核心问题来展开。因此，笔者也将在此部分主要就后两个方面进行探讨。

（一）有关水电开发对河流生态系统服务功能影响评价的综述

到目前为止，尽管对淡水生态系统服务功能的价值评估做了一些工作，但针对河流生态系统服务功能的总体研究尚少，已有的研究以单项功能如娱乐功能评价为主，也有一些涉及到水库的娱乐功能评价。正如鲁传一，周胜，陈星等人指出的一样“国内外生态系统服务功能及其价值评估主要集中在森林、草地、湿地、土地利用等领域，对水电开发对河流生态系统服务功能及其价值影响的研究较少”。然而，莫创荣，李霞等人提到：实现水电资源可持续利用，需从河流的生态系统服务功能出发，并且要在认识水电开发对河流生态系统服务功能的影响并在价值评估的基础上进行生态补偿。例如，莫创荣在对河流生态系统服务功能进行分类的基础上，根据可能受到水电开发影响的特征和实际情况，以风光水利枢纽工程为例选择适当的核算方法和参数，计算其影响的生态系统服务功能的价值变化量，其结果是负效益占正效益的一半之多，以此案列说明了水电开发对生态系统具有负面效应，而且不能不引起重视，因此，莫创荣提出了在水电开发工程应采取一定的生态补偿措施。

事实上，在莫创荣等人之前鲁春霞已经通过建立数量化评价方法，弥补了常规水利工程环境影响评价往往忽略河流生态系统服务功能影响的不足。比如，她将河流生态系统的服务功能分为四类，依据不同的功能类型，针对水利工程产生的生态效应如生物多样性的变化和河流净化功能的变化，确定了不同的测算指标，并建立了相应的数量化评价方法。刘青则是采用市场价值法、机会成本法、替代法、费用支出法、条件价值法、碳税法等资源与环境价值评估方法，针对江河源区生态系统服务功能、价值及其评估进行研究。周志杰以羊子岩水电站为例就水电开发对河流生态系统的服务功能影响进行评估，指出实现水能资源可持续发展，需以生态系统服务功能及其与可持续发展研究的关系为基础，建立生态补偿机制。

从以上文献中可以看出，水电开发对河流生态系统服务功能影响的评价方法较多，但并不统一，那么根据生态理论进行环境评价时，由于评价方法的差异性，核算出的生态服务功能差异较大。虽然，在评价方法和模型方面，我国学者做了一些研究，但还是没有形成统一认可和可操作性较高的评价模式。

（二）有关水电开发生态环境影响评价的综述

从上文所讨论的部分中，我们已经明显看出我国现在在水电开发生态补偿的有关众多研究中涉及水电开发对河流生态系统服务功能及其价值影响的研究较少，然而，在水电开发生态环境影响评价方面研究较多。

水电开发生态环境影响评价是针对于具体的水电建设项目或者水利工程对生态环境的影响采取适当的评价方法，在此方面的评价主要有以下方法：确定性模糊评价方法、最大信息熵原理与模糊模式识别方法、与遗传算法相耦合的流域生态环境质量评价新模型等。近年来国内关于水电开发生态环境影响评价方法也有了大量的研究，除了部分传统评价方法的实证应用以外，主要还有：层次分析法，比如薛联青在流域水电梯级开发环境影响方面的研究中采用了动态层次分析，而曾毅和吴泽斌则在分析了层次分析法的特点之后，对其进行了适当的改进和应用。模糊综合分析法，比如徐福留等在对生态环境的影响评价的研究中采用了模糊聚类综合评价方法，李莉华等是在对水工建筑物的生态环境影响评价研究中应用了模糊层次综合评价模型，而李朝霞等在进行水电梯级开发生态环境影响评价中提出了时序多级模糊综合评价模型。多方法相结合，比如，吴泽斌在对水利工程生态环境影响评价研究中应用的是层次分析和模糊优选相结合的方法，而王翠文在马山抽水蓄能电站的有关评价研究中采用了景观生态学与数学模型相结合的方法。

（三）有关水电开发生态补偿标准的综述

本部分有关水电开发生态补偿标准的研究，笔者通过对近十年来的相关文献查阅整理后，发现有关生态补偿标准的讨论主要有三种类型，第一种类型是以投入和效益两个方面为依据进行讨论，第二种类型是在第一种类型的基础上考虑到支付意愿及支付能力两个重要因素，而第三种类型则是以生态系统服务功能价值为研究对象来确定生态补偿标准。

第一种类型，正如刘青等所提出当前绝大多数流域生态补偿标准的测算依据是基于投入和效益两方面进行，比如中国水利水电科学研究院对新安江流域生态补偿标准的测算研究中提出“以流域水质水量为主线，计算上游生态保护与建设的总投入，按受益比例来分担生态保护与建设成本，建立生态保护投入补偿模型”的思路。刘玉龙等也以新安江流域上游地区生态建设与保护的补偿量的实际测算为实例，从生态建设的总成本入手对生态补偿量进行测算。胡熠、李建建也认为以上游地区生态重建成本作为区际补偿的依据具有测算较准确、补偿金额相对公平和双重激励作用的特点，提出了闽江流域上下游生态补偿标准与测算方法。

第二种类型近几年才有学者提出来，是随着对利益相关者广泛参与生态补偿行为的研究，才提出了流域生态补偿标准的核算还应考虑支付意愿及支付能力。比如，杨光梅，闵庆文等认为，补偿标准和支付标准是生态补偿的两个关键指标，以往的研究比较侧重于在受益程度这一重要因素上进行补偿标准的研究，而事实上，受益者的支付能力和支付意愿也是制定支付标准必须考虑的因素。张翼飞等通过对生态服务及其价值评估、支付意愿与补偿标准之间的理论联系进行系统的梳理之后，指出充分考虑利益主体的意愿是科学制订补偿标准的必要环节。

第三种类型主要是以生态系统服务功能价值为研究对象来讨论生态补偿标准。比如，徐琳瑜、杨志峰、帅磊等以厦门市莲花水库工程生态补偿为例，将水库生态服务功能价值分为自然价值、社会价值、经济价值三类，利用水库生态服务价值计算方法，制定生态补偿标准。王金南等提出确定生态补偿标准的方法有核算和协商两种，其中核算的依据就是生态服务功能价值评估和生态损失核算，以及生态保护投入或生态环境治理与恢复成本。

尽管当前针对不同领域生态补偿标准的依据已在某些方面取得共识，例如，考虑受偿者与支付者的意愿已受到众多学者的肯定，但在目前补偿标准计算最多的成本构成方面仍然有待更多更深入的探讨和分析。

三、总结

一方面，虽然生态补偿研究已在国内外广泛展开，但是生态补偿仍停留在个案水平，不具有代表性，并且理论和实践仍有很大差距，尤其在生态补偿的机制问题上，未能形成一套具有一致性和广泛性的补偿理论依据和补偿标准。另外，在目前的相关研究中所计算的生态服务价值差异有时较大，不能作为生态补偿的依据，对于水电开发生态补偿的数额和定量化研究方面还没有一个公认的方法。

另一方面，生态补偿评价环节的缺失。目前对生态补偿评价的研究较少，生态补偿评价作为生态补偿效果的评判和补偿过程中存在的问题的反馈在整个生态补偿过程中起着重要的作用，但是目前还没有形成一套普遍的评价指标体系，也没有人就某一类型生态补偿的评价体系进行深入研究。

参考文献：

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研究生水利水电论文篇(2)

河道是大自然的主动脉和大血管，不仅具有行洪排涝、供水灌溉、交通航运、水能发电等社会服务功能，而且具有栖息地、输送、源汇、水分涵养、水体净化、生物多样性保护、景观等多种生态环境服务功能。然而，水利水电工程的开发建设，在带来经济效益和社会效益的同时，也在一定程度上改变了河道原有的水文情势，容易对下游河道产生水质恶化、栖息地安全性胁迫等水生态环境问题，对河道生态环境服务功能的实现产生了不利影响。为了维持河道生态系统的动态平衡，首先应满足其对水量的合理需求，尤其要满足最小生态需水量的需求。如何既要满足水利水电工程的用水需求，确保工程正常运行，促进经济社会的又好又快发展，又能满足水利水电工程下游河道尤其是减水河段的最小生态用水需求，确保河道生态系统的动态稳定不受破坏性影响，是一个亟需解决的新课题。进行最小生态需水量的计算，不仅是建设项目水资源论证当中的重要一环，更是解决上述新课题的技术基础与关键。本文在已有研究的基础上，从生态水文学的角度，讨论了引水式电站减水河段最小生态需水的概念及其计算方法。 1国内外研究进展概述 1.1国外研究进展概述 20世纪70年代以前，国际上还没有形成明确的河道生态需水量概念，英美等国开始在法律中设定水库下泄的最小流量，以满足河流下流地区航运、公共健康以及渔业对水量，水质的需求[1,2]。但到80年代，伴随着人们对河道生态系统及其生命健康的认识与理解，河道生态需水量也逐渐得以重视与关注，并成为讨论和研究的热点问题之一。1989年，Gore建议在河流规定最小流量，并指出生物群落的最小流量需求仅是管理决策的一部分[3]。1998年，Gleick明确提出了基本生态需水量(BasicEc-ologicalWaterRequirement)的概念，即需要提供一定质量和数量的水供给天然生境，以求最小程度地改变天然生态系统，并保护物种多样性和生态完整性，认为生态需水量在一定的时间和空间下是可以变动的值[4]。2002年，David等认为，如果湿地（湖泊）水量低于某一个量时，将会导致其生态系统结构的破坏及功能的丧失。为了最大程度地实现湿地的生态价值，必须满足它本身所需要的水量[5]。在生态环境需水及用水研究方法上，1976年，White为产卵、饲养和鱼道定义了微生态环境指标，利用这些指标和水力模型一起预测流量变化对渔业的影响[6]。1976年，Tennant提出了Tennant法，该方法是目前国内外通用的一种确定河道内推荐流量的方法，其河流流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础[7]。1982年，Bovee提出的最小流量增量法（IFIM）是预测最小保护流量的一个方法[8]。1982年，Boner提出了7Q10法，即采用90%保证率最枯连续7d的平均水量作为设计值[9]。除此之外，还有基于水文学参数的Q95th、ABF、BasicFlow、Taxas等，基于水力学参数的湿周法、Singh、R2Cross等，生物/水力数据收集与分析方法（如Basque法、HQI法和RCHARC法等）、栖息地职业判断法（如整体分析法、分区建快法BBM和专家小组评价法等）以及FRC等生物响应模拟模型法等研究方法。从国外研究进展来看，对水利工程下游河道尤其是引水式水电站减水河道最小生态需水量的研究并不很多。 1.2国内研究进展概述 对于生态环境需水、用水等方面的研究，我国起步较晚，对生态环境需水、用水的概念、内涵与外延等没有统一的定义，对其计算方法的研究也并不深入和完善，多以定性分析和宏观定量相结合的方法为主。1999年中国工程院开展了“中国可持续发展水资源战略研究”项目,其中专题之一“中国生态环境建设与水资源保护利用”就我国生态环境用水进行了较为深入的研究，界定了生态环境用水的概念、范畴及分类，估算了我国生态环境用水总量约800～1000亿m3(包括地下水的超采量50～80亿m3)。这一研究成果对我国宏观水资源规划和合理配置具有十分重要的指导意义，推动了生态环境用水研究的进程，国内诸多学者也相继发表了有关文献与著作[10]。21世纪以来，我国河道生态需水量研究理论趋于成熟，同时涌现出了许多适合我国实际情况的研究方法。同时，随着人们逐渐认识水利水电工程对下游河道生态系统产生的不利影响，专家和学者们开始从不同的视角、不同的对象进行了研究，并取得了一定成果[11-19]。目前，有关这方面的研究，在概念界定、计算方法等理论体系上还有很大的拓展空间和丰富内容。 2最小生态需水量内涵 河道最小生态需水是一个很复杂的概念，不仅包括河道本身生态系统生理方面的要素，还包括复杂的人类价值及生物的、物理的、伦理的、艺术的、哲学的和经济学的观点。从上述国内外研究进展来看，由于研究的出发点和研究的对象等不尽相同，各学者对河道最小生态需水量的理解和表述也有所差异。河道是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着重要作用。它具有纵向成带现象，其生物多具有适应急流生境的特殊形态结构、相互制约关系复杂、自净能力强、受干扰后恢复速度快等特点。但引水式水电站建成后，人为地减少了河道水量，减水河段的长期水量减小使河道生态系统内各种生物逐渐适应生境而生存。因此，减水河道的最小生态需水与天然河道也有所区别。 根据生态学上的耐受性定律[20,21]：每一种环境因子都有一个生态上的适应范围大小，称之为生态幅。即有一个最低和最高点，两者之间的幅度为耐性限度。因此，作为减水河段主要生态因子之一的水量，应在一个合理的范围之内，即有一个最高、最适和最低3个基点。其上限是减水河段最大生态需水量，超过此值，一方面，河道将水漫堤岸，可能发生洪涝灾害，严重威胁周边地区生命财产安全；另一方面，河道在最大水量运行期间在一定程度上因植物根系缺氧、窒息、烂根等而影响它们的生长发育。下限是减水河道最小生态需水量，低于此值，植物根系部分的土壤含水层就会被疏干，植物会因吸收不到水量而干涸死亡，在一定程度上影响了水生生物栖息地，不利于水生生物的生存和繁衍后代，同时河道生态系统结构与功能也将会受到一定程度的损害。 #p#分页标题#e#

本文基于上述概念，将引水式电站减水河段最小生态需水量定义为：引水式电站减水河段在电站引水的特定情况下，为维持河道生态系统栖息地、输送、水体净化等多种生态环境服务功能正常发挥以及河道生态系统结构的稳定所必须的、一定质量的最小水量。从概念表述上可看出，引水式电站减水河段最小生态需水量具有以下三个方面的内涵：①河道用水量一旦小于最小生态需水量，河道生态系统的自然生命将会受到影响；②最小生态需水量主要满足河道本身生态系统的结构稳定以及生态环境服务功能正常发挥两个方面的需求，并未包括行洪排涝、供水灌溉、交通航运、水能发电等社会服务功能方面的用水需求；③最小生态需水量并不是河道生态系统最佳用水量，只是河道生态需水的下限值，简言之，是河道生态系统用水不能再少的需水量。根据引水式电站减水河段最小生态需水量的界定以及生态水文学水分平衡原理角度来分析，其最小生态需水量可用如下函数来表示：(1)式中，Wmin为时段内的引水式电站减水河段最小生态需水量（m3）；Vp为时段内引水式电站减水河段水面上的降水量（m3）；Vrs为时段内进入引水式电站减水河段的地表径流量（m3）；Vrq为时段内进入引水式电站减水河段的地下径流量（m3）；ΔV为时段前引水式电站减水河段蓄水量（m3）；V'rs为时段内流出引水式电站减水河段的地表径流量（m3）；V'rq为时段内流出引水式电站减水河段的地下径流量（m3）；q为时段内引水式电站的用水量（m3）；ξ为修正常数（m3）。（1）式表明了为维持引水式电站减水河段生态系统的动态平衡所必须遵循的水分平衡原理，为探求引水式电站减水河段最小生态需水量计算方法提供了理论支持。 3最小生态需水量的计算方法 从目前国内外有关研究来看，河道最小生态需水量计算方法一般分为两类：一类是水文学方法。该方法主要考虑最小水量的保持，即是对河道扰动后水量的恢复，但缺乏对目前生态价值的直接关注。另一类是生态学方法。该方法主要考虑河道水生生物对最小水量的需求和分配，是针对生态管理的目标而提出的，但缺乏水文情势的变化对河道生态系统影响的体现。本文从生态水文学和最大化原理角度出发，结合水文学和生态学这两种计算方法及理念，通盘考虑生态系统结构与功能及水文情势变化的影响，同时，根据引水式电站减水河段生态系统栖息地、输送、水体净化等生态环境服务功能以及上述公式（1）所表达的水分平衡原理，在减水河段生态功能需水要求上兼容、用途上共用的条件下，提出引水式电站减水河段最小生态需水量生态系统功能最大分析法。计算公式为：(2)式中，Wmin为时段内的引水式电站减水河段最小生态需水量（m3）；W1为时段内引水式电站减水河段维持水生生物栖息地的最小生态需水量（m3）；W2为时段内引水式电站减水河段维持水沙平衡的最小生态需水量（m3）；W3为时段内引水式电站减水河段维持稀释自净能力的最小生态需水量（m3）。利用公式（2）计算引水式电站减水河段最小生态需水量，需要有一定系列的水文资料和生态资料。对于无资料的河段，可参证邻近河段资料进行推算，也可以通过野外实地调查获取。 3.1维持水生生物栖息地的最小生态需水量计算 栖息地是植物和动物(包括人类)能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素，比如空间、食物、水源以及庇护所等[22]。河道是生物圈上重要的水域流水生态系统，是河道内各种生物生存的基础。水是河道生态系统组成中重要的因子之一，水量无论在时间尺度上还是在空间尺度上的改变都会不同程度地影响河道生态系统栖息地功能的发挥。要确保水生生物栖息地不受破坏，至少需要有一个水量触及的临界区域。基于此，提出了引水式电站减水河段最小生态需水量断面流量法，计算公式为：(3)式中，W1为时段内引水式电站减水河段维持水生生物栖息地的最小生态需水量（m3）；k为权重；A为引水式电站减水河段典型断面面积（m2）；U为引水式电站减水河段多年平均流量（m/s）；T为时间（s）。公式（3）中，关键是权重k的计算：一是要通过调查，探寻引水式电站减水河段主要水生生物的种类与分布；二是根据水生生物的生物学需要和河流的季节性变化分季节制订相应标准。 3.2维持水沙平衡的最小生态需水量计算 随着森林的砍伐、植被的破坏，水土流失日渐突出，给生态环境产生了不利影响。河道是泥沙的通道，然而，河道水多，冲刷能力加强，对河道生态系统的结构稳定造成了压力。河道水少，不能将大量泥沙输送入海，导致河床淤积，水位抬高，河道的排泄能力下降，并成为生物多样性受损的主要根源。为了维持冲刷与侵蚀的动态平衡，就必须在河道内保持有一定的水量，将这部分水量称为输沙平衡需水量[10]。水流含沙量因流域产沙量的多少、流量的大小、河流的形态及其他水沙动力条件的不同而有所不同。因而，输沙平衡需水量的计算方法也有所不同。一般来讲，引水式电站减水河段水流含沙量并不很大，并因时间尺度的不同而不同，汛期较大，非汛期较小。因此，维持引水式电站减水河段水沙平衡的最小生态需水量以汛期用于输沙的水量作为基数，计算公式为：(4)式中，W2为时段内引水式电站减水河段维持水沙平衡的最小生态需水量（m3）；Su为多年汛期平均输沙量（kg）；S*为水流挟沙力（kg/m3）。水流挟沙力是河流动力学中一个很重要的概念。如若上游来沙量过多，而当地水流的挟沙能力有限时，水流无力带走全部泥沙，势必卸下一部分于河床之中，这就表现为河床的淤积。相反，如若上游来沙量过少，而当地水流的挟沙能力卓有富余，且河床又有大量的可冲性沙源时，则水流将会本能性地从河床上冲起一部分泥沙，以满足自身挟沙之不足。其计算公式为[23]：(5)式中，S*为水流挟沙力（kg/m3）；U为断面平均流速（m/s）；R为水力半径（m）；w为泥沙沉速（m/s）；g为重力加速度（m/s2）；k,m为待定系数和指数，由减水河段实测资料确定。 3.3维持稀释自净能力的最小生态需水量计算 河道受到一定程度的污染后，通过自身物理、生物和化学的作用可以逐渐恢复到原来的水质。它分为河道的物理自净作用和生物自净作用。无论是哪种河道自净作用，都需要一定的水量得到满足的情况下才能进行。当然，不同的河道，稀释自净能力有所差异，需要的水量也有所不同。对于引水式电站减水河段来说，其最小生态需水量主要根据减水河段水体水质目标和水功能进行计算确定。对于减水河段为饮用水源保护区，维持稀释自净能力的最小生态需水量采用二维数值模型进行计算，计算公式为[24]：(6)其中：式中：W为水体纳污能力；Cs为水质目标浓度值（mg/l）；C(x,y)为纵向距离为x，横向距离为y的断面污染物浓度（mg／l）；Q为初始断面的入流流量（m/s）；C0为初始断面的污染物浓度（mg／l）；m为污染物入河速率（g／s）；v为设计流量下计算河道的平均流速（g／s）；y为计算点到岸边的横向距离（m）；K为污染物综合衰减系数（l／d）；x为沿河段的纵向离（m）；h为设计流量下计算河道的平均水深（m）；Ey为污染物的横向扩散系数（m2/s）。对于减水河段为饮用水源保护区以外的水功能区时，对减水河段水体水质要求不是很高，可采用标准流量设定法进行计算确定，计算公式为：(7)式中，W3为时段内引水式电站减水河段维持稀释自净能力的最小生态需水量（m3）；Qmin为第i年减水河段最小月平均径流量（m3/s）；T为时间（s）；k为权重。#p#分页标题#e# 4结论 （1）本文从生态水文学理论出发，探讨了引水式电站减水河段最小生态需水量的内涵，并提出了相应的计算方法。（2）引水式电站减水河段最小生态需水量是生态学、水文学研究的一个新领域，包括基本概念在内的许多方面尚不成熟。（3）目前，在水电站开发建设环境影响评价中，较多的考虑水电站下游河道的生态需水，减水河段最小生态需水量也应是环境影响评价中的重要一部分。（4）在利用本文提出的最小生态需水量计算方法时，还应综合考虑经济效益与环境效益的协调，确保在保护环境的同时，最大程度地提高经济效益。本文只是从生态学角度进行了探讨，在具体研究方法上也存在着需要改进的地方。下一阶段，将在本文研究的基础上，进行实例验证。

研究生水利水电论文篇(3)

交易成本理论对水利水电企业成本管理具有重要的影响。文章从交易成本理论的内涵解读出发，分析交易成本与水利水电企业成本管理之间的关系，重点阐述交易成本理论对水利水电企业成本管理产生的影响，为水利水电成本管理中交易成本理论的应用提供思考与借鉴。

关键词：

交易成本理论；水利水电；企业；成本管理；影响

交易成本理论是何种理论？交易成本理论与水利水电企业成本管理之间存在着怎样的一种关系？它又是如何影响企业成本管理的？通过研究交易成本理论对水利水电企业成本管理的影响来明确两者之间的影响关系，并为水利水电企业的成本管理提供更多的发展要求及条件。

一、交易成本理论的内涵解读

交易成本表现为现代社会中人与人之间的利益冲突，这种冲突会产生经济成本，这种经济成本通常是指新制度经济学所提出的交易费用，属于新制度经济学中的关键范畴，它是一种为了获取完整、准确的市场信息而付出的各种费用类型，还涉及到经常性契约、谈判等各类费用。交易成本理论的内容包括八个方面，这八个方面包含了不同的费用与成本，如获取、分析与处理市场信息所需要的成本与费用，合同交易订立的费用，交易执行、违约、制裁等行为的费用，谈判、签约的形成的费用，不确定性因素产生的费用及企业内部组织出现的交易成本等①。这些费用与成本产生的原因在于生产要素没有成功地运用在能够发挥最大化价值的方面，由于资源的浪费、组织成本的提高，使得公开市场中交易成本的出现与产生。

二、交易成本与水利水电企业成本管理的关系分析

1.交易成本产生的分析。

《国富论》的作者亚当•斯密曾探讨了市场范围与专业分工之间的关系，他提出市场中某一产品或服务的需求扩大会提高分工与专业化的水平，随之会降低生产成本②，这是亚当•斯密对专业化水平提高生产成本的经济论断。但是，从另一个角度来看，专业化水平的提高也会增加交易的成本，这种视角的论断是基于实际的市场运作提出的，当市场的规模逐渐扩大，分工与专业化的水平不断提高，交易活动也会随之变得复杂化，这就使得交易的参与者越来越多，造成不完全交易信息的产生，一些不可避免的行为就会出现，如偷窃、欺诈与违约等，从而增加了交易的不确定性与风险性，导致个人收益逐渐偏离社会收益的现象。由此可见，专业化水平与分工的产生与提高，降低了生产成本的同时，提高了市场的交易成本。从《国富论》的新古典经济学的视角来看，经济模型的构造无疑忽略了专业化与分工所形成的交易成本，将市场看成了一个没有交易费用与成本的场所。由此，新制度经济学者则提出了相对的观点，罗纳德•科斯认为市场的运作也需要交易成本，并将这种交易成本的产生总结归纳为“科斯定理”③。如果没有市场交易成本与费用，无论如何安排初始权利，当事人之间的谈判一方面会使财富得到最大化的安排，另一方面会由于市场机制的自动驱使机制使得资源实现最优化的配置与应用；如果市场存在交易成本与费用，安排产权的不同就会产生不同的资源配置效率，这样可以通过运用资源交换的明确产权实现最佳效率的资源配置与利用。

2.水利水电企业成本管理的交易成本分析。

从科斯定理可知，利用水利水电企业内部组织制度的改善与产权制度的健全，可以实现企业内部与外部交易成本的降低，以此可以促进企业效益的提高。水利水电企业会涉及很多专业，具有较高的专业化水平，这往往会产生信息传递的偏差，造成信息流通不畅，这种情况可以应用科斯定理来进行改善，通过产权制度的健全，内部组织制度的改进，促进企业内外部交易成本的降低与减少，以此提高企业的经济效益与社会效益。

三、交易成本理论对水利水电企业成本管理的影响

1.交易成本理论与水利水电企业成本管理的共同之处。

交易成本的实质是一种机会成本，它是通过选择不同制度形成的生产形式或消费形式带来的损失，这种机会成本既包括内部交易成本，又包括外部交易成本，还包括信息的取得成本、制度组织成本、监督成本及不确定性因素所引发的成本与费用等。机会成本是成本管理中的一个重要理论，它贯穿于水利水电企业组织成产、产品销售及投资决策等各个方面，通过机会成本可以优先选择出最优化的方案，放弃那些次优化方案所造成的损失。由此可见，交易成本理论与水利水电企业的成本管理在选择内部组织制度与配置生产要素两个方面具有内在一致性与耦合性。

2.交易成本理论与水利水电企业成本管理的相互促进。

从现阶段不同学者对交易成本理论的研究来看，交易成本的内涵与外延都具有一定程度的不确定性，水利水电企业在生产与经营的过程中要充分地考虑制度成本、社会成本、法律法规成本及政府监督机构所形成的监督成本等，这些成本都是企业成本管理中的重要内容，水利水电企业要充分地考虑这些成本与费用为企业带来的各种影响。交易成本理论与企业成本理论之间的关系主要体现在两个方面，一方面，交易成本理论的研究为企业成本管理提供了一个不同视角的理论切合点，它可以丰富成本管理理论的内容，指导成本理论的核算与管理，完善成本管理的各项制度；另一方面，企业成本管理理论的研究能够为交易成本的应用提供新的研究视点，推进交易成本理论的不断发展与完善。

3.交易成本理论对水利水电企业成本管理的指导作用。

成本管理理论的落脚点在于水利水电企业成本的分析、管理与核算，它的目标在于为企业选择最为合适的产品工艺流程，提供稳定的生产组织结构，健全企业管理机构，完善企业管理的流程方式，通过这些方法的选择与应用来降低或减少企业的内部交易成本④。水利水电企业的交易成本为零是不可能实现的，但是企业可以尽量控制交易成本在数量上逐渐趋向于零，积极地采取相应的措施来降低企业的交易成本。因此，水利水电企业可以运用交易成本理论，利用统一的交易费用标准对不同社会性质的各种企业组织进行效率大小与存在必要性的比较，通过统一的交易费用标准来衡量水利水电企业的经营管理水平，对企业成本管理制度进行不断的调整与完善，促进企业内部生产与经营管理有关组织的不断改革与发展，实现企业交易成本与费用的最大化节约与降低，从而应用交易成本理论指导水利水电企业内部成本管理制度的不断改进与完善。

4.交易成本理论为水利水电企业成本管理提供发展空间⑤。

从目前交易成本的现状来看，现阶段无法应用经济度量的方式，或者是货币的价值形式来计量交易成本，它是一种虚拟的、非实际的表现形式，这就对成本管理的核算产生了一定程度的阻碍，不利于交易成本理论在企业成本管理方面的应用。由此可见，交易成本的无法度量为水利水电企业的成本管理提出了一个新的课题，这种计量是成本管理的基本属性与基本特征，如果基于企业交易费用定性研究可以进行成本管理的定量分析，并开展交易成本相关内容的探索，就会使得交易成本的内容转变为成本管理核算的分析内容，从而为水利水电企业成本管理开辟新的发展空间与领域，促进水利水电企业成本管理的不断健全与改进，加强成本管理的合理性，提高交易成本理论与水利水电企业成本管理两者之间相互影响的良性循环。

四、结论与建议

交易成本理论与水利水电企业成本管理的影响是相互、双向的，而不是单一的线性关系。水利水电企业成本管理要应用交易成本理论就需要厘清交易成本理论的内涵，分析交易成本理论产生的历程，并审视水利水电企业成本管理中的交易成本，由此，解读水利水电企业成本管理与交易成本理论之间的关系。基于上述两个方面的探讨，研究交易成本理论对企业水利水电企业成本管理的影响，这种影响主要表现为四个方面：一是交易成本理论与水利水电企业成本管理的共同之处；二是交易成本理论与水利水电企业成本管理的相互促进；三是交易成本理论对水利水电企业成本管理的指导作用；四是交易成本理论为水利水电企业成本管理提供发展空间。通过这四个方面影响关系的辨析可以明晰交易成本理论与水利水电企业成本管理的关系，明确交易成本理论的指导作用，并开拓水利水电企业成本管理的新空间。

作者：李广辉 单位：河南省驻马店水文水资源勘测局

注释：

①饶晓秋，朱东恺，吴斌平.交易成本理论：解释成本管理会计理论的新视角[J].当代财经，2006（1）：24-27

②赖凡英，王朝新.基于交易成本理论对水利水电企业成本管理会计的影响[J].湖南水利水电，2005（6）：82

③邓倩.交易成本的界定、测度与市政应用———基于会计学视角的研究[D].西南财经大学博士毕业论文，2009

研究生水利水电论文篇(4)

一、招生学科

(一)水利工程

1.学科简介

本学科源于1978年原葛洲坝水电工程学院水利水电工程建筑专业。水工结构工程学科1994年被评为湖北省首批重点学科，1998年成为"211工程"重点建设学科，并开始联合培养博士研究生，至今共培养56人。2000年为湖北省首批"楚天学者计划"特聘教授设岗学科。水利工程学科 2006年被评为湖北省首批一级学科重点学科，2008年被批准为首批省级优势学科，2013年被国务院学位委员会批准为博士学位授予权学科。现为湖北省重点一级学科。

本学科现有教学科研人员103人，博士84人，教授34人，博士生导师14人，楚天学者10人;国家杰出青年基金获得者、国家百千万人才工程人选、教育部新世纪人才等国家及省(部)级以上专家19人;建有省自然科学基金创新群体3个、省高校科技创新团队1个。在服务国家重大水利水电工程建设中，形成了特色鲜明的学科优势。同时注重学科交叉与创新，在生态水利、水工结构光纤监测新技术等方面做出了创新性成果，为解决水电开发中的环境生态影响与施工安全开拓了新的研究手段与方法。

2. 科研条件

本学科设有国家科技部、教育部、国家电力公司和湖北省级研究平台6个，试验室面积超过7000m2。自行研制和设计了大坝混凝土光纤测温系统、1000t级动三轴仪等重要设备，申报和获批发明专利16项。

本学科以重大水利水电工程为背景承担了一大批国家自然科学基金、国家支撑计划、863计划、973项目、国家重大专项、水利部创新基金、水利部公益行业专项等应用基础研究项目以及重大水利水电工程建设的科技攻关项目，取得的创新成果成功应用于三峡、南水北调等国家与地方重大水利水电工程建设中，形成了解决水利水电工程建设中若干关键技术问题的独到能力。

先后获国家科技进步奖5项，省级自然科学奖、科技进步奖等20余项。2008年-2013年，获国家科技进步奖2项，省级自然科学奖、科技进步奖等16项。

3.研究方向

(1)水文学及水资源：流域降雨径流过程模拟;洪水预报与调控;水资源开发利用规划及合理配置;流域水资源可持续利用及管理;环境水文与水环境保护;梯级电站多目标优化调度;水信息与水管理;水污染控制。

(2)水力学及河流动力学：工程水力学与河流动力学;水力过渡过程及非恒定流;模型试验理论及技术;数值模拟计算;生态、环境水力学。

(3)水工结构工程：高坝现代设计理论与方法;水工建筑物及水工结构分析、仿真计算与模型试验;温度控制与防裂技术;高陡边坡和地下工程;高坝抗震分析与抗震设计;大坝安全监测、健康诊断与现代修复技术;水工建筑材料;生态水工。

(4)水利水电工程：水利水电工程施工技术;水利水电工程施工组织与管理;施工系统仿真及资源优化配置;现代监测技术与方法;施工导截流及风险分析;水利工程经济与管理;水利水电工程建设管理;生态水利学。

(二)土木工程

1.学科简介

土木工程一级学科博士授予权，包含岩土工程、防灾减灾工程及防护工程、结构工程、桥梁与隧道工程等二级学科博士授予权。土木工程一级学科为湖北省重点优势学科，一级硕士点学科，其二级学科防灾减灾工程及防护工程为湖北省有突出成就创新学科，岩土工程学科为"211工程"重点建设学科，本学科也为湖北省首批"楚天学者计划"特聘教授设岗学科。本学科现有教学科研人员101人，博士81人，教授33人，博士生导师11人，楚天学者8人;国家杰出青年基金获得者、国家百千万人才工程人选、教育部新世纪人才等国家及省(部)级以上专家16人;湖北省自然科学基金创新群体2个、省高校科技创新团队2 个。

2.科研条件

土木工程学科具有良好的学科基础和研究条件，拥有湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站(科技部)，三峡库区地质灾害教育部重点实验室(教育部)、国家电力公司岩土工程研究中心、湖北省防灾减灾重点实验室、湖北省地质灾害防治工程研究技术中心、湖北省建筑质量检测装备工程技术研究中心等国家、省部级研究基地。近五年，主持"973"计划、国家自然科学基金、国家重大科技专项、国家科技支撑计划、水利部公益项目、国土资源部重大科技专项等项目 50余项，获国家奖2项、省部级一等奖13项、其它奖励20余项。

研究生水利水电论文篇(5)

关键词：岩石力学；高边坡；地震；线性理论

中图分类号：O434文献标识码： A

近年来，岩石力学这门学科有了长足的进步和巨大的发展。人类生活的环境是地球上层的岩石圈，很多活动都离不开以岩石工程为对象的经济建设。水电站的大坝、厂房引水隧洞、矿山巷道等的高速发展都给岩石力学提出了新的要求和课题。因此，岩石力学这门学科在我们水利建设中有着十分广泛的应用。本文介绍岩土本构模型，并将这些模型应用到地震、高边坡等水利工程建设的常见问题中去，来具体阐述岩石力学在水利水电工程中的应用。

一、岩土本构模型及其研究现状

主要的岩土本构模型有线弹性模型、塑性模型、微观结构性模型、内时模型等。主要介绍传统的有线弹性模型和塑性模型。

1、塑性模型

塑性模型是指在应力作用下，不只有弹性应变，还有塑性应变。屈服条件为当材料的某一截面上的剪应力达到一个数值。可以写作

(1)其中，指的材料的内摩擦角，C指的是材料的凝聚力，指的是材料的正应力，方程中的数值都要通过实验来确定。限制条件为

(2)屈服面在为六边形。

2、线性模型

线性模型有各向同性、各向异性弹性模型。举各向同性线性弹性模型为例，由广义胡克定律可得：

（3）其中设弹性模量为E，泊松比v，这两个参数都是变量，随条件的变化而变化。

关于岩土本构模型的研究一直十分活跃，从传统的一广义胡克定律、塑性势理论为基础的线弹性模型、塑性模型，又形成了不符合塑性势理论的模型，如双屈服面模型。随着技术的进步，近期发展的新的岩土本构模型主要分为三类：

非线性理论引申至岩土本构模型的研究中。主要由分形几何；突变论、人工神经网络理论[1]。

传统的岩土本构模型是基于宏观的肉眼可查的现象，而如果从土体的损伤这些微观的角度出发，可以把损伤力学理论与结构研究成果相联系，这就是微观结构性模型[2]。

由于近年来大型工程多建造在环境复杂的地质环境中，工程地质中的岩土明显具有各向异性，施工难度加大。所以各向异性本构模型的研究更加深入，特别是迫切需要完善构造在渗流作用影响下的各向异性的本构模型[3]。

二、用岩石力学观点分析地震原因

现在我们所谈论的地震主要是构造地震。构造地震又称断层地震，是地震的一种，由地壳在构造运动中发生形变，当变形超出岩石的承受能力时，岩石就发生了断裂，在构造地震中长期积累的能量得到释放。波及范围大，破坏性很大。世界上百分之90以上的地震、几乎所有破坏性地震于构造地震[3]。

构造地震和岩石力学具有不可分割的联系。构造地震的成因是地壳运动造成的岩石破坏。研究地震归根结底是研究岩石的构造。从地震学研究角度，岩石强度理论主要是采用库伦理论及摩尔库伦理论。

库伦理论：在组合应力状态下，库伦理论表达式为：

（1）为剪应力，为正应力，c为粘聚力，为摩擦系数 。对于不同的岩石，由于不同，不同，所以也不尽相同，因此不同的岩石的性质是地震关键。

地震研究中最感兴趣的是岩石的脆性和延性。地震中具有延性的岩石，因其具有较好的延展性，所以变形缓慢，不易发生地震。而脆性岩石则不同，脆性岩石延展度不好，抗剪度低，极易发生破坏。由（1）得，当小时，岩石属脆性且强度低，随着的增加，岩石脆性降低，延展性增强，抗剪强度增强。

由此可见，岩石的发育是发生地震的重要因素。当岩石的发育均匀，且延展性良好时，岩体较稳定，不易发生强震。当岩石的发育不均匀，且多为脆性岩石时，地壳运动很容易破坏岩体，从而引发地震。当然，在实际的地质分布中，岩石的发育错综复杂，所以这也为预测地震增添了极大的难度[4] ，鉴于地壳上的岩性分布远非均匀，可从周围的地质构造和是否存在断层来判断是否发生地震。

总结国内外现场调查和实验研究结果表明，中、细和粉砂是最易发生地震液化的土，因为此类土脆性强，缺乏粘聚力且排水不畅，应尽量避免在这种地质构造中建设大型工程。

岩石力学这门学科与研究地震的诱因及准确预测地震息息相关。随着岩石力学的进步，在未来我们有望更准确的预测地震，从而减少地震带来的危害。

三、水电地下工程的研究方法及进展

水电地下工程包括水电站地下厂房、城市排水工程、海底隧道工程等。因为我国的水能资源主要集中于西南地区，地形地质条件比较复杂，所以一定要在设计施工之前对工程地质环境、岩土发育进行充足的考察。

水电地下工程的研究方法

水电站地下工程由于洞深长，断面大，边墙高，洞室多，导致施工复杂。要研究设计水电站地下工程的开挖，应从以下三个方面进行：

1.岩土环境对施工方案的制约

由于水电站的地下工程多建在山高谷深，势差很大的山区，这决定其必然穿越不同的岩土环境，岩土环境软弱破碎、高地应力突出、大流量渗水都会使施工的安全问题突出。如锦屏二级水电站引水隧洞埋深大、高压大流量涌突水，上流调压井群含H2S气体[5] 。所以应该尽量详细的掌握地质岩土环境资料，谨慎选择施工的方法，避免出现安全隐患，达到最优的施工效果和最安全的施工目标。

2.水电地下工程的施工对环境的影响

水电站地下工程施工量浩大，在施工时应该尽量将对自然、人文环境的影响降到最小。主要要避免开挖对地表建筑的扰动，如使地表地基凹陷、坍塌。同时还要避免对水环境的改变造成的生态失衡，影响当地环境的稳态。为了避免地下工程对环境的不良影响，应该进行全面的现场调查，对构造带的位置、基岩面的高层、基岩和覆盖层的水力学性质进行评价[6]。

3.施工过程中控制土体稳定性

在施工过程中，有很多控制扰动土体稳定性的方法，如改良加固土体，围护与支护，合理选择施工顺序等。

水电地下工程的进展

我国水电地下建筑物的发展趋势为工程规模巨大、地质条件比较复杂、施工进度快。我国水电地下工程的施工技术也取得了长足的进步。我们有先进的管理理念和组织模式；大型高效施工机械为地下工程施工提供了条件保障；打破行业局限，优势互补的格局初步形成；取得了较为丰富的不良地质条件下施工经验。今年来在规模方面取得了一系列的新突破如相继完建的二滩、三峡右岸、龙滩等开挖断面大于500m2的水电站尾水洞工程。

四、水电高边坡的研究方法及进展

高边坡的定义是对于土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30、小于100m的边坡，其边坡高度将对边坡稳定性产生重要影响，其边坡稳定性作用分析和防护加固设计应进行个别或特别设计计算，这些边坡称为高边坡[7]。由于我国水利资源丰富的地区多位于一二级阶梯，这样的地区水流落差大，但同时高山峡谷的高差也很大，所形成的地质构造十分复杂，在水电工程施工过程中高边坡问题广泛存在。高边坡具有很大的安全隐患，如果不谨慎处理，极有可能带来极大的危害。如意大利的瓦伊昂大坝，就是由于拱坝左坝肩紧靠滑坡极不稳定，又缓慢蠕动变成瞬间高速移动[8]。

1.研究水电高边坡应分一下几点进行

判断基本地质条件

高边坡的地质构造往往比较复杂，影响边坡的因素也很多。只是由于这种地质的复杂性，我们才要在选址筑坝时详细研究地质的成因、物质组成、工程特性的覆盖层边坡或滑坡体，还各种复杂结构和构造，甚至涉及高地应力、高地下水位等复杂作用。

根据地质条件评价稳定状态

根据第一步对于基本地质条件信息的搜集，对边坡的稳定性进行评价。要综合考虑边坡施工期、运行期各种作用和边坡岩体、滑坡体物理力学特性的可能变化、边坡失稳的可能影响，提出合理的施工措施。

一旦发生高边坡及时治理

按照“治坡先治水”的治理原则，如控制开挖、预加固、锚喷支护、抗滑桩、混凝土回填等措施灵活且针对性强。

2、我国高边坡的进展

岩石高边坡在我国的分布极为广泛，以西南和西北地区为主[9]。边坡稳定性已成为大型水电站建设中的重点问题，而边坡岩体变形的研究分析是评价高边坡稳定性的关键性问题。我国广大水电建设者在与滑坡灾害作斗争的过程中不断吸取教训，开展科技攻关，是的边坡加固技术不断提高。

参考文献：

[1]杨林德 岩土本构模型的研究和讨论 河北建筑科技学院学报

[2]王伟 岩土本构模型的研究现状和发展 黑龙江水利学科

[3]茂木清夫 《岩石力学与地震讲学》冶金部矿冶研究所，1978年9月

[4]罗国煜 论城市环境岩土工程研究 工程地质学报

[5]倪宏革 地下工程的环境岩土工程研究 南京大学博士论文

研究生水利水电论文篇(6)

一、突出特色，提高科研水平

华北水利水电大学是一所行业办学特色明显、优势学科突出的学校，在科研方面具有明显的特点。一是科研项目的行业性。学校原来隶属于水利部，所以科研人员把科研目标定位在水利行业发展需求相关的方向上，以争取各级水利部门科研经费的支持。从科研项目来源的渠道看，其纵向课题主要来源于水利部及其直属各部委，横向课题大多来源于水利行业的研究、设计、水利工程施工等有关的单位，科研项目立项具有明显行业性和区域性的特点。二是科研目标的实用性。从学科建设的角度看，学校依靠科研促进和支撑学科的发展，依靠科研特色培育学科特色，其科学研究紧紧围绕学科建设的需要，来确立发展思路和方向，开展科研立项，这不仅是学科建设的主线，而且在学科建设中发挥主要功能。

针对上述特点，学校准确制定了科研发展的目标以及切实可行的科研机制和奖励办法，多措并举，以提高学校科研工作的整体水平。

强化对教师科研工作的重视和引导。学校在科研方面采取两级目标管理体制，二级学院针对各学年的目标，结合本单位专业学科特点，主动采取行之有效的措施，加强对教师科研工作的规划、组织和引导，充分调动教师的科研工作积极性。

加强科研制度建设，形成了重视科研的风气。学校一方面加强科研制度建设，建立和完善科研项目管理体制、校院两级管理机制，建立健全科技创新制度体系，在二级教学科研单位制定了切实可行的奖惩制度，形成了“开放、流动、联合、竞争”的运行管理体制；另一方面加强了科技信息网络化建设，加大了科研政策宣传力度。

学校紧紧围绕国家和区域重点科研领域，以研究基地、研究院所、重点实验室和工程研究中心等为平台，以科研资金作保障，以学科带头人为核心，组建并重点扶持了若干结构合理、研究方向明确且有特色、队伍稳定、优势互补、具有凝聚力和战斗力的创新团队，带动了教师科研队伍整体素质的提高，形成了重视科研的良好风气。

建立健全科研激励机制，调动教师从事科研工作的积极性。近年，学校建立健全了一系列鼓励教师积极投身科研工作的各种激励机制，进一步改革和完善了国家级科研项目资金匹配、高层次科研奖项和高水平论文论著奖励等政策。学校积极改善和提高教师的科研工作条件和福利待遇，充分调动他们从事科研工作的积极性、创造性。学校充分利用自身的人才资源优势，积极采取有效措施，吸纳长期从事科学研究工作的退休教师，利用他们在科研方面的经验和优势，带领学校引进的大批年轻博士，并主动与的科研人员相结合，通过“内敛”和“外展”，合理组合全校的科技人才资源，逐步建立了稳定的多领域的研究开发队伍，为科研人才搭建了工作“平台”，吸引了更多高层次人才进入学校。

从优势科研方向出发，整合学校的科研资源。学校从优势科研方向的选择和重点扶持出发，对学校现有科研力量进行优化与重组，充分利用原有行业的基础和背景，加强优势和特色科研领域建设，重点提升了高层次项目的中标率；积极开展产学研联合和校企横向合作模式，构建具有特色明显、优势突出的专业技术创新平台，以此推动学校独具优势的科研强项的形成，进而带动学校整体科研实力的提升。

从科研创新团队建设出发，力促特色科研形成“制高点”。科技创新团队是科技创新和科研攻关的重要载体。学校在立足现实，统筹规划，合理配置各方面资源的基础上，内建科研团队，外扩科研渠道，充分发挥学校的水利行业特色，瞄准国家战略发展目标、重大科技专项和学科前沿问题，组建科研团队争取并承担各类国家级和省部级重大科研计划项目，通过科研项目的研发过程，培育和产生高水平的科研创新团队，在水利行业上形成了特色科研的“制高点”。

从学科交叉、渗透出发，努力寻求科研发展新的“增长点”。学校积极探索实施学科交叉、综合集成的有效措施，以水利特色为依托，充分发挥学校的学科综合优势，克服资源分散、缺乏有效配置的弱点，促进跨学科集成、多学科合作和新学科开创，推动跨校跨系统的联合、协作。在研究内容上，深入研究跨学科、跨分支学科、同一学科内部各个研究方向等多方位的交叉与渗透；在研究方法上，既有递进式的交叉与渗透，又在多学科交叉与渗透的空间方面进行纵向的深入和横向的拓展，从而提升科研的层次，拓展新的研究领域，培育新的科研特色。

二、认真挖掘成果源，精心培育和遴选优秀科研成果

在“十二五”开局之年，学校提出了“项目培育、项目申报、项目监管、成果培育、成果申报”的五阶段分目标管理，每项目标均构建了切实可行的措施以保证其顺利实施。“十二五”期间获奖科技成果已达到450余项，其中省部级以上获奖超过“十一五”期间总数的50%以上，在国家级科研奖励方面获得较大突破。其中获奖较为集中且特色突出的标志性的成果体现在以下几个方面。

水工结构工程方向。学校在水工结构工程方面的研究始于建校初期，目前形成了研究方向稳定、研究成果突出、在国内有一定影响的优势学科。主要开展水工建筑物设计理论及方法研究、水工预应力混凝土设计建造新技术、水工高性能耐久性材料以及特种结构和大跨度复杂结构设计计算理论研究，所取得的多项成果达到国际先进水平，参与完成的“钢纤维混凝土特定结构计算理论和关键技术的研究与应用”科技成果，荣获2010年国家科技进步奖二等奖。

地质工程方向。地质工程作为学校建校初期设立的专业，主要服务于水利工程建设，长期以来研究团队主要在边坡稳定分析及滑坡失稳定时预报、工程岩土体结构稳定性研究等方面开展较广泛的科学研究和工程实践，除主持完成国家科技支撑项目、国家自然科学基金项目、水利部公益性项目外，还承接了大量工程生产项目，主要参与完成的“大型矿山排土场安全控制关键技术”科技成果，荣获2011年国家科技进步奖二等奖。

农业水土工程方向。学校围绕我国北方地区农业用水问题，开展了区域水资源合理利用、水资源优化配置及科学管理、水资源高效利用综合技术体系研究；针对农业水资源短缺，水生态环境恶化，研究水资源优化配置、节水灌溉理论与技术、农业水资源与水环境承载力及经济评价。近五年完成了包括国家“863”、自然科学基金、科技支撑计划、水利部公益性项目、水利部科技推广项目、水利部重点科技攻关、河南省重大科技攻关、南水北调重大工程项目等100余项。所完成的科研项目获教育部高校科技进步奖一等奖1项，获农业节水科技奖一等奖1项，获省部级科技进步奖19项。

水力学及河流动力学方向。经多年凝练，学校水力学及河流动力学形成了以河流模拟为主要特色的四个优势研究方向――河流模拟及工程应用、工程水力学、河床演变及河道整治、河流环境及污染水力学等。该学科近三年发表SCI、EI收录的高水平学术论文70余篇，获水利部科技进步奖和大禹科学技术进步奖一等奖各1项，获省级科技进步奖二等奖3项、三等奖2项。

三、积极构建产学研结合的公共研发服务平台，加快科技成果的转化和技术的转移

科研工作是一项对外联系广泛且与国家社会经济发展密切相关的工作，学校主动采取“走出去，请进来”的方法，把搭建外联科技研究平台作为一项主要工作，进一步加强学校与科研、设计、企业等单位交流，充分利用科研、设计及企业单位专业性、实践性、前沿性强的特点，加强高校科技创新平台建设。近年，学校先后与中国水利水电科学研究院、北京勘测设计研究院、河南省水利勘测设计研究有限公司、许继电气股份有限公司、水利部水工结构质量检测中心等单位签订合作协议，通过构建与科研、设计及企业单位的合作平台，使高校在参与重大水利水电工程横向科研课题，联合申报重大科技攻关项目，加快科技成果的转化和技术转移等方面更好地发挥了作用。

学校与企业以“产、学、研、用”联合攻关的方式开展项目的研究工作。学校在合作中相继承担了国家“十五”重大技术装备研制项目、“南水北调大型水利渡槽施工成套技术和装备的研制”和水利部“948”推广项目、“重型起吊与搬运机械新技术在水利工程及南水北调工程中的应用”等课题。自2002年起，经过多专业联合，攻克了架桥机、动力平板运输车、风电吊机、大型渡槽施工装备的总体设计理论和动力传动与操纵控制等关键技术，自主开发研制了成套装备，满足了国家重大工程的施工需求；首创了大型水利薄壁预制渡槽提、运、架施工的新工艺，研制了世界上第一台套预制渡槽架设施工装备，使我国在渡槽施工装备技术领域居国际领先水平，“大型水利渡槽施工装备关键技术、产品开发及工程应用”项目获2012年度郑州市科技进步特等奖、2013年河南省科技进步一等奖；创立了大型动臂吊柔性臂架系统和非柔性臂架系统的设计理论和计算方法，研制出世界首台轮胎式风力发电安装专用起重机；在重型成套桥梁施工装备设计制造方面研制出系列架桥机和大型搬运成套施工装备，使我国成为继德国、意大利之后第三个掌握该技术的国家，推动了国内重大工程施工技术水平的提高，为国家南水北调中线工程、京沪高铁、风电建设等重点工程的顺利实施提供了技术保障。

通过“产、学、研、用”合作，郑州新大方重工科技有限公司极大地提升了公司的自主创新和产业化能力，重型成套桥梁施工装备已累计完成销售收入30多亿元人民币，创汇700多万美元。风电吊机已先后推出4代产品，已实现销售收入12150万元，净利润1340.4万元，税收800万元。水利渡槽施工装备已销售112台套，实现直接经济效益2.59亿元，利润4628.26万元，税收1697.96万元。产品在京沪高铁、京津高铁、武广高铁、南水北调中线控制性工程（沙河、双洎河和湍河渡槽工程）、江台滩涂风电场等国家重点工程上进行了推广应用，确保了国家重点建设工程的顺利实施。

打造城市污水处理回用技术集成与推广体系。近年，学校城市水务研究院围绕再生水生产技术、污水处理回用技术、城市人工湿地构建技术等国家与省部级科研项目，取得了一批国家发明与实用新型专利技术，技术比较成熟，可以推广应用，主要专利有：中小型淀粉厂废水的生化处理方法、污水灌溉土壤重金属污染大生物量非超富集生态修复方法、除氟装置及高氟水除氟系统、一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统、畜禽养殖场厌氧废液生态循环处理利用系统等。实用新型专利：浮滤一体化污染水深度处理装置、组合式城镇污水处理人工湿地系统；一体化净水装置、生活污水无回流脱氮处理装置等。

研究生水利水电论文篇(7)

关键词:海浪发电;波能转换;新能源;发电技术;波浪能

中图分类号:P743文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0089-02

随着科学技术的发展和现代化进程的加快,人类对能源的需求与日俱增,造成一次能源消耗直线上升并且在不久的将来被用尽。因此人们把目光纷纷投向地球上最大的能源库――海洋,海洋能源是一种不污染环境的清洁能源, 而且是可再生能源,取之不尽、用之不竭。世界各国竞相研究如何利用海洋高科技技术开发蕴藏在深海中的多种资源和能源。 其中,利用海洋波浪能发电是当前开发海洋资源的重要方式之一。利用波浪发电可以为边远海岛和海上设施等提供清洁能源,此外,还可以利用波浪能提供的动力进行海水淡化、从深海提取低温海水进行空调制冷以及制氢等。随着波能发电技术的日渐成熟还可以使波浪能代替部分常规能源,对于缓解世界所面临的能源紧缺、温室效应和环境污染等都将有着重要的经济社会意义。

一、波浪能与波能转换

海浪的产生主要由于风力,而归根结蒂源于太阳能。起风时,平静的水面在摩擦力的作用下便会出现水波,随着风速增大,波峰随之增大,相邻两波峰之间的距离也逐渐增大,当风速继续增大到一定程度时,波顶会发生破碎,这时就形成了波浪。海浪能以海洋表面波浪所蕴含的动能与势能形式存在,水质点绕其轨迹中心运动,具有动能;同时,在重力作用下,相对于平衡位置有高低变化,因而具有位能。对于简谐波,单位面积内的平均动能和平均动能相等,进行波单位面积内波的总能量为:

实际上海洋波浪是复杂的不规则波,波浪功率的大小还与风速、风向、流速等很多因素有关,近年来采用了波谱的概念,把波浪看成是由许多振幅和频率不等且初相位杂乱的简谐波的叠加,不同海域有不同的波谱,能谱包括频率为零至无限大的各组成波,但谱的显著部分集中于一段频率范围内,波能转换装置为了最大限度地吸收波能,在设计上就必须适应该特定海域的波谱。

波能转换就是将波浪能通过一定方法转换成有用动力。一般来说,转换波浪发电装置大都可看作为一个包括三级能量转换的系统。一级能量转换机构直接与波浪相互作用,将波浪能转换成装置的动能、或水的位能或中间介质的动能与压能等;二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机械的动能,如水力透平、空气透平、液压马达等;三级能量转换将旋转机械的动能通过发电机转换成电能。其中波能发电的关键技术在于装置系对波浪能的有效吸收,目前研究最多、最有前途的三种装置为:振荡水柱波能装置、摆式波能装置、聚波水库波能装置。

振荡水柱波能装置以空气作为转换的介质,其一级能量转换机构为气室,气室的下部开口在水下与海水相通,气室的上部也开口(喷嘴),与大气相通。在波浪力的作用下,气室下部的水柱在气室内作强迫振动,压缩气室的空气往复通过喷嘴,将波浪能转换成空气的压能和动能;二级能量转换机构为空气透平,将其安装在喷嘴处并将透平转轴与发电机相连,这样就可利用压缩气流驱动透平旋转并带动发电机发电。这种装置的优点是转动机构不与海水接触,避免了海水对装置的腐蚀。缺点是二级转换效率低,发电不稳定。

摆式波能装置是通过摆体在波浪力的作用下发生的前后或上下摆动,将波浪能转换为摆轴的动能。摆轴与液压装置相连,就可将摆的动能转换成液力泵的动能,再带动发电机发电。这种装置的优点是转换效率高,可以方便地与相位控制技术相结合,使波能装置能吸收到装置迎波宽度以外的波浪能。缺点是机械的维护较为困难。

聚波水库波能装置的关键技术是一个喇叭形的聚波器和逐渐变窄的楔形导槽,波浪在逐渐变窄的波道中,波高不断地被放大,直至波峰溢过边墙,将波能转换成势能,收缩波道具有聚波器和转能器的双重作用。利用水库和外海间的水头落差驱动水轮发电机组发电。聚波水库波能装置的优点是波能的转换没有活动部件,可靠性好且稳定。不足之处是建造这种电站对地形要求严格,不易推广。

对波能转换的理论研究大都采用基于线性理论的微幅波理论,假定液体为无粘流体,且不可压缩、运动无旋,采用格林函数法对波能装置进行三维水动力学分析。海浪对漂浮体产生的波浪力的计算方法有切片理论法、压力积分法、能量动量守恒法以及弗汝德-克雷洛夫假定法(F-K假定法)等。优化设计的研究主要在水动力参数优化(附加质量、阻尼、波浪力等)和耦合匹配设计两方面展开。波能转换理论研究中的另一课题是相位控制,通过控制波能装置的运动相位,使装置与来波产生共振,诱导波浪在装置周围聚集,使发电装置的效率得到提高,但由于控制机构复杂、费用高以及非线性随机控制方法上的困难,尚未能得到实际应用。

二、海浪发电的应用

从20世纪70年代以来,许多海洋国家积极开展了波浪能开发利用的研究,并取得了重大进展。英国早在80年代初就已成为世界波浪能研究中心。于1990年和1994年分别在苏格兰伊斯莱岛和奥斯普雷建成了75kW和2万kW振荡水柱式和固定式岸基波力电站。由英国国家工程实验室研制的涡形中空风箱泵式海浪发电机,在苏格兰的奥特希莱外海上安装发电,装机容量达1.1万kW。世界上第一台商用波浪发电机已于1995年8月在英国克莱德河口海湾开始发电,装机容量2000kW,英国500kW岸式波能装置于2000年11月在苏格兰Islay岛建成,站址处波能功率密度为25kW/m,目前已经发电上网。

日本对海洋能的研究也十分活跃,其特点是着重波浪技术的开发。开展的波浪能研究项目有:海明号波力发电船、60kW防波堤式电站、摆式波能装置、40kW岸式电站、“巨鲸”漂浮式波力发电装置、气压罐式波力发电装置、导航用波力发电装置等,其中海明号是世界上最著名的波力发电装置。“巨鲸”漂浮式波力发电装置的第一期工程于1995年底完成,该装置既可以发电,又可净化海水,还有消波避风港的能力。

法国早在20世纪60年代就投入巨资建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐发电站,装机容量24万千瓦,年发电量5亿千瓦时的朗斯潮汐电站;瑞典在1983～1984年进行了30kW软管泵原型装置的现场试验,并且在西班牙大西洋岸外建了一座1000kW的波力示范电站;印尼在挪威的帮助下,从1988年开始在巴厘岛建造一座1500kW的波力电站,并制定建造数百座波力电站,实现联站并网的发电计划。据不完全统计,目前已有28个国家(地区)研究波浪能的开发,建设大小波力电站上千座,总装机容量超过80万kW,其建站数和发电功率分别以每年2.5%和10%的速度上升。

中国从1986年开始在珠江口大万山岛建设3kW波浪电站,随后几年在该电站上改造成20kW的电站。出于抗台风方面的考虑,该电站设计了一个带有破浪椎的过渡气室及气道,将机组提高海面上约16m高处,大大减小了海浪对机组直接打击的可能性。发电装置采用变速恒频发电机与柴油机并联运行,发电比较平稳。1996年试发电,初步试验结果表明,20kW波力发电机平均输出公率为3.5～5kW,峰值功率可达14.5kW,总能量平均俘获宽度比在20%～40%的范围,优于日本、英国和挪威的同类电站。“九五”期间,在科技部科技攻关计划支持下,广州能源研究所在广东汕尾市遮浪研建100kW波力电站,是一座与电网并网运行的岸式振荡水柱型波能装置,该电站设有过压自动卸载保护、过流自动调控、水位限制、断电保护、超速保护等功能。所有保护功能均在计算机控制下进行自动进行,大大减小了人工干预,使波浪能发电技术接近实用化。

总之,中国波力发电研究虽起步较晚,但发展较快,微型波力发电技术已经成熟,发电装置已商品化,小型岸式波力发电技术也已进入世界先进行列。

三、前景展望

海洋能有着蕴藏量大、可再生、无污染等一系列特点,利用波浪能发电是其中很有应用前景并接近实用的一种。对于波浪能源的开发来说,高效转换技术是研究的难点,由于波浪的稳定性导致其转换装置经常处于非设计工况,而且有限的能流密度、转换的低效率导致发电成本进一步加大,因此提高波能利用率,降低波能发电的成本始终是波能研究的目标。

基础研究方面,线性理论范围内的问题大都能得到解决,但非线性问题,特别是非线性随机问题的研究日趋紧迫,主要课题有:非线性水动力学分析;波能系统的非线性随机模型;实海况中波能装置的性能预报和谱分析;随机波浪作用下的非线性参数优化和运行控制等。这些课题的解决将导致波能装置设计的重大革新。

波浪能利用方面,需要解决的关键技术包括:波浪聚集与相位控制技术,波能装置的波浪载荷及在海洋环境中的生存技术;波能装置建造和施工中的海洋工程技术;不规则波浪中的波能装置的设计与运行优化;往复流动中的透平研究;波浪能的稳定发电技术和独立发电技术等。

从我国海域广大、能源品类多等特点出发,因地制宜、就地取能应是我国开发能源的方针之一,波浪能利用从这一指导思想出发,可以首先考虑解决海上特殊用途能源需求,如航标、浮标电源、海洋养殖业的堤水、海水淡化等,以及某些特殊区域,如缺电的孤岛和海岸的发电。其次,可以考虑在渔港、渔场、海港、石油平台等设置波能发电装置。总之,随着波浪能利用技术的日益成熟,波浪能将会在更多领域发挥作用。

参考文献

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