土木工程与环境保护
土木工程与环境保护 摘要改革开放20年来我国土木工程建设取得举世瞩目的成就然而由于诸
多原因导致了许多环境问题。学了环境学概论这门课大致了解了当今存在的
环境问题作为土木工程专业的一员我们除了要把专业知识学好还应该了解
土木工程对环境的影响想想如何对环境保护做贡献。
关键词土木工程 环境问题 保护 可持续发展 一 土木工程发展概述
土木工程是指房屋、公路、铁路、水工、港工、地下等工程的总称密切关
系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素衣、食、住、行对国家的经济建设
和人民生活的影响非常明显和重要。 二 当今存在的环境问题 2.1城市综合症
随着国民经济的高速发展我国城市化水平正在快速提高城市化水平的提
高标志着城市工程建设的飞速发展。但是我国城市建设基本上沿用“摊大饼”
的粗放发展模式给国民经济带来不应有的损失。主要是
○1城市范围无限制地外延扩展耕地损失严重。据预测至2010年我国城
市总数将从1996年的640座增加到1 000座其结果是占用了大量耕地。土地
问题是我国可持续发展的关键城市人口急剧增长与地域规模的限制已成为城市
发展的突出矛盾城市发展非走节约土地的集约化发展模式不可。
○2.城市人口密度大形成了所谓的“城市综合症”。首先表现在城市交通阻塞
行车速度缓慢。其次是由于城市基础设施落后于城市面积的扩展和城市人口的
增长造成城市环境的恶化。
2.2水环境问题
水环境问题产生原因
○1无节制地排放未经处理的废污水是河湖污染的首要原因。随着经济社会的发
展城市规模的不断扩大用水量的持续增大排入江河湖库的废污水不断增加
我国江河污染主要是城市和工矿企业的点源污染所致。 ○2经济发展与环境保护不协调是影响水环境状况的重要因素。改革开放后乡
镇企业异军突起成为我国经济发展的生力军一方面极大地增强了我国经济实
力另一方面由于乡镇企业技术含量低能耗高污染重给生态环境特别是
水环境造成严重影响。
○3水土资源的不合理开发利用是导致水环境问题的重要原因。黄河断流的根
本原因在于引用水量的大量增加和未能实现流域水资源统一管理调度。黄河河套
地区农业用水大水漫灌年灌溉定额超过15000m3/hm2致使土壤发生次生盐
渍化而地处河口的东营市及胜利油田枯水季节无水可用中下游的山东、河
南两省也难以保证灌溉用水。
2.3土地沙漠化
沙漠化
是当前世界上一个重要的生态环境问题也是一个突出的地质问题。
严重的问题是“全球沙漠化仍在曼延”。沙漠化是由于人的活动和干旱共同影响的
结果。土地沙漠化的严重后果众所周知它对风沙区的自然资源、自然环境。生
产建设和人民生活造成了严重影响。
沙漠化的过程是渐变的人为活动破坏地表生态平衡后风力是塑造地表景
观的雕塑家。不过很大一部分沙漠化土地是可以逆转的当不合理的人为经济
活动压力经调节减弱或稍加封育之后它就具有了天然逆转的可能性这便是土
地沙漠化的治理。当然仅靠单一措施是达不到目的的必须综合治理其内容有
多个方面治理丧失生产潜力的沙漠化土地并且生物措施和机械措施相结合
保护天然植被注意封育植被、合理轮牧、科学放牧防止“三滥”合理利用土
地调整农林牧结构发展多种经营控制人口数量提高人口素质。
三 环境保护措施——土木工程可持续发展战略
1.发展高新技术应用结构健康监测实现可持续发展
土木工程在实际使用过程中会出现不同程度的损伤或性能退化这将影
响起承载能力和耐久性甚至引发严重的工程事故带来重大的人员伤亡和经济
损失产生严重的社会影响。因此从建筑建成的一刻起就要做好健康监测、
修复和加固的准备。
随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力
分析理论的迅速发展人们提出了结构健康监测的概念给土木工程的发展带来
革命性的变化。
结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器自动、实时地测量结构
的环境、荷载、响应等对结构的健康状况进行评估科学有效地提供结构养护
管理的决策依据确保结构安全运营延长结构使用寿命。 近年来大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外
工程界和学术界关注的热点通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的
研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统如我国
的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥韩国
Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。
像这样通过发展结构健康监测与安全预警在第一时间发现建筑可能出现
的问题及时进行修复与加固既避免了可能出现的建筑事故也基本解决了建
筑过快老化损坏不得不拆去重修的尴尬局面及由此造成的大量经济、资源、
时间上的浪费实现建筑使
用的可持续发展。
2.合理利用自然资源注重既有土木工程设施的再利用实现可持
续发展
“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下满足当前的需
要”。合理利用自然资源则要在土木工程的建设、使用和维护过程中土木工
程师主动做到节能节地并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。
比如我们可以充分利用建筑绿化在夏季有效降低灰砖墙表面温度从而
减少空调的使用量可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料达
到冬季保温隔热的作用还可以太阳能、地下热能等新能源减少不可再生资源
用量的减少。
另外对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面上海
已经取得不少成功的经验大量不用的厂房很多已经转变为展览厅、办公楼、
艺术家工作室等。这样的改造再利用既符合现代使用的要求又节约了能源
避免了浪费不失为一种有效的办法。
3.开发利用再生资源和绿色资源实现可持续发展
世界上每年拆除的废旧混凝土工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量
的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨产生的废混凝
土就有1360万吨清运处理工作量大环境污染严重。此外我国是20年来世
界水泥生产的第一大国而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。
与其他材料相比钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准应当大力发展这
样的绿色建材。
当然可持续发展绝不是一味地追求节省而是要寻求一种最合理的中
间状态既要保证建筑有足够的创意也要追求完美的技术经济指标以最少的
投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典但是绝不能建立在挥霍金钱
建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今建筑世界已经进入到生态美学
的时代注重文化、生态、工程与环境之间的关系注重人性化、节能与可持续
发展才是当代工程师的着眼方向。