控制管理論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇控制管理論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1前言

爆夯作為成熟的工藝，已有《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》為基本依據，但在實際工程中，各個參數的選取仍要根據具體情況確定。最重要的是要滿足兩點：1安全控制；2施工質量。安全控制方面應符合國家相關規定；對于重要安全目標應加大安全系數。關于爆夯質量，應設計（理論計算）合理并在實際檢測中應達到預期的要求。由于在施工的過程中，外部的干擾和各種影響不斷增多，因此，在確保安全要求情況下，必須采取有效的控制措施來提高爆夯施工質量。

2工程概況

廈門嵩嶼港區1#泊位為新建一個10萬級碼頭，岸線長為407米，新建一個岸線長度120米的工作船碼頭，碼頭前沿底標高均為-17.0米(廈門理論最低潮位面，下同)；西護岸長142.56米；碼頭頂面標高為+8.2米，水工主體采用重力式沉箱結構形式。基床設計標高為-8m、-12m和-17m。

本工程施工區周圍環境較為復雜。1#泊位東側是正在建設的2#泊位，南側和西側為港池及海域，南側距離廈門嵩嶼港區主航道較近，經常有大型集裝箱船等各種船只過往、停靠。本泊位以及毗鄰的2#泊位施工現場有挖泥、拋石、炸礁、等各種工序交叉作業，對爆夯影響很大。1#泊位北側為嵩嶼電廠，由于電廠一些設備對爆破夯實造成的震動很敏感，若是震動過大則會導致設備自動跳閘，會影響到整個廈門市的工農業生產及生活用電，。為施工中不要影響到電廠生產，在施工前有關部門還邀請六位專家在爆夯前進行了技術方案的論證，達成主要意見如下：“藥量從小到大，基床爆夯最大起爆藥量不得超過400kg,單段最大起爆藥量不得超過200kg”。

3第一段基床爆夯

根據施工安排及拋石進度,基床爆夯先從小淪泊位開始，其基本數據見下表:

小淪泊位

基床面標高（m）

基床頂面寬度（m）

基床護坦寬度（m）

拋石厚度（m）

拋石平均厚度（m）

平均水深

-17.00

18.00

5.50

8.2～11.7

9.95

17

3.1爆夯原理

藥包爆炸時將產生高溫、高壓、氣體膨脹，在水中產生沖擊波和氣泡脈動，這些強烈壓力作用在拋石體時，造成拋石體棱角變形斷裂，隨之石塊之間發生位移，相對位置發生變化，空隙體積減少，基床拋石體被壓實。與此同時，藥包爆炸的一部分能量轉化為地震波，地震波使拋石基床出現顛簸和搖晃，拋石基床在這種垂直和水平方向震動的作用下，使原有的松散穩定結構遭到破壞，石塊產生滑動、轉動、錯位，小石塊充填到大石塊之間的縫隙中，拋石體重新排列組合，密度增大，達到拋填體在更高荷載下的穩定平衡。同時，由于膨脹氣體產生的高壓作用將使拋填體受到“錘擊”效應，從而使拋填體進一步密實。水下爆炸夯實拋石體實際上是爆炸引起的沖擊波、高壓氣體脈動。地震波及流體運動與拋石體相互作用的結果。

3.2爆夯參數計算

根據《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》水下爆夯單包藥量設計應符合下列規定：

q=q0’·a·b·H·η/n

式中：

q0’—爆破夯實單耗，指爆破壓縮單位體積石體所需的藥量（kg/m3）。取4.0～5.5kg/m3對較松散石體取大值，較密實石體取小值；

a、b—藥包間距、排距（m）；

H—爆破夯實前拋石層平均厚度（m）；

η—夯實率（%），對沒有前期預壓密歷史的石體可取10%～15%，對有前期預壓密歷史的石體視預壓密程度可作適當折減；

n—爆破夯實遍數，對無前期預壓密歷史的石體可取3～4遍，對有前期預壓密歷史的石體可取2～3遍。

在廈門嵩嶼港區1#泊位基床爆夯施工中，爆夯的平均水深大于20m，能量利用率比較高，同時考慮到拋石級配比較好，所以在本工程計算藥量取值時，對單耗取：q0’=4kg/m3η=12%。

在本工程中對爆夯引起的振動控制比較嚴格，設計要求一次爆夯總藥量要小于400kg，單段起爆總藥量要小于200kg。為了既滿足振動安全要求，又保證爆夯施工質量，在決定爆夯參數時要充分考慮兩方面的因素。

規程規定，爆夯的分層夯實每層厚度H不宜大于12m，在本工程中，要求H小于6m

通過增加分層，減小每次爆夯藥量。

對于爆夯網格，取間距a=4，排距b=5。由于在本工程中爆夯遍數取n=3遍，所以我們取較大的爆夯網格，這樣在不增加單次爆夯總藥量的情況下，可以用較大的單個藥包，使爆夯作用有足夠的影響深度，使基床有較好的整體密實效果。

因為夯后基床需要人工整平，所以爆夯時藥包直接放在基床上，在爆夯的3遍中，為了使夯后效果更好，在不改變總藥量的情況下，前兩遍用藥量較大，第三遍適當減小。

3.3爆炸網路

受一次起爆總藥量400kg的限制,采用群藥包4m×5m方格式網格布藥，布藥排數為5排，每排藥包數為6個，總藥量約為384kg,采用8段非電雷管延時，既延時時長約為250毫秒，這樣既可以保證每段爆夯引起的震動不產生疊加，又確保了相鄰藥包的安全起爆。

3.4爆破安全

3.4.1．安全技術措施

為保證安全，由專人統一協調各有關單位的警戒和人員的撤離，在水下爆夯期間，所有人員不得在非安全區內游泳或潛水作業，船只不得在非安全區通行，爆破前派出警戒船，進行海上警戒。所有警戒點都事先設定，并有專人負責。船只和施工人員要密切配合，及時撤離到安全區。

爆破作業人員嚴格按爆破操作規程作業。爆破采用電起爆、起爆器由專業爆破員保管和使用。在爆后進行安全檢查、確定無爆炸危險后，解除警戒。

3.4.2．安全評估

關于水下爆夯安全，主要有以下幾方面：1）爆夯引起的地基振動；2）水中沖擊波；3）個別分散物；4）噪音。本工程對上述危害做出了如下的安全評估，以保障水下爆夯施工安全的進行：

a．爆破震動

按照國家標準《爆破安全規程》（GB6722-86）和交通部行業標準《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》（JTJ/T258-98）上所列數據，普通民房的抗震能力V=2.0~3.0cm/s，鋼筋砼框架結構房取V=5.0cm/s，重力式碼頭取5.0~8.0cm/s，本工程距爆點最近的電廠輸煤棧橋為鋼筋砼結構，因此爆破地震應滿足安全地震速度V≤5.0cm/s的要求，已知棧橋到爆點的距離大于100m，由爆破地震速度計算公式：V=K·（Q1/3/R）a（cm/s）

式中：

R：建筑物距爆點最近距離（m）；本工程取100m；

Q：一次起爆藥量（kg）；本工程取200kg；單段最大取100kg。

K、α為與傳震介質等有關的系數、指數，取K=530，α=1.82。由上式計算得V=3.17cm/s，我們設計的最大單段藥量爆破產生的震動遠小于安全值，完全可以保證棧橋的安全。另外，我們也依據公式詳細計算了電廠以及其它重要建筑物的地震速度，結果均在允許范圍之內。

b．水中沖擊波

本工程為了確保安全，特別執行以下兩點原則：1.只要有人在爆夯水域內水下作業，一律不進行爆夯作業，嚴格規定爆夯和水下作業的時間段。2.爆夯的時候嚴格執行《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》（JTJ/T258-98）中有關對人員和船舶的安全距離的規定（具體見下表）

水中沖擊波對人員和船舶的安全距離

K0

安全距離（m）

木船

50

300

鐵船

25

150

游泳

250

1500

潛水

320

1920

c．個別飛散物及噪音

爆炸處理基床施工時，個別飛散物的距離和噪音，跟覆蓋水深及裝藥量等有關，本工程水深較大，單藥包藥量小于20kg，所以在本工程中，爆夯安全控制主要針對爆夯引起的基礎振動和水中沖擊波，在水下17m以上深度的基床上爆破，一般不會有飛散物，爆炸的噪音也比較小。

3.5起爆

采用非電雷管網絡和有線起爆配合進行爆破入水中，布藥，將連接起爆體的起爆線引至布藥船上，然后將起爆體與爆破網路連接并綁上浮漂投船撤至安全區，指揮員與海域、陸域崗哨聯絡，確認無人員、車輛、船只逗留在非安全區，即指令爆破工將起爆線與起爆器連接，充電起爆。

3.6爆夯效果

在按上述施工方案進行爆破夯實時，廈門市地震局在主控室和主廠房鍋爐平臺以及主廠房外平臺等進行了地震波的監測，測得的地震波范圍為V=0.127～0.247cm/s，均小于GB6722—86《爆破安全規程》對非抗震的大型砌塊建筑物規定安全震動速度在2～3cm/s的要求，因此爆破不會對電廠及其附屬設施造成危害。

爆后當天進行了夯后測量，按η=ΔH/H×100%（ΔH為爆夯前爆夯后高程平均值之差（平均沉降量），H為爆夯前石層平均厚度）。計算夯沉率為13%，符合《爆炸法處理水下地基和基礎技術規程》，夯實率（%），對沒有前期預密的石體可取10%-15%的要求。

4結論

從本工程的爆夯過程可以再次驗證爆夯是一門成熟的施工工藝，本工程的設計所依據的理論和計算公式是可靠的，與錘夯相比，爆夯有其明顯的優點，如工期短，造價低，后期沉降小等。不可否認的是爆夯對周邊的安全影響較大如：振動、水中沖擊波等，盡管如此，只要設計合理，操作嚴格，在比較復雜的環境下，仍可爆夯。

篇（2）

一、進度控制概述

業主作為建設工程的主體，擁有建筑產品的使用權和經營權。業主參于建設項目管理的全過程，在建設項目的施工階段除控制工程質量和造價以外，為了使工程早日投入使用，產生效益，還必需對施工進度進行控制。

工程建設的進度控制是指對工程項目各建設階段的工作內容、工作程序、持續時間和銜接關系編制計劃，將該計劃付諸實施，在實施的過程中經常檢查實際進度是否按計劃要求進行，對出現的偏差分析原因，采取補救措施或調整、修改原計劃，直至工程竣工，交付使用。進度控制的最終目的是確定項目進度目標的實現，建設項目進度控制的總目標是建設工期。

項目進度控制，與投資控制和質量控制一樣，是項目施工的重點控制內容之一。它是保證項目按期完成、合理安排資源供應、節約工程成本的重要措施。

為了控制施工進度首先要明確進度控制的總目標，施工進度總目標的確定既受到工程施工條件的制約，也受到工程合同或指令性計劃工期的限制，同時還要結合不同的施工企業的管理水平和效益要求，確定進度控制的總目標可以從以下幾個方面考慮：

1、以正常工期為施工進度控制總目標。

正常工期根據正常施工速度來確定的。

2、以最優工期為施工進度控制總目標。

最優工期是工程總成本最低的工期，它可采用以正常工期為基準，應用工期成本優化的方法來確定。

3、以合同工期或指令工期為施工進度控制總目標。

以合同工期或指令工期為施工進度控制總目標需要施工企業結合自身的施工能力和資源條件，并且充分估計各種可能以進度有影響的因素，要適當留有余地，保持一定的提前量。

施工進度控制總目標確定后，還要對總目標進行分解，可以按單位工程分解為交工分目標，也可按不同的專業分解，或者按施工階段分解。

業主進行施工進度控制的主要任務是：

1、審查施工單位編制的施工總進度計劃并控制其執行。

2、督促和審查施工單位編制年度、季度、月度和周作業計劃并控制其執行。

3、依據合同按期、按質、按量履行合同規定的義務，為施工單位順利實現預定工期目標提供良好的條件。

二、介紹各種施工進度計劃：

1、施工總進度計劃：

施工總進度計劃用于確定各單位工程、準備工程和全工地性工程的施工期限及開竣工日期，確定各項工程施工的銜接關系。施工總進度計劃的基本要求是：保證建設工程在規定的期限內完成，迅速發揮投資效果；保持施工的連續性和均衡性。如果施工總進度計劃編制得不合理，將導致人力、物力的運用不均衡或延誤工期，甚至還會影響工程質量和施工安全。因此，施工總進度計劃編制得正確與否是保證各項工程以及整個建設項目按期交付使用、充分發揮投資效果、降低工程成本的重要條件。

2、單位工程施工進度計劃

單位工程施工進度計劃是在已經確定的施工方案的基礎上，根據規定的工期和技術資源供應條件，遵循正確的施工順序，對工程各分部分項工程的持續施工時間以及相互搭接關系作出安排并用一定的形式表示出來。在其基礎上可以編制施工準備工作計劃和各項資源需用量計劃，同時也是編制各分部分頂工程施工進度和編制季、月計劃的基礎。

單位工程施工進度計劃可以用橫道圖和網絡圖來表達。

3、分部分項工程施工進度計劃

分部工程是單位工程的組成部分，是單位工程的進一步分解。按照不同的施工方法、構造與規格，可以把分部工程進一步劃分為分項工程。

分項分部工程施工進度計劃是在既定的施工方案的基礎上，根據規定的工期和各種資源供應條件，對單位工程中的各分部分項工程的施工順序、施工起止時間及銜接關系進行合理的安排。

分項分部工程施工進度計劃應將凡是一工程對象施工直接有關的內容列入計劃。

4、年、月、旬、周施工進度計劃

相對于施工總進度計劃，年度計劃屬于實施計劃，它一年內工程施工的目標。

施工總進度計劃、單位工程施工進度計劃、分部分項工程施工進度計劃是按整個項目或單位工程編制的，帶有一定的控制性，但還不能滿足施工作業的要求，實際作業時是按月（旬、周）作業計劃和施工任務書執行的。另外，施工進度計劃是施工前編制的，其內容還比較粗，而且現場情況又是在不斷變化的，因此執行中還必需編制短期的、更為具體的執行計劃，月（旬、周）施工進度作業計劃。

月（旬、周）施工進度作業計劃要明確本月（旬、周）應完成的各項施工任務，完成計劃所需要和各種資源量，提高勞動生產率和增產節約的措施。作業計劃的編制還應該進行不同的施工項目之間同時施工的平衡協調；符合施工項目進度計劃的期限；施工項目的分解必須滿足指導施工作業的要求、細分到工序、明確進度日程。

5、分包工程施工進度計劃

分包有兩種形式：一是由業主指定分包商，該分包合同條款及價款由業主確定，并與業主直接簽定合同，直接對業主負責，但這種分包商在現場的活動由總包統籌安排。也有由業主確定分包合同條款和價款，分包與總包簽約。二是總包商自已選擇分包商，該分包商與總包簽定合同，對總包負責。

當一個工程由多個承包單位參加施工時，應按承包單位將單項工程的進度目標分解，確定各分包單位的進度目標，列入分包合同，以便落實分包責任，并且要根據各專業工程交叉施工方案和前后銜接順序，明確不同承包單位工作面交接的條件和時間。分包工程施工進度計劃的編制務實施要和總包編制的施工進度計劃匹配，總的原則都是為了實現工程項目總目標。

三、施工進度計劃的審核要點

（1）總進度計劃是否符合施工合同中開、竣工日期的規定。

（2）總進度計劃中的項目是否有遺漏，分期施工是否滿足分期使用的要求。

（3）總進度計劃中施工順序的安排是否合理：如盡量提前建設可供施工使用的永久必工程；急需和關鍵的工程先施工。

（4）單位工程施工進度計劃是否符合總進度計劃中的總目標和分目標的要求。

（5）單位工程施工進度計劃施工項目的劃分的粗細程度，一般應細到分項工程或更具體。

（6）各分部分項工程之間的施工順序、施工的時間以及搭接關系是否合理。

（7）主導工程是否連續施工。

（8）施工平面各空間的安排是否合理。

（9）勞動力、材料、機械需要量是否均衡。

四、進度控制的工作內容

1、在開工之前業主要切實做好自已應做的各項施工準備工作，為開工后的施工創造有利的條件，保證施工活動得以順利進行。如進行場地平整，完成施工用水、用電及場外道道路等外部條件，盡快辦理各種施工手續，請城市規劃部門現場實測定位、測放建筑界線、街道控制樁和水準點交給施工單位進行測量放線，準備開工。

2、為了控的的制施工進度，首先必需掌握情況，可以通過實地檢查、統計資料和調度會議等了解實際情況，掌握盡可能多的信息，并將它們與計劃進度進行對比，以發現進度是超前或落后，是否符合總進度計劃中的總目標和分目標的要求，進度超前就要督促施工單位調整進度計劃，進度落后要督促施工單位分析原因、采取趕工措施。

3、審核施工進度計劃。

4、建立定期的巡查制度

在規定的時間內組織總包和分包到現場巡查，檢查現場的施工進度、質量情況、現場文明施工情況、安全生產情況，將有關重要的內容記錄下來，并及時發文要求各分包商確認。

5、召開專題會議

對一些施工中存在的難題，業主和總包聯合在現場召開專題會議討論解決。

5、按合同規定按時符結承包方進度款。

6、實行獎懲制度，按計劃完成的給予獎勵，未按計劃完成的給予處罰，可以調動承包商的積極性。

四、在進度計劃的實施過程中的不利因素

要有效地進行進度控制，必須對影響進度的因素進行分析、事先采取措施。

對工程進度不利的影響很多，可歸納為人為因素、技術因素、材料設備與構配件因素、機具因素、資金因素、水文地質與氣象因素以及環境、社會因素等。

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20世紀末，我國分別頒布了《內部控制和審計風險》《國家審計基本準則》等有關內部控制的法律和法規，可是我國這些法律法規缺少內在聯系，不能指導高校的實際情況，高校沒有一套完整的內部控制理論作為指導，導致高校內部控制不能完全發揮作用。

1.2高校缺乏完善的內控會計制度

高校缺乏完善的內部會計控制制度，不重視會計制度設計，財務的主要職責是核算、監督以及管理。大部分高校財務只履行基本的核算職能，缺乏內部控制制度或者存在滯后的內部控制制度，不能有效約束相關人員和適應時代的發展，導致高校經常發生經濟糾紛，嚴重損害了高校的經濟效益和社會效益，也影響了高校正常的教學科研活動以及黨風廉政建設等。

1.3高校缺乏良好的內部審計

高校傳統的內部審計已經不能適應時代的發展，高校沒有認清內部審計工作的重要性，主要體現在職責定位模糊、工作制度不規范、審計觀念落后、審計方法單一、人員素質不高等方面。有些人認為高校并非生產經營性單位，內部審計并不重要，且和其他部門的職能產生沖突。這些問題嚴重阻礙了高校在現代社會的發展。

1.4高校缺乏風險管理

風險指的是某一行動具有不確定的結果。高校過去處于計劃經濟體制中，由國家統一安排教育經費、招生計劃，學生事業支出不要求核算培養成本，也不用考慮辦學效益，所以高校缺乏較高的風險意識和風險防范能力。可是最近幾年，高校不斷深化體制改革，其所處的內部和外部環境也發生了很大的轉變，國內外高校之間的競爭非常激烈，特別是招生和就業壓力不斷增加，高校面臨很大的風險，特別是財務風險。所以高校要提高風險管理意識，并且采取有效措施，提高自身的綜合實力。

2高校內部控制管理的完善措施

2.1構建完善的法律體系

市場經濟的快速發展促使我國既要不斷總結國內內部控制理論，還要廣泛研究國外內部控制理論的實際執行情況，以目前的《內部會計控制規范——基本規范（試行）》為基礎，不斷完善其他具體操作規范，構建一個完整的內部控制規范和法律體系，指導和規范組織內部控制制度建設。

2.2加強內部控制意識

高校領導者要樹立內部控制意識，不斷更新自己的觀念，加強管理。首先，高校要成立專門的財經領導小組，精心組織和審核學校重大經濟事項，規范財務管理活動；其次，高校要重視財務管理崗位，將財務管理崗位作為一個重要的技術崗位，提升財務人員業務水平。

2.3健全高校內部審計

高校要創設良好的內部審計環境。高校應重視審計工作，關心和支持審計工作，加強宣傳內部審計工作，提高每一個職工的內部審計意識。不斷完善內部審計規章制度，依照有關法律進行審計和開展高校的各項活動；同時，建立健全內部審計的激勵和責任機制，使內部審計工作更加法制化、制度化和規范化。此外，高校要拓展內部審計的領域。高校內部審計以后勤管理、教學管理為中心，為教師和學生提供更好的服務。此外，還要加強離任審計、工程項目審計、績效審計，提高審計效果，有效發揮預防、引導、監督以及服務職能，不斷深化改革，切實提高辦學效果。

2.4加強高校的風險管理

為了有效發揮內部控制對高校的推動作用，使高校發展更加健康和快速，高校自身要加強風險意識和風險管理。有效控制財務風險的重點在于維持一個相對合理的負債水平。第一，高校為了拓展自身的規模和增加辦學投入，可以充分利用舉債發展這個辦法；第二，避免高校因為過度負債而面臨巨大風險。因此，高校有必要提高外籌決策機制的規范性，加強對籌資項目立項、評估、決策以及實施等環節的控制，降低財務風險。而高校在控制其他內部風險時可以采取各種防范措施，建立健全內部控制制度，有效管理風險。此外，高校還要不斷建設財務人才隊伍，因為任何制度都需要由人來執行。高校要有計劃地聘用和選擇財務人員，也要加強對這些人員的培訓，全面提高他們的素質，確保高校可以有效執行各種內控制度。

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橡膠壩是20世紀50年代末，隨著高分子合成材料工業的發展而出現的一種新型水工建筑物。根據新沂河枯水期及行洪期水流情況和潮汐情況，結合新沂河海口段水文、地質、氣候等條件，三座淺灘橡膠壩的日常管理要注重三個層次的檢查，即經常檢查、定期檢查和特別檢查；操作運行要把握好兩個時期，即新沂河枯水期和行洪期。橡膠壩工程檢查目的是監視水情和水流形態、工程狀態變化和壩袋運用情況，及時發現工程異常現象，分析原因，采取措施，防止工程事故發生。

經常檢查：管理人員經常對橡膠壩工程4個供水深井泵、供排水管道、24個充水電動閘閥、21個排水閘閥及其它機電設備、通訊設施、河床沖淤、潮汐變化等進行檢查。檢查周期，每月一次。

定期檢查：每年汛前汛后對橡膠壩工程各部位及各項設施進行全面檢查。汛前著重檢查歲修工程完成情況，汛后著重檢查工程變化和損壞情況。尤其冬季，著重檢查壩袋內是否結冰，防止壩袋受損。

特別檢查：當新沂河大流量行洪、強烈地震或工程所瀕臨的海域有臺風登陸，且臺風遇位等情況發生，必須及時作好各項準備工作，特別檢查工程主體有無損壞等。

上述三個層次的檢查都形成書面文字，年終進行資料整編，并將整編成果上報主管部門審查。

枯水期，一般情況下要求壩袋高程保持在3.5m以上，即壩袋充水高1.25m以上，確保每月農歷初三、十八兩次大潮海水不倒灌。枯水期小潮位情況下，抓緊時機對橡膠壩進行保養和充塌試驗。

行洪期，當新沂河上游洪水來量大于3000m3／s，三座橡膠壩全部塌壩，結合深泓閘行洪，上游洪水量小于3000m3／s，淺灘橡膠壩可適當控制壩高以利于深泓閘河床沖淤。一般情況下，南淺灘橡膠壩除8#、9#、10#壩袋外全部自行塌壩需9小時40分鐘，北淺灘橡膠壩10孔壩袋全部塌壩需9小時，自行塌壩持續時間較長，且淺灘地高程2.8m左右，相對較高，嶂山閘開閘或沭陽站預報行洪流量時即可提前塌壩，同時可結合120m3／h柴油機強排泵強排，確保洪水到來之前，所有壩袋全部塌掉。由于海口段土質為淤泥質土，行洪期間，淺灘下游極易發生溯源沖刷，當溯源沖刷至離防沖槽末端100m時，立即開啟深井泵直供動力式充水系統，結合4臺120m3／h柴油機強排泵對橡膠壩進行充水，抑制下游溯源沖刷發展，確保橡膠壩主體工程安全。

運行管理中常見問題

新沂河海口控制工程交由管理單位運行管理一年多來，就三座橡膠壩而言，有三個影響工程正常操作運行的主要問題：

一是4臺35m3／h供水深井泵進水濾網封堵或電動機損壞。橡膠壩袋充水時，電動閘閥不打開而開啟深井泵引起電動機超載損壞，這種由人為誤操作引起的損壞一般可以避免。但4臺供水深井泵均處于地面以下26m，運行工況很難掌握，且由于新沂河海口段地質條件，供水深井泵的進水濾網易被水中所含泥沙封堵，封堵后大大影響深井泵的供水效率。

二是電動閘閥和排水閘閥銹蝕嚴重。海口工程地處海濱，空氣中濕度大且含有大量氯離子，金屬結構極易受銹蝕。尤其21個排水閘閥安置在橡膠壩袋上游側的新沂河河床內，長期處于海水浸泡中，銹蝕程度加深。

三是排水管道出口易淤死。橡膠壩排水管道為直徑40cm混凝土管。北、中淺灘橡膠壩排水管出口均置于新沂河北偏泓河床內，南淺灘橡膠壩排水管出口位于南偏泓河床內，偏泓受潮汐影響，河床沖淤變化快，因此排水管的出口易被淤死。

維護與修理

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關鍵詞：優化控制整數規劃標準運行模式專家系統方法

Abstract

Putsforwardamethodbasedamethodbasedontheexpertsystemafteranalyzingtheoptimizingcontroloficestoragesystems.Themathematicalbaseofthesolutionisobjectprogramminginoperationalresearch,throughaseriesofsimplifyingitbecomesanintegralprogrammingproblem.Givesstandardrunningmodels.Therelationshipisstatisticalanddynamic.

Keywords：optimizingcontrolintegralprogrammingstandardrunningmodelexpertsystemmethod

0引言

蓄冰系統常見的控制策略有制冷機優先、蓄冰罐優先、均勻融冰和優化控制等。優化控制是指提出一經濟性目標函數，然后在一定的約束條件下求解以使該目標函數達到最小值的方法。

清華大學建筑技術科學系于1997年推出了一套蓄冰系統優化控制算法，筆者在該算法的基礎上作了進一步研究。

1優化控制算法基本思路及在工程應用中存在的主要問題

1．1基本思路

①溫度預測：根據歷史數據和天氣預報（最高溫和最低溫）預測第二天的24h溫度曲線。

②負荷預測：根據歷史數據在每日供冷開始前預測當天的負荷曲線。

③負荷優化分配：建立負荷優化的數學模型，用單純的型法求解。

1．2存在的主要問題

①上述優化優化控制給出的逐時負荷分配結果常常使制冷機承擔的負荷值逐時變化較大，導致制冷機啟停頻繁。這不僅造成運行管理不便，而且由于制冷機的啟停帶來的供冷量突然變化使得控制系統的穩定性下降。

②不易準確實測負荷。

③負荷預測過程中的大量矩陣運算，影響控制系統的可靠性。

2優化控制算法的數學模型的分析和簡化

2．1負荷優化分配的數學模型

設用戶k時刻的負荷為qk，其中制冷機負擔qrk，蓄冰罐負擔qik，冷凍機出力qrk的費用為R(qrk)，蓄冰罐出力qik費用為I(qik)，則全天的運行費M為

(1)

優化的目標是從經濟性考慮全天的運行M最小化，優化的約束條件是：

0≤qrk≤qrkmax0≤qik≤qikmax

qrk+qik=qk(2)

其中qrkmax為冷凍機k時刻的最大制冷能力；qikmax為蓄冰罐k時刻的最大融冰供冷能力。

進一步分析，按電價結構、用戶負荷、系統性能給出具體目標函數：

（3）

qikmax=r

假設蓄冰罐k時刻的最大融冰供冷能力與剩冰成線性關系：

（4）

其中ak是制冷機單位供冷負荷的費用；bk是冰罐單位冷負荷的費用；c，d是蓄冰罐k時刻的最大融冰供冷能力與剩冰之間的線性關系的兩個常量，可根據蓄冰罐的融冰特性曲線求得；常量r是制冷機的最大制冷能力。

可見，優化負荷分配的數學模型是一個線性規劃問題。求解上述線性規劃問題的結果即可得到各時刻冷凍機和蓄冰罐分別負擔的冷負荷qrk，qik。

2．2線性規劃問題的多解性

上述問題為線性規劃問題，其經典求解方法是單純型法。例：某地電價結構如表1所示。

表1某地電價

時段8：00～11：0011：00～18：0018：00～22：0022：00～8：00

電價/元/kWh1.20.81.20.3

共3臺制冷機，總最大出力1000kW，蓄冰總量8000kWh。

供冷時間為8：00～17：00，逐時負荷和由單純型法求得的逐時負荷分配表2。

表2由單純型法求得的制冷機和蓄冰罐的逐時負荷分配

時段8：00～9：009：00～10：0010：00～11：0011：00～12：0012：00～13：0013：00～14：0014：00～15：0015：00～16：0016：00～17：00

電價/元/kWh1.21.21.20.80.80.80.80.80.8

負荷/kW80010001400180020002200240020001400

qik/kW70040011008001000120014001000400

Qrk/kW100600300100010001000100010001000

上述給出的解，使制冷機在上午的運行負荷從100kW，變為600kW，后為300kW，不斷變化。

但進一步分析發現，表3所示的負荷分配也是方程的一個解，但單純型法沒給出。

表3由優化方程得出的制冷機和蓄冰罐的逐時負荷分配

時段8：00～9：009：00～10：0010：00～11：0011：00～12：0012：00～13：0013：00～14：0014：00～15：0015：00～16：0016：00～17：00

負荷/kW80010001400180020002200240020001400

qik/kW50070010008001000120014001000400

qrk/kW333333334100010001000100010001000

我們還能發現上述方程的很多解。其實只要保證上午8：00～11：00制冷機供冷1000kW，而其余的負荷由融冰來承擔，這樣的分配就是優化方程的一個解。可見上述問題有無窮多個解。

常規的線性規劃問題一般只有惟一解，但這里的優化方程有無數個解。這是因為我們所研究的線性規劃問題有其特殊性：電價結構分段，而非逐時不同，從而導致在很多程度上，制冷機的出力可以在同一個電價段內進行平移，而不影響經濟性。

比較優化方程的無數人解，可分出其"優劣"。

在上例中，制冷機的出力（kW）逐時為333，333，334，1000，1000，1000，1000，1000，1000是一個最優解，這個解對應的逐時的運行方式為：前3h1臺制冷機全工況、后6h3臺制冷機全工況運行。

2.3規劃的改進全工況運行

如果從數學的角度分析上述例子，可以在原有的線性規劃問題中地加下述約束：

qr9=qr10=qr11，qr12=qr13=qr14，qr15=qr16=qr17

3數學模型的離散近似解：標準運行模式

3．1數學模型的離散近似解

改進的數學模型用單純型法求解，就能得到一個較滿意的解。但如果從工程的角度考慮，有一個全新的解決之道，即離散近似解的解決方法。

從工程的角度看，把qrk求解準確到小數點后多少位并不重要。把qrk限制為制冷機最大出力的0，1/10，1/5，3/10，2/5，1/2，3/5，7/10，4/5，9/10，1等就已足夠了，更為簡單的處理是將qrk限制為冷機最大出力的0，1/4，1/2，3/4，1，或0，1/3，2/3，1，對經濟性影響較小。

如果在新的規劃總是中，把逐時的制冷機出力限制在若干個點上，就成了線性整數規劃問題。由于解的可能組合并不多，因而完全可以采用試算法求解：把所有的可能組合代入整數規劃的函數中，符合要求的就是要求的解。

為敘述方便，以qrk限制制冷機最大出的0，1/4，1/2，3/4，1作進一步的討論。以上一個實例分析所有可能的組合有5×5×5=125種。求解時只要遍歷所有這些可能就可以選擇到需要的解。

3．2標準運行模式

引進標準運行模式的概念，就可以使問題更加簡化。

就上述例子，qrk限制為制冷機最大出力的0，1/4，1/2，3/4，1，共有125種可能的運行方式，我們把每一種運行方式稱為一個運行模式，而標準運行模式就是運行模式的一個子集，如表4所示。

表4不同運行模式

8：00～11：0011：00～14：0014：00～17：00

模式1000

模式2001/4

模式301/41/4

模式401/41/2

模式501/21/2

模式601/23/4

模式703/43/4

模式803/41

模式9011

模式101/411

模式111/211

模式123/411

模式13111

以上這些模式對應于負荷從小到大時運行模式的更替。原有125種可能，而表3中給出的僅為13種，它的特殊性在于每一種模式對應于一定負荷范圍內的最經濟（或接近最經濟）的運行方式。也就是說考慮經濟性的情況下，原有的125種可能性變成了10余種。

標準運行模式是這樣一個解集：在運行模式中去掉大量的不可能是最經濟的模式，由剩下的模式所構成的解集。

日逐時負荷千變萬化，然而對應的運行模式卻僅有10余種。顯然每一種運行模式都要對應一組千變萬化的日逐時負荷分布。這種對應關系可以通過"典型總負荷"來說明。從另一角度看，可以把日逐時負荷分布按運行模式進行分類。

可以定量地分析上述的標準運行模式的劃分是否最佳，從而對其進行一定的修改。

4初值條件到運行模式的統計的對應關系--計算機專家系統方法的應用

4．1離散化和對應關系

有了標準運行模式的概念，就可以直接建立室外最高溫和最低溫與標準運行模式（運行方案）的對應關系。

以北京的夏季供冷為例，假設最高溫度tmax∈[28，42]，最低溫度tmin∈[18，35]。注意tmax>tmin。則這樣的[tmax，tmin]組合共有2000余種。

如果假設逐時負荷決定于該日最高溫和最低溫，每一種可能的組合[tmax，tmin]惟一地對應于某一逐時負荷圖，某一逐時負荷圖又對應標準運行模式。

4．2統計的動態的對應關系

上述的對應關系基于這樣的假設：負荷決定于室外最高溫和最低溫。而實際上系統負荷除主要與室外溫度有關外，還與天氣陰晴、建筑物的使用情況、建筑內的人員情況，甚至與星期幾和季節等因素有關。如果把這些相關因素成是一個隨機的變量，這些因素會導致負荷的波動，使得室外溫度和負荷的對應關系呈現一種概率的現象，最終使得室外溫度與最佳運行模式的對應關系帶有一種統計性。

由于制冷機、蓄冰槽等設備本身在長期使用中性能會慢慢改變，建筑物的功能也會變化，因此對應關系是動態的。

以上的分析完成了整個工作的一半，應用專家系統方法建立外溫、星期等與運行模式之間的對應關系是整個工作的另一半，此處不作介紹。

參考文獻

1王勇，蓄冰系統優化控制研究：[碩士學位論文]。北京：清華大學，1997

篇（6）

內部控制作為由公司董事會、管理層和其他人員為實現相關目標而建立的一系列規則、政策和組織實施程序，與公司治理是密不可分的，需將內部控制納入到公司治理框架之中，即在公司治理結構、治理機制建立過程中，設計內部控制組織結構及運行機制，確立監控機制，建立信息溝通網絡。基于公司治理研究內部控制具有重要意義：公司治理機制有效，是保證公司資產安全、完整，會計信息真實的基本條件；建立建全公司治理結構才能保證內部控制有效，才能保證公司不同層次主體內部控制目標的一致性，促進科學決策與效率經營；同時，有效的內部控制可以達到公司各利益主體之間關系的協調、制衡，維護利益相關者群體的整體利益，最終實現公司價值最大化。

一、基于公司治理的內部控制層次

內部控制的主體有哪些，這涉及到內部控制層次問題，需要首先加以明確。兩權分離的公司，內部控制有兩個層次：一是所有者或授權人對經營者監控，通過制定績效目標，對經營者激勵、監督，促使其努力經營、正確決策；二是經營者對公司經營活動和財務活動監控，解決經營者的經營管理能力問題，目的是實施有效管理并實現績效目標。因此，公司制企業內部控制主體有兩大類：一類是作為投資者的股東，一類是作為經營管理者的經理階層。按照AICPA審計程序委員會《審計程序公告第29號》對內部控制概念的重新表述，內部控制可以分為內部會計控制和內部管理控制。其中內部會計控制與財產安全和財務記錄可靠性有直接的聯系，包括授權與批準制度、從事財務記錄和審核與從事經營或財產保管職務分離的控制、財產的實物控制和內部審計；內部管理控制主要與經營效率和貫徹管理方針有關，通常只與財務記錄有間接關系，一般包括統計分析，時動研究即工作節奏報告、業績報告、員工培訓計劃和質量控制等。盡管內部控制“二分法”之后，人們認識到會計控制與管理控制的密不可分性，但此處我們基于公司治理的不同層次的內部控制目標的不相同，暫且將其割裂開來。筆者認為，在現代兩權分離的公司制企業，不同層次主體的內部控制目標及內容是不相同的。作為第一個層次主體的股東最關心的是其投入企業資本的安全性和收益性，要求實現其資本保值、增值目標。他們期望獲得真實、可靠的會計信息，據此客觀評價企業的經營成果，正確估價企業的財務狀況以便進行正確的投資決策，因此股東進行內部控制的主要目標是規范經營者行為，保證會計資料真實、完整，提高會計信息質量。其主要內容是會計控制。經營者層次的內部控制主體最關心的是如何加強企業內部經營管理，全面履行其受托經管責任，實現企業經濟效益最大化，確保企業經營管理目標的實現。因此，經營者實施內部控制所要達到的目標主要是：建立和完善符合現代經濟管理要求的內部管理組織結構，形成科學的決策機制、執行機制和監督機制，確保企業經營管理目標的實現；建立行之有效的風險控制機制，強化風險管理，確保企業各項業務活動的健康運行；堵塞漏洞、消除隱患，防止并及時發現和糾正各種舞弊行為，保護企業資產的安全完整；及時向所有者提供財務報告及其他會計信息，以解脫其受托責任。因此，企業經營者的內部控制應同時包括會計控制與管理控制，且在控制過程中使二者有機結合起來。

二、公司內部控制外部化問題

現代公司兩權分離導致其內部控制的雙層次性：一是所有者（股東）或授權人對經營者的控制；二是經營者對公司經營管理活動進行的控制。因此，公司內部控制主體有兩大類：一類作為投資者的股東，一類是作為經營管理者的經理階層。這是從理論上對于內部控制的“應該是什么”的分析。事實上，公司管理層負責內部控制，可自主決定內部控制機構的設立、人員配置，工作的中心和范圍等重要內容，這就決定了內部控制的內向型服務性質。這是實踐中內部控制“其實是什么”的分析。關于內部審計定位，當前主要有以下幾種情況：由監事會領導；由董事會領導；由高級管理層領導。從理論上講，由于監事會向股東大會負責，其控制權限較大受到的阻力相對較小，由其領導內部審計具有較高的獨立性；由董事會或高級管理層領導的內部審計則獨立性相對較弱。但是，現實中我國大多數公司都采用后兩種形式的內部審計，因而其內部控制的監督很大程度上只是董事會或高級管理者對中、下層職能管理部門的監督控制，而對高層管理者自身缺乏約束。即便由監事會作為內部審計的領導機構，也難以保證其人員在實質與精神上的獨立性，因而內部控制的獨立性和審計結論的可靠性往往受到懷疑。這也是我國目前公司制企業內部控制存在的最大問題：即內部控制對經營者有效對股東無效的矛盾狀態。所以，當前公司主要以經營管理者為主體的內部控制本身是不完整的，企業的投資者（股東）相對獨立于經營管理之外，他們在很大程度上只能依靠企業的控制機制對公司經營決策加以監督，而他們所希望的控制不僅是針對企業一般管理者的行為，而且也能對高層管理者甚至是董事會的管理、決策行為進行有效的控制。這種要求對于當前我國公司制企業自身而言是很難解決的。因此，對于這個層次的內部控制應提倡內部控制外部化，即采用外部控制程序（比如政府對于內部控制規范的制定等）替代內部控制，以達到其特殊的控制效果。關于內部控制外部化重點應放在對公司高層管理者的控制上，其內容主要是對企業經營管理合規性進行控制。通過內部控制外部化，一方面可以提高公司管理的專業化程度和管理效率，促進內部控制質量的提高，另一方面也為外部控制提供更多的業務空間，所以內部控制外部化是一條有益于提高當前我國公司控制水平的重要途徑。

三、公司內部控制與資本結構優化

內部控制是保證企業目標得以實現的一系列方法、措施和程序，而資本結構是企業各種資金來源的數量及其構成比例關系，二者之間似乎沒有什么聯系。但是，由于資本市場與內部控制存在緊密的聯系，同時內部控制對資本市場也產生反作用，使得內部控制通過影響資本市場進而影響企業資本結構成為一種必然。自從莫迪格萊尼（Modigliani）和米勒(Miller)兩位學者提出MM資本結構理論以來，尋求最佳資本結構便成為企業進行籌資決策的最終核心目的。按照MM資本結構理論，最佳資本結構是在一定時期使公司綜合資本成本最低且使公司價值最大的資本結構。即在最佳資本結構下，綜合資本成本（也稱加權平均資本成本）Kw達到最低，同時公司價值V達到最大。但是，現實社會存在許多不完美因素，完全市場不存在，諸多因素的限制使得公司只能從數量上得到一個Kw或V，卻不可能真正達到絕對資本結構最優。但是，公司卻能夠通過多種措施和手段，在既定限制范圍之內盡可能優化資本結構，即通過降低Kw或提高V使資本結構得到優化，有效的內部控制將會起到這種作用。

讓我們來看代表資本結構的兩個指標：

Ⅰ.綜合資本成本，即Kw=ΣKiWi=Kb（1-T）Wb+KsWs+KhWh[1]

Ⅱ.公司價值，即V=B+S+H

其中：Kb——債務利率

Wb——債務資金占總資金比重

Ks——公司普通股的資本成本

Ws——股票市值占總資金比重

Kh——人力資本成本

Wh——人力資本占總資金比重

B——債務價值

S——普通股市值

H——人力資本價值

T——所得稅稅率

和V相比較，綜合資本成本Kw=Kb（1-T）Wb+KsWs+KhWh沒有考慮風險因素，因此，我們將對資本結構優化的研究主要限定在企業價值V上。即看企業內部控制怎樣影響公司價值V。

篇（7）



微生物在糧食上生長繁殖，使糧食發生一系列的生物化學變化，造成糧食品質變劣的現象稱為糧食霉變。

糧食在收獲后的儲藏過程中，由于自然或技術的原因所造成的損耗是十分驚人的。據報道，世界上每年平均有2%的糧食谷物由于霉變而不能食用，這不僅在經濟上造成巨大的損失，而且霉變的糧食還可以產生真菌毒素，引起人畜食用后中毒或致癌。

糧食霉變的發生具有一定的內在和外部因素，它與糧食的品質、微生物在糧食中的代謝作用及生態環境的影響是密切相關的。所以微生物、糧食品質和環境條件是構成糧食霉變的主要因素。

一、微生物是構成糧食霉變的前提

微生物具有形體小、數量大、種類多、分布廣、繁殖快、代謝強度高等特點。在糧食自田間生長到收獲儲藏、加工、運輸的過程中，種類繁多的微生物可以從不同的來源地，通過各種傳播途徑，不斷地聚集到糧食及其制品上來。這些在一定條件下寄附在糧食及其制品上的微生物群，稱為糧食微生物區系。包括田間真菌和儲藏真菌。田間真菌是個相對的區域性概念，包括一切能在田間感染糧食的真菌。一般是濕生性菌類，生長最低濕度均在RH90%以上，他們主要是半寄生菌，其典型代表是交鏈孢霉，此外還有蠕孢霉、芽枝霉、彎孢霉、黑孢霉等。儲藏真菌，大都是在糧食收獲后感染和侵害糧食的腐生真菌。這類霉菌很多，但危害最嚴重且普遍的是曲霉和青霉。它們所要求的最低生長濕度都在RH90%以下，一些干生性的曲霉可以在RH65%～70%時生長。

由于糧食微生物廣泛分布在自然界中，不論田間或倉庫、土壤或空氣和水、農具和倉具等一切空間和物體上，幾乎都是糧食微生物活動的場所。因此，在糧食收獲、儲藏、運輸、加工和銷售等各個流通環節中，注意環境衛生，加強糧食清理，盡量防止、減少微生物污染，控制微生物區系的擴展，是糧食防止霉變的首要環節。

二、糧食是構成霉變的基礎

微生物為了生存，就必須從環境中分解和吸收營養物質，用以合成自身的細胞物質并獲得代謝所需要的能量。糧食就是微生物天然的營養庫。雖然各種糧食的營養成分含量不同，但微生物所必須的各種營養物質，在糧食及制品中幾乎都有。所以，糧食是微生物良好的天然培養基，這正是在發酵工業中，常以糧食及副產品為原料的原因。但在糧食儲藏或食品保藏中，含有豐富營養物質的糧食及其制品便構成了微生物營養代謝和導致霉變的基礎。

因此，要收購顆粒飽滿、完整、無蟲、無病、干燥純凈的高品質糧食，努力保護糧食的完整度和生活力，增強糧食自身的抗霉、防霉能力。好的糧質是儲糧安全的基本條件。

三、環境條件是構成糧食霉變的關鍵

一般糧食都帶有微生物，但不一定發生霉變，因為除了健全的糧食對微生物的危害具有一定的抵抗能力外，儲糧環境條件對微生物的影響，是決定糧食霉變與否的關鍵。環境條件有利于微生物活動時，微生物才可能生長繁殖，霉變才可能發生。

影響微生物的環境條件很多，主要是水分、溫度和氣體成分。其中水分最重要。

1、水分

水是微生物生存的必須條件。水不僅是微生物細胞的重要組成成分，直接參與代謝作用，而且是各種生化反應的媒介，此外，水還有調節滲透壓和溫度的功能。在過于干燥的環境里，微生物就不能生長。

儲糧環境的水分條件，包括大氣濕度、倉房濕度、糧堆濕度和糧食含水量。其中糧堆濕度和糧食含水量對糧食微生物的生長發育有直接的影響。不同的微生物對環境水分的要求是不同的。細菌和酵母菌對水分要求較高，而許多霉菌對環境水分要求不高，所以，對儲糧來說霉菌的危害遠比細菌和酵母菌大的多。

干生性霉菌生長的最低相對濕度為65%左右，與之相平衡的糧食水分，就是通常所說的“安全水分”。這種水分含量因糧種而不同，谷類糧食水分為13%左右，豆類水分為12%左右，油料水分為6%～8%。在這種低值水分條件下，微生物難以生長為害。因此，控制環境的水分條件，保持干燥，是糧食防霉的首要關鍵。

2、溫度

微生物的生命活動只有在一定的溫度范圍內，才能正常進行。所以，溫度是影響微生物生長繁殖和存亡的重要環境因子之一。微生物對環境溫度具有一定的適應范圍，在最適溫度下，微生物生長旺盛、繁殖迅速，當超過最低或最高溫度界限時，微生物代謝會受到抑制，甚至停止生長或死亡。

在糧食微生物的區系中，以中溫性的微生物最多，危害也最大。它們生長的最適溫度為20℃～40℃，生長的最低溫度為5℃～15℃。在糧食防霉中，控制環境水分的同時，采用低溫儲藏，可以有效地抑制微生物。

3、氣體成分

在糧食微生物的區系中，絕大多數是好氧菌，氧是其呼吸作用必須的條件。糧堆中氧氣的濃度和二氧化碳的濃度，對微生物的生命活動都有影響。

好氧菌在其最低需氧量以下，生長會受到抑制。所以，自然地或人為地使糧堆中達到完全缺氧，好氣性的微生物則不能生長繁殖。當氧濃度降到2%以下時，大部分好氧菌會受到抑制，若氧濃度在0．2%以下，一些耐低氧的霉菌也會受到抑制。所以缺氧儲糧是氣調防霉技術中的一個重要措施。

當環境中的二氧化碳的濃度達到40%以上時，對微生物有一定的抑制作用，當二氧化碳的濃度高達80%時，幾乎可以抑制全部霉菌的生長。

在糧食儲藏中，氧濃度控制在0．2%～2%或二氧化碳濃度控制在40%～80%，是氣調防霉的有效劑量。

綜上所述，防止和減少微生物污染；提高糧食質量使之具有抗霉能力；控制環境條件的水分、溫度和氣體成分，是糧食防霉的基本途徑和有效措施。

【參考文獻】

［1］國家糧食局人事司．糧油保管員．北京：中國農業出版社，2006．4.

篇（8）

對于仿形加工，仿形儀壓偏量的大小影響加工的穩定性和精度。在仿形加工中總要設定一個預期的壓偏量，仿形過程中實際壓偏量越接近預期壓偏量，仿形穩定性和精度就越高，反之，仿形穩定性和精度就越低。

圖1和圖2是仿形過程中模型型面、仿形速度及壓偏量的關系曲線圖，圖1a，圖2a為沿仿形方向截得的模型表面輪廓曲線圖，兩輪廓基本相同，圖1b、圖2b為與之對應的仿形儀壓偏量變化圖，但速度不同。仿形過程中預期壓偏量為400μm。分析圖1和圖2的實驗結果，可以得到如下結論：

·平面仿形精度高于曲面仿形，且仿形精度受仿形速度的影響較小；

·曲面過渡越平緩，實際的壓偏量越接近預期壓偏量，仿形精度也越高；曲面過渡越劇烈，實際壓偏量偏離預期壓偏量的值越大，精度就越低；

·曲面仿形速度對仿形精度的影響較大，在同樣的曲面上，仿形速度越大，仿形精度越低；

·模型曲面上的形狀急劇變化處，如棱角、直壁、邊緣等處，仿形儀壓偏量變化很大，嚴重時會造成不正常的離模現象。

2仿形控制的改進方法

仿形加工過程中，在模型曲面過渡平緩的位置時，可以采用較高的仿形速度，而當仿形頭在接近模型曲面變化劇烈的位置時，通過特殊控制方法使之減速，這時仿形頭的速度較低，慣性較小，這樣就可以使超調和欠調減小到最低限度，進而提高仿形加工的穩定性和精度。同時也可提高仿形加工的效率。

1）軟減速電位線法

在仿形過程中，在模型棱角部分、曲面急劇變化等特殊位置附近設置軟減速電位線(圖3)。當仿形頭在軟減速線控制范圍中時，以較低的速度進行仿形加工，其余均采用較高的理想仿形速度。以XOZ平面掃描，Y方向周期進給仿形方式為例進行討論。軟減速電位線的節點用Point來表示：

structPoint｛

floatX;∥節點的X方向坐標

floatY;∥節點的Y方向坐標

｝P［n］;∥N個節點

根據模型的特點，輸入num≤n個節點坐標，就可以確定軟減速電位線的位置。考慮到模型型面的復雜程度，可以最多設置m條軟減速電位線。下面討論中軟減速電位線個數取為m，節點個數取為n。軟減速電位線用Line表示：

structLine｛

structP［n］∥軟減速電位線的節點

floatrg;∥軟減速電位線的控制范圍

｝L［m］;∥m條軟減速電位線

2）自記錄控制法

在仿形加工過程中，利用自記錄控制法，記錄第一次掃描路徑中模型表面的形狀急劇變化處，如直壁、邊緣、折角等的位置。在以后的掃描路徑中，遇到這些位置，仿形速度提前降低，進而避免仿形儀壓偏量的大幅度波動，提高仿形加工穩定性和精度。該控制方法針對的模型有一定局限性，比較適合圖3中的在某方向截面有類似性的模型，但其程序實現較為簡單，并且實際中的模型也多為此種情況。

當然，也可以邊仿形邊記錄模型表面的特殊位置，即把新的特殊位置按一定格式(該格式應與仿形方式相對應，以便于查找)插入到記錄點的序列中去，并且始終檢查本采樣周期記錄點處壓偏量的變化情況，當其實時值與預定壓偏量的差值小于某設定值時，便認為該記錄點處的模型表面情況已平緩，進而把該記錄點剔除。該過程要占用相當的CPU時間，由于該控制模塊嵌在伺服控制模塊中，為中斷執行方式，所以會對控制過程產生一定影響，比如數據采集的速度。程序實現也較復雜。

在此，仍以XOZ平面掃描、Y方向周期進給仿形方式為例。記錄采用偏差控制，僅記錄第一次仿形路徑上的特殊位置。在仿形過程中，當實際仿形壓偏量Dact與預期壓偏量Ddes的偏差|Dact-Ddes|≥Dlim(其中Dlim是預定的偏差量)，則記錄該位置點。為了避免記錄點記錄得過密，而占用過多內存，且在實際應用上不具意義，通過實驗人為設定一個最大記錄距離，當本采樣點與前一記錄點的距離小于該最大距離時，該點不作為被記錄點。利用鏈表結構有利于節省內存，且便于記錄和查找，可節省時間。記錄點用以下Learn表示

structLearn｛

floatX;∥記錄點的位置

intDir;∥減速的方向

structlearn*next;

｝;

該控制方法的程序實現見圖5、圖6。其中Fdir為仿形方向，Flg為減速標志，Xact為實時的仿形頭位置。

3實驗

對這兩種控制方法進行實驗，仍采用圖1、2中的模型截面進行仿形，理想仿形速度為2000mm/min，低速度為1000mm/min。在“軟減速電位線法”中，兩條軟電位線對應于截面的節點分別在X，Y=10mm和X，Y=75mm處，控制范圍為20mm，仿形過程中記錄實時壓偏量變化情況，得到圖7的壓偏量與位置關系圖。通過分析可以得出，在0～10mm、30～75mm及最終路徑上，雖采用較高速度，但由于模型型面變化較為平緩，壓偏量波動較小。在10～30mm、75～95mm型面變化較為劇烈的特殊位置上，由于采用了低速度，壓偏量波動情況明顯好于圖2中的情況。在“自記錄控制法”中，預定的偏差量為50μm，記錄壓偏量波動情況，會得到同圖7極為類似的圖形，在此不再贅述。

4結束語

篇（9）

廠址位于XX市西郊雷鋒大道7公里處，占地面積620畝。為加速實施全省農業結構的調整，先后從美國﹑法國﹑埃及﹑日本及國內10多個省市科研育種單位引進優質果茶品種資源158個，優質果茶種苗40多萬株，建成果茶母本園150畝。每年可向社會提供優質果茶苗木200多萬株，果茶母（接）穗1萬公斤以上，生產優質果茶產品1000噸以上。

果茶場也是省城第一座以品茶、園藝、垂釣為主題的農業觀光園。這里空氣清新，景色怡人。春有草莓、櫻桃、“明前”茶；夏有枇杷、蘋果、葡萄、桃、李、楊梅、無花果與瓜類；秋有板栗、柿、棗、梨、獼猴桃；冬有柑桔、橙類等。一年四季。百果飄香，是個名副其實的“百果園”。

該廠第二期工程將于2003年完成，面積將擴至1000多畝。年生產優質果茶苗木將達到1000萬株，優質果茶產品產量也將成倍增加，更多的農業高新技術將落戶該場。果茶苗木和產品的生產、檢測、采后處理、加工和多種農業觀光設施將全部完善和配置。屆時，一個全新的高科技生態農業示范、觀光園將會展現在你的面前。

百果園是農業高科技的結晶，而滴灌系統是其中的重中之重。百果園現建成的620畝果園，全部由從以色列引進的先進滴噴灌系統控制，該園地勢起伏較大，最高處海拔達86.60m，最低處64.72m，傳統灌水方式很難進行，而先進的滴灌系統由于對地形的適應能力強，而且特別適應山地丘陵地區，所以滴灌正好大施其能，由低處水庫中取水，經過過濾加壓，然后由遍布全園的各種管道把帶有肥料、除蟲劑的水準確地送到每片需水地園中，保證果樹的正常需水。不過其系統自動化程度不高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現作物的輪灌、對灌水時間和灌水量還不能實現有效的控制，有望進一步提高。

2滴灌系統

滴灌就是滴水灌溉技術，它是利用低壓管道系統，使滴灌水成點滴地、緩慢地、均勻而又定量地浸潤作物根系最發達的區域，使作物主要根系活動區的土壤始終保持在最優含水狀態。滴灌不同于傳統的地面灌溉濕潤全面積土壤，因此滴灌有節約灌溉用水量、促進作物生長和提高產量的作用，是一種很有發展前途的局部灌水技術。

百果園主要種植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果樹，如果采用其它灌水方法，不僅浪費水資源，而且很難保證滿足果樹的需水量，而滴灌具有省水節能、省工省地省肥、操作簡單，易于實現自動化、對土壤地形適應性強、保護和保持生態環境等優點，所以滴灌成為了百果園地首選。

2.1百果園滴灌系統的組成

百果園滴灌系統主要由水源、首部樞紐、輸配水管網和尾部設備灌水器以及流量、壓力控制部件和測量儀表等組成，如圖所示。全園滴灌系統組成示意圖：

1.水源2．水泵3.供水管4.蓄水池5.逆止閥6.施肥開關7.灌水總開關8.壓力表

9.主過濾器10.水表11.支管12.微噴頭13.滴頭14.毛管(滴灌帶、滲灌管)

15.滴灌支管16.尾部開關(電磁閥)17.沖洗閥18.肥料罐19.肥量調節閥20.施肥器21.干管

2.1.1水源

江河、湖泊、水庫、井、渠、泉等水質符合微灌要求的均可作為水源，百果園采用從園中的水庫中取水。

2.1.2首部樞紐

百果園的首部樞紐包括泵組、動力機、肥料罐、過濾設備、控制閥、進排氣閥、壓力表、流量計等。其作用是從水庫中取水增壓并將其處理成符合微灌要求的水流送到系統中去。百果園中采用五級加壓式離心泵，在水庫中取水，現取現用，計劃建一水塔蓄水。

2.1.3輸配水管網

輸配水管網的作用是將首部樞紐處理過的水按照要求輸送分配到每個灌水單元和灌水器。包括干、支管和毛管三級管道，毛管是微灌系統末級管道，其上安裝或連接灌水器。微灌系統中直徑小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材，大于63毫米的常用聚氯乙烯（PVC）管材。百果園中干、支管采用PVC管和UPVC管，毛管采用PE管。

2.1.4尾部設備

尾部設備是微灌系統的關鍵部件，包括微管和與之相聯的灌水器(小微管、滴頭、微噴頭、滴灌帶、滲灌頭、滲灌管等)插桿等。灌水器將微灌系統上游所來的壓力水消能后將水成滴狀、霧狀等施于所需灌溉的作物根部或葉面。

2.2百果園滴灌灌溉系統

灌溉系統的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司負責承建，全園采用先進的滴、噴灌相結合的微灌節水技術，是我國南方發展節水農業的典范，其具體情況見下：

2.2.1設計原則

滴灌灌溉系統設計除了滿足節水、節能、省力等之外，通常應遵循以下主要原則：

①必須滿足果園果樹生長對水分的要求；

②灌溉系統設計應結合耕作實際，便于操作；

③應使所選擇的灌水方法既能滿足作物的灌溉要求，又不因灌溉而造成病害、蟲害的發生；

④在盡可能的情況下，灌溉系統設計時應考慮施肥及噴藥裝置；

⑤在盡可能的情況下，應使灌溉系統在滿足灌溉要求的同時，工程建設的綜合造價最小。

2.2.2設計步驟

2.2.2.1資料的收集在系統設計時，必須掌握以下資料：

①地形資料：根據實際情況測繪大比例尺地形圖，其中包括果園的平面布置、道路、水源位置、高差等。

②土壤資料：主要是土壤理化性質、地下水埋藏深度和土層厚度等。土壤理化性質主要包括土壤類別、干容重、含鹽情況、土壤田間持水率等。

③氣象資料：區域年均降雨量及季節分布、平均氣溫、極端氣溫（包括最高、最低氣溫）、最大凍土層深度、無霜期、蒸騰蒸發資料等。

④水源資料：水源屬性（個人或集體）、種類、水源位置、水質、含沙情況、水位、供水能力、利用和配套情況等。若水源為機井時，還應調查機井的靜水位和動水位，當地下水水位較淺時，一定要調查清楚地下水位及其周年變化規律。若水源為渠水時，應調查清楚水源的含泥沙種類、含沙量、水位、供水時間、可能的配水時間等。同時，還應特別注意水源的保證率問題，不論是只用于果園的水源還是與周圍大田混用的水源，都應考慮這個問題。

⑤百果園作物種植資料：其中包括作物的種類、種植密度（其中最主要的是行距和株距）等。

⑥百果園的環境資料：包括百果園周圍的地形、交通和供電等。

2.2.2.2灌水方法的選擇灌水方法選擇適當與否，除了影響工程投資外，還直接影響著灌溉系統的效益發揮和灌溉保證率。因此，應根據作物種類、作物的種植制度、種植季節、水源情況、果園設施情況、工程區社會經濟情況等，合理地選擇相對投資較省、灌溉保證率較高且有利于果園果樹生長的灌水方法。百果園灌溉系統的灌水方法采用以滴灌為主，滴噴灌相結合的方式。

2.2.2.3滴灌系統布置，百果園滴灌系統的管道分干管、支管和毛管等三級，布置時干、支、毛三級管道要求盡量相互垂直，以使管道長度和水頭損失最小。通常情況下，園內一般出水毛管平行于種植方向，支管垂直于種植方向。

2.2.2.4滴灌灌溉制度的擬定

①灌水定額：是指作為滴灌系統設計的單位面積上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用式（4-8）計算，即

H——計劃濕潤層深度（米），一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果樹0.3-1.0米；

p——土壤濕潤比，70%-90%。

②設計灌水周期：滴灌設計灌水周期是指按一定的灌水定額灌水后，在作物適宜土壤含水率的條件下，保障作物正常生長的可能延續時間T，用式（4－9）計算，即

③一次灌水延續時間：一次灌水延續時間是指把設計灌水定額水量，在不產生徑流的條件下，均勻分布于果園田間所用的灌水時間，用式（4－10）計算，即

i.輪灌區數目的確定：（a）對于固定式滴灌系統，輪灌區數目可按式（4-11）計算：（b）對于移動式滴灌系統，則有：

ii.一條毛管的控制灌溉面積：（a）對于固定式滴灌系統，毛管固定在一個位置上灌水，控制面積為

f=SeL(4-13)

式中f——每條毛管控制的灌溉面積（平方米）

L——毛管長度（米），移動式滴灌系統中為出流毛管長度。

（b）對于移動式滴灌系統，一條毛管控制的灌溉面積為

2.2.2.5滴灌系統控制灌溉面積大小的計算在灌溉水源能夠得到充分保證的條件下，滴灌面積的大小取決于管道的輸水能力。對于水源流量不能滿足整個區域需要時，滴灌面積為

2.2.2.6管網水力計算滴灌系統各級管道布置好以后，即可從最末端或最不利毛管位置開始，逐級推算各級管道的水頭損失（包括沿程水頭損失和局部水頭損失）。在設計中，同一條支管上的第一條毛管最前端出水孔處水頭與最末一條毛管最末端出水孔處水頭之間的差值，不超過滴頭設計工作壓力的20％，流量差值不超過10％；對于采用壓力補償式滴水器時，僅要求區域內滴頭流量差值不超過10％，并據此確定支、毛管的最大設計長度；在滴灌中，由于管網中水流壓力通常小于0．3兆帕，所以多選用PVC塑料管道。管道中水流在運動過程中的壓力損失通常包括沿程阻力損失和局部阻力損失。工程設計中塑料管道的沿程阻力損失常選用式（4－16）、（4－17）計算，局部阻力損失常用式（4－18）計算。①沿程阻力損失hf

當管道有多個出水口時，管道的沿程阻力應考慮多口出流對沿程阻力的折減問題，多口出流折減系數k，對應計算公式

②局部阻力hj

工程設計中為了計算方便，局部阻力損失也常按沿程阻力損失hf的10％估算。

2.2.2.7管道系統設計包括各級管道的管材與管徑的選擇、各級固定管道的縱剖面設計、管道系統的結構設計。

①管材的選擇：可用于灌溉的管道種類很多，應該根據滴灌區的具體情況，如地質、地形、氣候、運輸、供應以及使用環境和工作壓力等條件，結合各種管材的特性及適用條件進行選擇。一般情況下，對于地理固定管道，可選用鋼筋混凝土管、鋼絲網水泥管、石棉水泥管、鑄鐵管和硬塑料管。鋼管易銹蝕和腐蝕，最好不要選用。隨著材料工業的發展，地埋管道多選用塑料管。選用塑料管時一定要注意，不同材質的塑料管在幾何尺寸相同的情況下可承受的工作壓力相差甚遠，特別是在使用低密度聚乙烯管（PE管）時，一定要注意管壁的厚度是否達到了能承受系統所要求壓力的厚度，若沒有達到，千萬不能使用，否則將會埋下隱患，造成運行時管道發生爆破，甚至導致整個管道系統癱瘓。用于滴灌地埋管道的塑料管，最好選用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。對于口徑150毫米以上的地埋管道，硬聚氯乙烯管在性能價格比上的優勢下降，應通過技術經濟分析選擇合適的管材。塑料管經常暴露在陽光下使用，易老化，縮短使用壽命。因此，地面移動管最好不采用塑料管。

②管徑的選擇：當輪灌編組和輪灌順序確定之后，各級管道在每一輪灌組所通過的流量即可知道。通常選用同一級管道在各輪灌組中可能通過的最大流量，作為本級管道的設計流量，依據這個設計流量來確定管道的管徑。若某一級管道，其最大流量通過的時間占管道總過水時間的比例甚小，也可選取一個出現次數較多的次大流量，作為管道的設計流量來確定管徑。同一級管道的不同管段通過的最大流量不同時，可分段確定設計流量。（a）支管管徑的確定：支管是指直接安裝豎管和滴頭的那一級管道。支管管徑的選擇主要依據灌溉均勻的原則。管徑選得越大，支管運行時的水頭損失就越小，同一支管上各滴頭的實際工作壓力和灌水量就越接近，灌溉均勻度就越接近設計狀況。但這樣增大了支管的投資，對移動支管來說還增加了拆裝、搬移的勞動強度。管徑選得小，支管投資減少，移動作業的勞動強度降低，但由于運行時支管內水頭損失增大，同一支管上各滴頭的實際工作壓力和灌水量差別增大，結果造成果園各處受水量不一致，影響滴灌質量。為了保證同一支管上各滴頭實際出水量的相對偏差不大于20％，國家標準GBJ85-85規定：同一支管上任意兩個滴頭之間的工作壓力差應在滴頭設計工作壓力的20％以內。顯然，支管若在平坦的地面上鋪設，其首末兩端滴頭間的工作壓力差應最大。若支管鋪設在地形起伏的地面上，則其最大的工作壓力差并不見得發生在首末滴頭之間。考慮地形高差Z的影響時上述規定可表示為

許的水頭損失即為從式（4－20）

可以看出：逆坡鋪設支管時，允許的hw的值小，即選用的支管管徑應大些；順坡鋪設支管時，因Z的值本身為負值，其允許的hw的值可以比0.2hp大些，也就是說因支管順坡鋪設時，因地形坡降彌補了支管內的部分水力坡降，選用的支管管徑可適當的小些。當一條支管選用同管徑的管子時，從支管首端到朱端，由于沿程出流，支管內的流速水頭逐次減小，抵消了局部水頭損失，所以計算支管內水頭損失時，可直接用沿程水頭損失來代替其總水頭損失，即h''''f=hw，式（4－20）可改寫為

滴頭選定后，滿頭的設計工作壓力可從滴頭性能表中查得。兩滴頭進水口高程差（實際上就是兩滴頭所在地的地面高差）可以從系統平面布置圖中查取。則h''''f即可求出。利用公式h''''f=FfLQm／db，在其他參數已知的情況下反求管徑d，d就是該支管可選用的最小管徑的計算值。因管材的管徑已標準化、系列化。因此，還需按管材的標準管徑將計算出的管徑規范取整。對滴灌系統的支管，考慮到運行與管理的方便，最大的管徑一般不超過100毫米，并且應盡量使各支管取相同的管徑，至少也需在一個作業區中統一。對于固定管道式滴灌系統，地理支管的管徑可以不同，但規格不宜太多，同一條支管一般最多變徑兩次。（b）支管以上各級管道管徑的確定：一般情況下，這些管道的管徑是在滿足下一級管道流量和壓力的前提下按費用最小的原則選擇的。管道的費用常用年費用來表示。隨著管徑的增大，管道的投資造價（常用折舊費表示）將隨之增高，而管道的年運行費隨之降低。因此，客觀上必定有一種管徑，會使上述兩種費用之和為最低，這種管徑就是我們要選擇的管徑，稱之為經濟管徑。經濟管徑中對應的流速稱為經濟流速。圖4-7就是用最小年費用法計算經濟管徑的原理示意圖。用這種方法確定管徑概念清楚，但計算相當繁瑣，往往需要分別計算出多種管徑的年投資和年運行費，比較后再確定。隨著科學技術的進步，計算機技術的飛速發展，許多優化設計方法，如微分法、動態規劃法等已在管道灌溉管網的設計中得到應用，具體方法可參閱有關書籍。對于規模不太大的滴灌工程，也可用式（4－22）、式（4－23）的經驗公式估算管道的直徑：

應該指出的是，由于管道系統年工作小時數少，而所占投資比例又大。因此，一般在灌溉系統壓力能得到滿足的情況下，選用盡可能小的管徑是經濟的，但管中流速應控制在2.5～3米／秒以下。

③管道縱剖面設計：管道縱剖面設計應在系統平面市置圖繪制后進行，設計的主要內容是確定各級固定管道在平面上的位置及各種管道附件的位置。管道的縱剖面應力求平順，減少折點，有起伏時應避免產生負壓。

ⅰ埋深及坡度：地埋管的埋深指管徑距地面的垂直距離，埋深應根據當地的氣候條件、地面荷載和機耕要求確定。一般管道在公路下埋深應為0.7～1.2米；在農村機耕道下埋深為0．5～0．9米。地埋管的坡度主要視地形條件而定，同時也應考慮地基好壞及管徑大小。一般在地形條件許可的情況下，管徑小、基礎穩定性好的管道坡度可陡一點；反之應緩些。總的來說，管道坡度不得超過1:1，通常控制在1:1.5～1:3以下。

ⅱ管道連接及附件：地埋管道的連接多采用承插或黏接的形式，轉向處用彎頭，分水處用三通或四通接頭，管徑改變處采用異徑接頭，管道末端用堵頭。為方便施工和安裝，同類管件應考慮其規格盡量統一。

為了按計劃進行輸水、配水、管道系統上應裝置必要的控制閥。白果園中為了實現灌水的有效控制,設置了30多個電子閥.而且各級管道的首端還設了進水閥或水分閥；當管道過長或壓力變化過大時，設置節制閥。為保證管道的安全運行，還安裝一些附設裝置。自壓系統的進水口和各類水泵吸水管的底端應分別設置攔污棚和濾網，管道起伏的高處應設排氣裝置，自壓系統進水閥后的干管上設高度高出水源水面高程的通氣管，管道起伏的低處及管道末端設泄水裝置，管道可能發生最大水錘壓力處設置安全閥。

2.3評價

從整體上來看,XX白果園的滴灌系統是建設的比較完善的一套滴水灌溉系統,設計施工都符合現代滴灌的要求,是一套先進的現代化滴水灌溉系統，而且產生了很好的經濟效果。不過當時考慮到經濟條件的限制，其毛管采用了單行直線布置，灌水均勻度不高，鑒于對多種毛管布置形式的比較分析，筆者認為百果園應改進為雙行毛管平行布置；而且其控制系統自動化程度不高，全園僅能使用微機控制電磁閥的開啟，不能精確實現作物的輪灌、對灌水時間和灌水量都不能實現有效的控制，故需進一步對其控制系統加以設計改進。正在建設的二期工程應該吸收一期工程中的好的經驗，改進一期工程中的不足，特別是應該實現灌水的全自動控制。

3灌溉自動化控制系統

灌溉中的滴灌系統，能很方便實現自動化控制，灌水的自動化控制能有效的實現節水灌溉，也是農業實現現代化的要求。對微灌的自動化控制，根據控制系統運行的方式不同，一般可分為手動控制、半自動控制和全自動控制三類：

①手動控制系統

系統的所有操作均由人工完成，如水泵、閥門的開啟、關閉，灌溉時間的長短，何時灌溉等等。這類系統的優點是成本較低，控制部分技術含量不高，便于使用和維護，很適合在我國廣大農村推廣。不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。

②全自動控制系統

系統不要人直接參與，通過預先編制好的控制程序和根據反映作物需水的某些參數可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調整控制程序和檢修控制設備。這種系統中，除灌水器、管道、管件及水泵、電機外，還包括中央控制器、自動閥、傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及電線等。

③半自動控制系統

系統中在灌溉區域沒有安裝傳感器，灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據預先編制的程序，而不是根據作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統的自動化程度不等，有的一部分實行自動控制，有的是幾部分進行自動控制。

為了對先進的滴灌自動化控制系統有具體認識和了解，下面我們將對滴灌的自動化控制作詳細介紹：

3.1滴灌首部控制樞紐

滴灌自動化系統的基本控制方法有：時間控制、水量控制和反饋控制三種。時間控制系統是按預定好的時間放水或關水；水量控制系統是按照設計的配水量放水或關水；反饋控制系統是根據灌區內濕度感受器的反應，然后將信號傳送到首部控制樞紐部分來關水或放水。滴灌系統更便于完全實現自動化，這在地多人少、勞力緊張的邊遠地區，沙漠地帶的防護林區，鐵路路基沿線，經濟力量雄厚的城郊蔬菜種植區顯得特別重要。目前，國外發達國家在滴灌區普遍使用了計算機管理系統，并通過專用的滴灌系統軟件來控制和檢測作物生長、土壤狀況和氣象趨勢，取得了良好的效果。大大提高了現代化的土壤水分、作物生長測定技術的可能性和實用性，具有農藝上的綜合性，為人們充分利用現代化儀器設備在滴灌系統中應用提供了巨大的潛力。滴灌系統軟件根據作物對水分的需求和土壤墑情制定出合理的灌溉計劃和作物管理計劃。

3.2作物生產管理計劃制定

控制軟件系統應能提供一套科學的管理系統，它通過提高作物產量和品質以及減少用水量來提高水分利用效率，能給農民及有關用戶提供一套針對灌溉方案制定作物生產管理的先進、完善的管理系統，用戶能夠使用它獲得他們的每一塊農田的土壤水分狀況圖，方便的數據資料存取能夠得到每一塊農田的準確土壤水分含量，還能夠確定準確的日水分利用量，能夠給每塊農田制定出合理的灌溉管理決策，能夠根據每一塊農田各自的灌水量需求對不同農田進行灌溉優先排序，以便制定優化灌溉計劃使農場或用戶獲得整體最高產量。

控制軟件系統應能允許灌溉管理者根據作物水分需求和作物對灌溉的反應制定合理的灌溉計劃，作為一個完整的灌溉計劃和作物生產管理軟件包，它能夠對灌溉決策的制定和作物管理進行數據資料存儲、運算處理、顯示輸出。土壤水分數據資料主要由中子探測儀、石膏電阻塊和張力計測定獲得。天氣數據資料由自動氣象站獲得，作物生長資料如籽粒大小（直徑）、株高和葉片硝酸鹽含量等可直接田間測定，根據相應的作物響應，作物生長資料結合土壤水分資料能夠制定出合理的灌溉計劃，通過實際調查能夠提高作物產量、品質和水分利用效率的管理技術能夠詳細地驗證作物生長、土壤水分和氣候之間的關系，因此能很好地解決一些灌溉管理和作物生長問題，其中包括過量灌溉導致的灌溉水排滲問題、肥料向根部以下淋溶損失問題以及為了達到高產穩產目標的籽粒重和穗粒數或結果率的控制管理問題。

3.3滴灌系統灌溉計劃制定

滴灌系統灌溉計劃一般是指確定何時進行灌溉及應該的灌溉量，灌溉計劃的應用可消除代價巨大的不可預測的農業災害，如在作物生長臨界期由于土壤類型和作物自身生長能力，不同的農田具有不同的土壤水分虧缺量和日水分利用量，因此不同的農田需要不同的灌溉計劃。農民通過土壤水分測定技術利用軟件處理和顯示不同層次土壤水分特征，能加深對發生于土壤內的各種過程的理解，以便進行更精細的灌溉計劃和灌溉管理決策的制定，以確保土壤水分總是保持作物生長所需的最佳含水量。

當土壤水分和被作物利用的水分的準確數量被測定后，通過軟件可以計算下一次滴灌的日期和準確的灌水量，它將考慮當前每天水分利用狀況、天氣變化和歷史資料來幫助管理者制定以后的灌水計劃。它把農田從最干到最濕分為不同等級。了解需要灌溉補充的水量有助于協調不同用戶之間和同一用戶內部的水分供給，充分了解雨后何時開始灌溉能使農民最大限度地利用自然降水，而把灌水過多和灌水不及造成地危險減到最小。

3.4土壤水分時間圖和深度圖的應用

3.4.1時間圖時間顯示某一指定土壤容積含水量、根區土壤含水量或作物響應隨時間的變化。時間圖的基本顯示：直線表示根區土壤含水量的飽和點和需灌溉補充點；供給的和有效的灌溉和降雨情況；箭頭指示預測的灌溉日期；關于水分飽和點、需灌溉補充點、當前和過去的土壤水分測定值及計劃安排的灌水日期和灌水量的總結表；作物生長及其對灌溉管理技術措施的響應；該軟件所做的時間圖可進行大小調整，通過調整縱坐標軸上的最大值和最小值及橫坐標上的日期范圍能夠把圖形中用戶想要的區域或作物生長期內的某特定階段的圖形放大。圖形能夠進行疊加來同時比較不同地點的田塊或不同年份的數據。當季和前季的作物的生長，土壤水分和天氣資料的疊加圖形比較灌溉管理達到高度的協調一致。用戶可以選擇任何關鍵數據來建立相互作用關系圖。

3.4.2深度圖深度圖顯示土壤容積含水量沿土壤剖面隨深度的變化而變化的情況，通過該軟件和現代化儀器結合能夠迅速直接測定和分析土壤水的剖面分布情況。根區吸收水分模式可以在深度圖中看到，對深度圖分析能使農民確定每一種農作物包括塊根作物在土壤剖面中被研究的土壤體積范圍和土壤剖面的每一深度層的作物利用的水分數量、土壤緊實度、土壤質地變化、高石灰巖含量、地下水位和鹽分等問題能夠通過對根部活動的仔細分析而發現。深度圖也可以用來確定滲入和排出土壤剖面的水分的運動狀況及深度和數量，從中能夠給定灌溉飽和點和需灌溉補充點的準確設計值。灌溉或降水后從土壤的根區排出的水分數量能夠通過深度圖準確測定，根據可以調節灌溉所用時間以避免水分從土壤剖面排出而損失，控制土壤剖面排出水的數量將防止地下水水位地升高和土壤養分的淋溶損失，同時也將降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度圖是一個非常有用的工具，能夠解決在不同類型土壤中灌溉水的水平和垂直運動的關鍵問題，通過分別繪制灌溉前和灌溉后距滴管不同距離的各個點的土壤水分含量圖可比較灌溉水的運動狀況，用戶能夠利用研究所得的結果來減少水分和肥料排滲，同時確保作物根系能夠一直得到適量的水分。

3.5軟件的程序特點

3.5.1程序結構滴管軟件的數據存儲于一個樹狀結構，這使得制定灌溉方案是查詢數據資料非常方便。管理人員可能負責管理幾個農場或幾塊農田，每個農場或農田可能有許多檢測點，每一個檢測點都有一套不同時間收集的實際測定的讀數記錄。輸入的數據經過計算機軟件處理，能顯示有關每一單個田塊的詳細資料，還能夠向農民分別顯示每一年的作物種植的詳細資料。能夠顯示農場的每個監測田塊或某一年份的每一監測點的情況，指明灌溉飽和點和需灌溉補充點，當前作物日水分使用情況，土壤水分平衡和預測出的三次灌溉的日期，土壤水分含量和作物日用水量的測定值，對未來作物在整個生長季節的長期的用水量作出估算。顯示某一具體的時期的每一深度層的土壤水分含量的讀數記錄和根區的總水分含量，同時顯示土壤水分需要量，中子儀測定并估算的日水分使用量。利用滴灌軟件可進行數據資料綜合分析，從中總結重要的信息形成報告，以幫助制定每日的管理決策方案。同時也可以編輯出前幾個生長季的作物生長、水分管理。土壤等數據資料，并進行綜合分析，為以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的評價標準。該軟件程序的所以結構層次能為所選擇的農場、監測點和某一日期建立報告。報告分為五種：深度圖、時間圖、記錄讀數報告。監測點報告和灌溉計劃報告。用戶可以根據自己的需要已及自己微機系統對程序進行修改編譯，選擇公制和英制計量單位進行數據資料綜合分析，將田間測定得到的數據讀數記錄自動粘貼到沒一個具體的農場欄、監測點欄和日期欄。每一個監測點的測定日期，時間及估計的水分日利用量能夠在粘貼之前輸入。

3.5.2數據輸入在讀數記錄屏幕中可以人工錄入和顯示田間實際收集的數據，如土壤水分張力計的讀數、作物籽粒大小。有關作物的數據可以測定得到，作物生長參數與土壤水分含量相關聯可以確定作物生長期的水分需求量。氣候數據資料可以人工輸入或由氣象站自動裝載。天氣數據參數的個數沒有限制，它可以與任一個作物生長測定值和任一水平的土壤水分含量相關聯制作相互作用關系圖。從氣象數據資料中可以得到蒸發損失的總水分量的數據并且把它與測定的日水分使用量相比較來調整該地區的作物灌溉計劃。

3.5.3軟件的數據處理利用滴管軟件可以計算使土壤剖面達到灌溉飽和點所需的準確時間數。同時計算自從播種或其他生長時期（如發芽、開花等）以來的天數，使土壤水分能夠與過去多年的作物生長資料數據參數同步分析，以確定作物水分利用效率。使用作物累積日水分方程。能夠很好地評估作物總產量，尤其是對于玉米、小麥和棉花。可以通過作物－水分方程和氣象資料估算理論產量。通過速率方程，計算作物生長速率。計算作物當前日水分利用量占整個生長季日水分利用量地比例。同時也可計算不同水分含量地土壤水分變化速率，這些速率地變化表明土壤緊實問題和土壤干旱地程度。滴灌軟件可以分析某一作物在生長季內日水分利用狀況地資料。結合現代先進地土壤水分測定儀器使用，該軟件能夠指導我們最有效地利用有限的水資源獲得最大農業效益。例如能夠確定每次灌溉的準確時間和灌水量。同時減小過量灌溉和水分不足對產量的影響。建立各種不同作物之間水分利用及水分利用效率的差異；建立如不同品種、土壤緊實情況、不同的耕作史等不同條件下水分利用及水分利用效率的差異；建立現代耕作技術和傳統耕作技術條件下的水分利用效率的關系。確定灌溉和降水的利用效率，用以觀察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和鹽化問題，能夠減少土壤養分的淋溶損失問題。建立土壤水分含量、作物長勢及天氣狀況的數據庫以使作物產量和質量獲得持續穩定的提高，使高效農業可持續發展。

3.6灌溉自動化控制系統

要實現灌水的自動化，必須有自動灌溉控制器，該裝置由土壤濕度傳感器、控制器和電磁閥組成，能夠按土壤墑情和作物需水特性實施自動灌溉（溝灌、噴灌、滴灌、滲灌），達到高產、高效、和節水的目的。適用于庭院花圃、苗圃、果園、菜地和農地。隨著經濟發展，庭院花圃、苗圃水分的自動灌溉倍受歡迎。它能省水省事，使花木生長更好。一畝庭院花圃、苗圃地投資1.0－1.5萬元，可以建立自動灌溉控制系統。自動灌溉控制系統可以實現科學灌溉，節能、省水，使菜地和農地產量和質量明顯提高。智能化，精準化灌溉技術是伴隨著計算機應用技術、傳感器制造技術、塑料工業技術的提高而逐步實現的

自動化計算機灌溉控制系統大約在80年代初由雨鳥公司、摩托羅拉等幾家公司開發、研制成功，并投入使用。由于技術復雜、應用難度大，價格高昂，這種控制設備最早應用于高爾夫球場灌溉系統的控制上。90年代，計算機工業的硬件、軟件飛速發展，使得灌溉系統中央計算機系統操作難度越來越小，功能越來越豐富，價格也逐漸降了下來。這種系統在園林綠化上用得也越來越多了起來，雨鳥公司針對不同用途，研制、開發出了中央計算機控制系統：Maxicom

智能化灌溉中央計算機控制系統具有如下功能：

①
動采集各種氣象數據，計算并記錄蒸發蒸騰量ET；

②
根據前一天的ET值自動編制當天灌溉程序并實施灌溉；

③
可由連接的土壤濕度傳感器、風速傳感器、雨量傳感器等干涉程序，啟動、關閉、暫停灌溉系統；

④
連接流量傳感器可自動監測、記錄、警示由于輸水管斷裂引起的漏水及電磁閥故障；最大限度利用管網輸水能力；

⑤
運行程序而不起動灌溉系統（干運行），測試程序合理性，不合理時預先修改；

⑥
自動記錄、顯示、儲存各灌溉站的運行時間；自動記錄、顯示、儲存傳感器反饋數據，以積累資料，修改程序，修改系統等。

⑦
頻繁灌溉功能：可將設計好的灌水延續時間分成若干時段，以便提供足夠的土壤入滲時間，減少坡地或粘性土地地面徑流損失。

⑧
一套中央計算機系統可控制無數臺田間控制系統（稱為衛星站），一套中央計算機控制系統可控制小到一個公園，大到上百個公園，甚至全城的所有灌溉系統。

⑨
儲存數百套灌溉程序；一臺田間控制器（衛星站）可使4個輪灌區獨立灌溉或同時灌溉。

⑩
手動干涉灌溉系統：可在閥門上手動啟、閉系統，可在田間衛星站上手動控制系統，也可在計算機上手動啟、閉任何一站，任何一個電磁閥。可控制灌溉系統以外的其它設備，如：道路或公共場所燈光，大門、噴泉、水泵等

自動化中央計算機控制系統主要由中央計算機，集群控制器(CCU)，田間控制器（衛星站），電磁閥構成。中央計算機可裝置在任何一個地方。比如：一套中央計算機系統控制50個公園的灌溉系統。中央計算機可安裝在市園林局認為合適的位置。CCU安裝在各個公園內。中央計算機與CCU之間的通訊，可采用有線連接（近距離），無線連接，電話線連接或移動通訊方法連接。一臺CCU最多可連接28個田間控制器。CCU與田間控制器之間同樣可選上述數種通訊方式。由中央計算機到終端電磁閥的工作過程為：中央計算機編程，并將程序下達到CCU。CCU將各輪灌區灌溉控制程序再發到相關田間控制器。田間控制器依中央計算機制作的程序啟閉各輪灌區電磁閥。如下圖所示：

中央計算機上的初始程序由控制人員編制，之后，計算機每日自動收集由氣象站采集的氣象數據，計算ET值，并不斷對原有程序自動修改。如遇傳感器傳來異常信息（如降雨，過分干燥，系統漏水...），自動中斷或暫停程序，待異常情況排除后，繼續恢復程序運行。

如果將智能泵站連接到中央計算機控制系統上，則效果會更好。這樣從水泵到電磁閥之間復雜的系統將由一個高度智能化的系統管理起來，可做到最大限度地節水、節能，最大限度地保護系統設備運行，避免灌溉系統常發生的下列幾種問題：

①
過量灌溉或灌水不足，浪費水資源或不能滿足植物需水；

②
管網破裂，漏失水；

③
系統運行壓力不合理；

④
水泵運行效率低下；

⑤
地形起伏不平時或土壤入滲率低產生地面徑流，浪費寶貴的水資源；

⑥
降雨時，灌溉系統照常灌溉；

⑦
管理、維護成本高。

3.7百果園灌溉的自動化控制設計

百果園一期工程灌水基本實現了半自動化控制，可以使用電腦控制各電磁閥的開啟。我們可在其基礎上加以改進與提高，使其實現灌水的全自動化，具體見下：

3.7.1控制原理

自動化控制采用電子技術對田間土壤溫濕度、空氣溫濕度等技術參數進行采集，輸入計算機，按最優方案，控制各個閥門的開啟及水泵的運行狀態，科學有效地控制灌水時間、灌水量、灌水均勻度，為項目區作物提供一個良好的地、水、肥、氣、熱條件，促使其高產、穩產。同時進行控制軟件及優化灌溉制度的研究，最終形成灌溉專家決策系統。另外，通過變頻器控制改變電機轉速，調節管道壓力，為管道、滴灌等其他灌溉工程的自動化提供依據。具體包括以下幾個方面：

①田間土壤含水量、鹽分、地溫、空氣溫度、濕度、降水、風速、管道壓力等參數的自動化采集

②自動化控制設計安裝

③監控軟件設計

④變頻系統設計，通過改變水壓力，為微噴、滴灌等工程的自動化提供依據

⑤系統運行管理模式評價，包括系統評價、灌水指標、灌溉制度等

3.7.2控制系統的組成

欲實現真正意義上的全自動控制，需要控制田間參數及對象很多，例如土壤濕度、鹽分、空氣溫度、相對濕度、降水量、風速、管道壓力、閥門開啟、水泵電機旋轉等，都要送入控制器。考慮到要控制的對象較多，又要滿足良好的人機界面要求，可以采用工業控制計算機作為整個控制系統的核心，來協調各部分的工作。

系統的組成如下圖所示,整個系統的工作主要工控機和變頻器兩部分來控制，其中變頻器主要用于控制水泵電機的旋轉，工控機主要用來采集田間土壤及氣象指標，按照設定的程序，控制各地塊中電磁閥的開啟，并通過變頻器控制電機的運行狀態，協調整個系統的工作。

3.7.3監控軟件監控軟件是工控機能夠完成控制功能的重要基礎，監控軟件設計的好壞直接關系到整個系統的質量和可靠性。根據項目要求及滴灌的特點，筆者建議百果園采用雨鳥公司的“Maxicom”中央控制系統，該軟件只需用戶輸入各地塊種植作物種類及種植日期，系統便會自動計算當前作物所處生育期，確定出各自要求的土壤狀況及氣象信號，控制水泵電機的運行狀態及閥門的開啟，自動完成整個灌水過程，完全不需要人工干預，實現全自動控制。

該控制軟件在此所完成的主要功能及特點如下：

①自動采集田間數據：系統根據軟件中所預先設定的時間，自動地采集土壤濕度、溫度風速、雨量等參數，進行相應的處理后，實時顯示在屏幕上。

②作物生育期的判斷：當管理人員輸入各地塊所種植的作物及種植日期后，系統便根據計算機時鐘自動計算出各種作物已種植的天數，判斷出作物所處的生育期，自動查找資料庫中所存的原始資料，確定出當前作物最適宜的土壤含水量及灌水定額。

③滴灌的全自動控制：系統采集田間及氣象數據后，將當前各地塊土壤含水量與作物適宜含水量相比較，若土壤實際含水量小于作物要求下限值，便自動開啟該地塊的第一個電磁閥。進行灌溉。達到所需灌水定額后，自動關閉第一個電磁閥，同時開啟下一個電磁閥，直到完成整個地塊的灌溉任務。灌溉過程中，若出現溫度過低、風速過大以及降雨過程等天氣時，系統會自動暫停當前的灌溉任務，并保存當前狀態。當氣象條件滿足時，繼續進行未完成的任務。

④形式多樣的控制方式：全自動控制外，系統還允許管理人員采用半自動、手動等控制方式。全自動方式只需運行人員輸入各地塊的作物信息，系統便會根據作物、土壤、氣象等條件自動完成灌溉的全過程，無需人工干預。所謂半自動方式，是指系統允許用戶根據實際情況控制開停機。用戶可人為啟動某個閥門，或某個地塊，甚至是所有地塊均輪灌一次。當然這些操作全部都是通過鍵盤或鼠標來完成的，而且在工控機屏幕上均有明顯的提示。所謂手動方式是指人工去開啟各個電磁閥，筆者建議百果園選用美國雨鳥公司生產的電磁閥：手動、電動兩用閥門，既可手動，又可電動，使用非常方便。當手動打開某個電磁閥時，噴頭出水，主干管道壓力開始下降，系統會自動通過變頻器升高水泵電機轉速，維持管道壓力的恒定，直到完成灌溉任務。

⑤豐富的辦公自動化功能：系統在運行過程中，可自動生成各種定時、日、月、年報表，并通過打印機打印出來。其內容包括各種氣象及土壤參數，可從各報表中得到土壤濕度變化曲線、日最高風速、月平均氣溫、全年總降水量等原始資料，為用戶研究當地的氣象及土壤變化情況提供翔實的依據。

⑥良好的可維持性：可維護性是衡量軟件質量好壞的重要指標之一，在編寫本系統時我們也充分考慮了這一點，例如用戶在種植一類新作物時，可能系統的資料庫中并沒有該作物，便無法確定其適宜土壤含水量和灌水定額。此時，用戶可按自定義按鈕，通過鼠標各鍵盤輸出這些參數，系統便會根據用戶所定義的數值運行。另外，用戶還可很方便地修改灌水定額、管道壓力等參數，滿足實際情況的需要。

⑥友好的人機界面：系統中大部分界面均為示意圖形，實時顯示各傳感器送來的數值及系統當前的運行狀態，一目了然。需要用戶操作的部分全部為中文界面，工作人員無需學習便可完成所有操作。另外，在任一界面下，用戶都可以通過按幫助按鈕得到相應的提示，指導用戶完成相應的功能。

3.7.4效果

百果園通過增加自動化控制系統后，灌水時間、灌水量和灌溉周期等完全根據果樹某些需水參數自動啟閉水泵和自動灌溉，人的作用僅僅是調整控制程序和檢修控制設備。既提高了水的有效利用率，又節省了人力，同時也提高了果樹的產量，可以產生良好的經濟效果。

3.8第二期工程的設想

正在建設第二期工程計劃今年完工，第二期工程的滴灌系統我建議基本上參照第一期工程建設，也采用滴噴灌相結合的方式，其水源計劃應采用水塔蓄水，用以緩解枯水期水庫少水的矛盾，該可以區采用先進的電腦全自動控制方式，實行精確灌水，管道布置采用固定式（干管、支管）和移動式（毛管）的有機結合。二期工程應該吸收一期工程中的好的經驗，改進一期工程中毛管布置形式的不足，還特別是應該增加灌水的全自動控制部分，實現灌水的全自動化，精確控制作物的有效灌水。

4存在的問題及建議

通過對滴灌系統的學習與認識，筆者系統的學習了滴灌這種先進的果園節水灌溉方法，在實踐的基礎上深化了理論，并對滴灌和滴灌系統有一些不成熟的認識與建議。

4.1滴灌的優缺點

4.1.1百果園滴灌的優點

4.1.1.1水的有效利用率高，在滴灌條件下，灌溉水濕潤部分土壤表面，可有效減少土壤水分的無效蒸發。同時，由于滴灌僅濕潤作物根部附近土壤，其他區域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長。滴灌系統不產生地面徑流，且易掌握精確的施水深度，節水效果達50%-90%。

4.1.1.2環境濕度低，滴灌灌水后，土壤根系通透條件良好，通過注入水中的肥料，可以提供足夠的水分和養分，使土壤水分處于能滿足作物要求的穩定和較低吸力狀態，灌水區域地面蒸發量也小，這樣可以有效控制保護地內的濕度，使果園中作物的病蟲害的發生頻率大大降低，也降低了農藥的施用量。

4.1.1.3提高作物產品品質，由于滴灌能夠及時適量供水、供肥，它可以在提高農作物產量的同時，提高和改善農產品的品質，使果園的農產品商品率大大提高，經濟效益高。

4.1.1.4滴灌對地形和土壤的適應能力較強，由于滴頭能夠在較大的工作壓力范圍內工作，且滴頭的出流均勻，所以滴灌適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。同時，滴灌還可減少中耕除草，也不會造成地面土壤板結。

4.1.2百果園滴灌的缺點

4.1.2.1滴灌的滴頭很容易堵塞和磨損，產生灌水的不均，嚴重影響節水效果。

4.1.2.2滴灌的各管道的壓力有所差異，會產生局部壓力過高而使管道容易損壞，滴頭的壓力不均甚至會產生霧化，損壞滴頭，浪費水資源。

4.1.2.3滴灌一般僅潤濕作物根系區土體的一部分，所以作物根系的發展可能限制在圍繞每一滴頭的濕潤區，這樣容易產生作物根系的腐爛，進而引起作物倒伏。

4.1.2.4滴灌的管道布置要充分利用當地地勢與地形，在原則的基礎上加以靈活運用，如干管的布置、毛管的布置，取水方式等。

4.2滴灌的建議

4.2.1百果園應加強灌水的自動化控制，保證各種果樹的精準灌水，實現精確的節水灌溉

4.2.2滴灌的水量應該有保證，應該建一水塔蓄水，確保枯水期各種果樹的需水要求

4.2.3滴灌的毛管布置應采用單行帶環形狀態管布置和雙行平行布置相結合，確保果樹灌水均勻度。

4.2.4滴灌技術的應用應該和其他節水灌溉技術相結合，互相補給，更好的發揮優勢。

篇（10）

排水性瀝青路面是20世紀80年代以來在發達國家發展起來的一種新型路面，它是將空隙率大（一般在17～22％）的排水性瀝青混合料用于路面上面層（其下鋪不透水層）。由于此種面層機構有著多孔性的特點，可使路表積水不經排水設施而直接從路面結構中下滲而迅速排出，這樣就減少了濺水、噴霧等危害的發生，而且由于排水性瀝青路面的骨架空隙結構，增加了路表的摩擦系數及路面抗車轍能力，進一步增加了行車安全。

由于排水性瀝青路面突出的是排水機能，因此其排水性瀝青混合料的最主要的一個質量檢查評價指標是空隙率。在既定的生產配合比下，溫度對空隙率的影響最大：瀝青拌和設備生產的排水性混合料的溫度過高，則易產生物料內瀝青的流淌，形成結塊阻塞空隙通路；溫度低則現場施工作業極為困難。可以說，在排水性瀝青路面鋪裝施工中瀝青拌和樓的混合料生產是關鍵，瀝青混合料的溫度控制則是整個生產作業的核心和難點。因此，排水性混合料的生產必須在嚴格的溫度控制要求下進行。

1瀝青拌和設備性能分析及溫度控制原則

1.1設備及路面材料的性能分析

生產排水性瀝青路面混合料比生產密級配瀝青混合料時生產能力降低約60%，降低的主要原因主要有：

(1)排水性瀝青混合料單粒度粗骨料多，瀝青拌和設備等待時間、熱料倉的儲藏量相應增加；

(2)為防止流淌，排水性瀝青混合料生產所設定溫度比通常利用粘—溫曲線得出的混合溫度低，為實現骨料的均勻裹覆，拌和時間延長；

(3)使用纖維質材作為添加劑，因材料計量、投入等使生產時間增加。

鑒于在生產瀝青排水性路面時，瀝青拌和設備的生產能力較之生產其他瀝青混合料的能力要低的特征，為了能生產出合乎質量要求瀝青混合料，須對設備進行必要調整，通過調整瀝青拌和設備的設定參數，使之更切合排水性瀝青混合料的生產，并力求降低消耗，改善設備運行效益，提高生產效率。

1.2生產排水性瀝青混合料時溫度設定原則

使用顆粒狀纖維添加劑，在設備的攪拌裝置內完成現場改性。在形成高粘度改性瀝青混合料情況下，瀝青拌和設備溫度控制系統的溫度設定原則：

（1）骨料加熱烘干溫度在骨料提升機前處時為185±5℃，這樣才能保證混合料溫度標準不超過180±5℃范圍；

（2）保證作業施工并考慮到瀝青劣比性（瀝青混合料到施工現場溫度>160℃）；

（3）根據外界環境情況，在許可范圍內適當調節混合料溫度（環境溫度<10℃時，溫度標準定為185±5℃）。

瀝青拌和設備進行排水性瀝青混合料生產是建立在適宜的溫度控制與質量管理基礎之上的。瀝青拌和設備的控制系統采用計算機為PLG通用自動控制裝置，溫度控制通過感應器與設定值做比較并進行反饋，可全自動實現溫控。

2瀝青溫度控制

瀝青溫度控制主要包括基質瀝青溫度控制、現場改性的高粘度改性瀝青溫度控制兩個方面。

基質瀝青的儲存溫度主要是又基質瀝青的理化性能指標決定的。瀝青儲罐的溫度是燃燒爐加熱導熱油間接獲得，儲存溫度一般依基質瀝青的物性不同而有所差異，適宜的儲存溫度可以確保長時間儲存不會影響瀝青的性能，通常基級瀝青儲存溫度設為110-130℃范圍。拌和設備正常施工時，瀝青溫度應達到使用溫度才允許生產，使用溫度是依照基質瀝青的粘度曲線設定，由燃燒爐加熱溫度自動控制系統獲得。基質瀝青使用溫度一般為150～170℃范圍。

由于高粘度改性瀝青是由基質瀝青在使用溫度時進入攪拌鍋，同時與高熱骨料、纖維添加劑混合，利用熱骨料的高溫現場形成，因此高粘度改性瀝青溫度的控制主要也是由基質瀝青使用溫度與熱骨料溫度決定。其溫度范圍為160～175℃。

生產排水性瀝青混合料與生產普通瀝青混合料相比，瀝青溫度控制差別不大。瀝青拌和設備的導熱油加熱及油溫控制系統可方便實現瀝青溫度的自動調節。

3骨料溫度控制

3.1骨料“料簾理論”

(1）與生產普通的密集性混合料相比，排水性混合料骨料是不連續的，形成的骨料簾也是不密實的。瀝青拌和設備在干燥器出口設有紅外溫感、自動控制裝置，這樣當遇到斷級配骨料簾時，溫度自動控制系統顯示的溫度與實際骨料溫度就會出現偏差，溫度感應控制系統無法測到真實的骨料溫度。

為此，通常情況下瀝青拌和設備在生產排水性瀝青混合料時，加入過量細集料，除了消耗掉相對過剩的烘干能力因素外，主要是通過細骨料加入構建密實的料簾，使瀝青拌和設備的溫度自動控制系統能真實反映加熱后的骨料溫度。

傳統細填料充當降溫劑，增加物料進給量，吸收過剩多余熱能，多余物料從溢料管溢出，造成燃料、物料浪費；物料即使可重復使用，受熱后也會造成物料性能變化。

(2）在生產過程中研究中可知，當骨料粒徑變大混合料變粗時，紅外感溫系統顯示溫度比實際測得料溫有變大的趨勢；在不加細料情況下與普通混合料相比，紅外感應溫度與真實料溫相差約10～20℃。

因而可以據此掌握骨料粒徑大小與設備紅外感溫系統顯示之間的變化關系，探索出設備溫控系統在不加細料情況下實現自動真實的對熱骨料的測控。當冷骨料各種粒度相對穩定時，排水性瀝青混合料的熱骨料形成的是穩定的不連續料簾，這樣就可以利用紅外感應溫度與真實料溫之間相對溫差進行效正，實現自動真實測控。測控溫度誤差不大于±5℃，完全符合排水性瀝青混合料溫差控制需要。

(3）為實現平穩溫控，在排水性瀝青混合料生產中還需對原材料的干濕程度有一定的認識。增加物料含水量，以含水量的增加來降低燃燒器烘干能力，但存在含水量不均時溫度控制更難以穩定的問題。

燃燒器根據實際含水量進行有效調整與之相配的烘干能力，含水量均勻性對骨料的烘干能力影響很大，含水量每降低1%。生產能力約下降10%。因此含水量不均，則易產生骨料加熱溫度過高或者過低，難以控制。再者各種骨料的顆粒徑均勻性的影響，骨粒徑均勻性若不穩定，則特別易形成不穩定、不連續、斷繼配料簾，使紅外測溫更難反映真實溫度。

料簾理論的提出運用，克服了多加細骨料產生的一系列缺陷，使瀝青拌和設備生產排水性瀝青混合料成為現實。實現了在骨料粒度相對穩定、含水量變化不大情況下排水性瀝青混合料時的準確溫控，是拌和設備溫度控制的重大突破。

3.2燃燒器系統技術改造

為有效地解決烘干能力與生產排水瀝青混合料匹配的問題，在更大程度降低原有系統的烘干能力，對燃燒器系統進行了改造調整。

(1）把噴油嘴變小（由φ4減小至φ3.5），減小單位時間的進油量，從整體上降低其烘干能力；

(2）調整燃油壓力及進風量，匹配適合的風、油比，改善燃燒性能；

(3）優化燃燒器系統參數，使進入噴油口的燃油系統壓力為25～30MPa，耗油量降為4.5～5.0kg/t，改善了設備的經濟性能。

總體上解決了因瀝青拌和設備生產排水性瀝青混合料時生產能力下降產生的與設備烘干能力相匹配的問題。

3.3生產循環周期的優化

在設備PLC微機自動控制系統，有許多影響設備運行的內部參數，決定著設備運行的穩定性及稱量系統的準確性，影響著生產循環周期。

（1）優化瀝青拌和設備內部參數。其中對循環周期有影響的是：骨料稱量穩定時間、粉稱量穩定時間、瀝青稱量穩定時間和拌鍋卸料開啟時間等；

（2）瀝青噴油方式。噴灑式比流淌式更易均勻包裹骨料，拌和時間可以相對縮短；

（3）改進添加劑輸送方式。采用在攪拌裝置上側喂料的顆粒纖維直接加入法，由人工直接將纖維素用一個定量容器，在粗集料放料的同時投入攪拌裝置內，使纖維素與礦料干拌15～18s后，再噴灑瀝青進行拌和。濕拌時間為40s，總拌和時間由原有的64s降低為58s，即可做到穩定劑充分打開并拌和均勻。比傳統鼓風輸送方式更便捷可靠，節省時間。

進行合理優化后，相對縮短每批次生產循環周期增大進料量，改善烘干能力相對過剩矛盾，設備運行也更可靠平穩。

4混合料溫度控制

為及時準確地知道瀝青拌和設備生產的成品混合料溫度，在設備的攪拌裝置成品料出口處設置額外的料溫檢測裝置及顯示儀器，使反饋的料溫更加及時準確便捷。

排水性瀝青成品混合料在成品儲倉內存放的時間不宜過長，因為放置久易產生高溫混合料內瀝青流淌，加上因其骨料粗溫度易散失，就會影響物料性能，也容易發生與倉壁的粘連。所以原則上要求排水性瀝青成品混合料在倉內存放時間不超過兩個小時。

在寒冷季節，5℃以下或5℃以上但風力較大不得以瀝青拌和設備進行生產時，采取比正常情況下相應高出一定值。為避免瀝青的高溫流淌及劣化現象發生，設定的溫度不高于必要的混合料溫195℃。

施工方法直接決定工程質量，排水性瀝青混合料施工中對溫度控制特別重要。一般瀝青拌和設備進行排水性瀝青混合料的生產時，為尋求生產排水性瀝青混合料的技術改進與提高，應對生產施工過程、溫度控制變化情況、技術改進的相關參數及影響溫度控制的相關數據進行記錄整理。排水性瀝青混合料施工的記錄不僅是對生產技術溫度控制的不斷完善有利，而且也為以后排水性的瀝青混合料施工溫度管理規范化提供了寶貴的基礎資料。

5結論

通過本文分析，可以得知生產排水性瀝青混合料的溫度控制原則，并以次原則為依據優化設備運行參數，同時得出排水性瀝青混合料在生產、儲存過程中哪一個或哪幾個因素是影響其溫度控制的因素，從而針對這些因素在瀝青拌和設備上采取相應的溫控措施；通過對設備的生產能力降低（為正常生產的40％～70％）；瀝青的控制溫度（生產一般瀝青混合料時差別不大）；骨料的控制溫度（不采用加入過量細骨料的方法，而采用經驗公式以求真實的測溫）；改造燃燒烘干系統與生產能力降低相匹配，降低設備的烘干能力；瀝青混合料的溫度控制等一系列技術措施，為實現準確溫度控制提出了現實依據。當然在瀝青混合料的生產中還有一些有待完善的地方，如溫控偏差受骨料粒徑影響規律尚需在生產實踐中進一步總結，對烘干系統改造后易發生火焰燒烤烘干筒內壁現象，骨料在攪拌裝置拌和時間長引起的磨損加速問題。所以瀝青拌和設備生產排水性瀝青混合料還需要與設備結構性能進一步優化相協調。

參考文獻