承载力研究

承载力研究（精选十篇）

承载力研究 篇1

海域承载力涵义十分丰富,既包括对海洋自然矿产资源开发承载力、海洋生态承载力和渔业资源承载力,又包括海洋工程及海域环境承载力、滨海旅游承载力等内容。

一、国内外海域承载力研究概述

“承载力”原是生态学中的概念,用以衡量特定区域在某一环境条件下可维持某一物种个体的最大数量。联合国教科文组织对资源领域的承载力定义为:“一个国家或地区的资源承载力是指在可预见期内,在保证与其社会文化准则相等的物质生活条件下,利用当地的资源和其他自然资源以及智力、技术等能够养活的人口数量”。在对资源短缺和环境污染问题的研究中,“承载力”概念得到延伸发展并广泛用于说明环境或生态系统承受发展和特定活动能力的限度。国内有学者认为,由于海洋具有与陆域明显不同的特点,如,公有性、流动性和可再生性等,海洋也不是单纯以提供资源来支持人类活动,因此,单从海洋资源角度不能完整反映出其承载力的大小。人们更关心的是海洋资源能否恢复,即海洋的可持续利用,所以海域承载力实际上是海洋对人类活动的最大支持程度[2]。

国内对承载力的研究从20世纪90年代就已经开始了。进入21世纪以来,对承载力的研究开始普遍采用模型分析和数学分析的方法并开始构建指标评价体系,主要集中在海岸带可持续发展及其指标体系的研究上。从已查阅到的资料看,国外对海域承载力缺乏综合性研究,只限于单项研究。例如,海洋渔业资源承载力研究,沿海渔业可持续发展指标体系研究,滩涂承载力评价,水产养殖承载力评估,海藻和贝类养殖的环境承载力分析等。

二、海域承载力分类说明

海域是一个立体概念,包含的内容十分丰富,既包括海岸带,又包括海岸带以外的水体、海床和底土。海域承载力主要关注特定海域的海洋生态环境对于海洋产业的支撑能力及海上和陆源污染物的承载能力,但不包括陆地上的土地、淡水及人口承载力等内容。目前针对海岸带的研究较多,涉及养殖,捕捞,旅游,污水排放等。

(一)海岸带承载力

关于海岸带的地理范围界定,目前尚无定量化概念,现有的表述也只是笼统地界定大致的范围。如,海岸带是指陆地和海洋的交接地带,是海岸线向陆、海两侧发展达到一定程度的带状区域,这一地带具有宝贵的资源。对于海岸带可持续发展的内涵也缺乏统一的概念界定,大致有两种意见:(1)海岸带可持续发展是依靠科技进步,在保护海岸带生态和环境质量不受损害的前提下,合理有效地开发利用海岸带资源,使其成为既满足当代人的需求、又不对后代人的需求造成危害的发展。这种概念定义是基于可持续发展概念延伸到海岸带可持续发展领域的一种解释[3]。(2)从具体内容出发,海岸带可持续发展是指在海岸带资源环境承载力许可的范围内,海岸带地区的环境—经济—社会三维复合系统的全面、协调、可持续发展。海岸带可持续发展是包括海岸带环境(包括资源)子系统、海岸带经济子系统和海岸带社会子系统的三位一体的发展[4],它们之间的关系见图1。

1. 滨海旅游承载力

国内崔凤军将旅游环境承载力定义为“在某一旅游地环境(指旅游环境系统)的现存状态和结构组合不发生对当代人(包括旅游者和当地居民)及未来人有害变化(如,环境美学价值的损减、生态系统的破坏、环境污染、舒适度减弱等过程)的前提下,在一定时期内旅游地(或景区、景点)所能承受的旅游者人数”,并且这一概念被王叶峰于2004年引用。旅游环境承载力实际上就是极限旅游生产力,是在充分满足人类的旅游需求和不对人类社会与自然环境造成负影响的双重前提下整体环境的最大旅游产出率。其最佳状态应是帕累托状态[5]。

由此可见,目前国内对旅游环境承载力的概念界定尚不十分明确,虽然旅游环境承载力问题日益受到重视,但是不同的学者只是从不同视角探讨旅游环境承载力问题,尚缺少全面的、系统的和权威性的解释。

2. 海岸工程承载力研究

目前对海岸工程承载力的研究较少,主要限于对临港产业集聚程度评估指标体系进行研究。以波特和马歇尔的产业集群理论为基础,根据产业集群的特点建立了技术溢出效应、降低交易成本效应、外部规模经济效应和人力资源效应四个方面16项指标,采用了大连临港产业及全国相关产业的基本数据,用层次分析法和主成分分析法测算了大连临港产业2002年和2001年的集聚程度,该项研究为海岸带工程承载力的研究提供了基本方法[6]。

3. 海岸带水环境承载力研究

2003年以前研究近海污染的规律,多以机理性研究为主,以二维或三维水动力学方程为基础,配合物理、化学、生物等模型,并将这些模型组合在一起力图模拟出各种污染物在近岸海域的时空变化情况。牛志广通过多种交叉学科的理论技术研究,结合天津市近岸海域环境管理的实际,深入分析近海水环境的时空变化规律,提出立足于环境检测数据的近海水质预测、模拟、评价的新方法,并在此基础上合理确定近海水环境容量,为近海水污染总量控制提供决策依据[7]。

(二)海域承载力

1. 渔业承载力

渔业承载力可以分为海水养殖业承载力和捕捞业承载力。国内对渔业承载力的研究很少,国外的研究也限于针对具体的国别具体的种类进行研究。国外有学者认为养殖业的承载力是指在一个区域内,在造成不超过我们可以承受的环境影响之内,所能承受的最大养殖产量[8]。

挪威海洋研究所于2007年开始进行名为CANO的挪威养殖业承载力的研究,政府部门希望通过增加物种多样性来降低养殖业的风险。因此,该项研究主要从生物学的角度对挪威鱼类、贝类和龙虾的养殖情况进行研究。该研究的目的之一是研究有机质在海洋食物链中如何发挥作用,进而能够定量描述环境能够承受的影响。该项研究目前正在进行中[8]。

国外还有学者于2001年专门针对北大西洋的大西洋鳕进行了研究。研究者们将多个单项研究的数据整合到一起,建立了大西洋鳕数量模型,假设在每个单元区域内的承载力和最大产出率是不同的。这种方法运用了非线性混合模型和自然数学法对种群中承载力的差异程度进行了评估。研究者们运用贝叶斯检验对每个种群的最大繁殖率和承载能力进行了估计。通过分析得出的结论是:每个单元区域内种群的承载力差异能达到20倍,并且这种差异大部分是与温度有关,由此可以认为,随着温度的升高,每平方千米的承载力呈下降趋势[9]。

2. 海洋生态环境承载力

海洋生态环境承载力是衡量海洋可持续发展的重要标志,体现了一定时期和特定区域的海洋生态环境系统满足区域社会经济发展和人类生存、发展及享乐等方面的需求程度,其研究核心即是根据海洋资源与环境的实际承载力,确定沿海人口与社会经济的发展速度,从而更好地解决沿海经济发展、资源配置与海洋生态环境承载能力之间的平衡与协调问题,以实现海洋生态系统的良性循环,促进沿海社会经济的可持续发展[10]。郭嘉良等人设计了海洋生态经济健康评价系统,对海洋生态经济健康相关因素检测值系统化管理,为海洋生态经济健康程度的评判,动态预测海洋生态灾害发生提供了科学的依据[11]。由此可以看出,海洋生态环境承载力实际是海岸带承载力研究,综合了水环境容量研究、滨海旅游研究等与海岸带相关的产业,是一个综合性的概念。

三、海域承载力评价指标体系总结

目前对沿海产业承载力研究多数集中在评价指标体系的构建上。

(一)海岸带承载力评价指标的选取原则

对海岸带可持续发展的研究始于2001年。金建君等人提出建立区域可持续发展评价指标体系的基本原则是:科学性、可操作性、显著性、层次性和动态性。狄乾斌等人在2004年又增加了完备性原则,即要求指标体系涵盖面广,能综合反映海洋人地系统中各子系统、各要素相互作用的方式、强度及方向等方面的内容。王玉广等人在进行海岸带开发活动的环境效应评价时采用了后者的指导原则。熊永柱在这个基础上又增加了可比性的原则,即不仅要保证同一海岸带地区的历史进程能够进行纵向比较,而且还要保证不同海岸带地区可持续发展评价结果能够进行横向比较。至此,构建海岸带可持续发展评价指标体系的原则达成了共识。

(二)指标体系的构建

21世纪初海岸带可持续发展评价指标体系逐渐受到有关学者的重视,进行了一些有益的探索,也取得了很好的研究成果。

石纯构建了一个以环境可持续指数、经济可持续指数和社会可持续指数为评价基础的指标体系,并以上海市为例进行了实证研究,但这种指标体系缺乏协调度方面的指数,还不很完善。金建君等人提出了一个以海岸带可持续发展的综合协调度为总目标、由人均土地面积等20个具体指标组成的三层结构指标体系,采用加权求和模型来计算综合协调度,并以辽宁海岸带为例进行了初步的评价研究[3]。但是其中的海岸线系数和沿岸海域水质综合指数的确定文中没有给出明确的计算方法。并且海洋产业方面的指标缺少相对性的指标,不便于比较,也不能反映其变化规律。环境系统评价指标方面,对于“沿海地区”的范围界定不清晰。

恽才兴等人在《海岸带可持续发展与综合管理》一书中,设计了一套以综合协调度为目标层、包括44个具体指标的四个层次的海岸带可持续发展评价的指标体系,也提出采用加权求和模型的评价方法,但是书中没有具体的应用案例。李健的基于“压力—状态—响应(PSR)”框架模型,构建了一套由三个子系统(压力—状态—响应)和四个层次(目标层、准则层、要素层、指标层)的海岸带可持续发展指标体系,并应用层次分析法对上海等七个海岸带城市的可持续发展水平进行了实例研究[4]。

以上的海岸带可持续发展评价指标体系大多采用层次分析方法(AHP)等来构建,并且以沿海行政地理单元作为评价对象,评价指标的选取主要突出了海岸带与海洋资源、经济、社会和环境方面的内容,但是目前有些指标数据(如,沿岸海域水质综合指数)还难以搜集到有关统计或者检测数据,缺少综合反映海岸带地区的环境、经济和社会发展水平和能力的指标参数,不能全面评价海岸带可持续发展的能力和进程,也不便于其他海岸带地区的对比研究。

基于此,熊永柱在其博士论文中设计了协调性和可持续性两个评价指标,同时也蕴含了公平性和共同性等原则。该指标体系是将海岸带地区视为一个具有独立管辖权的行政区域而设计的,选择的指标可以用于海岸带地区可持续发展状态和进程的综合评价[4]。在金建君、恽才兴和牛文元研究的基础上,采用加权求和模型方法,创建了海岸带可持续发展指标体系和评价模型,包括综合协调度、可持续性和可持续发展度三个指标的数学模型,制定了评价标准和判读图谱。在选取社会发展水平指标时,借用了金建君等人的城市化水平指标,即非农业人口占地区总人口的百分比,借此衡量社会发展水平,城市化水平越高,表明社会越繁荣发达。但是目前经济发展的趋势是农村人口向城市转移,为城市创造了大量的财富,也促进了社会的繁荣,因此城市化水平这个指标可能会低于实际数值,有失其准确性。

狄乾斌明确提出构建海域承载力评价指标体系,在指标选取和量化表达方面都借鉴了毛汉英关于区域承载力研究的空间状态模型[12]。从其量化方法来看,要进行海域承载力状况的判断,必须确定海洋人地系统的时段理想状态,即曲面上点的确定,然后将实际承载状况与理想状态对比。不同区域在不同的经济发展阶段,时段理想状态是不同的,因此,就要求“因地制宜”来确定时段理想状态。但是,随着研究时段的不同,决定人类活动强度的科技水平、人类的认识程度也在相应地发生改变。同时,海洋资源环境也会随时间变化而变化。因此,无论是采取问卷调查法、标准法还是参照系法,都不能对该理想状态给出一个完全精确的数值。该模型的可操作性不强,但是该模型从理论上直观描述了海域承载力的确定,具有较大的参考意义。

四、简要述评

从现有的研究资料看,海岸带承载力指标评价体系及其评价模型是研究的热点,并且已经取得了一定的成效。但是仍然存在着以下的不足:首先,随着经济的不断发展,某些指标不能准确地反映经济发展状况,或者是难以搜集到统计数据;其次,海岸带并不等于海域,海域的范围要远远大于海岸带地区,因此对海岸带地区承载力的评价指标并不能完全用于海域。目前明确提出对海域承载力进行研究的还很少,并且很大程度上借鉴了区域环境承载力的指标体系和空间模型,其所选取的指标的权威性和全面性还有待验证。因此,对海域承载力的研究仍然是今后的研究重点。

参考文献

[1]韩立民，陈艳．海域使用管理的理论和实践[M]．青岛：中国海洋大学出版社，2006．

[2]狄乾斌．海域承载力的理论、方法与实证研究——以辽宁海域为例[D]．辽宁师范大学硕士研究生学位论文，2004．

[3]金建君，恽才兴，巩彩兰．海岸带可持续发展及其指标体系研究——以辽宁省海岸带部分城市为例[J]．海洋通报，2001，20(1)：622．

[4]熊永柱．海岸带可持续发展评价模型及其应用研究——以广东省为例[D]．中国科学院研究生院博士学位论文，2007．

[5]杨军．旅游环境承载力的界定与拓展[J]．咸阳师范学院学报，2005，20(2)：47-49．

[6]姜海燕．临港产业集聚程度评估指标体系研究[D]．大连理工大学硕士学位论文，2005．

[7]牛志广．近岸海域水环境容量的研究[D]．天津大学硕士学位论文，2004．

[8]Pia kupka Hansen.Better Understanding Carrying Ca- pacity in Aquaculture.Marine Reaearch News.

[9]Ransom A Myers,Brian R MacKenzie,Keith G Bowen,et al.What is the carrying capacity for fish in the ocean? A meta-analysis of population dynamics of North Atlantic cod.Can J Fish Aquat Sci,2001,58: 1464-1477.

[10]苗丽娟，王玉广，张永华，等．海洋生态环境承载力评价指标体系研究[J]．海洋环境科学，2006，35 (3)：76-78．

[11]郭嘉良，王洪礼，李怀宇，等．海洋生态经济健康评价系统研究[J]．海洋技术，2007，26(2)：28-30．

土地承载力研究及思考 篇2

土地承载力研究及思考

土地承载力的研究对于指导区域规划和促进区域经济可持续发展都有十分重要的意义.通过土地承载力的概念归纳总结出其特点,回顾了国内外土地承载力研究概况,重点提出了研究中存在的问题和未来的研究方向:紧密结合可持续发展理论,进一步完善和深化土地承载力研究理论和方法;逐步建立土地资源利用等相关数据库,便于对土地承载力进行更准确有效的动态及发展变化趋势研究;将研究应用于区域产业的规划和发展,做到产业发展与土地利用结构的.最优化组合;从环境保护的角度出发,分析土地资源对污染物的承载能力,实现土地生产潜力的最大化.

作 者：王星 李蜀庆 Wang Xing Li Shuqing 作者单位：重庆大学,资源与环境科学学院,重庆,400044刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：32(11)分类号：X22关键词：土地承载力 资源 人口 可持续发展

企业人力资本承载力评价因素研究 篇3

摘要：面对当今社会企业人才流失严重的现状以及我国正在处在“转方式调结构”的关键时期，提高人力资本承载力为解决企业人才流失和调整产业结构提供了一个崭新的视角。文章分析了影响企业人力资本承载力的因素，最终得出了评价人力资本承载力的因素，为提高企业的人力资本承载力提供了非常现实的建议。

关键词：企业人力资本；人力资本承载力；评价因素

中图分类号：F224文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0043-02

1企业的人力资本内涵及特征

企业人力资本是由企业及其他投资主体投资而形成的凝聚在企业所有员工身上的能为企业现在或未来带来收益的知识、技能、健康、信誉等的存量总和。企业内所有的员工都具有存量不一的人力资本。

企业人力资本主要具有以下特征：

①依附性。人力资本的依附性主要表现在对人身的依附和物质资本的依附。人是人力资本的天然载体，一切才能和智慧都依附于人而存在。同时人力资本只有与物质资本相结合，才能创造价值，实现其价值。

②创新性。人力资本的创新性源于人的能动性和人力资本特殊的使用价值。与物质资本相比，人力资本的最大特征在于可以创造出新的价值。

③相互依存性。个体所拥有的人力资本相当有限，人力资本的有限性来自于个体之间不同的专长，也来自一个人的天赋、体力、精力和生命长度等自然条件的约束。同时，一个人所具有的非互补性的人力资本不能同时使用。

④盈利能力。人力资本之所以是一种资本，是因为它是未来收入或满足的来源，资本是以追求价值增值为目的进入生产过程的。

⑤投资风险性。由于人力资本与其载体有天然不可分割的特性，因此，一方面，人力资本效能的发挥要受人力资本所有者的情绪、态度等企业不可控因素的影响；另一方面，人们可自由地参与劳动力市场的竞争，出于经济收益及其它因素的影响，人力资本的流失会给企业带来巨大的损失。

2企业人力资本承载力的决定因素

企业的人力资本承载力的决定因素偏重于微观角度剖析，本文的研究也正是这样来展开的。

①物质资本存量。企业的物质资本存量是指长期存在的生产物资形式，如机器、设备、厂房等，也包括由于循环周转而需要的临时性物质材料。一定物质资本的存在是企业人力资本发挥自身效用的基础。虽然人力资本在推动经济发展和社会进步的过程中所起的作用要远远大于物质资本，物质资本也是不可缺少的基础性资源。人力资本与物质资本是互为载体的。一定数量和质量的物质资本存量是人力资本效用发挥的依托，同时人力资本的存在也使得物质资本的形成具有实现的可能。在资本应用过程中，物质资本表现出较强的边际报酬递减趋势，而人力资本则表现出了较强的边际报酬递增趋势。

②技术与知识资本。技术与知识资本是人力资本的核心，它是指一个人所具有的可以直接用于生产商品与服务的人力资本。一定空间和时间范围内的技术与知识资本凝集于劳动者本身，外现为劳动者的劳动能力或某些设备、仪器的技术水平的高低。技术信息等知识资本的存在，使得社会产品的产出较少地依赖于物质资本和劳动者体力的投入，在价值创造过程中更多地依靠劳动者智力因素作用的发挥。因此，技术与知识资本是人力资本发挥效用的知识基础。

③制度环境。一定区域内人力资本效用的发挥需要相关制度的保障。经过培训、教育，掌握了一定知识和劳动技能，能够提供未来收益的人力资源，其承载者只能是作为主观个体的劳动者个人，因此人力资本具有私有性和功利性，一个人或一个组织之所以愿意进行人力资本投资，就是希望未来能够从中获取比当前投入更多的利益和满足。

④知识团队建设。由于企业的人力资本有相互依存性和协作性的特征，使得人力资本载体一旦进入适合自己的人力资本专长的专业和与自己的人力资本结构相匹配的知识团队中，人力资本载体就会对该企业产生依赖性和长远性效用的预期，就会激励人力资本载体最大程度的发挥效能。

3企业人力资本承载力的评价因素

本文在研究和借鉴前人成果的基础上，提出了企业人力资本承载力的评价因素包括：企业的基本素质状况、企业的经营发展状况、企业的创新能力状况和企业的制度建设状况四个方面。

①企业的基本素质状况。企业素质是指履行责任，完成任务，培养人才，做出贡献的基本条件，或者说是指企业生产经营管理能力诸因素的总和。本文所指的企业的基本素质是企业的经营管理者的素质、设备技术素质、人才队伍素质。经营管理者的在公司的经营发展中占据着重要的地位，他们是企业未来方向的掌控者，公司的决策大多是由经营管理者做出的。企业的物质因素作为人力资本发挥作用的基础，无疑是最重要的。企业的物质因素主要是由厂房、机器、设备等固定资产组成。有机构成高，设备性能优良，技术先进，是提供较高人力资本生产率和保证产品质量的物质基础。企业的人力资本水平决定了企业的人才队伍素质，同时高素质的人才队伍，又可为企业人力资本效能的发挥创造优越的条件。人才队伍素质即企业中脑力劳动者和体力劳动者的积极性、智慧和创造力，是具有不断开拓进取思想的人，是不断推动技术进步和改善经营管理两个轮子，将企业不断推向现代化，不断增强企业素质和企业人力资本承载力。

②企业的经营发展状况。企业的经营发展状况反映了企业实力，其中包括企业的盈利能力、营运能力、偿债能力、成长潜力、社会影响力，企业实力越雄厚就越有能力吸纳优秀人才，往往使用人才的效率也较高，而且实力越雄厚的企业也越有能力引进先进技术设备和得到优质的物质资源，这就需要有较为优秀的人才来利用和驾驭这些物质资源，也就意味着企业的人力资本承载力较高。另一方面企业的实力雄厚与否直接反映了企业的人力资本投入与其他生产要素投入的相匹配的程度，也就是说可以企业的经营实力来衡量企业人力资本承载力水平。

③企业的科技创新能力状况。企业科技创新能力是支持企业创新战略实现的，其中包括产品创新和工艺创新。科技创新的形式主要有：新技术发明、新产品研制、新技术与新设备的引进、消化吸收等方面。企业科技创新的各种形式都需要高素质、高效率的人力资本，也就是说企业的科技创新能力状况是企业的科研投入与人力资本投入的相匹配的综合结果来体现的，而人力资本的投资效率的高低是由人力资本承载力状况决定的，所以可以用企业的科技创新能力状况来衡量企业的人力资本承载力的高低。

④企业的制度文化建设。企业的制度文化是企业人力资本效能发挥的软环境，特别是企业的激励制度，由于人力资本与其他资本的不同，人力资本的形成和效能发挥受其承载者主观愿望和个人偏好的影响。就物质资本而言，其目标可能是追求收益最大化。但是人力资本不同，他追求的可能是收入最大化，也可能是其他方面的效用最大化。所以企业要设计出适合人力资本承载者文化和制度，尽量满足他们的愿望，从而激发他们的斗志，最大程度的发挥人力资本的效能，使得他们有用武之地，感受到自己的存在的价值。就是因为此人力资本承载者个人往往比较关注企业文化与制度建设，在选择工作时，将企业的文化和制度建设的状况作为是否长期为公司服务的重要的考虑因素。

参考文献：

[1] 刘军,周绍伟.人力资本承载力与有效人才流动[J].管理世界,2004,(8):139-140.

[2] 杜两省.人力资本投资必须与物质资本投资相适应[J].学习与探索,1996,(5):37-42.

[3] 李建民.人力资本通论[M].上海:上海三联书店,1999.

[4] 胡永远,刘永呈.中国省际间人力资本和物质资本的相互关系分析[J].人口与经济,2005,(5):28-32.

[5] Lucas, Robert E. Making a miracle [J]. Econometrical,1993,(61):2251-272.

[6] 孔宪香.人力资本与区域经济发展关系研究[J].生产力研究,2007,(20):7-11.

水资源承载力研究 篇4

关键词：水资源承载力,指标设计,计算方法

1 引言

作为可持续发展研究和水资源安全战略研究中的一个基础课题, 水资源承载力自20世纪80年代由我国学者提出后, 已引起学术界高度关注并成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题。

2 水资源承载力的定义

施雅凤:水资源承载力是指某一地区的水资源, 在一定社会历史和科学技术发展阶段, 在不破坏社会和生态系统时, 最大可承载容纳的农业、工业、城市规模和人口的能力。是一个随着社会、经济、科学技术发展而变化的综合目标。

夏军:水资源承载力是一个度量区域社会经济发展受水资源制约的阈值, 它通常用满足生态需水的可利用水量与社会经济可持续发展有限目标需求水量的供需平衡退化到临界状态所对应的单位水资源量的人口规模和经济发展规模等指标表达。

龙腾锐:水资源承载力是在一定的时期和技术水平下, 当水管理和社会经济达到最优化时, 一定区域的水生态系统自身所能承载的最大可持续人均综合效用水平 (或最大可持续发展水平) 。

综合上述水资源承载力定义, 就指标的表现形式来说, 可以分为三种:一是支持人口规模论;二是支持人口规模和经济规模;三是支持经济规模论。其最终表现形式不同, 但都强调了支撑能力的概念。

3 水资源承载力国内研究进展

(1) 研究进展。

第一阶段 (20世纪80年代后期-1995年) , 水资源研究理论的延伸与水资源承载力概念的形成阶段。这一阶段水资源承载力的概念、理论与计算方法等都还处于萌芽状态, 研究案例也相对较少。第二阶段 (1996年-2000年) , 水资源承载力的开拓性与探索性研究阶段。这期间不但政府加大了对水资源战略问题研究的支持力度, 而且国内学者在水资源承载力的理论基础、指标体系、评价模型 (方法) 等方面也做了大量的研究工作, 为我国水资源承载力全面、系统的研究奠定了良好的基础。第三阶段 (2001年至今) , 水资源承载力的专题性与系统性研究阶段。这一阶段水资源承载力的定义与内涵得到了进一步的明确与界定, 理论基础也得到了进一步的拓展与深化。

(2) 研究评价。

中国的学者关于水资源承载力的研究, 大致可以分为两类, 一个是纯理论的研究, 一个就是结合一个地区做实证研究, 基本上没有做相关研究, 例如通过水源承载力去研究煤炭产业规模和产业布局等等。

4 指标的设计

(1) 供给方面

①流域或区域水资源状况分析

根据规划范围, 选定水资源承载力分析的流域或区域, 并对当地水资源自然条件、水利工程建设等条件进行研究分析, 明确水资源数量与质量等相关基本情况。

②水资源可开发利用量分析

水资源开发利用和供水能力预测是从供给方面来测算水资源的可使用量, 不但与水资源的自然条件有关, 而且与开发利用现状、未来规划的开发方案、开发方式、供水方案、资金投入等有很大的关系。

(2) 需求方面。

①社会经济发展需水分析。

社会经济系统的水资源需求预测可分为生产和生活用水。随着规划方案实施带来的人口增长、经济发展规模扩大、产业结构变化, 必然使得水资源的需求随之而变化。

②自然生态系统需水分析。

广义的生态环境用水的界定是相对于降水资源总量而言的, 按照狭义的生态环境用水理解, 即指为使生态环境不再恶化并逐渐改善而需要消耗的水资源总量, 一般包括水域生态环境需水、植被生态用水和城市生态用水。

5 计算方法

水资源承载力的计算方法大体分成两大类:一是评价方法, 综合评判水资源对某种发展规模的支撑程度;二是规划方法, 直接寻找最优的发展方案。

(1) 常规趋势法是一种采用统计分析的方法, 是选择单项或多项指标, 反映区域水资源现状和阈值的简便方法。

(2) 综合评价法是通过建立评价指标体系对水资源承载能力进行综合评判, 将各个指标值的评价结果综合起来, 得出一个比较全面的水资源承载能力的判断。评判的过程一般分为评价指标选择、指标权重确定、评价方法的选择。

(3) 系统动力学法, 这是一种研究复杂系统的计算机实验仿真方法, 结合了定性与定量分析, 集成了系统分析、综合与推理。

(4) 多目标分析法是在选取能够反映水资源承载力的人口、资源、经济社会、生态与环境等若干目标的基础上, 列出这些目标的主要约束条件, 按照社会可持续发展的原则, 不追求单个目标的优化, 而追求整体最优。

参考文献

[1]姚治君, 王建华, 江东, 陈传友.区域水资源承载力的研究进展及其理论探析[J].水科学进展, 2002, (13) .

[2]王莉芳, 李怡, 庄宇.水资源承载力评价指标体系及应用研究[J].软科学, 2007, (21) .

仪征市水环境承载力研究 篇5

仪征市水环境承载力研究

摘要：基于仪征市水资源利用现状,利用供需平衡法计算仪征市水资源承载力;通过对仪征市水环境容量的计算,推算仪征市容量承载力.建立“可利用用水量-废水排放量-废水目标排放量”关系式,确定仪征市水环境承载力.作 者：罗子云 LUO Zi-yun 作者单位：扬州大学,环境科学学院,江苏,扬州,225009期 刊：环境科学导刊 Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE SURVEY年，卷(期)：2010,29(4)分类号：X26关键词：水环境承载力 供需平衡法 仪征市

河北省综合承载力分析及对策研究 篇6

摘要：河北省存在着资源消耗强度大、污染物排放增加、环境恶化、交通拥堵等一系列与综合承载力相关的问题。通过构建综合承载力评价指标体系，运用突变级数法计算河北省综合承载能力和承压水平，发现河北省资源承载力和承压水平较低。河北省应合理配置资源、保护生态环境、合理控制城市规模、提高社会化服务水平，实现资源、环境、经济、社会承载力的整体协调发展。

关键词：河北省；综合承载力；承压水平；突变级数法；环境保护；城市规划；资源需求

中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：1007-2101（2014）04-0078-04

一、综合承载力内涵

承载力的研究最早始于力学，后被引用到生态学领域，随着其研究的深化，近20年来承载力的思想逐渐被应用到人口学、环境学、经济学等多个研究领域。21世纪之前国内外学者对资源、环境、生态承载力的研究逐步趋于系统化，对资源承载力的研究多集中于土地资源、水资源承载力等方面；对环境承载力的研究多集中于环境污染、保护生态环境等方面；生态承载力的研究多集中于自然生态系统的承载能力等方面。进入21世纪后，学者们逐渐将人口、社会等因素纳入综合承载力的范畴，将综合承载力看作一个整体系统，从资源、环境、人口、社会等多个方面考察综合承载力[1]。较为系统的城市承载力的概念由Oh K.等于2002年提出，认为城市承载力是生态环境对人类的人口增长、资源利用、生活发展的承受能力，如果人类活动没有对生态环境造成不可逆转的破坏，城市的发展实现了整个生态系统的可持续发展，则城市承载力较高[2]。城市的综合承载力的内涵应包括城市土地资源、水资源等资源因素，城市绿化、三废排放等环境因素，交通基础设施、教育、人口等社会因素和GDP等经济发展因素等多方面，应同时包括城市发展的硬件条件和软件条件[3]。

二、评价指标体系的构建

综合承载力涉及资源、环境、经济、社会等多个方面，城市的发展为资源、环境、经济、社会的发展带来压力的同时也在一定程度上提供了支撑。因此基于国内外学者对综合承载力的研究成果，本文从资源、环境、经济、社会四个方面，针对压力指标和承压指标构建评价指标体系，具体如表1所示。

三、评价模型的构建及评价值的计算

（一）突变级数法

突变级数法是将突变理论与模糊数学相结合进行分析计算的一种综合评价方法，在评价过程中考察指标的相对重要性而不是对所选指标进行主观的权重设定，因此能够有效避免评价的主观性，使评价结果更为客观、科学、合理。运用突变级数法进行评价的一般步骤包括：数据的标准化处理、构建各级评价指标的突变模型、归一化综合量化运算等。由突变理论可知突变系统共有7种类型，其中最常见的有尖点、燕尾、蝴蝶突变系统；以突变理论和模糊数学为基础，突变级数法中常用的突变模型包括尖点突变模型、燕尾突变模型和蝴蝶突变模型，计算过程中所涉及的变量主要分为状态变量和控制变量[4] [5] [6] [7]。一般来说，尖点突变模型包括2个指标，燕尾突变模型包括3个指标，蝴蝶突变模型包括4个指标，三种突变模型的分歧方程及求解过程如下：

（二）数据的标准化处理

数据的标准化即通过对数据的无量纲化处理减少数据单位不一致给数据带来的差异，降低数据的差异对评价结果的影响，是运用突变级数法进行综合评价的重要步骤之一。本文采用曲线型无量纲化方法对2007—2011年河北省综合承载力指标数据进行无量纲化，其具体公式如下：

（三）利用归一化公式进行综合评价

四、评价结果及分析

本文通过查找并收集2008—2012年《中国统计年鉴》《河北省经济年鉴》的直接相关指标，对非直接相关的指标进行计算，同时参考2007—2011年《河北省环境质量公报》中的相关数据，运用突变级数法对河北省2007—2011年综合承载力的相关数据指标进行计算，得出河北省资源、环境、经济、社会承载力及综合承载力的数值，如表2所示。

由表2可以看出，总体上看2007—2011年间河北省综合承载能力呈现上升的趋势，综合承载力从2007年的0.877 710上升到2011年的0.970 672，但受金融危机影响，2009年综合承载力略有下滑，2010年、2011年综合承载力又重新恢复到上升的状态。资源承载力各年发展时高时低，尽管2009年资源承载力有所下降可以认为是受金融危机的影响，但是在2010年资源承载力有所回升后2011年再一次下降，说明河北省资源承载力发展不稳定、时有波动。环境承载力的发展同资源承载力相似，2009年、2011年都有所下降，尤其是2011年下降幅度较大，说明河北省环境承载力发展波动较大。经济和社会承载力总体上看均呈上升趋势，受金融危机影响，经济承载力在2009年略有下降，但2010年、2011年又恢复上升。

根据突变级数法对压力指标和承压指标的计算结果，分别计算出资源、环境、经济、社会的承压指数，计算结果如表3所示。

从表3可以看出，河北省资源承压指数2009年略有下降，2010年、2011年恢复上升，且上升幅度较大；环境承压指数同资源承压指数发展趋势相同，除2009年有所下降，其他四年均呈现上升趋势；经济承压指数2009、2010年均有所下降，2011年有所上升，且上升幅度较大；社会承压指数2010年有所下降，2011年恢复上升。因此，河北省资源、环境、经济、社会承压能力受金融危机影响，2009、2010两年有所下降，但总体呈上升趋势，其中由各年均值可知，河北省经济、资源承压能力较弱，社会、环境承压能力较强。需要说明的是2007年河北省社会承压指数的计算结果为0，是因为在对数据进行标准化处理时，2007年社会承载力下的3项承压指标均为5年内最小，利用公式计算后标准化数据为0，导致运用突变级数法最终计算的2007年社会承载力承压指标为0，又因为社会承压指数为承压指标和压力指标的比值，所以2007年社会承载力的承压指数为0，因0值无法充分说明河北省社会的承压能力，因此在计算各年均值时去掉2007年的数值，计算的是2008—2011年四年的均值。endprint

通过上述分析，我们得出结论：2007—2011五年间河北省综合承载力稳步上升，经济、社会承载力总体呈上升趋势，资源、环境承载力发展不稳定有一定的波动。经济、资源承压能力较弱，社会、环境承压能力较强。综合考虑承载力和承压水平，资源、环境、经济、社会四个方面中，河北省的资源承载力和承压水平较弱，应着重关注。

五、提高河北省综合承载力的对策建议

（一）引导资源需求，合理配置资源

由上文分析可知，河北省的资源承载力和承压水平都比较弱，河北省亟待提高城市的资源承载力。应引导城市居民树立资源危机意识，确立正确的资源需求；引导居民养成良好的绿色消费和节约能源的生活方式和习惯；设立奖励制度，对城市居民的节约行为适当奖励。本文资源承载力考察的主要为水资源，结论显示资源承载力较弱，意味着河北省应尤为关注水资源的节约利用，综合调配现有水资源，提高水资源的重复使用率，充分利用水利工程和地下水资源，合理配置水资源，使之达到供需平衡。

（二）治理环境污染，保护生态环境

近年来河北省环境承载力发展不稳定，时高时低。河北省应着重关注环境污染，保护生态环境。首先，河北省要加大对现有的工业污染的治理，控制工业燃煤的使用总量，制定严格的工业二氧化硫排放标准，重点发展在建的循环经济工业区；其次，加大对现有生活垃圾污染的治理，做好现有垃圾的分类，发展垃圾再生利用；然后运用技术、行政、法律手段保护现有生态环境，运用经济手段刺激经济主体提高保护环境意识；最后扩大环境治理资金来源，增加环境治理投入[8]。

（三）做好城市规划，合理控制城市规模

河北省经济承载能力明显上升，但是，城市是由资源、环境、经济、社会共同构成的巨大系统，经济承载能力单独增速快，反而不利于综合承载力的总体提高。当前河北省经济飞速发展，城市规模不断扩大。城市规模与城市综合承载力具有一定的联系。城市综合承载力会随着城市规模的扩大而相应的增加，但是并不是城市规模越大，城市综合承载力越高。因此，河北省在经济飞速发展的同时要注意城市规模的发展，要科学规划城市的规模，促进城市合理布局，使城市的经济效益与资源、环境效益相得益彰。

（四）提高人口素质，提升社会化服务水平

河北省社会承载力及承压水平发展都较为稳定，为整体提高河北省综合承载力，仍需在关注资源、环境承载力的同时，继续保持并发展社会承载力的稳定上升趋势。因此，应当继续关注人口素质的提高，提高9年义务教育的质量；在政策、财政等方面对省内高校的发展予以支持，全面培养科技型创新人才；在重视高等教育的同时不忽略职业教育的发展。增强交通承载力，加大交通基础设施建设，增加公共交通工具，从教育、交通两方面提高社会化服务水平。

（五）优化综合承载力结构，提高整体协调性

综合承载力由资源、环境、经济、社会四方面构成，四个方面同等重要，某一方面发展过慢或过快，都会影响综合承载力的总体提升。经过分析，河北省资源承载力和承压能力较弱，环境承载力发展不稳定。河北省要提高综合承载力，不仅要考虑如何分别促进资源、环境、经济、社会承载力的发展，还要考虑如何优化承载力结构以提升总体承载力。为提高河北省的综合承载力水平，建议河北省应关注资源和环境的保护，保护水资源，减少工业对环境的污染，保护好人民赖以生存的环境。

参考文献

[1]傅鸿源，胡焱.城市综合承载力研究综述[J].城市问题，2009，（5）：27-31.

[2]Oh K. Jeong Y. Lee D. et al. An Integrated Frame Work for the Assessment of Urban Carrying Capacity [J]. Korea Plan Assoc，2002，（5）：7-26.

[3]孔凡文，刘亚臣，常春光.城市综合承载力的内涵及测算思路[J].城市问题，2012，（1）：26-29.

[4]Wei Ting， Zhu Xiao-Dong， Li Yang-Fan. Application of Catastrophe Progression Method in Assessing Urban Ecological Security of Xiamen City[J]. China，the Journal of Applied Ecology，2008，（7）：1522-1528.

[5]李楠，汪景宽，裴久渤.基于突变级数法的辽宁省耕地资源安全评价研究[J].中国人口、资源与环境，2012，（5）：153-157.

[6]李柏洲，苏屹.基于改进突变级数的区域科技创新能力评价研究[J].中国软科学，2012，（6）：90-101.

[7]赫连志巍，宋晓明.基于突变级数法的高技术产业升级能力评价研究[J].科学学与科学技术管理，2013，（4）：98-103.

[8]于刃刚.低碳经济与河北省产业结构调整[J].河北经贸大学学报，2011，（3）：74-79.

责任编辑、校对：武玲玲endprint

通过上述分析，我们得出结论：2007—2011五年间河北省综合承载力稳步上升，经济、社会承载力总体呈上升趋势，资源、环境承载力发展不稳定有一定的波动。经济、资源承压能力较弱，社会、环境承压能力较强。综合考虑承载力和承压水平，资源、环境、经济、社会四个方面中，河北省的资源承载力和承压水平较弱，应着重关注。

五、提高河北省综合承载力的对策建议

（一）引导资源需求，合理配置资源

由上文分析可知，河北省的资源承载力和承压水平都比较弱，河北省亟待提高城市的资源承载力。应引导城市居民树立资源危机意识，确立正确的资源需求；引导居民养成良好的绿色消费和节约能源的生活方式和习惯；设立奖励制度，对城市居民的节约行为适当奖励。本文资源承载力考察的主要为水资源，结论显示资源承载力较弱，意味着河北省应尤为关注水资源的节约利用，综合调配现有水资源，提高水资源的重复使用率，充分利用水利工程和地下水资源，合理配置水资源，使之达到供需平衡。

（二）治理环境污染，保护生态环境

近年来河北省环境承载力发展不稳定，时高时低。河北省应着重关注环境污染，保护生态环境。首先，河北省要加大对现有的工业污染的治理，控制工业燃煤的使用总量，制定严格的工业二氧化硫排放标准，重点发展在建的循环经济工业区；其次，加大对现有生活垃圾污染的治理，做好现有垃圾的分类，发展垃圾再生利用；然后运用技术、行政、法律手段保护现有生态环境，运用经济手段刺激经济主体提高保护环境意识；最后扩大环境治理资金来源，增加环境治理投入[8]。

（三）做好城市规划，合理控制城市规模

河北省经济承载能力明显上升，但是，城市是由资源、环境、经济、社会共同构成的巨大系统，经济承载能力单独增速快，反而不利于综合承载力的总体提高。当前河北省经济飞速发展，城市规模不断扩大。城市规模与城市综合承载力具有一定的联系。城市综合承载力会随着城市规模的扩大而相应的增加，但是并不是城市规模越大，城市综合承载力越高。因此，河北省在经济飞速发展的同时要注意城市规模的发展，要科学规划城市的规模，促进城市合理布局，使城市的经济效益与资源、环境效益相得益彰。

（四）提高人口素质，提升社会化服务水平

河北省社会承载力及承压水平发展都较为稳定，为整体提高河北省综合承载力，仍需在关注资源、环境承载力的同时，继续保持并发展社会承载力的稳定上升趋势。因此，应当继续关注人口素质的提高，提高9年义务教育的质量；在政策、财政等方面对省内高校的发展予以支持，全面培养科技型创新人才；在重视高等教育的同时不忽略职业教育的发展。增强交通承载力，加大交通基础设施建设，增加公共交通工具，从教育、交通两方面提高社会化服务水平。

（五）优化综合承载力结构，提高整体协调性

综合承载力由资源、环境、经济、社会四方面构成，四个方面同等重要，某一方面发展过慢或过快，都会影响综合承载力的总体提升。经过分析，河北省资源承载力和承压能力较弱，环境承载力发展不稳定。河北省要提高综合承载力，不仅要考虑如何分别促进资源、环境、经济、社会承载力的发展，还要考虑如何优化承载力结构以提升总体承载力。为提高河北省的综合承载力水平，建议河北省应关注资源和环境的保护，保护水资源，减少工业对环境的污染，保护好人民赖以生存的环境。

参考文献

[1]傅鸿源，胡焱.城市综合承载力研究综述[J].城市问题，2009，（5）：27-31.

[2]Oh K. Jeong Y. Lee D. et al. An Integrated Frame Work for the Assessment of Urban Carrying Capacity [J]. Korea Plan Assoc，2002，（5）：7-26.

[3]孔凡文，刘亚臣，常春光.城市综合承载力的内涵及测算思路[J].城市问题，2012，（1）：26-29.

[4]Wei Ting， Zhu Xiao-Dong， Li Yang-Fan. Application of Catastrophe Progression Method in Assessing Urban Ecological Security of Xiamen City[J]. China，the Journal of Applied Ecology，2008，（7）：1522-1528.

[5]李楠，汪景宽，裴久渤.基于突变级数法的辽宁省耕地资源安全评价研究[J].中国人口、资源与环境，2012，（5）：153-157.

[6]李柏洲，苏屹.基于改进突变级数的区域科技创新能力评价研究[J].中国软科学，2012，（6）：90-101.

[7]赫连志巍，宋晓明.基于突变级数法的高技术产业升级能力评价研究[J].科学学与科学技术管理，2013，（4）：98-103.

[8]于刃刚.低碳经济与河北省产业结构调整[J].河北经贸大学学报，2011，（3）：74-79.

责任编辑、校对：武玲玲endprint

通过上述分析，我们得出结论：2007—2011五年间河北省综合承载力稳步上升，经济、社会承载力总体呈上升趋势，资源、环境承载力发展不稳定有一定的波动。经济、资源承压能力较弱，社会、环境承压能力较强。综合考虑承载力和承压水平，资源、环境、经济、社会四个方面中，河北省的资源承载力和承压水平较弱，应着重关注。

五、提高河北省综合承载力的对策建议

（一）引导资源需求，合理配置资源

由上文分析可知，河北省的资源承载力和承压水平都比较弱，河北省亟待提高城市的资源承载力。应引导城市居民树立资源危机意识，确立正确的资源需求；引导居民养成良好的绿色消费和节约能源的生活方式和习惯；设立奖励制度，对城市居民的节约行为适当奖励。本文资源承载力考察的主要为水资源，结论显示资源承载力较弱，意味着河北省应尤为关注水资源的节约利用，综合调配现有水资源，提高水资源的重复使用率，充分利用水利工程和地下水资源，合理配置水资源，使之达到供需平衡。

（二）治理环境污染，保护生态环境

近年来河北省环境承载力发展不稳定，时高时低。河北省应着重关注环境污染，保护生态环境。首先，河北省要加大对现有的工业污染的治理，控制工业燃煤的使用总量，制定严格的工业二氧化硫排放标准，重点发展在建的循环经济工业区；其次，加大对现有生活垃圾污染的治理，做好现有垃圾的分类，发展垃圾再生利用；然后运用技术、行政、法律手段保护现有生态环境，运用经济手段刺激经济主体提高保护环境意识；最后扩大环境治理资金来源，增加环境治理投入[8]。

（三）做好城市规划，合理控制城市规模

河北省经济承载能力明显上升，但是，城市是由资源、环境、经济、社会共同构成的巨大系统，经济承载能力单独增速快，反而不利于综合承载力的总体提高。当前河北省经济飞速发展，城市规模不断扩大。城市规模与城市综合承载力具有一定的联系。城市综合承载力会随着城市规模的扩大而相应的增加，但是并不是城市规模越大，城市综合承载力越高。因此，河北省在经济飞速发展的同时要注意城市规模的发展，要科学规划城市的规模，促进城市合理布局，使城市的经济效益与资源、环境效益相得益彰。

（四）提高人口素质，提升社会化服务水平

河北省社会承载力及承压水平发展都较为稳定，为整体提高河北省综合承载力，仍需在关注资源、环境承载力的同时，继续保持并发展社会承载力的稳定上升趋势。因此，应当继续关注人口素质的提高，提高9年义务教育的质量；在政策、财政等方面对省内高校的发展予以支持，全面培养科技型创新人才；在重视高等教育的同时不忽略职业教育的发展。增强交通承载力，加大交通基础设施建设，增加公共交通工具，从教育、交通两方面提高社会化服务水平。

（五）优化综合承载力结构，提高整体协调性

综合承载力由资源、环境、经济、社会四方面构成，四个方面同等重要，某一方面发展过慢或过快，都会影响综合承载力的总体提升。经过分析，河北省资源承载力和承压能力较弱，环境承载力发展不稳定。河北省要提高综合承载力，不仅要考虑如何分别促进资源、环境、经济、社会承载力的发展，还要考虑如何优化承载力结构以提升总体承载力。为提高河北省的综合承载力水平，建议河北省应关注资源和环境的保护，保护水资源，减少工业对环境的污染，保护好人民赖以生存的环境。

参考文献

[1]傅鸿源，胡焱.城市综合承载力研究综述[J].城市问题，2009，（5）：27-31.

[2]Oh K. Jeong Y. Lee D. et al. An Integrated Frame Work for the Assessment of Urban Carrying Capacity [J]. Korea Plan Assoc，2002，（5）：7-26.

[3]孔凡文，刘亚臣，常春光.城市综合承载力的内涵及测算思路[J].城市问题，2012，（1）：26-29.

[4]Wei Ting， Zhu Xiao-Dong， Li Yang-Fan. Application of Catastrophe Progression Method in Assessing Urban Ecological Security of Xiamen City[J]. China，the Journal of Applied Ecology，2008，（7）：1522-1528.

[5]李楠，汪景宽，裴久渤.基于突变级数法的辽宁省耕地资源安全评价研究[J].中国人口、资源与环境，2012，（5）：153-157.

[6]李柏洲，苏屹.基于改进突变级数的区域科技创新能力评价研究[J].中国软科学，2012，（6）：90-101.

[7]赫连志巍，宋晓明.基于突变级数法的高技术产业升级能力评价研究[J].科学学与科学技术管理，2013，（4）：98-103.

[8]于刃刚.低碳经济与河北省产业结构调整[J].河北经贸大学学报，2011，（3）：74-79.

抗拔桩承载力取值研究 篇7

某拆迁改造项目,勘察期间平整场地后,场地地面标高介于1888.77～1893.44m之间。拟建建筑物为7栋32层高层建筑,高约100m,框架—剪力墙结构,属甲级高层建筑,建筑物安全等级为一级;另有层高四层的餐厅及影院各一栋,框架结构,建筑物安全等级为二级,整个场地均为三层地下室,埋深约17m。

场地地基土种类较多,性质变化较大,属中等复杂地基。土层自上而下分布为:

(1)人工填土层,厚度1.0～6.8m;

(2)粘土层,厚度0.5～3.8m;

(3)淤泥质土层,厚度0.5～4.9m;

(4)圆砾层,揭露厚度0.6～8.1m;

(5)粉砂层,揭露厚度0.5～2.7m;

(6)泥岩层,揭露厚度4.1～13.8m;

(7)灰岩层,揭露厚度1.4m,层顶埋深65.6m。

由于场地地下水位埋藏浅,建筑物基础埋置深且基底面积大,地下水对建筑物基础有较大的浮力,为防止建筑物上浮,避免结构变形损坏,对场地基础下设置锚索抗拔桩。由于锚桩或锚杆(索)拉固法受场地工程地质条件的影响较大,对于有关关键性岩土指标、参数的选取十分关键,而这些关键性的岩土指标、参数需要通过现场试验进行确定。

2 抗拔桩静载试验

2.1 试验方案

根据工程地质勘察报告,由于场地上覆盖层很厚,岩层即泥岩、灰岩的顶层埋深距离基础基底约50.0m,如果考虑锚固段要进入岩层,施工难度大,费用高,故设计方案分别选取粘土、粉土层及圆砾、砾砂层作为主要锚固段进行试验,分析几种不同土层对锚杆(索)的锚固体所能达到的粘结强度,经过对场地的整体分析,选取3组场地进行试验,每组为6根锚索抗拔桩。第一组编号为M1-1～M1-6,结合场地实际标高,钻孔深度约为39.0m,锚固段长度为25m,自由段长度约13.5m;第二组编号为M2-1～M2-6,钻孔深度约为37.5m,锚固段长度为20m,自由段长度约17.0m;第三组编号为M3-1～M3-6,钻孔深度约为24.0m,锚固段长度为10m,自由段长度为13.5m。钻孔深度比锚索总长多0.5m作为沉渣段。

试验桩按正六边形布置,间距2.0m,具体布置如图1所示:

试验采用分级慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定标准后施加下一级荷载。

试验终止加载的条件为:

(1)某级荷载下,桩顶变形达到或超过前一级荷载作用下的变形的5倍,即终止加载;

(2)桩顶荷载作用下,钢筋拉应力已超过规定数值,考虑到安全,停止加载;

(3)上拔荷载达到设计要求的规定值。

卸载时,每级卸载量取加载量的2倍,逐级等量卸载,每级荷载按照第5、15、30、45和60min进行测读,时间为1h。卸载至零时,测读残余变形,时间为3h左右。

2.2 试验结果

试验的上拔荷载-桩顶上拔量汇总见表1,试验结果绘成Q-S曲线见图2～图4。

从图2、图3、图4中可以看出桩底与桩顶位移随着荷载的增大而增大,增长率随着荷载的增大而不断提高,但增长缓慢,说明荷载的提高使桩体发生变形,当桩体所受到荷载到达一定程度条件下,桩体底部开始移动,桩端开始受力而发挥作用,发生竖向位移,挤压上部土体。桩底位移增长趋势增大,说明了桩端阻力承担了更大比例的桩的抗拔力。

试验结果显示M1、M2、M3三组的实测单桩抗拔承载力特征值分别为185kN、180kN、185kN,均小于原本估算的单桩抗拔承载力306kN、204kN、265kN。因此原本提出的单桩承载力计算方法及锚杆长度的确定有待进一步讨论。

3 抗拔桩上拔承载力计算理论

抗拔桩的承载力由三部分组成:侧阻力、桩自重、桩端真空吸力。而对于锚索抗拔桩来说抗拔力主要由侧摩阻力提供。

4 分析产生抗拔力高低的原因

综合抗拔桩的受力特点,其破坏机理更接近于纯摩擦桩,单桩抗拔承载力主要与桩侧土层的物理力学性能有关,也与桩体材料、桩身尺寸(桩长、桩身横截面形状和尺寸等)、桩位平面布置和施工工艺、成桩质量等诸多因素有关。另外还要考虑土层液化对承载力的影响;土层自重固结产生的负摩阻力对承载力的影响(这对抗拔桩来说是有利影响);地下水位高低变化对承载力的影响。

在本试验第三组抗拔桩中,从钻孔柱状图看锚固段为圆砾层、粉土层各占50%,锚固段地层与设计地层(假设全为圆砾层)不吻合,需重新计算理论抗拔力,取圆砾砾砂层极限侧阻力标准值qsk=130kPa,粘土粉土层极限侧阻力标准值qsk=50kPa,理论抗拔力P=0.5×3.14×0.130×(5×130+5×50)=183.69kN,与张拉所得抗拔力特征值185.0kN基本吻合,这表明设计计算中极限侧阻力标准值qsk的取值和实际情况也基本吻合。

5 结语

随着城市地下空间开发利用程度的提高,其埋置深度也将会增加,这就不可避免地设置抗拔桩来解决地下结构的上浮问题。科学合理地确定抗拔桩承载力,合理确定锚杆长度,在确保建筑物安全和合理控制投资成本方面起着举足轻重的作用。采用锚杆(索)方案,建议:

(1)抗浮锚杆(索)采用全长粘结性锚杆(索),其孔径多介于100～180mm;

(2)抗浮锚杆(索)锚固段长度为10.0～12.0m,不宜大于15.0m;

(3)锚固体材料宜灌注纯水泥浆,最佳水灰比为0.40～0.45,并掺加适量的外加剂。

参考文献

[1]GB50007—2002,建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[3]JGJ 106—2003,建筑桩基检测技术规范[S].

[4]JGJ72—2004,高层建筑岩土工程勘察规范[S].

城市承载力研究进展浅析 篇8

国内外城市承载力概念出现较新, 学者们对其定义与内涵的理解尚存在一定的分歧, 一般认为城市承载力是城市的资源禀赋、生态环境、基础设施能够承载的人口数量及相应的经济社会总量的能力。承载力是一个阀值, 是和可持续发展的概念紧密联合在一起的, 可以用来度量可持续发展。

2. 国内外城市承载力研究进展

承载力最初是力学中的概念, 后被引用到种群生态学研究中, 表示某一生物区系内各种资源 (光、热、水、植物、被捕食者) 能维持某一生物种群的最大数量。承载力的研究由来已久, 1842年英国学者马尔萨斯 (Malthus) 著名的《人口原理》就已经基本体现了人口承载力的概念基础[1]。承载力可用量化模型加以描述, 很快就被用于人口学、资源学、环境科学等领域, 成为对其进行定量评价的重要指标, 如区域的资源承载力、环境承载力、人口承载力等的评价。半世纪以来, 国内外对承载力的研究主要集中于两个领域:

其一, 以短缺性资源, 如土地、水或关键矿产资源为基础的单要素承载力研究, 资源承载力, 环境承载力、人口承载力研究等。文献中以资源承载力研究为主, Allan在1949定义了土地承载力;20世纪70年代, Millington等应用多目标决策分析方法计算了澳大利亚的土地资源承载力;80年代中, 陈百明等进行了“中国土地生产能力及人口承载量”的研究[1];杨晓鹏等完成了青海省土地资源的人口承载力的研究;邓永新等完成了新疆塔里木盆地的土地资源人口承载力的研究资源的研究], 许新宜等完成的华北平原水资源承载力研究[4]。矿产资源承载力研究方面, 比较有影响的是徐强等完成的区域矿产资源经济承载力的研究。

其二, 以城市资源环境等诸要素综合体为研究对象, 研究同人类的经济社会活动相互关系的多要素承载力, 也称为综合承载力研究, 如, 区域承载力研究, 生态承载力研究, 城市综合承载力研究。毛汉英等完成了国家自然科学课题环渤海地区区域承载力与可持续发展研究。潘东旭等设计了一套指标体系, 分为消耗类, 支撑类, 区际交流三类, 进行了连云港区域综合承载力的实证研究。

余丹林等基于可持续发展的区域承载力指标体系, 他设计了人口, 资源环境, 社会经济三类指标, 并以渤海湾地区为例做了实证研究。

2001年, 高吉喜提出了生态承载力AHP综合评价法, 并对黑河流域的生态承载力进行了评价。

国内这方面相关研究主要集中于城市容量、城市规模的研究, 如乔建平、吴文恒、李王鸣等。

3. 城市承载研力究中存在的问题

1) 研究城市综合承载力过程中, 得出的结果即承载力作为衡量城市可持续发展的重要标志。而以往城市承载力研究中, 忽视了城市承载力和可持续发展的结合, 对承载力研究的最终目的即可持续发展思想的考虑并不多, 并且缺乏可行的操作方法。

2) 国内外现有涉及城市承载能力的研究大多数仍然只关注城市的物质和经济结构。主要集中于对城市生态系统承载力、城市交通承载力以及城市水资源承载力等, 即立足于资源环境和基础设施等硬件因素的研究较多, 考虑城市就业扩张能力和城市提供公共服务能力的软件因素的研究较少, 也就是说, 缺乏对整个城市综合承载力的综合研究。

4. 小结

由于城市综合承载力概念较新, 对其定义与内涵的理解尚存在一定的分歧和不足。从表面上看, 不同学者提出的城市综合承载力概念之间在语义上有较大差别, 对影响承载能力因素的划分也存在一定的分歧, 但实质是相通的, 一脉相承的, 都是用以描述城市系统对内外部环境变化的最大承受能力。

摘要：城市承载力概念较新, 目前国内外尚未达成共识。本文对国内外城市承载力研究的进展进行了回顾和评价, 最后指出了国内外城市承载力研究中存在的问题, 以期为后续研究提供参考。

关键词：城市承载力,研究进展,可持续发展

参考文献

[1]陈百明.基于区域制定土地可持续利用指标体系的分区方案[J].地理科学进展, 2001, (03) .

[2]杨晓鹏, 张志良.青海省土地资源人口承载量系统动力学研究[J].地理科学, 1993, 13 (1) :69-77.

[3]邓永新.人口承载力系统及其研究——以塔里木盆地为例.[J].干旱区研究, l994, 11 (2) 28-34.

[4]许新宜.华北地区宏观经济水资源规划理论与方法[M].郑州:黄河水利出版社, 1997.

[5]徐强.区域矿产资源承载能力分析几个问题的探讨[J].自然资源学报, 1996, 11 (2) , 135-144.

水资源承载力研究进展 篇9

随着人口增长和社会经济的发展,水资源作为一种基础性的自然资源已成为制约一个国家或地区综合发展及发展规模的瓶颈因素之一。日益严重的水问题决定了水资源承载力研究的现实必要性和迫切性。自20世纪80年代以来,水资源承载力在我国得到了大量的关注和研究,众多学者对水资源承载力的概念、内涵、研究方法、计算模型等各个方面进行了细致研究,然而缺乏对水资源承载力的系统认识。本文在总结水资源承载力研究的历史和现状基础上,综述了水资源承载力的概念、内涵、研究方法、存在问题及其未来的发展趋势。

2 “承载力”概念的起源与发展

“承载力”一词原为物理力学中的一个物理量,指物体在不产生任何破坏时的极限负荷。后被生态学借用, 用以衡量特定区域在某一环境条件下某种生物个体可存活的最大数量。1921年英国人帕克和伯吉斯首次将其用于研究人口问题,指出在某一地区特定的环境条件下,人口数量存在的最高极限,可以通过该地区的食物资源来确定[1]。

随着资源短缺与人类社会发展的矛盾不断加剧,承载力概念有了进一步发展,并应用于自然—社会—经济复合系统中。20世纪80年代初,联合国教科文组织(UNESCO)提出了“资源承载力”(resource carrying capacity)的概念[2]:“一个国家或地区的资源承载力是指在可以预见到的期间内,利用本地资源及其自然资源和智力、技术等条件,在保证符合其社会文化准则的物质生活水平条件下,该国家或地区能持续供养的人口数量。”随着《中国土地资源生产能力及人口承载量研究》项目的开展,我国学者从20世纪80年代首先围绕土地承载力的各个方面进行了研究,后期又在联合国教科文组织的资助下开始了对自然资源各个方面的研究[3]。水资源承载力是继土地资源承载力之后研究较多的一部分,图1给出了承载力概念不断发展的过程。

3 水资源承载力的概念及内涵

3.1 水资源承载力的概念

水资源承载力是近期兴起的一个研究领域,其确切定义还没有达成一致共识,但已有不少学者提出了自己的观点,在一定程度上反映了水资源承载力的内涵。其中有代表性的有:1985年新疆水资源软科学课题研究组在新疆水资源承载能力的研究中提出[4]:“在满足维护生态环境用水要求后,水资源承载能力是水资源可开发利用量所能支撑的工农业最大产值和人口数量。”但当时的研究还处于萌芽状态,仅仅将其作为一种资源的供给研究,还没有清楚地意识到水资源承载力是渗入到社会、经济、环境等各个领域的一个综合概念。阮本清等在采用水资源适度承载能力计算模型对黄河下游地区研究中,定义水资源承载力为:在未来不同的时间尺度上和一定生产条件下,在保证正常的社会文化准则物质生活条件下,一定区域(自身水资源量)用直接或间接方式表现的资源所能持续供养的人口数量[5]。该观点单纯从人口的角度定义水资源承载力,有一定的局限性。1992年,施雅风等采用常规趋势法对新疆乌鲁木齐河流流域的水资源承载力研究中提出[6]:水资源承载能力是指某一地区的水资源,在一定社会历史和科学技术发展阶段,在不破坏社会和生态系统时最大可承载(容纳)的农业、工业、城市规模和人口的能力,是一个随着社会、经济、科学技术发展而变化的综合目标。”相对于之前两位学者的定义,该观点有了很大的改进,将水资源承载力的概念融入到了自然—社会—经济复合大系统中,较综合地论述了水资源承载力的概念,成为目前水资源承载力研究的典型代表之一,但缺乏可持续的理念。惠泱河认为,水资源承载力可理解为:某一区域的水资源条件在自然—人工二元模式影响下,以可预见的技术、经济、社会发展水平及水资源的动态变化为依据,以可持续发展为原则,以维护生态良性循环发展为条件,经过合理优化配置,对该地区社会经济发展所能提供的最大支撑能力[7]。该定义充分考虑了人类活动影响对水资源系统的干预和水文循环过程的影响作用,并强调了动态发展的观念。何希吾将水资源承载力定义为:一个流域、一个地区、一个国家,在不同阶段的社会经济和技术条件下,在水资源合理开发利用的前提下,当地水资源能够维系和支撑的人口、经济和环境规模总量[8]。这一定义将环境规模和社会经济发展规模一并纳入水资源承载力的范畴,从理论上而言是正确的,然而对环境规模进行界定和度量却较困难。国家“九五”科技攻关项目——“西北地区水资源合理配置与承载能力研究”项目大纲则定义水资源承载能力为[3]:“在某一具体的历史发展阶段下,以可以预见的技术、经济和社会发展水平为依据,以可持续发展为原则,以维护生态环境良性发展为条件,经过合理的优化配置,水资源对该地区社会经济发展的最大支撑能力。”

综合各个专家、学者的观点,作者认为一个地区的水资源承载力是反映该地区自然、社会、经济、环境的一个综合性指标,对它的理解和界定要考虑以下几个方面:①首先要把它置于可持续发展战略构架下进行讨论;②要从水资源系统—自然生态系统—社会经济系统耦合机理上综合考虑水资源对地区人口、资源、环境和经济协调发展的支撑能力;③要识别水资源与其它资源的不同特点。它既是可再生、流动的、不可浓缩的资源,又是可耗竭、可污染、利害并存和不确定性的资源;④ 水资源承载能力受自然资源影响外,还受到许多社会因素如社会经济状况、国家方针政策包括水政策、管理水平和社会协调发展机制的影响和制约。因此,水资源承载力是一个动态、变化的概念,在此基础上定义水资源承载力为:某一地区的水资源在一定的技术经济水平和社会生产条件下,以维持生态环境和水环境良性发展为前提,通过对水资源合理优化配置,对该地区社会经济持续发展的最大支撑能力。

3.2 水资源承载力的内涵

主要包括:①时空内涵。水资源承载力具有明显的时序上和区域上的涵义。不同的时间尺度和空间尺度下相同水资源量的承载能力是不同的。如1m3水在20年后和50年后所能产生的粮食量或工业产值量,由于用水水平年不同而不同;又如在青藏高寒区和我国东南部温暖湿润区,相同数量水的承载力也是完全不同的。②社会经济内涵。主要体现在人类可开发水资源经济技术能力、社会各行业的用水水平、社会对水资源的优化配置以及社会的用水结构等方面,可通过不增加自然资源量的情况下,依靠调整产业结构和发展经济技术水平等社会手段来提高水资源承载力。③可持续内涵。区域水资源承载能力表示区域水资源持续供给社会体系的能力,因此对水资源的开发利用是可持续利用,不能将水资源现状的负荷超过其承载能力,否则这种开发就是不可持续的。此外,可持续的内涵还表现在水资源承载力的增强是持续的。在《中国21世纪水问题方略》中提出蓄水量零增长的概念,即随着社会经济的发展,由于水资源的约束而必然导致蓄水量零增长甚至负增长,但是水资源承载力的增长是持续的,只是这种增长的形势不以资源量增长的方式表现出来,而表现为技术进步型的承载力增长。

4 水资源承载力的研究方法

水资源承载力分析关系到地区环境、人口和经济发展规模及代际持续发展的前景,涉及面广、内容复杂,目前国内外关于水资源承载力的方法有:背景分析法、常规趋势法、系统动力学法、主成分分析法、水资源供需平衡与多目标模型分析法、多指标综合评价法等。

背景分析法。就是在一定历史时段内自然的和社会的背景相似的研究区域的实际情况作对比,推算对比区域可能的承载能力[9]。如对河西走廊石羊河流域与以色列全国的比较,两个区域的天然降水资源量、面积、气候条件几乎相当,而以色列支撑的社会经济规模和水平比较高,从而推算出石羊河流域水资源还应有较大的承载潜力。这种分析法只采用一个或几个承载因子分析,因子之间相互独立,简单易行,但分析多局限在静态的历时背景,割裂了资源、社会、环境之间的相互作用关系,对水资源承载力这一复杂的自然—社会—经济系统来说显得过于单薄。

常规趋势法:主要采用统计分析的方法,选择单项和多项指标来反映地区水资源承载力现状和阈值的一种方法,如施雅风、曲耀光等主要采用这种方法研究了新疆乌鲁木齐河流域水资源的承载力[6]。常规趋势法计算方便,直观简单,其中某些承载因子的潜力估算的研究方法对复杂巨系统的协调研究有一定的借鉴意义。但由于较多考虑的是单承载因子的发展趋势,而忽略了各承载因子之间的相互联系,很难处理复杂巨系统之间的耦合关系,不能全面地反映一个区域水资源的承载力。

系统动力学方法:系统动力学(SD)模型是一种定性与定量相结合,系统、分析、综合与推理集成的方法,并配有专门的DYNAMO软件,给模型的仿真、政策模拟带来很大方便,可较好地把握系统的各种反馈关系,适合于进行具有高阶次、非线性、多变量、多反馈、机理复杂和时变特征的承载力研究,如李丽娟、郭怀成等将该方法用于柴达木盆地水资源承载力的研究[10]。用SD模型计算的水资源承载力不是简单地给出区域所能养活人口的上限,而是通过各种决策在模型上模拟,清晰地反映人口、资源、环境和发展之间的关系,可操作性较强。但由于参变量不好掌握,用该方法对长期发展情况进行模拟时易导致不合理的结论,因此系统动力学方法大多应用于对中短期发展情况的模拟。

主成分分析法:该种方法就是从影响水资源承载力的众多因子中较客观地选出最主要的因子[11],克服了模糊综合评判的缺陷,在力保数据信息丢失最小的原则下,对高维变量空间进行降维处理,即经过线性变换和舍弃一小部分信息,以少数的综合变量取代原始采用的多维变量。其主要目的是对高维变量系统进行最佳的综合与简化,同时也客观地确定了各个指标的权重,避免主观随意性,而水资源承载力评价的焦点正是如何科学、客观地将一个多目标问题综合成单指标形式。

水资源供需平衡与多目标模型分析法:首先以维护生态平衡和生态环境质量以及可持续发展为前提,将水资源在生态系统和社会经济系统之间进行平衡分析和配置,然后以对社会经济系统可供给水量为约束条件,通过多目标分析模型确定社会发展模式(经济结构、农业种植结构等)、供水组成(节水、污水回流、开发当地水、外流域调水等)及供水分配状况,最后在上述水资源供需平衡及水资源合理配置的基础上计算水资源承载力的大小(绝对指标),包括人口发展规模和社会经济发展规模。

多指标综合评价法与综合评判模型法:通过水资源系统支持力和水资源系统压力来共同反映水资源承载状况。水资源系统支持力代表了承载媒体的客观承载能力大小,其分值越大,表示水资源现实承载力越高;水资源系统压力代表了被承载对象的压力大小,其分值越大,表示系统所受压力越大,水资源承载力越低。通过两值相比得到水资源承载力指数(相对指标)并进行分级,可指示水资源的承载状况。具体的评价方法多用模糊综合评判法,该方法是在对影响水资源承载能力的各个因素进行单因素评价的基础上,通过综合评判矩阵对其承载能力做出多因素综合评价。该方法克服了因子间相互独立的局限性,可以较全面地分析出水资源承载能力的状况。但是模糊综合评判是一种对主观产生的 “离散”过程进行的综合处理,其方法本身存在缺陷,取大取小的运算法则会遗失大量的有用信息。模型的信息利用率低而评价因素越多;遗失的有用信息就越多,信息利用率越低,误判的可能性也就越大,因此将模糊综合评判运用于区域水资源承载力评价中存在一定的局限性[12]。

5 水资源承载力研究趋势

5.1 当前水资源承载力研究中存在的问题

水资源承载力研究是处理水资源(环境)与人类社会经济活动之间关系的有力工具,目前已经在多个方面取得进展,特别是量化方法呈现出多样化的态势,但总体看来还没有形成水资源承载力研究较成熟的理论、内容和方法体系。

具体表现在:①水资源承载力概念的内涵和外延界定不清。从目前的研究成果来看,水资源承载力还没有形成一个完整的理论体系,对目前研究所用的一些基础理论和支撑理论都没有形成共识;缺乏全面准确定义水资源承载力的概念,界定其内涵、外延,从而影响了研究中指标的选取、量化以及评价结果。②水资源承载力研究方法上存在许多不足。在指标的选取上,指标的形成方法和具体的指标体系过于简单,很少给出分析和筛选框架。如在多目标模型方法中,用人均实际收入为最优化目标要比用国内生产总值和人口规模两个优化目标为好;用绿色GDP为优化目标要比用国内生产总值和水污染负荷两个优化目标来反映发展与环境之间的关系更准确;在模型的构建上,缺乏能够同时描述承载力的复杂性、随机性和模糊性的综合模型。在目前的水资源承载力研究方法中,多以社会为承载目标(人口、经济),而忽略了对自然生态系统各因子间相互作用的研究,如在水资源维持自身更新和维护生态环境不再进一步恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源研究较少,特别是用于维持生态环境稳定以及进行生态恢复的生态用水量研究较少。

5.2 水资源承载力研究展望

为使水资源承载力研究进一步深入,取得更精确和实用的成果,笔者认为近期主要研究方向应包括以下方面。

加强理论研究:系统研究水资源承载力的基础理论,包括建立水资源承载力的概念体系,完善其内涵和特征;确定水资源承载力的判断标准、研究目的、服务对象和研究范围。

完善水资源承载力的支撑理论:包括人类活动对水文现象和水循环的影响机理、生态系统各因子的相互作用规律、生态环境标准、水资源在国民经济各部门的优化配置理论等。

改进研究方法:分析方法应继续向模式化和模式的动态化方向发展。随着水资源承载力研究的不断深入,在计算机的支持下,各种数理方法进入水资源承载力研究领域,模式趋向日益普遍。此外,水资源承载力本身具有动态特性,必须加强动态模拟研究,建立一套能反映水资源承载力本质的模拟体系,实现水资源承载力的估算与动态变化过程的预测。目前,制约水资源承载力研究的一个重要因素就是数据的获取与分析处理。GIS在支持与水文和水环境有关的地理空间数据的获取、管理、分析、模拟和显示以解决复杂的水资源、水环境规划和管理问题方面显示了其强大的功能。水资源承载力研究必须突破陈旧的数据获取与分析手段,充分利用现代先进技术和引进新技术,将地面水文观测与空中遥感信息相结合,利用地理信息系统进行数值计算和模拟,并将现有水资源承载力数学模型方法与GIS集成,这是水资源承载力研究取得突破性进展的一个关键所在。

丰富研究内容:加强生态环境需水的研究,在传统的水资源承载力的基础上,引入水生态承载力和水环境承载力的内容,不但要考虑人类活动影响下的水资源演变和相关的生态环境演变、生态用水量的动态变化以及区域经济结构的变化,而且要考虑在市场经济条件下由产品交换导致的水资源调出、调入量,进一步重视特定地区(特别是生态脆弱地区)的水资源承载力研究。例如,绿洲水资源承载力将在干旱区得到进一步丰富与发展。随着干旱区社会经济的发展,特殊的自然与生态环境使干旱区面临着比其它地区更为严峻的资源与环境问题,把承载力理念逐渐引入绿洲,产生“绿洲承载力”概念,绿洲承载力研究就会日益得到重视和加强,其中绿洲水资源承载力是其研究的核心。

拓展研究领域:地域分异和空间配置历来是地理学最重要的优势研究领域。现有的水资源承载力研究着重研究了水资源可承载人口和社会经济发展的总量规模和结构,这只是表征水资源承载力大小的一个宏观的指标。事实上,水土资源与社会经济活动的空间配置状况对水资源承载力有着极为重要的影响,因此有必要加强空间差异与区域组合研究,以进一步增强水资源承载力研究成果的适应性。与水资源承载力密切相关的区域合理配置研究内容包括水土资源空间配置,上、中、下游的城市与产业合理布局,水源保护区区域范围内的人口、产业布局等,在水资源承载力研究中考虑区域分异与空间配置问题,不但是水资源承载力研究的一个重要方面——水资源承载力区域差异研究的需要,而且将使水资源承载力研究成果对社会实践具有更明确的指导作用。

参考文献

[1]龙腾锐,姜文超,何强.水资源承载力内涵的新认识[J].水力学报,2004,1(1)∶38-45.

[2]UNESCO&FAO.Carrying Capacity Assessment with a Pilot of Kenya:A Re-source Accounting Methodology for Sustainable Development[M].Paris andRome:1985∶46-68.

[3]余卫东,闵庆文,李湘阁.水资源承载力研究的进展与展望[J].干旱区研究,2003,20(1)∶60-66.

[4]新疆水资源软科学课题组.新疆水资源及其承载力的开发战略对策[J].水利水电技术,1989,(6)∶2-9.

[5]阮本青,沈晋.区域水资源适度承载能力计算研究[J].水土保持通报,2000,21,(1)∶30-34.

[6]施雅风,曲耀光.乌鲁木齐河流流域水资源承载力及其合理利用[M].北京:科学出版社,1992.

[7]惠泱河,蒋晓辉,黄强,等.水资源承载力评价指标体系研究[J].水土保持通报,2000,21(1)∶30-34.

[8]孙鸿烈.中国资源科学百科全书[M].北京:中国大百科全书出版社,2000.

[9]姚治君,王建华,江东,等.区域水资源承载力的研究进展及其理论探析[J].水科学进展,2002,13(1)∶111-115.

[10]李丽娟,郭怀成,陈冰,等.柴达木盆地水资源承载力研究[J].环境科学,2000,21(2)∶20-24.

[11]傅湘,纪昌明.区域水资源承载能力综合评价[J].长江流域资源与环境,1999,8(2)∶168-173.

PHC管桩承载力时间效应研究 篇10

关键词：PHC管桩,承载力,时效性,间歇时间

0 引言

工程实践中发现,桩沉入土中后,其承载力并不是一成不变的,而是随时间的推移,有逐渐增大的趋势。尤其是对于以挤土为主的预应力管桩,这一现象尤为明显。由于沉桩时的冲击和刺入破坏造成桩周土体中孔隙水压力剧增,桩周土体由于挤压作用而被破坏,随着沉桩时间的延长,土体中产生的孔隙水压力逐渐消散,有效应力不断增大,土体在沉桩后发生再固结作用,导致桩周土体的抗剪强度增大,承载力增大。桩周土的再固结和强度的恢复等作用,可引起PHC管桩单桩承载力的增大。

单桩承载力的时效影响不仅是由于桩周土体中孔压的消散与有效应力增加的结果,桩侧土性质的变化也是其重要影响因素之一,因为它们的变化直接影响单桩承载力的变化。

本文分析了PHC管桩承载力时效性特征,并通过现场试验,建立了承载力时效性计算公式,探讨了考虑时效性的单桩承载力计算方法,可为工程提供一定的参考作用。

1 PHC管桩承载力时效性分析

PHC管桩在沉桩施工完成后的一段时间内,桩间土中的孔隙水压力逐渐消散、土体发生再固结作用,从而引起单桩承载力逐渐增大,即PHC管桩单桩承载力随沉桩间歇时间的增加而增大,称为承载力的时效性。管桩单桩承载力的时效性,具有一定的经济意义,很早就引起了岩土工程师的注意。

管桩承载力随时间的推移而增大的时效性特征,已被大量的工程实例实测资料所证实,但如何选择合理的设计值是需要解决的关键问题。在现有设计规范中,常常要求沉桩施工完成后两周进行单桩承载力测试,并以此来确定承载力值,这样有些偏低,可能造成管桩承载力的浪费。

国内外不少学者对桩基承载力的时效性特点及其影响因素开展了颇为深入的研究,得到了一些有益的结论。对于PHC管桩来说,其承载力的时效性特点既具有一般基桩的基本特征,又存在自身的特点,其影响因素众多。PHC管桩单桩竖向承载力具有时效性特征,概括起来,包括以下几个主要方面。

1.1 桩周土的强度触变恢复时效

在PHC管桩沉桩过程中,土体由于管桩的挤压作用,发生扰动破坏,导致土体抗剪强度明显减小。沉桩施工完成后,随着间歇时间的推移,桩周土体损失的强度逐渐恢复,桩的承载能力显著提高。

1.2 固结时效

沉桩过程中,桩周土体由于受到桩体的挤压作用,导致桩周土中总应力和超孔隙水压力有一定程度的增大,PHC管桩沉桩施工完成后,随着间歇时间的推移,土中的超孔隙水压力从较高的孔压区逐渐向较低的孔压区消散。孔隙水压力的不断消散,引起桩周土体发生再固结作用,土体中的有效应力不断增大,其抗剪强度增大,进而导致PHC管桩单桩承载力提高。

1.3 硬化效应

PHC管桩在沉桩过程中,桩周土体受到横向挤压和竖向剪切作用。紧贴桩身周围的土体所受到的扰动作用显著,形成完全塑性区。沉桩过程中,PHC管桩与桩间土产生相对滑移,桩—土界面处形成一层水膜,由于该水膜的润滑等作用,可降低沉桩阻力,利于PHC管桩沉桩施工。在PHC管桩沉桩过程中,由于接桩等原因,往往需要停顿。沉桩停顿后,该水膜就会消失,从而导致沉桩阻力在短时间内显著增加。PHC管桩压桩施工结束后,桩周土体经过一段时间的静置,孔隙水压力消散,发生固结。在紧贴桩身表面附近,将逐渐形成一层硬壳层,其抗剪强度比其周围土体的强度要高。诸多工程实践表明,该硬壳层的厚度受管桩表面的粗糙程度和土的性质等因素影响,一般在3 mm~20 mm。因此,当PHC管桩受到竖向荷载作用而发生向下的位移时,该硬壳层将随桩身一起向下移动,使得土体的剪切面发生在该层之外围。实际上,完全塑性区与部分扰动区的交界面即为该剪切面。这种由于硬化而引起的土体剪切面外移作用,实际上增加了桩的侧表面摩擦面积,即增加了管桩的侧摩阻力,从而提高了PHC管桩的单桩承载力。

2 PHC管桩单桩承载力时间效应计算

在PHC管桩基础设计中,考虑承载力的时间效应,进行承载力的设计计算。首先,应通过计算或实测,获得沉桩引起的桩间土中超静孔隙水压力在任一时刻t的消散值,计算得到土中的有效应力增量,进一步计算承载力增量,得出任一时刻t的管桩单桩承载力。具体计算方法概括如下。

2.1 确定管桩的承载力初始值

管桩承载力初始值指的是管桩沉桩结束瞬时的单桩承载力值。在沉桩结束时刻,由于挤土作用,桩周土受到扰动而存在很大的损伤,土体抗剪强度最小,管桩承载力最小。在静压法施工中,可以使用简便的格局试桩试验或者终止压桩力,直接确定管桩的初始承载力。

2.2 确定管桩侧土体抗剪强度增量

管桩的单桩承载力增长主要是由于桩间土中的孔隙水压力消散以及土体的再固结导致的有效应力增加等原因所致。可以先计算获得孔隙水压力值,把土体的固结问题看作是轴对称的弹性问题来分析,计算得到有效应力增量和抗剪强度增量。

2.3 确定管桩单桩承载力增量

首先通过分析,确定桩土破坏面的位置。紧靠桩侧的土体受到扰动而完成重塑,形成硬壳层。硬壳层的出现,导致管桩侧摩阻力的增大,从而引起单桩承载力的增大。因此,可以通过计算硬壳层的厚度及其引起的摩阻力与端阻力增大值,来确定管桩单桩承载力的增量大小。

2.4 确定任意间歇期的管桩单桩承载力

任意t时刻管桩的单桩极限承载力即为管桩初始承载力与管桩侧摩阻力和端阻力增量值之和。

3 PHC管桩承载力时效性现场试验

在某高速公路桥梁管桩基础工程中,进行了不同龄期的单桩承载力试验,建立了承载力提高系数与沉桩间歇时间的关系,如图1所示。

结果表明,沉桩施工完成后的1周~2周时间内,PHC管桩的单桩承载力较最终压桩力提高了1.3倍~1.5倍。通过对现有文献资料的研究,可以看到承载力PHC管桩承载力随时间的变化关系大致符合双曲线规律,如图1所示。

将该双曲线表示为如下关系式:

式中:ξ———单桩承载力提高倍数;

t———管桩沉桩间歇时间,d;

α,β———双曲线系数,通过现场试验来确定。

因此,利用式(1),可计算得到间歇时间的PHC管桩竖向单桩承载力:

式中:Qt———PHC管桩在间歇时间t时刻的单桩竖向承载力,k Pa;

Q0———PHC管桩沉桩施工时的最终压桩力,k Pa。

当t→∞时,通过式(1)可得到ξ的极限值:

则PHC管桩的单桩竖向最终承载力为:

利用式(4),可通过较为简便的计算获得PHC管桩的单桩最终竖向承载力值。

4 结语

本文分析了PHC管桩承载力时效性特征,探讨了考虑时效性的管桩单桩承载力计算方法。通过现场试验,探讨了单桩承载力随沉桩间歇时间的变化规律,建立了考虑时效性的PHC管桩单桩承载力计算方法,对工程实践具有很好的指导作用。

参考文献

[1]胡中雄.饱和软粘土中单桩承载力随时间的增长[J].岩土工程学报,1985,7(3):58-61.

[2]李雄,刘金砺.饱和软土中预制桩承载力时效的研究[J].岩土工程学报,1992,14(4):9-16.

[3]叶为民,黄雨,唐益群.饱和软土中打入式预制桩单桩承载力的时效性[J].岩土力学,2000,21(4):367-369.