序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的新型化學(xué)材料論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

第1篇

學(xué)生也可通過(guò)課外時(shí)間自選課題、自行設(shè)計(jì)，將試驗(yàn)過(guò)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容帶入選修課堂進(jìn)行演示，供大家討論，一起分享。從被動(dòng)到主動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。對(duì)學(xué)生科學(xué)方法的形成和實(shí)驗(yàn)技能與科學(xué)素養(yǎng)的提高是一種很好的鍛煉。抓住時(shí)機(jī)，在不同學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)置不同學(xué)習(xí)內(nèi)容，逐步培養(yǎng)探究性教學(xué)能力(1)大一新生在完成高中到大學(xué)的銜接與過(guò)渡中適時(shí)增加探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，無(wú)論是教學(xué)目標(biāo)、知識(shí)難度、學(xué)習(xí)方式，還是實(shí)驗(yàn)操作技能、思維能力、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)品質(zhì)等方面都有了質(zhì)的飛躍。大學(xué)教師要了解學(xué)生在中學(xué)階段的學(xué)習(xí)過(guò)程，增加與中學(xué)聯(lián)系緊密的探究性實(shí)驗(yàn)(高校稱(chēng)之為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))，幫助大一新生順利完成高中與大學(xué)的銜接和過(guò)渡。例如:針對(duì)課本內(nèi)容“CuO是堿性氧化物，加熱時(shí)易被H2、C、CO、NH3等還原為銅:3CuO+2NH3==3Cu+3H2O+N2”，即可要求設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，再設(shè)計(jì)探究復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，如堿式碳酸銅的制備，需要學(xué)生自行列出儀器、藥品、材料清單，配制反應(yīng)物溶液，探究反應(yīng)物的合理比例并確定制備反應(yīng)的濃度和溫度條件，分析生成物顏色、狀態(tài)等，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變量控制，除了定性實(shí)驗(yàn)外還要求定量實(shí)驗(yàn)———計(jì)算產(chǎn)率。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程上升到新的高度，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究能力，順利完成過(guò)渡，有質(zhì)的飛躍。(2)教學(xué)實(shí)習(xí)理論結(jié)合實(shí)際、學(xué)以致用。在大學(xué)期間，師范生的學(xué)習(xí)與實(shí)習(xí)應(yīng)有更緊密的結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)，隨時(shí)聯(lián)系實(shí)際教學(xué)，不斷練兵，學(xué)以致用。要熟悉《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱》對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究能力的要求，熟悉中學(xué)化學(xué)教材，熟練掌握教科書(shū)中的探究性實(shí)驗(yàn)，并反復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。在教育實(shí)習(xí)期間，教學(xué)法實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放，有針對(duì)性地指導(dǎo)實(shí)習(xí)生提升探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力。(3)畢業(yè)設(shè)計(jì)全面提升科研創(chuàng)新能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的提高，不可小覷。論文寫(xiě)作是訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的過(guò)程，論文選題、查閱文獻(xiàn)、收集資料、整理資料、利用資料;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立思考分析問(wèn)題、解決問(wèn)題;驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);得出結(jié)論;論文匯報(bào)等環(huán)節(jié)，是訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的基本程序和方法。通過(guò)幾個(gè)月時(shí)間，成百上千次實(shí)驗(yàn)，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫教岣?，?chuàng)新能力得到加強(qiáng)，綜合素質(zhì)得到提升。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，也可以讓學(xué)生盡早介入教師的相關(guān)科研課題組，延長(zhǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，增強(qiáng)科研創(chuàng)新的可能性，也可以注重引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)此進(jìn)行全面深入地研究，深化對(duì)中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理解與認(rèn)識(shí)。(4)教學(xué)做合一實(shí)現(xiàn)本科生的卓越成長(zhǎng)。陶行知認(rèn)為教學(xué)做是一件事，不是三件事。我們要在做上教，在做上學(xué)。為了加強(qiáng)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，高師院?？梢园凑铡熬⒒焙汀皞€(gè)性化”模式，吸引優(yōu)秀學(xué)生積極參與社會(huì)服務(wù)，承擔(dān)中學(xué)生奧賽的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)工作，指導(dǎo)中學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)。這些實(shí)踐活動(dòng)，既可以提升學(xué)生“我為人人”的社會(huì)服務(wù)意識(shí)，又能讓他們享受到“人人為我”的社會(huì)回報(bào)，切實(shí)提高探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。多途徑進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，練好扎實(shí)基本功(1)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放工作，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件設(shè)計(jì)一定數(shù)量、切實(shí)可行、具有創(chuàng)新意義的命題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生選擇;學(xué)生也可自帶實(shí)驗(yàn)課題，并提出申請(qǐng)，由實(shí)驗(yàn)室安排指導(dǎo)教師，設(shè)計(jì)好具體的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)批準(zhǔn)立項(xiàng)后開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)納入學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間參加實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放活動(dòng)。甚至可以選拔一些思想覺(jué)悟高、能力強(qiáng)的本科生參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室的管理。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生居于主體地位，教師起輔助作用，指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，全方位進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。我校化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放“二氧化碳相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定”、“茶葉中一些元素的分離與鑒定”等實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，了解科學(xué)研究的方法;“納米氧化鋅的制備與研究”讓學(xué)生體會(huì)典型綠色化工工藝;“淮北地區(qū)生活用水水質(zhì)分析”讓學(xué)生從化學(xué)的角度，就生活飲用水與健康方面開(kāi)展一些基礎(chǔ)性研究。(2)開(kāi)展項(xiàng)目研究鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展項(xiàng)目研究，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。我校化學(xué)材料與科學(xué)學(xué)院開(kāi)展“不同環(huán)境室內(nèi)空氣中甲醛的測(cè)定”項(xiàng)目研究，提高人們環(huán)境保護(hù)和自身健康保護(hù)的意識(shí)。(3)開(kāi)設(shè)課外實(shí)驗(yàn)學(xué)生通過(guò)課外時(shí)間自選探究性實(shí)驗(yàn)課題、自行設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，其課外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以在討論課上演示。(4)開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽通過(guò)豐富多彩的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)和科技創(chuàng)新展示會(huì)等形式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新力和創(chuàng)造力。我國(guó)是果蔬生產(chǎn)大國(guó)，我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院學(xué)生針對(duì)我國(guó)果蔬每年腐爛損失率高達(dá)25%～30%的現(xiàn)狀，開(kāi)展“殼聚糖及其衍生物涂膜對(duì)果蔬的保鮮性能研究”，通過(guò)制備不同的殼聚糖生物保鮮膜，并將其應(yīng)用于果蔬的保鮮中，達(dá)到創(chuàng)新訓(xùn)練的目的。

加強(qiáng)化學(xué)教育專(zhuān)業(yè)學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力培養(yǎng)的意義與作用

培養(yǎng)優(yōu)秀的中學(xué)化學(xué)教師高等師范院校是培養(yǎng)高素質(zhì)中學(xué)教師的主渠道。而依據(jù)新課改，有針對(duì)性地加強(qiáng)高師院?；瘜W(xué)教育專(zhuān)業(yè)學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的培養(yǎng)，必然有助于他們掌握新的教育理念，形成新的人才觀(guān)、質(zhì)量觀(guān)、課程觀(guān)，處理好傳授知識(shí)與培養(yǎng)能力的關(guān)系，積極有效地引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主地質(zhì)疑、調(diào)查、探究，主動(dòng)而富有個(gè)性地學(xué)習(xí)。而在教學(xué)過(guò)程中，他們也能夠更好地與學(xué)生積極互動(dòng)、共同發(fā)展，真正成長(zhǎng)為優(yōu)秀的中學(xué)化學(xué)教師。促成高師學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的提升教育部“新世紀(jì)教改工程”明確指出，教育要注重學(xué)生綜合素質(zhì)提高，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。在高師化學(xué)教育專(zhuān)業(yè)中，實(shí)驗(yàn)課占有非常重要的地位，有的課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的60%～70%［5］。探究性實(shí)驗(yàn)把教師的講授轉(zhuǎn)化成了精心引導(dǎo)，把學(xué)生的被動(dòng)接受轉(zhuǎn)化成主動(dòng)地探究，把學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程轉(zhuǎn)化成發(fā)現(xiàn)認(rèn)識(shí)過(guò)程，促進(jìn)了學(xué)生的動(dòng)腦思維、動(dòng)口表達(dá)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、動(dòng)眼觀(guān)察［6］，達(dá)到對(duì)理論知識(shí)的深入理解、認(rèn)識(shí)和融會(huì)貫通。促成高師學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的提升。有效解決中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問(wèn)題創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，依賴(lài)于高質(zhì)量的基礎(chǔ)教育;高質(zhì)量的基礎(chǔ)教育重點(diǎn)在素質(zhì)教育的實(shí)施;實(shí)施素質(zhì)教育，關(guān)鍵在于教師的素質(zhì)?！皫煼对盒：推渌袚?dān)基礎(chǔ)教育師資培養(yǎng)和培訓(xùn)任務(wù)的高等學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)教育課程改革的目標(biāo)與內(nèi)容，調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)設(shè)置、課程結(jié)構(gòu)，改革教學(xué)方法”［7］?，F(xiàn)在的大學(xué)生是新課程標(biāo)準(zhǔn)的受益者，他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實(shí)踐。他們作為學(xué)生改變了學(xué)習(xí)方式，將來(lái)作為教師也會(huì)改變教學(xué)方式，并在教與學(xué)的過(guò)程中不斷進(jìn)步。重視對(duì)高師院校化學(xué)教育專(zhuān)業(yè)學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的培養(yǎng)，必然重視技能與能力的培養(yǎng)、方法的訓(xùn)練、情感與態(tài)度的養(yǎng)成教育等。擁有新的教學(xué)理念和教學(xué)能力的創(chuàng)新型化學(xué)教師隊(duì)伍的建立，正有賴(lài)于此。也只有加強(qiáng)創(chuàng)新型教師的培養(yǎng)，才能有效解決中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中面臨的諸多問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

第2篇

關(guān)鍵詞 集水技術(shù)；農(nóng)林業(yè)；現(xiàn)狀；問(wèn)題；應(yīng)用前景；干旱半干旱地區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) S725 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2013）01-0196-02

集水技術(shù)是指通過(guò)整地措施或雨水徑流調(diào)控，截留聚集地表徑流或匯集有效降水入滲到植物根部，把雨水徑流轉(zhuǎn)化為土壤水，改善土壤的水分狀況，使局部地面土壤水分富集，供植物生長(zhǎng)利用[1]。在干旱半干旱地區(qū)，地表水主要來(lái)源于外來(lái)河流、干旱土地的徑流溪和偶然的降雨。其中只有1/3的干旱地區(qū)會(huì)出現(xiàn)徑流和渠流[2]，由于區(qū)域缺水，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，因此提高雨水與地表徑流的利用率才能有效解決干旱地區(qū)缺水問(wèn)題。

集水技術(shù)具有3個(gè)共同的特征：一是由于干旱半干旱地區(qū)缺少地表水，集水技術(shù)的水資源主要來(lái)源于雨水[2]；二是集水技術(shù)主要用于農(nóng)業(yè)與林業(yè)，以提高糧食產(chǎn)量與樹(shù)木成活率為主[3]；三是由于蓄水容積、集水區(qū)面積和投資上的規(guī)模都比較小，集水技術(shù)特別適合一些貧困地區(qū)使用[4]。

1 集水技術(shù)的發(fā)展歷程和國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

4 000多年之前，以色列的納巴特人對(duì)崗坡上的雜物進(jìn)行清理，增加了徑流，同時(shí)用石頭筑成了石壩，使徑流匯集到了地勢(shì)較低的地塊，使原本降雨量少的地區(qū)的農(nóng)作物也能像其他正常地區(qū)的一樣生長(zhǎng)，創(chuàng)造了集水措施的歷史[5-7]。

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今的很多處于干旱或半干旱地區(qū)的國(guó)家都在實(shí)行集水技術(shù)，建立了微型和較大規(guī)模的集水蓄水系統(tǒng)，為人類(lèi)、牲畜的生活及農(nóng)作物的生產(chǎn)提供便利。例如在非洲撒哈拉沙漠東南部的一些城市，他們使用蓄水池集聚收集徑流，并對(duì)其進(jìn)行有效利用[6]?？茖W(xué)家發(fā)明了“沙溝集雨法”，即在栽植農(nóng)作物的地塊，每間隔一段距離開(kāi)挖一個(gè)長(zhǎng)、寬、深分別為5、1、0.8 m的深溝，再將具有很強(qiáng)滲透力的沙子和礫石填滿(mǎn)深溝或略低于四周，如此便可以有效對(duì)雨水進(jìn)行蓄積，農(nóng)作物也可以很好地利用，使土壤中的水分含量增大，同時(shí)也增加了水分到達(dá)土壤的深度[8]。例如，在巴基斯坦，人們利用兩邊各1 m的斜坡進(jìn)行微白金合歡的種植，利用的就是斜坡集流原理[9]。在庫(kù)布齊沙漠人們分別采用生物、物理技術(shù)提高霧水、露水利用效率，來(lái)提高土壤含水率[10]。國(guó)外學(xué)者除了研究自然坡面的集水技術(shù)之外，還利用各種化學(xué)措施來(lái)減少坡面的水分滲入，如在伊朗，人們利用瀝青的防水作用，減少坡面水分的滲入，使大量的水分集中流入栽有刺槐和圓葉白蠟的梯田中，對(duì)樹(shù)木的生長(zhǎng)具有極大的促進(jìn)作用[11]。用鈉鹽噴涂土壤表面匯集降水并結(jié)合滴管種植農(nóng)作物，效果良好[12]。

在我國(guó)，集水技術(shù)在黃土高原應(yīng)用最為廣泛，其中比較成熟的集水技術(shù)主要有2種，一種是在田間建造微型的集水面或者是對(duì)耕作的措施進(jìn)行改進(jìn)，使大量的降水和徑流能夠有效儲(chǔ)存在土壤中，使雨水一到達(dá)地面就能被攔截并入滲到土壤中去；另一種就是利用人工修建的集水面或是自然的集水面，將雨水或地表徑流收集起來(lái)，并將收集起來(lái)的雨水和徑流貯存起來(lái)以供需要時(shí)進(jìn)行灌溉和飲用。在我國(guó)云南干熱河谷地區(qū)利用“截流竹節(jié)滲溝”技術(shù)來(lái)提高土壤濕潤(rùn)期[13]。同時(shí)，通過(guò)整地技術(shù)來(lái)提高雨水的利用率，在國(guó)內(nèi)也得到了廣泛的應(yīng)用，其中包括反坡梯田、隔坡梯田、魚(yú)鱗坑、水平溝、帶子田、V型集水坑等整地技術(shù)[14]。我國(guó)北方通過(guò)采用“地膜集水技術(shù)”提高旱生玉米的產(chǎn)量[15]。同時(shí)，我國(guó)學(xué)者在集水技術(shù)方面做了大量的研究，同樣也取得了大量的顯著的效果，例如新疆林業(yè)科學(xué)院利用集水技術(shù)，使降水量嚴(yán)重不足的準(zhǔn)噶爾盆地莫索灣有降雨或是有積雪融化的水僅在3 mm時(shí)都能夠形成微域徑流。王斌瑞在年降水量不足400 mm的半干旱地區(qū)，通過(guò)采用徑流集水措施，改善樹(shù)木土壤水分，使當(dāng)?shù)孛磕甑耐寥篮看笥? 000 mm，有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)亓帜镜纳L(zhǎng)，在抗旱造林方面有了突破性的進(jìn)展。

2 集水技術(shù)主要的研究?jī)?nèi)容

2.1 集水區(qū)

集水區(qū)是整個(gè)集水技術(shù)中的最重要的區(qū)域，是直接收集徑流和雨水的區(qū)域，集水技術(shù)的好壞直接由集水區(qū)來(lái)體現(xiàn)。集雨面一般設(shè)置在坡面上，但是由于技術(shù)的創(chuàng)新，現(xiàn)在的集水區(qū)可以設(shè)置在屋頂、硬化路面、塑料大棚等處[16]。

2.1.1 集水區(qū)尺寸的確定。設(shè)計(jì)中首先要考慮的因素就是尺寸的選擇，此方面的研究比較廣泛，大致可以分為3種方法，一是根據(jù)集水區(qū)和蓄水池的比例，該比例一般在1∶（1～6），比例過(guò)小將導(dǎo)致土壤深層滲漏，造成水資源浪費(fèi)；比例過(guò)大雨水會(huì)溢出蓄水池，致使植物滯留在水中的時(shí)間太長(zhǎng)而出現(xiàn)缺氧等問(wèn)題[17]。二是根據(jù)作物的需水量，在氣候因素相對(duì)穩(wěn)定的特定地區(qū)，在同一坡面上，一般集水面積越大，集水量也越多，例如對(duì)于樹(shù)木來(lái)說(shuō)，在不同的生長(zhǎng)階段需水量不同，要保持在一定的范圍之內(nèi)，這就要求集水區(qū)的面積不能過(guò)大也不能過(guò)小，應(yīng)該有一個(gè)適宜的值[18]。三是根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤炅?，降雨量較小的地區(qū)，就要加大集水面的規(guī)格，其規(guī)格越大，形成的徑流在地面上的流動(dòng)距離越長(zhǎng)，越容易入滲到集水面土壤中。因此，在選擇集水面尺寸時(shí)，必須根據(jù)地理情況、降雨量、供給的植物等綜合考慮，選擇適中的值[19]。

2.1.2 防滲措施的選擇。集水區(qū)表層一般可分為不透水的天然地表層和容易透水的土壤表層。如果存在不容易透水的地表層，如巖石露頭表層，一般在露頭的下坡處直接設(shè)立蓄水池，并在一些大的裂縫上澆筑水泥、瀝青即可[20]。防滲措施的研究主要集中在以一般土壤表層為集水區(qū)的情形。目前進(jìn)行的處理措施包括以下方面：一是地表物理處理。對(duì)集水區(qū)表面進(jìn)行壓實(shí)、平整直至光滑是最常見(jiàn)、最簡(jiǎn)單的方法，尤其是在壤土或黏壤土上。此種方法在澳大利亞已有實(shí)際的應(yīng)用[21]。而在我國(guó)黃土高原試驗(yàn)點(diǎn)上也證明了此種方法有一定效果[9]，但是集水效率不高，耐久性比較差。同時(shí)，需要大量時(shí)間和勞力來(lái)整平地表，使此種方法不能廣泛應(yīng)用。用覆蓋的方法來(lái)處理集水區(qū)地表的研究也很多，例如塑料薄膜、防腐金屬板、異丁橡膠或玻璃纖維、用草纖維或聚丙烯編制草席[22]、礫石蓋塑料襯板、水泥或混凝土等均已被研究用于集水區(qū)覆蓋物。雖然這些材料能夠防止一定的水分蒸發(fā)，但是受到成本和生物的干擾。而且塑料薄膜等一些軟質(zhì)材料壽命比較短，風(fēng)化后容易對(duì)環(huán)境造成污染[23]。二是地表化學(xué)處理。地表化學(xué)處理就是利用化學(xué)材料來(lái)處理地表使土壤對(duì)水具有排斥作用，加大集水區(qū)收集的徑流量。目前很多國(guó)家都在使用此種方法?，F(xiàn)在常用的化學(xué)材料主要有瀝青、石蠟、鈉鹽、硅酮、有機(jī)硅、土壤穩(wěn)定劑和防蝕劑等。其中，應(yīng)用最多的主要是鈉鹽，由于其具有可以使土壤中的黏粒分散、減少空隙、降低滲漏、有效抑制雜草生長(zhǎng)等特點(diǎn)而備受關(guān)注。石蠟、瀝青以及硅酮等可直接阻塞土壤孔隙，降低入滲，目前在澳大利亞等國(guó)均已被應(yīng)用[24]。瀝青中加入土壤穩(wěn)定劑和防蝕劑可以減輕瀝青對(duì)土壤水分的剝蝕作用，可加強(qiáng)土壤的穩(wěn)定性，防止土壤侵蝕。同時(shí)一些高效、無(wú)污染、價(jià)格低廉的高分子化合物，例如有機(jī)硅，在我國(guó)黃土高原地區(qū)應(yīng)用比較廣泛，適合在全國(guó)推廣使用[12]。吳普特在對(duì)人工匯集雨水利用技術(shù)研究時(shí)，對(duì)幾種新型集水材料進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)集水效果較好的是HRC土壤固化劑和瀝青玻璃絲油氈[25]。使用化學(xué)藥品作為防滲材料是一種很有前途的措施，現(xiàn)在黏土、水泥混合防滲也一直是廣大學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。

2.2 輸水方式

集水區(qū)和蓄水設(shè)備之間要進(jìn)行很好地連接，以便對(duì)其進(jìn)行利用。輸水管道的材料選擇一般需要考慮永久性，鋼管、塑料管、鋼筋混凝土管等都是常用的材料。渠道由于自身?xiàng)l件一般設(shè)置在地面上，因此防止?jié)B漏、防止蒸發(fā)、防止雜物堵塞為主要的考慮對(duì)象[26]。

2.3 蓄水設(shè)施

2.3.1 蓄水設(shè)施的分類(lèi)。根據(jù)國(guó)外學(xué)者對(duì)于蓄水設(shè)施的研究，可以將蓄水設(shè)施分為兩大類(lèi)：一是入滲池。從集水區(qū)收集徑流匯集到入滲池貯存于根系區(qū)土壤中供植物吸收利用。在入滲池中可以栽植1株樹(shù)或一年生作物。此種技術(shù)在非洲撒哈拉沙漠得以廣泛的應(yīng)用，有較高的利用率，單位面積的作物產(chǎn)量較高，但單位總面積的產(chǎn)量比較低。二是蓄水池，從集水區(qū)收集的雨水，一部分用于灌溉，剩余的雨水引入地面蓄水池，等到缺水時(shí)期使用或用于家畜飲用等，此種方式十分普遍。但是無(wú)論采用哪種蓄水設(shè)備，防滲密封都是必不可少的，一般用于集水區(qū)防滲的方法都適用蓄水設(shè)施[27]。

2.3.2 抑制水分蒸發(fā)。蓄水設(shè)備的蒸發(fā)問(wèn)題是很?chē)?yán)重的，抑制蒸發(fā)就等于增加供水量，此問(wèn)題受到廣大學(xué)者的重視。抑制蒸發(fā)一般包括2種：水面蒸發(fā)與土面蒸發(fā)。抑制水面蒸發(fā)常用的方法是在水面添加覆蓋物，對(duì)于蒸發(fā)量小的地區(qū)可簡(jiǎn)單覆蓋秸稈等覆蓋物，對(duì)于蒸發(fā)量大的地區(qū)，可直接覆蓋或采用自動(dòng)擴(kuò)散在水面上以形成密封層的化學(xué)制劑，減少發(fā)生氣化現(xiàn)象的固態(tài)板等。目前使用化學(xué)制劑和石蠟、聚苯乙烯、輕質(zhì)水泥；制成的板或連在一起的漂浮筏已開(kāi)始使用，在減少蒸發(fā)方面逐漸取得了很好的效果。在西南非洲采用填沙和礫石的辦法用于減少蒸發(fā)也取得了良好的效果[6]。在干旱半干旱地區(qū)，1/4～1/2的水分是在土壤表面蒸發(fā)掉的[8]。在土壤表面布設(shè)不透水的擋水布或抑制蒸發(fā)的覆蓋物是常用方法。一般用于此方面的材料是由少孔物質(zhì)構(gòu)成，如石油、瀝青、膠乳、塑料薄膜等?；蛘?層5～25 mm厚的多孔物質(zhì)，如植物殘?bào)w（秸稈、樹(shù)皮、鋸末等）以及煤渣、砂或礫石組成的覆蓋層，都不同程度地起到控制土面蒸發(fā)的作用。

3 集水技術(shù)的問(wèn)題

盡管集水技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究有了一定的發(fā)展，也取得了一些效果，基本趨于成熟，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在較多局限，主要表現(xiàn)在：一是集水技術(shù)關(guān)鍵在于有效攔截雨水。集水技術(shù)的水資源主要來(lái)源于雨水，其受當(dāng)?shù)啬杲涤炅亢秃导境掷m(xù)時(shí)間的制約，在遇到年降雨量很低的干旱地區(qū)，此種措施就難以取得成效，因此對(duì)旱、濕季雨量鮮明的干旱地區(qū)，有效攔截雨水就成為關(guān)鍵措施。二是防滲材料及其造制著集水技術(shù)的廣泛應(yīng)用。由于大部分防滲材料的耐久性都很差，除了需要按時(shí)保養(yǎng)，還需經(jīng)常更新。材料價(jià)格越低的，壽命越短。另外，某些防滲材料尤其是化學(xué)制劑，還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的污染，因而在使用時(shí)同樣受到限制。三是年降雨量不均勻地區(qū)雨水的分配處理問(wèn)題。對(duì)于樹(shù)木等需水量比較大的植物，需要防止其長(zhǎng)時(shí)間處于積水和缺水的狀態(tài)，合理灌溉或防止水分深層滲漏，就需要有與之配套的雨水調(diào)配工程。因此，在很多經(jīng)濟(jì)比較落后的國(guó)家和地區(qū)，部分季節(jié)性干旱地區(qū)集水技術(shù)都被限制使用。四是先進(jìn)的集水技術(shù)未能得到廣泛推廣和應(yīng)用。部分科學(xué)技術(shù)含量高的集水技術(shù)由于投入資本較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易被廣大人民接受等，尚未得到大面積推廣和應(yīng)用。

4 集水技術(shù)的研究方向與應(yīng)用前景

從目前的應(yīng)用情況來(lái)看，雖然集水技術(shù)的研究發(fā)展接近成熟，但是仍然需要繼續(xù)完善，一是對(duì)集水技術(shù)方法進(jìn)行長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究，要針對(duì)不同類(lèi)型區(qū)域進(jìn)行較大面積的農(nóng)田試驗(yàn)，以了解各種集水措施在不同經(jīng)濟(jì)條件下的效率與生命力，尤其是要針對(duì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的自然條件進(jìn)行深入的可行性評(píng)價(jià)，才能對(duì)其潛力做出評(píng)價(jià)。二是當(dāng)每年的雨季收集大量的雨水入滲到土壤層內(nèi)，并進(jìn)行一年生的淺根性植物與多年生的深根性植物混植，既可大幅度增加糧食產(chǎn)量，又可有效地利用土壤水分。三是研究造價(jià)低廉且技術(shù)完善的集水系統(tǒng)，即建造與集水區(qū)配套的蓄水設(shè)施，再利用各種管渠將水引入用水點(diǎn)的工程，建立一個(gè)集水+蓄水+灌溉三位一體化的集水系統(tǒng)是今后的又一主要研究方向之一，尤其是干旱比較嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)比較落后的地區(qū)。

盡管集水技術(shù)在各個(gè)組成部分還存在一些需要進(jìn)一步改進(jìn)的問(wèn)題，但是集水技術(shù)在干旱半干旱地區(qū)已經(jīng)取得了顯著的成效。隨著世界科學(xué)的發(fā)展，此種集水技術(shù)會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景，值得一提的是我國(guó)已經(jīng)成功地將集水技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)的生產(chǎn)中去，并獲得了良好的收益，為我國(guó)干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)和林業(yè)的生產(chǎn)提供了一條新的路徑。

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