Instruction: 我想了解关于冶金安全卫生中的职业与健康 的知识，请写一篇详细的介绍

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## 冶金安全卫生中的职业与健康

良好的劳动条件促进人体健康，不良的劳动条件损害人体健康。劳动者长时间接触高浓度或高强度的职业有害因素，可出现职业性病损。职业性病损包括工伤、职业病、工作有关疾病。工伤是指在工作时间和工作场所内，因工作原因发生意外事故，造成生产者的健康伤害。职业病是指职业性有害因素引起的同时具有立法意义的一类疾病，职业病的病因即是职业性有害因素，职业病具有法律保护意义。中国2002年《职业病防治法》将115种职业病纳于法定职业病名单，2011年12月31日修订的《中华人民共和国职业病防治法》中，法定职业病增加到132种。工作有关疾病是一类与职业性有害因素有关，但职业性有害因素不是工作有关疾病的唯一致病因素，这类疾病没有立法意义。冶金行业的常见职业病有尘肺和噪声性耳聋，慢性呼吸道疾患、腰背痛等工作有关疾病在冶金矿山企业、炼钢炼铁企业多发。

冶金学 〔综论〕 工学 矿冶工程


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下冶金学中的冶金生产发展概况，要求表达严谨，内容详实

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## 冶金学中的冶金生产发展概况

冶金作为一门生产技术，起源十分古老。人类从使用石器、陶器进入到使用金属是文明的一次飞跃。据冶金史初步研究，人类最早使用天然金属（主要是天然铜）距今大约8000年。但天然铜资源稀少，要使用更多的铜必须从矿石中提取。世界上最早的炼铜出现在美索不达米亚地区，时间在公元前38～前36世纪。最早的青铜出现在苏美尔地区，大约在前30世纪。在人类文明史中，大量使用青铜的时代被称为青铜时代。铁器的使用使人类社会生产力进一步提高。最早使用的铁是坠落在地球上的陨铁，古埃及（前3500）墓中出土了用陨铁制造的铁珠。冶铁技术发明于原始社会末期，公元前14世纪，埃及、两河流域、爱琴海等地区都已有铁器的应用。不同地区铁的生产和应用发展水平有很大差异。在欧洲，公元前11世纪，中欧已开始用铁，但向西欧传播则晚得多，直到公元前55年，随着罗马人的入侵，铁才传入不列颠。中世纪的一千多年内，冶金技术发展十分缓慢。15世纪的欧洲，尽管熟铁器已广泛使用，但铜和青铜仍是生产最多的金属。14～16世纪，欧洲出现资本主义的萌芽。英王亨利八世（1509～1547年在位）把属于寺院的采矿和冶金企业拍卖给当时新生的资本家。冶金企业转移到苦心经营、追求高额利润的资本家手中。资本作为要素之一促进了冶金业的发展，资本家之间的竞争引发了生产技术的发展。另外，机器、造船等工业的发展又为冶金业开辟了市场，提供了技术装备。15世纪以前，英国的冶金及其他生产技术落后于欧洲大陆。而在1640年以后的250年中，以高炉炼铁、转炉炼钢为主的冶金生产和技术的发展及变革主要发生在英国。尤其是在1700～1890年，一系列重要的技术发明创造使英国的炼铁、炼钢工业得到蓬勃发展。炼铁方面的重要成就有：①1709年A.达比[注]用焦炭代替木炭炼铁成功，使冶金业摆脱了森林资源的限制。②1828年J.B.尼尔森[注]采用热风使炼铁焦比降低，生产效率提高。炼钢方面的重要成就有：①1784年，H.科特[注]成功应用氧化铁炉底的反射炉大规模炒炼熟铁，使工业化初期的铁路和高层建筑物能使用铁质结构材料。②1856年H.贝塞麦发明的底吹转炉炼钢法，大规模生产液态钢，开创了炼钢新纪元。③1855年K.W.西门子发明了蓄热技术，使炉气余热可以被回收，1864年P.-É.马丁在其基础上发明了平炉炼钢。④1879年S.G.托马斯和P.C.吉尔克里斯特[注]试验成功碱性转炉炼钢法，解决了用碱性渣脱磷的问题。之后，碱性法迅速应用于平炉而形成碱性平炉炼钢，成为近一个世纪的主要炼钢法。轧钢方面的重要成就有：①1697年J.汉伯里[注]用平辊轧制出熟铁板，供生产镀锡铁板之用。②1783年，H.科特用孔型轧制生产熟铁棒，这种方法后来用于生产型材。这些发明创造使英国的炼铁、炼钢工业在18～19世纪走在世界最前面。19世纪末，英国钢铁产量虽已被资源丰富的美国超过，但在质量方面仍居于领先地位。炼铜工业也类似。英国铜资源并不充裕，但在19世纪60年代竟然成了世界上产铜最多的国家。英国冶金业从落后变化为先进，主要归功于资本主义社会初期出现了适合生产力发展的商品经济，正如马克思、恩格斯在《共产党宣言》中所指出的：“资产阶级在它不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切时代创造的全部生产力还要多，还要大。”中国古代冶金技术比欧洲先进。殷商时期（前1300～前1000）中国的青铜铸造技术已经很发达；大量已经出土的青铜器，可以看出其技术的精美。古代汉语中“冶铸”是一个名词，表明冶金和铸造是密不可分的手工业。中国掌握铸铁技术比欧洲要早约两千年。春秋晚期（前500年前后）出土的铁器表明，当时已有原始熟铁锻造的铁条，也有生铁铸造的农具、烹饪器等。对古代铁器的鉴定表明，汉代生产的某些铸铁件中石墨呈球絮状，具有一定柔韧性，类似于可锻铸铁。中国古代生产的铸铁和热处理技术已能适应制造农具的要求。中国汉代产铁量已超过了铜，铁的经营管理被提到重要议事日程，《盐铁论》一书就是明证。从那时直至清末，经常是官商和私商并存。中国冶金技术长期停滞不前，与这种封建官商管理体制有关。金属种类方面，中国在春秋战国之际就已经掌握了金、银、铜、铁、锡、铅、汞7种常用金属的生产。在欧洲，直至罗马帝国末期（5世纪）才全部掌握上述金属的生产。中国在15世纪已能够冶炼和使用金属锌，100多年以后，欧洲才有人取得蒸馏法制锌的专利。炼锌技术传播到资本主义正在发展的欧洲后，便立即应用于黄铜制造业，使价廉的黄铜逐步取代一大部分价格较昂贵的青铜。此外，中国古代铸铁技术虽然很发达，但忽视了钢铁的金属塑性加工，特别是轧钢。中国古代有色金属制造业也偏重于铸造而忽略塑性加工。一个突出的例子是铸钱，直到清朝，铜币仍然是铸造的，而在希腊，在公元前6世纪就开始采用模锻方法造币了。综观古代世界冶金业的发展，金属制品，特别是青铜器和铁器，对人类生产力的发展起了巨大的作用。中国古代冶金技术丰富多彩，有很多闪光之点。但是冶金业作为工程，除了要集成相关的、功能不同的技术之外，还必须有基本经济要素的有效配置。冶金学是一门工程科学，这一点是应该吸取教训的。

冶金学 〔综论〕 工学 矿冶工程


Instruction: 请详细介绍冶金学的形成

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## 冶金学的形成

源远流长的冶金生产技术，直到18世纪末，才从近代自然科学中汲取营养，逐渐发展成一门近代科学——冶金学。16世纪以前，效益显著的冶金操作都凭工匠的技艺，而且只能靠师徒授受往后代传承，因此技术失传屡见不鲜，中外历史都提到过这种事例。从开始冶铜到16世纪，人类从事冶金活动已经有5000多年，可是能够炼制的金属总共只有七八种。16世纪中叶，欧洲最早的两本冶金著作：意大利V.比林古乔的《火法技艺》和德国G.阿格里科拉的《论冶金》先后问世，特别是后者较完整地记载了当时欧洲的冶金技术操作，起到承先启后的作用。这两本书被公认是欧洲冶金文献中的先驱，影响深远。在中国，冶金专书的出版比欧洲早得多，宋代张潜著的《浸铜要略》可惜早已散佚，明代傅浚著的《铁冶志》幸能传世。明末宋应星所著《天工开物》，初刊于1637年，这本书较详细地记载了中国当时的冶金技术。可是，从那时到清末将近三百年间，由于封建科举制度等原因，技术知识和学问被视为末流，属于雕虫小技，在知识界不受重视。《天工开物》这类书在当时及以后的长时间内很少有人问津。在欧洲，16～18世纪是自然科学播种萌芽的时代，欧洲知识界寻求真理的思想日益活跃。17世纪初，F.培根明确指出，认识事物要有正确的方法。数学进一步受到重视，日益成为认识自然的重要工具，这对开拓自然科学的许多领域起到了重要作用。同时，科学实验设备的发明和应用为增进知识和检验理论提供了有力支持。复合显微镜就是Z.詹森[注]在这个时期发明的。R.胡克于1665年用显微镜观察剃刀表面的锈点和划痕，R.-A.F.de列奥米尔于1713～1716年用显微镜观察金属断口。化学实验手段的改进，也有利于发现和制取一系列新的金属元素。铸钢技术于1740年被突破后，初步具备了对钢进行深入研究的条件。这反映在两个方面：①18世纪下半叶，瑞典化学家T.伯格曼[注]对钢进行认真分析，做出“钢是铁与碳交互作用的产物”的结论，人们对钢的实质才有了较为正确的理解。碳的数量和形态是钢进行金属热处理的依据，要制出好钢就必须在“碳”上做文章。②氧化和还原是冶金的化学基础。如果对这两者缺乏认识，建立冶金科学就无从谈起。以前人们认为氧化和燃烧是“燃素”的转移，直到1786年，“燃素”学说被法国化学家A.-L.拉瓦锡等人彻底推翻，人们对氧化反应才开始有了正确认识。19世纪，随着冶金生产的蓬勃发展和热力学第二定律的阐明，化学平衡、相平衡原理被应用来解释冶金反应和控制金属中组织变化，冶金开始由技艺转变为科学。冶金学在一些基础科学的指导下成长，冶金学也为其他学科提供了新的金属材料和新的研究课题，如金属元素和金属间化合物的研究促进了化学的发展；金属物理性质（导电性、磁性等）的研究成为凝聚态物理学的重要内容。20世纪中期以后，随着全新的冶金生产面貌和高效的生产流程的形成，冶金学理论也开始向非平衡、非线性、多层次、时空分析多尺度等复杂性思维和动态思维发展。

冶金学 〔综论〕 工学 矿冶工程


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下冶金学的成就，要求表达严谨，内容详实

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## 冶金学的成就

冶金学不断地吸收自然科学，特别是物理学、化学、力学等方面的新成就，推动着冶金生产技术向广度和深度发展。另外，冶金生产的演化又以丰富的实践经验，充实着冶金学的内容，发展成提取冶金学和物理冶金学两大领域。

### 提取冶金学

研究从矿石或其他物料提取金属（包括金属化合物）的生产过程的学科。由于这些生产过程大多依靠化学反应来实现，所以又称为化学冶金学。然而冶金生产并非纯粹的化学反应变化，还包括相的变化、力学和形貌的变化、流动及传热等现象，所以称为过程冶金学更为准确。按照中国冶金工作者的习惯，狭义的冶金学指的就是过程冶金学。而广义的冶金学应该包括过程冶金学和物理冶金学。提取冶金学的任务是研究各种冶炼及提取方法、各种方法的功能及相互关系、生产过程和能源转化的效率、生产系统和环境的关系、有效生产适合用户需要的金属材料等。冶金方法可以分为火法冶金、湿法冶金和电冶金三种形态。

#### 冶金过程的理论进展

冶金工艺从古老的技艺演变成冶金学是从冶金过程热力学开始的。20世纪30年代以来，以美国J.奇普曼和德国H.申克为代表的多国学者，运用化学热力学的理论和方法研究多种冶金反应（包括熔融金属的反应、渣-金属间的反应、气相-固相间的反应等），创造了一系列的高温实验研究方法，测定了许多冶金反应的热力学平衡数据，同时发展了溶解自由能和活度的概念。其间通过许多国际会议和学术期刊的交流及专门的研究总结，使这些很难准确测定的高温反应数据逐渐精确化。这些冶金热力学数据已被整理，汇编成册或编制成热力学数据库，用于计算冶金反应的自由能，使某些元素实现有选择地优先氧化或还原，或利用某种因素（如温度、添加剂、分压）使期望的冶金过程得以进行，如不锈钢的氩氧脱碳法。冶金过程热力学成为指导提取冶金的理论基础。由于冶金反应是在高温下进行的，过程中的化学反应环节容易达到平衡，除了极少数冶金反应（如钢液脱氮反应）外，控制过程速率的是传质而不是化学反应。20世纪60年代由R.B.伯德等人总结形成的传输现象理论，对于冶金过程动力学的研究有很大促进。冶金过程中的物质传递多在流体中进行。另外，工程中的实际过程必然在某个具体装置中进行，装置的几何尺寸及其中的流动速度分布、浓度分布和温度分布等现象对冶金过程的进展情况有很大影响，因而形成了冶金反应工程学。冶金反应工程学是以研究工业装置中的运动规律和操作方式为核心，而冶金过程动力学着重于某一个冶金反应的速率及控制速率的流动、传质现象。一般对于某个不太熟悉的冶金反应，应首先研究其动力学，而已经了解其动力学规律的反应，则着重于反应工程学的研究。另外，冶金生产所用原料成分复杂，副反应多，而且制造成为材料的过程要经历多个步骤，成为多工序组成的生产流程。过去习惯上认为这种复杂的流程不可能有统一的理论。20世纪90年代起，中国殷瑞钰提出钢铁冶金生产是多因子的铁素物质流和碳素能量流在高温下的相互作用和协同运行的演化过程，应用了I.普里戈金的耗散结构的自组织原理和H.哈肯[注]的协同学理论，开创了冶金流程工程学，使冶金学理论发展到整个生产流程的时空尺度。总体看来，冶金学理论的发展，从冶金过程物理化学到冶金反应工程学到冶金流程工程学，和其物理学基础的发展（从经典热力学到线性不可逆过程热力学到非线性不可逆过程热力学）是一致的。

### 物理冶金学

研究成形加工、制备有一定性能的金属或合金材料的学科，又称金属学。金属（包括合金）的性能（物理性能及力学性能）不仅与其化学成分有关，而且被成形加工或金属热处理过程产生的组织结构所决定。成形加工包括金属铸造、粉末冶金及金属塑性加工（轧、锻、挤、拔）。研究金属的塑性变形理论、塑性加工对金属力学性能的影响及金属在使用过程中的力学行为，则称为力学冶金。显然，力学冶金是物理冶金学的一个组成部分。　　19世纪中叶，在钢生产开始大发展的时候，为了获得钢的热处理和有关使用方面的知识，1863年H.C.索比用显微镜对钢的组织进行系统的观察研究，创造了金相学。金相学使冶金学向前迈开了极其重要的一步。只有金相学的出现，才有可能研究金属的显微组织及其各种条件下的变化，物理冶金的研究——研究金属及其合金的成分、组织结构和性能之间的内在联系也就更加明确起来。为了掌握各种合金相（或组织结构）的生成条件，对相图的需求日益迫切。1900年，德国H.W.巴基乌斯-洛兹本[注]在前人的工作基础上运用吉布斯相律建立了铁碳相图（即铁碳平衡图），这一重大研究成果是物理冶金发展史上的重要里程碑。此后，在各种相图工作的指引下，研究发展合金尤其是合金钢的工作开展起来。19世纪下半叶主要研究了含钨的高速工具钢和高锰耐磨钢。用途较广的镍铬钢系列则是第一次世界大战前夕英国的H.布里尔利[注]等人研究成的。在1860年各国实际应用的各种合金和合金钢的品种共约40种，1890年后逐渐增加，到20世纪60年代正式列入各国工业产品目录的合金及钢的品种已不下4000种。从冶金角度看，可以认为20世纪进入了合金时代，进入人类按使用要求创制性能适用的金属材料时代。20世纪以来，物理冶金学取得的一系列重大成就，为推进冶金生产和技术的发展作出了重要贡献。其中影响较大的是：①C曲线。美国E.C.贝茵[注]等研究奥氏体在不同温度下的恒温转变特征及其产物，创造了C曲线，从而阐明了钢的一般热处理原理。②晶粒取向。研究金属冷加工变形过程和退火后的组织结构变化，发现取向结构对硅钢片性能有显著影响，从而找到了生产高性能硅钢片的方法。③金属单晶制备。掌握单晶和双晶等制备方法，为晶体研究和半导体晶体管生产提供了技术手段。④脱溶。法国A.吉尼尔[注]和英国G.D.普雷斯顿[注]在20世纪30年代晚期各自应用X射线衍射研究高强度铝合金的时效硬化机理，指出铝铜合金中的铜原子处于脱溶状态时硬化效应最大。这项研究结果启发人们对合金中少量元素的作用获得新的理解。⑤用电子显微镜研究金属。1932年发明电子显微镜，经过改进，于1939年制成商品，后来继续改进，其分辨能力不断提高，已成为研究微观结构的有力工具，可直接观察金属中的面缺陷、位错和点缺陷等。应用电子计算机处理图像，进一步提高电子显微镜的分辨能力，已能直接看到金属晶体中单个原子的清晰图像。这是20世纪科技中的杰出成就之一。⑥位错理论。1934年由英国物理学家G.I.泰勒[注]、荷兰M.波拉尼[注]和匈牙利E.奥罗万[注]分别提出。1956年英国P.B.赫希[注]在电子显微镜下观察金属薄膜，证实了位错的存在。以后一些学者又陆续验证了对金属中位错生成、增殖和运动规律的理论推测。这对阐明金属形变、强度和断裂机制有重要意义。⑦钢中马氏体相变。此研究加深了对马氏体中碳原子固溶强化以及对马氏体中位错和孪晶等作用机制的了解，有效地指导了高强度、高韧性钢的设计和发展。形变热处理、应变时效热处理，以及低碳马氏体钢、马氏体时效钢、相变塑性钢（TRIP）和双相钢等都是以此为指导原则提出来的。20世纪30年代在铜合金中观察到马氏体相变的可逆性，后来又发现若干具有同样性能的合金，根据这一原理研制成的形状记忆合金，已经应用于很多技术中。⑧高温合金材料。20世纪40年代以来，喷气发动机的发展对高温合金提出日益严格的要求。1943年英国制造的第一台喷气发动机使用镍基高温合金的工作温度为650℃，以后逐年提高，70年代达到950℃。镍基合金的使用温度已相当于合金熔点的热力学温度的75%以上，这是20世纪冶金技术的出色成就之一，是综合运用金属学理论、材料使用所积累的经验和冶金新工艺等得到的成果。⑨微晶金属和非晶态金属。液态金属凝固时经快速冷却所生成的微晶合金或非晶态金属，各自具有独特的性能。微晶金属是液态金属在惰性气体中喷雾快速冷却形成的超细粉末。由这种超细粉末压制成形并进行烧结而成的部件，由于成分均匀，偏析极小，可以提高合金化程度，其微晶结构具有较一般合金优越得多的性能。非晶态金属则是某些合金体系在液体状态下以大于每秒105℃的冷却速度冷到室温的金属，其强度和抗腐蚀性能都优于一般金属。非晶态金属的电磁性能尤为优越。非晶态金属经热处理可析出微晶，成为残余非晶体和微晶粒组成的集合体。微晶金属和非晶金属的发现，为金属学开辟了广阔新园地。⑩纳米材料。20世纪90年代后期，许多国家都致力于研究发展超细晶粒、高洁净度、高均质性（无宏观偏析）的钢铁材料，期望材料强度和使用寿命提高一倍。利用形变诱导铁素体相变（DIFT）技术制成的超细晶普碳钢材的屈服强度σs达到400兆帕以上，而且低温韧性也显著改善。如果材料的微观组织进一步减小到纳米尺度，性能将发生巨变。纳米晶结构不锈钢（200纳米）的抗蚀性和耐辐照性可提高数倍，纳米级低合金钢的强度可达8～10吉帕。纳米陶瓷和碳纤维材料也都具有特殊优异的性能，并可与金属结合成为复合材料。纳米接近原子尺度，对其组织结构的观察需要有特别的实验技术。由于纳米材料奇异的性能和独特的价值，已成为开发研究的热点。⑪金属表面的研究和加工处理。金属表面科学研究日益深入。通过提高钢部件表面硬度以提高它的抗磨性能的技术，在20世纪30年代已普遍应用。随着渗碳、渗氮等技术的采用，新的表面处理方法不断出现，如采用喷丸处理使金属部件表面产生压应力以提高其疲劳性能，采用气相沉积以增强金属表面抗磨性能，采用激光处理使金属表面合金化或产生一层非晶态物质以改善其抗腐蚀性能。离子注入法被用来改变金属表面层的成分和结构。在轧钢过程中，利用热镀金属、表面涂层等方法以获得抗腐蚀、免润滑等附加性能的板材，成为改善金属表面功能的大规模生产方法。⑫超塑性。金属和合金的超塑性的发现，对塑性加工带来很大的好处，有些难以变形的金属可以利用它的超塑性成形。这种方法所需设备功率小，金属收得率高，成形后金属性能均匀。但是对材料的组织结构要求严格，成形工艺比较复杂。⑬金属热处理和加工制造过程协同进行。传统方法是把热处理作为加工过程的一个单独程序（如退火），或在金属材料制成后再另外进行。考虑到钢坯的再加热和轧制过程及轧后冷却的温度变化，可以使热处理功能在轧制过程中部分实现，例如控制轧制和控制冷却（控轧控冷），就是有目标的控制轧制过程中的γ→α相变和轧后的冷却速率，以提高钢材性能。由于高温连铸坯直接轧制工艺流程的成功，不仅显著节约能耗，而且钢坯温度在轧制前可以一直高于A3线（由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线），即一直处于奥氏体区，γ→α相变在终轧制后才发生，这就能够使晶粒进一步细化，生成细晶粒钢。可以肯定的是多因子物质流的顺畅运行，不仅降低了能量的耗散，而且有助于提高某些物理冶金过程的效率。⑭断裂力学。继位错理论之后，美国G.R.欧文[注]等在20世纪60年代初根据线弹性理论提出断裂力学的概念，在控制材料质量和机械设计等方面起了十分重要的作用。

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## 冶金学的成就中的提取冶金学

研究从矿石或其他物料提取金属（包括金属化合物）的生产过程的学科。由于这些生产过程大多依靠化学反应来实现，所以又称为化学冶金学。然而冶金生产并非纯粹的化学反应变化，还包括相的变化、力学和形貌的变化、流动及传热等现象，所以称为过程冶金学更为准确。按照中国冶金工作者的习惯，狭义的冶金学指的就是过程冶金学。而广义的冶金学应该包括过程冶金学和物理冶金学。提取冶金学的任务是研究各种冶炼及提取方法、各种方法的功能及相互关系、生产过程和能源转化的效率、生产系统和环境的关系、有效生产适合用户需要的金属材料等。冶金方法可以分为火法冶金、湿法冶金和电冶金三种形态。

### 冶金过程的理论进展

冶金工艺从古老的技艺演变成冶金学是从冶金过程热力学开始的。20世纪30年代以来，以美国J.奇普曼和德国H.申克为代表的多国学者，运用化学热力学的理论和方法研究多种冶金反应（包括熔融金属的反应、渣-金属间的反应、气相-固相间的反应等），创造了一系列的高温实验研究方法，测定了许多冶金反应的热力学平衡数据，同时发展了溶解自由能和活度的概念。其间通过许多国际会议和学术期刊的交流及专门的研究总结，使这些很难准确测定的高温反应数据逐渐精确化。这些冶金热力学数据已被整理，汇编成册或编制成热力学数据库，用于计算冶金反应的自由能，使某些元素实现有选择地优先氧化或还原，或利用某种因素（如温度、添加剂、分压）使期望的冶金过程得以进行，如不锈钢的氩氧脱碳法。冶金过程热力学成为指导提取冶金的理论基础。由于冶金反应是在高温下进行的，过程中的化学反应环节容易达到平衡，除了极少数冶金反应（如钢液脱氮反应）外，控制过程速率的是传质而不是化学反应。20世纪60年代由R.B.伯德等人总结形成的传输现象理论，对于冶金过程动力学的研究有很大促进。冶金过程中的物质传递多在流体中进行。另外，工程中的实际过程必然在某个具体装置中进行，装置的几何尺寸及其中的流动速度分布、浓度分布和温度分布等现象对冶金过程的进展情况有很大影响，因而形成了冶金反应工程学。冶金反应工程学是以研究工业装置中的运动规律和操作方式为核心，而冶金过程动力学着重于某一个冶金反应的速率及控制速率的流动、传质现象。一般对于某个不太熟悉的冶金反应，应首先研究其动力学，而已经了解其动力学规律的反应，则着重于反应工程学的研究。另外，冶金生产所用原料成分复杂，副反应多，而且制造成为材料的过程要经历多个步骤，成为多工序组成的生产流程。过去习惯上认为这种复杂的流程不可能有统一的理论。20世纪90年代起，中国殷瑞钰提出钢铁冶金生产是多因子的铁素物质流和碳素能量流在高温下的相互作用和协同运行的演化过程，应用了I.普里戈金的耗散结构的自组织原理和H.哈肯[注]的协同学理论，开创了冶金流程工程学，使冶金学理论发展到整个生产流程的时空尺度。总体看来，冶金学理论的发展，从冶金过程物理化学到冶金反应工程学到冶金流程工程学，和其物理学基础的发展（从经典热力学到线性不可逆过程热力学到非线性不可逆过程热力学）是一致的。

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冶金学的成就中的物理冶金学

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## 冶金学的成就中的物理冶金学

研究成形加工、制备有一定性能的金属或合金材料的学科，又称金属学。金属（包括合金）的性能（物理性能及力学性能）不仅与其化学成分有关，而且被成形加工或金属热处理过程产生的组织结构所决定。成形加工包括金属铸造、粉末冶金及金属塑性加工（轧、锻、挤、拔）。研究金属的塑性变形理论、塑性加工对金属力学性能的影响及金属在使用过程中的力学行为，则称为力学冶金。显然，力学冶金是物理冶金学的一个组成部分。　　19世纪中叶，在钢生产开始大发展的时候，为了获得钢的热处理和有关使用方面的知识，1863年H.C.索比用显微镜对钢的组织进行系统的观察研究，创造了金相学。金相学使冶金学向前迈开了极其重要的一步。只有金相学的出现，才有可能研究金属的显微组织及其各种条件下的变化，物理冶金的研究——研究金属及其合金的成分、组织结构和性能之间的内在联系也就更加明确起来。为了掌握各种合金相（或组织结构）的生成条件，对相图的需求日益迫切。1900年，德国H.W.巴基乌斯-洛兹本[注]在前人的工作基础上运用吉布斯相律建立了铁碳相图（即铁碳平衡图），这一重大研究成果是物理冶金发展史上的重要里程碑。此后，在各种相图工作的指引下，研究发展合金尤其是合金钢的工作开展起来。19世纪下半叶主要研究了含钨的高速工具钢和高锰耐磨钢。用途较广的镍铬钢系列则是第一次世界大战前夕英国的H.布里尔利[注]等人研究成的。在1860年各国实际应用的各种合金和合金钢的品种共约40种，1890年后逐渐增加，到20世纪60年代正式列入各国工业产品目录的合金及钢的品种已不下4000种。从冶金角度看，可以认为20世纪进入了合金时代，进入人类按使用要求创制性能适用的金属材料时代。20世纪以来，物理冶金学取得的一系列重大成就，为推进冶金生产和技术的发展作出了重要贡献。其中影响较大的是：①C曲线。美国E.C.贝茵[注]等研究奥氏体在不同温度下的恒温转变特征及其产物，创造了C曲线，从而阐明了钢的一般热处理原理。②晶粒取向。研究金属冷加工变形过程和退火后的组织结构变化，发现取向结构对硅钢片性能有显著影响，从而找到了生产高性能硅钢片的方法。③金属单晶制备。掌握单晶和双晶等制备方法，为晶体研究和半导体晶体管生产提供了技术手段。④脱溶。法国A.吉尼尔[注]和英国G.D.普雷斯顿[注]在20世纪30年代晚期各自应用X射线衍射研究高强度铝合金的时效硬化机理，指出铝铜合金中的铜原子处于脱溶状态时硬化效应最大。这项研究结果启发人们对合金中少量元素的作用获得新的理解。⑤用电子显微镜研究金属。1932年发明电子显微镜，经过改进，于1939年制成商品，后来继续改进，其分辨能力不断提高，已成为研究微观结构的有力工具，可直接观察金属中的面缺陷、位错和点缺陷等。应用电子计算机处理图像，进一步提高电子显微镜的分辨能力，已能直接看到金属晶体中单个原子的清晰图像。这是20世纪科技中的杰出成就之一。⑥位错理论。1934年由英国物理学家G.I.泰勒[注]、荷兰M.波拉尼[注]和匈牙利E.奥罗万[注]分别提出。1956年英国P.B.赫希[注]在电子显微镜下观察金属薄膜，证实了位错的存在。以后一些学者又陆续验证了对金属中位错生成、增殖和运动规律的理论推测。这对阐明金属形变、强度和断裂机制有重要意义。⑦钢中马氏体相变。此研究加深了对马氏体中碳原子固溶强化以及对马氏体中位错和孪晶等作用机制的了解，有效地指导了高强度、高韧性钢的设计和发展。形变热处理、应变时效热处理，以及低碳马氏体钢、马氏体时效钢、相变塑性钢（TRIP）和双相钢等都是以此为指导原则提出来的。20世纪30年代在铜合金中观察到马氏体相变的可逆性，后来又发现若干具有同样性能的合金，根据这一原理研制成的形状记忆合金，已经应用于很多技术中。⑧高温合金材料。20世纪40年代以来，喷气发动机的发展对高温合金提出日益严格的要求。1943年英国制造的第一台喷气发动机使用镍基高温合金的工作温度为650℃，以后逐年提高，70年代达到950℃。镍基合金的使用温度已相当于合金熔点的热力学温度的75%以上，这是20世纪冶金技术的出色成就之一，是综合运用金属学理论、材料使用所积累的经验和冶金新工艺等得到的成果。⑨微晶金属和非晶态金属。液态金属凝固时经快速冷却所生成的微晶合金或非晶态金属，各自具有独特的性能。微晶金属是液态金属在惰性气体中喷雾快速冷却形成的超细粉末。由这种超细粉末压制成形并进行烧结而成的部件，由于成分均匀，偏析极小，可以提高合金化程度，其微晶结构具有较一般合金优越得多的性能。非晶态金属则是某些合金体系在液体状态下以大于每秒105℃的冷却速度冷到室温的金属，其强度和抗腐蚀性能都优于一般金属。非晶态金属的电磁性能尤为优越。非晶态金属经热处理可析出微晶，成为残余非晶体和微晶粒组成的集合体。微晶金属和非晶金属的发现，为金属学开辟了广阔新园地。⑩纳米材料。20世纪90年代后期，许多国家都致力于研究发展超细晶粒、高洁净度、高均质性（无宏观偏析）的钢铁材料，期望材料强度和使用寿命提高一倍。利用形变诱导铁素体相变（DIFT）技术制成的超细晶普碳钢材的屈服强度σs达到400兆帕以上，而且低温韧性也显著改善。如果材料的微观组织进一步减小到纳米尺度，性能将发生巨变。纳米晶结构不锈钢（200纳米）的抗蚀性和耐辐照性可提高数倍，纳米级低合金钢的强度可达8～10吉帕。纳米陶瓷和碳纤维材料也都具有特殊优异的性能，并可与金属结合成为复合材料。纳米接近原子尺度，对其组织结构的观察需要有特别的实验技术。由于纳米材料奇异的性能和独特的价值，已成为开发研究的热点。⑪金属表面的研究和加工处理。金属表面科学研究日益深入。通过提高钢部件表面硬度以提高它的抗磨性能的技术，在20世纪30年代已普遍应用。随着渗碳、渗氮等技术的采用，新的表面处理方法不断出现，如采用喷丸处理使金属部件表面产生压应力以提高其疲劳性能，采用气相沉积以增强金属表面抗磨性能，采用激光处理使金属表面合金化或产生一层非晶态物质以改善其抗腐蚀性能。离子注入法被用来改变金属表面层的成分和结构。在轧钢过程中，利用热镀金属、表面涂层等方法以获得抗腐蚀、免润滑等附加性能的板材，成为改善金属表面功能的大规模生产方法。⑫超塑性。金属和合金的超塑性的发现，对塑性加工带来很大的好处，有些难以变形的金属可以利用它的超塑性成形。这种方法所需设备功率小，金属收得率高，成形后金属性能均匀。但是对材料的组织结构要求严格，成形工艺比较复杂。⑬金属热处理和加工制造过程协同进行。传统方法是把热处理作为加工过程的一个单独程序（如退火），或在金属材料制成后再另外进行。考虑到钢坯的再加热和轧制过程及轧后冷却的温度变化，可以使热处理功能在轧制过程中部分实现，例如控制轧制和控制冷却（控轧控冷），就是有目标的控制轧制过程中的γ→α相变和轧后的冷却速率，以提高钢材性能。由于高温连铸坯直接轧制工艺流程的成功，不仅显著节约能耗，而且钢坯温度在轧制前可以一直高于A3线（由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线），即一直处于奥氏体区，γ→α相变在终轧制后才发生，这就能够使晶粒进一步细化，生成细晶粒钢。可以肯定的是多因子物质流的顺畅运行，不仅降低了能量的耗散，而且有助于提高某些物理冶金过程的效率。⑭断裂力学。继位错理论之后，美国G.R.欧文[注]等在20世纪60年代初根据线弹性理论提出断裂力学的概念，在控制材料质量和机械设计等方面起了十分重要的作用。

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Instruction: 我想了解关于冶金学中的展望的知识，请写一篇详细的介绍

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## 冶金学中的展望

20世纪中叶以来，一系列钢铁冶金的新工艺，如顶底复合吹炼转炉炼钢、超高功率电弧炉炼钢、全连续铸钢、高速连续轧钢，以及近终形连铸连轧等研发成功并成熟运用，使钢铁冶金生产成为开放的、远离平衡的、非线性相互作用的、具有多种涨落现象的动态有序而且以连续/准连续状态运行的过程工程系统。这种过程工程系统形成了稳定的、可以处理利用的信息流，可以利用信息技术、数字化技术进行数值模拟、自动控制和智能化集成，使钢铁冶金的生产效率不断推向新的高度。然而，生产的极大发展对环境的影响和对资源、能源的需求也达到极为巨大的程度。环境的容量不是无限的，减轻环境负担、提高生态效率将是钢铁冶金进一步发展的关键。单从提取金属着眼，运用现有的自然科学知识和技术手段，即使矿石的品位再低、组成再复杂，都有可能把金属提取出来。问题在于，消耗的能源是否过大，对环境的排放量和污染量是否太高，经济是否合理。因此，在提取冶金方面仍然有很多研究课题，如扩大资源范围，特别是回收已经报废物资中的和现有生产流程中的有价金属，发展资源的综合利用，以及改进冶金反应器的设计和操作，提高其能源和资源效率，是值得重视的。物理冶金学要为生产提供合乎使用要求的金属产品探索途径，也要开发金属的新用途。因此，研究和开发新合金、研究改善冶金产品性能的各种处理方法和技术等是其主要任务。在创造新合金的过程中，人们对成分、组织结构和性能的内在联系有了较深入的了解，借助于计算机的应用，新合金的设计已从经验性走向精准化。20世纪以来，对于金属材料性能和结构的众多影响因素，如成分偏析、非金属夹杂物、晶体缺陷等各个层次及其变化等，积累了大量知识，并总结出一整套规律，可以利用这些知识和规律减少生产和使用金属材料的盲目性。从20世纪60年代开始，一个明显的动向是冶金学同陶瓷工程学、凝聚态物理学、化学等学科的有关内容结合成为材料科学。材料科学的出现是为了适应新技术发展的需要，如电子计算机所需的半导体，需要应用先进的冶金技术和凝聚态物理实验方法，首先是要求超纯，有的需要制备无位错单晶，有的还要掺入某种特定的添加物，有的要用离子注入掺加特定的元素。为了获得超高磁场而研制的超导材料，提高材料的临界温度需要长期不断的研究。还有航天工业中发动机所需的高温合金、具有特殊物理和生化性能的金属功能材料、生物医用材料等也是材料科学中进展较快的方面。材料科学的广阔前景使很多大学的冶金系改为材料科学和工程系，材料科学成为一门学科。另外，冶金学特别是提取冶金要和工业生态学相结合，以适应循环经济和可持续发展的需要。对于冶金工业而言，冶金学仍然是主要的理论基础，冶金学仍将按照自己的规律发展和演化。

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Instruction: 请详细论述冶金自动化中的过程控制系统

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## 冶金自动化中的过程控制系统

按生产工序划分包括采矿自动化、选矿自动化、炼铁自动化、炼钢自动化、轧钢自动化和后续加工处理自动化等内容。按功能划分为基础自动化和过程自动化两个层次。①基础自动化。生产设备的自动控制。基础自动化装备包括常规过程变量检测和专用冶金仪表，电气、液压、气动等执行机构和工业控制用计算机。②过程自动化。在基础自动化的基础上对整个生产线的工艺控制自动化，包括对采矿、选矿、冶炼、浇铸、轧材等主体生产过程的控制。工艺模型是过程控制成效的关键，需要把工艺知识、数学模型、专家经验和智能技术结合起来，建立冶金各工序过程模型，进而实现过程优化。通过冶金过程控制，可以准确、稳定地执行各项冶金操作，提高冶金生产过程的效率，降低物料消耗和能量消耗，降低生产成本，提高冶金产品的制造精度，控制产品的化学成分、形状和尺寸精度，以及提高使用性能和外观品质，减轻操作者的劳动强度，提高劳动生产率。炼钢过程自动控制

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Instruction: 我正在写关于冶金自动化中的生产管理系统的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 冶金自动化中的生产管理系统

基于炼铁-炼钢-轧钢各工序的数据集成和管理-计划-生产-控制纵向信息集成，实现企业生产管理各项功能，主要包括：①生产计划管理和生产调度管理。将销售订单转化为生产任务，制订制造流程生产计划和各工序的作业计划，对作业计划的完成情况进行跟踪并进行必要的调度调整。②物流管理。包括料场管理、物流跟踪和库存管理。③质量管理。包括生产数据自动采集录入、产品质量标准管理、工艺规范管理、图形分析、质量预报和判断以及报告输出等主要功能。④设备维护管理。包括设备基础数据管理、设备检修管理、设备故障管理、备件管理等。⑤成本管理。统计各分厂物料、能源、制造成本，并进行以降低生产成本为目的的生产资料和能源消耗优化配置。⑥能源管理。用于电力、水和动力介质（煤气、蒸汽、氧气等）的监控、计划调度与分析优化。⑦环境监控。冶金生产过程中废弃物的产生、处理、排放等的监测、分析和预警。通过生产管理系统，可提升钢铁生产精细化和智能化管理水平。在生产组织管理方面，根据事例推理、专家知识的生产计划与运筹学中网络规则技术，提供快速调整作业计划的方法，以提高生产组织的柔性和敏捷化程度；根据参数，可自动计算各工序的生产顺序计划及各工序的生产时间和等待时间，实现计划的全线跟踪和控制；在异常情况及多种工艺路线情况下，实现人机协同动态生产调度。在质量管理方面，基于数据挖掘、统计计算与神经网络分析技术，可对产品的质量进行预报、跟踪和分析；根据生产关系数据和实时数据，可判定在生产中发生的品质异常。在设备管理方面，采用生产设备的故障诊断与预报技术，可建立设备故障、寿命预报模型，实现预测维护。在成本控制方面，采用数据挖掘与预报技术，可建立动态成本模型预测生产成本；利用动态跟踪控制技术，优化原材料的配比、能源介质的供应、产线定修制度、生产的调度管理，动态核算成本。

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Instruction: 你能详细解释一下冶金自动化中的企业管理信息化系统吗？

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## 冶金自动化中的企业管理信息化系统

系统服务于企业经营决策。主要包括企业资源计划（ERP）系统、供应链管理（SCM）系统和客户关系管理（CRM）系统。每个系统都有各自的定位和功能。企业资源计划具有财务管理、订单管理、生产和物料计划等功能。供应链管理具有物料采购、能源供应、发送和服务、运输管理、电子商务和先进计划系统等功能。客户关系管理具有市场预测、市场营销、产品组态、服务报价、售后服务等功能。通过企业管理信息化，协调供产销流程，实现从订货合同到生产计划、制造作业指令、产品入库出厂发运的信息化。企业管理信息化的作用是使生产与销售连成一个整体，计划调度和生产控制有机衔接；质量设计进入制造过程，并控制跟踪全程，完善PDCA循环体系；成本管理在线覆盖生产流程，资金控制实时贯穿企业全部业务活动。

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Instruction: 你是一名领域专家，对冶金自动化中的发展趋势非常了解，请给出详细的解释

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## 冶金自动化中的发展趋势

实现数字化、网络化和智能化是冶金自动化的主要发展趋势。围绕钢铁生产流程三大功能的价值提升，以物质流、能量流、信息流网络协同，将物联网、大数据、云计算等信息技术与钢铁流程设计、运行、管理、服务等各个环节深度融合，实现信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能；利用企业信息化积累的海量数据和信息，按照各种不同类型的决策主题分别构造数据仓库，通过在线分析和数据挖掘，实现有关市场、成本、质量等方面数据-信息-知识的递阶演化，并将企业常年管理经验和集体智慧形式化、知识化，为企业持续发展和生产、技术、经营管理各方面创新奠定坚实的核心知识和规律性的认识基础；基于信息物理模型，进行流程离线仿真和在线集成模拟，生成一个分布式、网络化、集成的“虚拟工厂”软件系统环境；通过人机交互和协同计算，模拟钢铁工业产品生产全过程；支持生产组织优化、生产流程优化、新生产流程设计和新产品开发优化，实现以科学为基础的设计和制造。智能化钢厂的建设，需要深刻理解流程动态运行过程的物理本质，构建起植根于流程运行要素及其优化的运行网络、运行程序的物理模型，进而构建全流程网络化、层次化信息流模型。通过工序功能集优化、工序关系集合协同优化和流程工序集合/重构优化，最终实现钢厂结构优化、功能拓展，工业生态园区的构建与运行。通过优化钢铁流程结构，提升全流程精细化、精准化和智能化管理和控制水平，提升产品质量，提高大宗钢材及关键钢材质量稳定性、可靠性和适用性，降低资源能源消耗，形成绿色化、智能化制造模式，推动钢铁工业转型升级。

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请详细解释以下名词：
电工材料中的导电材料

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## 电工材料中的导电材料

允许电流持续通过的材料，电阻率很低，一般在10-6欧米；除常用的高电导率的铜、铝外，也包括高电阻率的铜合金、镍铬合金以及能导电的石墨等。铜、铝主要用于电线电缆的载流芯，电机、变压器的绕组导线，其他还有在开关设备中供电触头用的银、铜、铝复合材料。高电阻率导电材料主要用于制造各种电阻元件，如调节元件、电位器、传感元件等，要求抗氧化和耐腐蚀性好，温度系数小，机械强度高；还可用于发热元件，并要求材料在高温下有好的抗氧化能力，高强度及高电阻率，温度系数小。有较高电阻率的石墨，熔点高，润滑性好，用于制作电机的电刷、弧光灯的电极等。属于导电材料的还有低温导电材料和超导材料。例如，纯铝在20开尔文（K）下，即液氢温度范围中是最好的低温导电材料；而铍在77K左右，即液氮温度下电阻率也只有常温下的千分之一到万分之一以下。超导材料一般在接近0K的温度下，其电阻率已测不出。20世纪80年代已发现上千种超导材料，其中有元素类，也有化合物。较为实用的是铌三锡、铌三铝等。1986年发现的钡、钇、铜、氧化物陶瓷在液氮温度（77K）即具有超导性，这将对超导电技术的普及，甚至对人类文明产生深远影响。

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Instruction: 你能详细解释一下电工材料中的半导体材料吗？

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## 电工材料中的半导体材料

电导率介于导电材料和绝缘材料之间，约为105～10-7西/米的材料。对于电子（空穴）电导也可按能带理论的禁带宽度来定义，其值约为0.08～3电子伏（也有人认为其上限应为1.5电子伏或2电子伏）。半导体与导体相比，除电导率小外，其电导率随温度升高而增大，而导体的电导率随温度升高而下降。纯净的半导体材料由于导电性能很差，没有实用价值；通过掺入不同浓度的微量杂质来控制其导电性，使半导体材料能制成各种器件，从而获得广泛应用。例如，硅、锗中掺入磷、砷、锑等元素，可制成电子型（N型）半导体；掺入硼、铝、镓、铟等元素，可制成空穴型（P型）半导体。利用N型和P型的不同组合，可获得整流和放大作用，在电工中可用于控制和调节电源。半导体的电导率对外界因素极为敏感，在其作用下可观察到一系列物理现象。例如在不同波长的光照下能产生光电效应，这时电子吸收光能，导致自由载流子浓度增大，从而电导率增大，称为光电导性。利用这一性质，可制成光敏元件。此外，还有热电效应、霍尔效应、磁阻效应、压电效应、场效应和隧道效应等都可加以利用。氧化锌电压敏元件在电力系统中用作过电压保护；砷化镓在发展超高速半导体集成电路中起着至关重要的作用。半导体可以按化学组分分为有机的和无机的两类，主要使用无机半导体。无机半导体可进一步分为元素型和化合物型。后者按组分元素又可分为二元、三元等，发展迅速。半导体也可按其结构形态分为结晶半导体和非晶态半导体。一般多使用前者，但70年代以后大力开发后者。

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Instruction: 你能详细解释一下电工材料中的电绝缘和电介质材料吗？

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## 电工材料中的电绝缘和电介质材料

电绝缘和电介质材料的电阻率约为1010欧米以上。实用中优良绝缘材料的电阻率在室温下都大于1012欧米。通常所用的绝缘材料都含有杂质，在工作温度下的电阻或电导属离子型。对于电导属电子型的绝缘材料，一般认为禁带宽度在2～3电子伏以上。电介质材料的特点是其在电场中能发生极化。由于电介质多数是优良的绝缘材料，两者经常作为同义词使用。电绝缘材料常按其聚集状态分为气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。常用的电绝缘材料多数属于固体，液体和气体电绝缘材料一般不能起力学上的支撑作用，所以较少单独使用。①气体绝缘材料。特点是电导率、介电常数和介质损耗均低，击穿强度一般比液体和固体绝缘材料也低得多，但击穿后能自行恢复绝缘状态，具有自愈性。六氟化硫气体具有较高的击穿强度，广泛用作封闭式电器的绝缘。②液体绝缘材料。一般用来替代空气，填充电气设备中的空间，或浸渍设备绝缘结构中的孔隙。除了电绝缘作用，它还可以起散热或灭弧作用。在选择液体绝缘材料时应考虑它在电场作用下的稳定性、热稳定性、黏度、闪点、酸值、碱值、杂质含量、水含量、热膨胀系数以及与其他绝缘和结构材料的相容性等。应用最多的液体绝缘材料是矿物绝缘油。为了保证液体材料成分的纯净，发展了多种合成绝缘油，如高温下使用的硅油以及十二烷基苯等。③固体绝缘材料。可以分成天然的和合成的。天然的有棉纱、丝绸、纸、虫胶、沥青、矿物油、橡胶、石棉、云母等，在19世纪已开始用于电工设备。合成材料，特别是高分子材料，在20世纪得到迅速发展。高分子材料的绝大多数具有高电阻率，并且高分子材料（包括塑料、合成橡胶和合成纤维等许多品种）能满足多种使用场合的要求。高分子材料与相应的天然材料相比有着更为优异的介电性能、力学性能和耐高温性能，在电绝缘材料中占有重要地位，主要有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氯乙烯、聚酯和不饱和聚酯、环氧树脂、有机硅树脂，以及聚酰亚胺为代表的芳杂环高分子材料等。此外，在无机绝缘材料方面，也有重大的进展。例如，制成了粉云母纸，解决了云母资源的不足；玻璃纤维布的出现，使纤维的耐热等级大大提高；陶瓷品种的发展满足了高机械强度、高温度和高介电常数的要求。由于超导技术的迅速发展，低温电工材料也相应取得重大进展。低温电绝缘漆胶和黏合剂，电工薄膜和层压制品以及低温无机绝缘材料，如玻璃、石英、陶瓷等，都有很大发展。

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Instruction: 你能详细解释一下电工材料中的磁性材料吗？

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## 电工材料中的磁性材料

具有铁磁性能的材料，称磁性材料。电工中应用的磁性材料按其矫顽力可分为软磁材料和永磁材料两大类。软磁材料用于交变磁场，而永磁材料用于静态磁场。按材料组成可分成金属和非金属两种。前者有铁、钴、镍、钆及其合金，也可包括稀土类元素，如RCO5，其中R为稀土元素钐、铈和镨。非铁磁元素的合金也可以成为铁磁材料，例如锰、铜和铝等。非金属型材料有铁氧体，它具有磁畴结构，能自发磁化而具有铁磁性。铁磁性材料具有磁滞回线，在交变磁场中造成损耗，必须设法降低。交流磁场作用下引起的涡电流，也会造成损耗。两种损耗统称铁耗，都造成设备发热，这在高频率下特别突出。铁氧体的铁耗在高频下特别小，成为适用于高频的磁性材料。磁性材料的某些特殊性能还可用于特殊场合。例如具有直角磁滞回线的材料可以用作磁记忆材料。某些磁性材料在磁场强度变化时其几何尺寸发生变化，称为磁致伸缩材料，可用于超声发生器和接收器及机电换能器中，用以测量海洋深度、探测材料的缺陷等。

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Instruction: 请详细介绍绝缘耐热等级和热老化试验中的热老化试验

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## 绝缘耐热等级和热老化试验中的热老化试验

绝缘的热老化试验有以下两种。①绝缘结构的热老化试验：用模拟样品（如模型线圈）或实样（如小电机）作试样。除提高运行温度外，常增加热冲击、机械振动、受潮等组成老化周期，如以升温→热暴露→降温→机械振动→受潮试验为一个循环。为使热以外的因素保持恒定，不同老化温度下的循环数应相等或接近相等。一般根据材料的主要用途采用试样在试验中某一关键功能参数（例如绝缘被击穿）来标志寿终。②绝缘材料的热老化试验：用单一材料（如薄膜）或材料的简单组合（如漆包线）作试样。在恒温下老化，选用绝缘材料在使用中所承担的主要功能参数作为寿终的判据。当所选评定寿命的参数下降到规定值时，试验所经历的时间即为该温度下的寿命。各种绝缘结构与绝缘材料的热老化试验的试样、试验条件和评定寿命的参数等均按相关标准规定。

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Instruction: 为介质损耗因数写一篇详细的介绍

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## 介质损耗因数

电介质损耗与该电介质无功功率之比值称为电介质损耗角正切（），又称介质损耗因数。理想电介质中电导损耗等于零，此时表示电位移滞后电场强度的角度。是用来衡量电介质损耗大小、材料品质的重要参数，因为电介质损耗可写成：而单位体积电介质损耗为：式中为电介质电容；为外施电压；=8.85×10-12法/米；为电介质常数。亦有用乘积表示电介质损耗的常数，称为介质损耗常数。电介质损耗发热消耗能量并可能引起电介质的热击穿，因此在电绝缘技术中，特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合，应尽可能采用较低的材料。但也有利用高频（一般为0.3～300兆赫兹）介质发热来干燥材料（木材、纸、陶瓷等）、加工塑料以及胶黏木材等。利用电介质加热的优点是加热速度快、加热均匀（介质彻体发热）、方便，并能较易实现局部加热等。

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Instruction: 请详细介绍介质击穿中的面积效应

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## 介质击穿中的面积效应

电介质的击穿电压随电极面积增大而降低的现象。在均匀或接近均匀的电场中，例如对薄层的固体或液体电介质，当电极面积增加时，电介质中出现缺陷、液体电介质中杂质形成小桥以及电极表面粗糙形成局部场强增强点的概率增大，因而击穿电压下降。在稍不均匀电场中，例如对六氟化硫（SF6）气体绝缘，因放电由电子崩阶段转入流注阶段时电子崩的长度很小，因而它的击穿也具有面积效应，即当电极面积增加时，因电极表面严重突出物和其他缺陷出现的概率也大，因而击穿电压下降。对具有面积效应的电极和电介质系统，可将电极看作是许多面积较小电极的并联，击穿电压的概率分布遵循正态分布，或贡贝尔分布，或韦布尔分布，它们的概率分布函数分别为：或：或：以上3式中分别为击穿概率为5%、16%、50%、63%时的电压值；为初始值；。对韦布尔分布，上式仅适用于的情况；当时，。具有面积效应的绝缘结构有电力电容器、油浸纸绝缘电缆、电容套管、变压器绕组匝绝缘、线段间油道、SF6输电管道和SF6气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）等。

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Instruction: 我想了解关于绝缘材料中的分类和性能的知识，请写一篇详细的介绍

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## 绝缘材料中的分类和性能

绝缘材料种类很多，可分气体绝缘材料、液体绝缘材料、固体绝缘材料3大类。常用的气体绝缘材料有空气、氮气、六氟化硫等。液体绝缘材料主要有矿物绝缘油、合成绝缘油（硅油、十二烷基苯、聚异丁烯、异丙基联苯、二芳基乙烷等）两类。固体绝缘材料可分有机、无机两类。有机固体绝缘材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、塑料、橡胶、漆布漆管及绝缘浸渍纤维制品、电工用薄膜、复合制品和黏带、电工用层压制品等。无机固体绝缘材料主要有云母、玻璃、陶瓷及其制品。相比之下，固体绝缘材料品种多样，也最为重要。不同的电工设备对绝缘材料性能的要求各有侧重。高压电工装置如高压电机、高压电缆等用的绝缘材料要求有高的击穿强度和低的介质损耗。低压电器则以机械强度、断裂伸长率、耐热等级等作为主要性能要求。绝缘材料的宏观性能如电性能、热性能、力学性能，耐化学药品、耐气候变化、耐腐蚀等性能，与它的化学组成、分子结构等有密切关系。无机固体绝缘材料的化学组成主要是硅、硼及多种金属氧化物，以离子型结构为主。其主要特点为耐热性好，工作温度一般大于180℃，稳定性好，耐大气老化性、耐化学药品性及长期在电场作用下的老化性能好；但脆性高，耐冲击强度低，耐压高而抗张强度低；工艺性差。有机绝缘材料的化学组成一般为聚合物，平均分子量在104～106，其耐热性通常低于无机材料，含有芳环、杂环和硅、钛、氟等元素的材料其耐热性则高于一般线链形高分子材料。影响绝缘材料介电性能的重要因素是分子极性的强弱和极性组分的含量。极性材料的介电常数、介质损耗均高于非极性材料，并且容易吸附杂质离子增加电导而降低其介电性能。故在绝缘材料制造过程中要注意清洁，防止污染。电容器用电介质要求有高的介电常数以提高其比特性。

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请详细解释以下名词：
绝缘材料中的发展概况

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## 绝缘材料中的发展概况

最早使用的绝缘材料为棉布、丝绸、云母、橡胶等天然制品。20世纪初，工业合成塑料酚醛树脂首先问世，其电性能、耐热性能均好于棉布、丝绸等天然制品。以后又相继出现了性能更好的脲醛树脂、醇酸树脂。三氯联苯合成绝缘油的出现使电力电容器的比特性出现了一次飞跃（但因有害人体健康，后已停止使用）。同期还出现了合成的六氟化硫绝缘材料。20世纪30年代以来，人工合成绝缘材料得到了迅速发展，主要有缩醛树脂、氯丁橡胶、聚氯乙烯、丁苯橡胶、聚酰胺、三聚氰胺、聚乙烯及性能优异称之为塑料王的聚四氟乙烯等。这些合成材料的出现，对电工技术的发展起了重大作用。如缩醛漆包线用于电机，使其工作温度和可靠性提高，而电机的体积和重量大大降低。玻璃纤维及其编织带的研制成功及有机硅树脂的合成又为电机绝缘增加了H级的耐热等级。40年代以后，不饱和聚酯、环氧树脂问世。粉云母纸的出现使人们摆脱了片云母资源匮乏的困境。50年代以来，以合成树脂为基的新材料得到了广泛应用，如不饱和聚酯和环氧等绝缘胶可供高压电机线圈浸渍用。聚酯系列产品在电机槽衬绝缘、漆包线及浸渍漆中使用，发展了E级和B级低压电机绝缘，使电机的体积和重量进一步下降。六氟化硫开始用于高压电器，并使之向大容量小型化发展。断路器的空气绝缘及变压器的油和纸绝缘，部分被六氟化硫所取代。60年代，含杂环和芳环的耐热树脂得到了大发展，如聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚芳砜、聚苯硫醚等属H级及更高耐热等级的材料。这些耐热材料的合成为以后发展F级、H级电机创造了有利条件。聚丙烯薄膜在这一时期也成功地用于电力电容器。70年代以来，新材料的开发研究相对比较少，这一时期主要是对现有材料进行各种改性及扩大应用范围。对矿物绝缘油采用新方法精制以降低其损耗；环氧云母绝缘在提高其机械性能和实现无气隙以提高其电性能方面做了很多改进。电力电容器由纸膜复合结构向全膜结构过渡。1000千伏级特高压电力电缆开始研究用合成纸绝缘取代传统的天然纤维纸。无公害绝缘材料70年代以来也发展很快，如以无毒介质异丙基联苯、酯类油取代有毒介质氯化联苯，无溶剂漆的扩大应用等。随着家用电器的普及，其绝缘材料着火而导致重大火灾事故屡有发生，所以对阻燃材料的研究引起了重视。80年代，开始出现新的绝缘材料体系，聚酰亚胺、聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚马来酰亚胺、聚二苯醚等耐热绝缘漆、黏合剂、薄膜等相继问世，电工产品耐热等级也被提升到B级，在冶金、吊车、机车电机等特殊电机中开始采用新的F、H级绝缘材料。90年代，大规模地开发F、H级绝缘材料，使其性能得到提高，如改性二苯醚、改性双马来酰亚胺、改性聚酯亚胺漆包线漆、聚酰亚胺漆包线漆、玻璃纤维制品、高性能聚酰亚胺薄膜、F级环氧粉云母带等。无溶剂浸渍树脂和快干浸渍漆得到迅速发展，少胶粉云母带、真空压力浸渍树脂开始应用。2000年以来，人们开始应用纳米技术发展绝缘材料。将纳米级粉料均匀地分散在聚合物树脂中，也可以在聚合物内部形成纳米级晶粒或非晶粒物质，还可形成纳米级小孔和气泡。纳米材料的加入一定程度改善了聚合物基体的机械和电学性能，如耐电晕性能、耐局部放电性能。纳米材料的应用推动了传统绝缘材料的进步。绝缘材料的研制和开发水平是影响制约电工技术发展的关键之一。未来要求发展耐高压、耐热绝缘，无溶剂无公害绝缘，复合绝缘，耐腐蚀、耐水、耐油、耐低温、耐辐照及阻燃等绝缘材料，发展节能材料。重点发展用于高压大容量发电机的环氧云母绝缘体系，中小型电机用的F、H级绝缘系列，高压输变电设备用的六氟化硫气态介质，取代氯化联苯的新型无毒合成介质，高性能绝缘油，合成纸复合绝缘材料，阻燃性橡塑材料和表面防护材料等，同时要加速传统电工设备用绝缘材料的更新换代。

绝缘材料 工学 电工材料 电气工程


Instruction: 我想了解一下新型气体绝缘材料中的性能，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 新型气体绝缘材料中的性能

新型绝缘气体具有优良的物理性能、化学性能和电气性能。①具有稳定的化学结构，无色、无毒、不燃、惰性、难分解、耐高温、扩散性良好等。②具有击穿场强高、电导率低、自愈性好、灭弧性能良好等。新研发的C4、C5气体其击穿场强与SF6类似，具有优异的介电性能。C4、C5具有低的电离系数、高的临界温度，可使用在高压环境中。③在不均匀电场下的击穿强度没有明显降低，可使用在一些不均匀电场的装置中。C4和C5等气体具有较强的灭弧性能，放电时可吸附大量电子后使电弧电导迅速下降，最终熄灭。另外，C4和C5最重要的优点之一是环保，自身是环保材料，并且在放电后不易分解生成有害气体，这使得C4、C5等新型绝缘气体取代SF6成为可能。

工学 气体绝缘材料 电气工程 绝缘材料 电工材料


Instruction: 我正在写关于分组码中的BCH码的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 分组码中的BCH码

一类重要的循环码，能纠正多个错误。假设是满足的最小正整数，是域的次单位原根，作循环码的生成多项式，以个接续的元素为根，式中，均为正整数，且。于是：…（7）式中为的最小多项式。由这个所生成的，分组长为的循环码称为BCH码。它由印度裔美国数学家和统计学家R.C.玻色（Raj Chandra Bose，1901-06-19～1987-10-31），美国科学家D.K.拉伊-乔杜里（Dwijendra Kumar Ray-Chaudhuri，1933-11-01～ ）及法国数学家A.奥康让（Alexis Hocquenghem，1908-01-14～1990-04-17）三人研究而得名。BCH码的主要数量指标是：码长，首元指数，设计距离，信息位数〔表示多项式的次数〕。BCH码的重要特性在于：设计距离为的BCH码，其最小距离至少为，从而可至少纠正个独立错误。BCH码译码的第一步是计算伴随式。假设为发送码矢量，为接收矢量，而为错误矢量，或记为称为错误多项式。于是伴随矢量之诸分量由：…（8）决定（；为简便计，设）。假设有个错误出现，则对应于个错误的。如果的第个（从左至右）非零分量是，则称为这个错误的错位，而称为这个错误的错值。称为错位多项式。BCH码译码的关键是由诸求出。这可用著名的伯利坎普-梅西迭代算法来完成。这种算法相当于线性移位寄存器的综合问题。最后一步是求出的全部根，可用钱天闻搜索算法完成，从而可以定出接收矢量的全部错位。

信息与通信工程 工学 信道编码


Instruction: 你能详细解释一下分组码中的戈帕码吗？

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## 分组码中的戈帕码

一种重要的线性分组码，它不仅包括常见的诸如本原BCH码等大量的循环码类，还包括相当多的非循环线性分组码类，并且后一种码具有良好的渐近特性。戈帕码的理论实质在于将每一个码矢量与一个有理分式相对应。是某一个素数幂，是域上的任意多项式，表示域中所有不为之根的元素所成之集合，代表中元素的数目。于是存在一个以为符号域，以为位置域的线性分组码。码长为，它的各码元用中的元素来标志。这种码可定义为满足条件：…（9）的一切上的全体维矢量的集合，式中，这种码称为戈帕码，称为戈帕多项式。例如，是域上的本原元素：…（10）则：…（11）于是：…（12）可验证，即为这一戈帕码的码字。戈帕码也有类似于BCH码的译码方法。自20世纪50年代分组码的理论获得发展以来，分组码在数字通信系统和数据存储系统中已被广泛应用。由于大规模和超大规模集成电路的迅速发展，人们开始从易于实现的循环码理论研究中解脱出来，更重视研究性能良好的非循环线性分组码和非线性分组码。人们在分组码研究中又引进了频谱方法，这一研究方向受到了较多的关注。

信息与通信工程 工学 信道编码


Instruction: 你是一名领域专家，对信道编码中的编码定理非常了解，请给出详细的解释

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## 信道编码中的编码定理

信道容量是信道能传送的最大信息率。编码定理就是解决达到这个最大值的可能性和超过这个最大值时的传输问题。一般的编码定理是：若信道容量为，在信道中传送的信息率为（均以每信道符号计），如，只要输入符号的数目足够大，总有一种使接收端译码差错概率任意小的编码方法。反之，如，必定不存在能使接收端译码差错概率任意小的编码方法；当，差错概率将接近1。对于多用户信道，其容量是一个区域的外界面，则须把上述的换成矢量在界面的内部，把换成矢量在界面的外部，其他情况不变。因此，信道容量是一个界限，在这个界限之内可以几乎无错误地传输，而在这个界限之外就不可能。在这个界限上的情况则是不明确的。有时把上述定理中的称为编码定理，而把称为其反定理。不是所有信道的编码定理都已被证明。只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明；其他信道也有一些结果，但尚不完善。其实，当信道的编码定理未被证明之前，信道容量的概念也并不明确。证明信道编码定理通常采用随机编码的概念。所谓编码，实际上是从各种输入符号序列中选取种作为码字来传递信息。例如，输入个符号，每个符号，若中有个元，则一共有种序列，从中任选种作为码字，就有种选法，也就是有种编码方法。然后计算每种编码在接收端检测时出错概率的上界，再对每种编码赋予一个概率测度，也就是说采用一种编码是随机的，但却可计算所有编码的平均差错概率的上界。经过复杂的运算可得到这个平均差错概率的上界为：…（1）式中为所传送的信息率；称为可靠性函数。当小于信道容量时，大于零。因此当，的上界将为零。既然所有编码的平均差错率将逼近于零，则必有一种较好的编码，差错概率也将逼近于零，这就证明了能无错误地传送的编码方法的存在性。反定理也可相仿地证明，只是此时应求正确概率的上界，并证明它的平均值逼近于零。关于多用户信道编码定理的证明，基本上仍用单用户理论，只是引入了时分内插原理。例如，在二址接入信道中，把一个输入作为干扰，就成为单用户问题，这样可得到一种编码方法；再把另一个输入作为干扰，又得到另一种编码方法；然后这两种编码方法按时间来分配，也就是某段时间用前一种编码，而另一段时间用后一种编码，这样就扩展了容量区域，成为原来两种编码的区域的凸包，从而证明二址接入信道的编码定理，因为分别位于两个二维区域中和两点的连线上的任一内点就是时间分配的结果。可靠性函数指出了差错概率与信息率和序列长度的关系，但这是上界公式，还不能确切指出最佳编码的实际差错值。人们试图计算差错概率的下界，以得到相仿的指数关系，只是所得到的与上述不完全相同，还不能得到差错概率的确切值或确切的逼近零的速度，因此这也是编码定理中尚存的问题之一。

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请详细解释以下名词：
塑料工业中的特点

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## 塑料工业中的特点

塑料工业的特点主要有：①塑料工业最早是以天然树脂和改性的纤维素为原料，合成树脂出现后，则转向以煤焦油产品和电石乙炔为原料的合成树脂。自20世纪50年代后，合成树脂的原料绝大部分由石油化工提供。在这个意义上，塑料工业又常称作石油化工的下游工业，而且随着塑料工业的发展，也促进了石油化工的发展。20世纪末及21世纪初期，煤制烯烃技术得到了快速发展，大量设备投产，煤基聚乙烯、聚丙烯塑料的比重逐渐增大，在一定程度上缓解了原料乙烯、丙烯对石油的依赖性。同时，在原油价格较高时，煤基聚乙烯、聚丙烯塑料也会有一定的优势。②塑料制品有成千上万种，其性能主要取决于所用单体和聚合方法，以及助剂和加工方法等。例如，高压法聚乙烯有高支化度、低结晶度和高透明度，而低压法聚乙烯有低支化度、高结晶度、高强度和高硬度；悬浮法聚氯乙烯主要用作软质或硬质塑料，而乳液法聚氯乙烯主要用作泡沫人造革。非极性树脂如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等主要用作通用塑料，而带极性基的树脂如聚丙烯腈、丙烯酸系树脂和聚醋酸乙烯酯等，则用于纤维、涂料和胶黏剂等；分子间有氢键或高结晶性树脂如聚酰胺、聚丙烯等既可作塑料，又可作纤维。所以，塑料工业与化学纤维工业、涂料工业，以及胶黏剂的生产紧密相连。③塑料工业既是原料、材料工业又是制品工业。它不仅为本行业提供合成树脂、各种模塑粉和粒料，又为其他行业提供进一步加工的材料，如片基、管材、板材、泡沫结构材料等，还直接为社会和生活提供种类繁多、性能各异的塑料制品，包括塑料消费品等。


Instruction: 我想了解一下塑料工业中的工业现状，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 塑料工业中的工业现状

2013～2018年，世界塑料需求量年均增长率为3.9%，通用塑料中，高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯的需求增长率低于3.9%，聚苯乙烯需求增长率更是低至2%，但聚苯乙烯的需求增长率明显高于其他塑料品种，高达5.3%，苯乙烯类共聚物（包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物）的需求增长率为4.1%；工程塑料需求增长率普遍高于通用塑料，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯的需求增长率高达5.2%，聚氨酯的需求增长率达4.8%，聚酰胺和聚碳酸酯的需求增长率分别为4.2%和4.1%。20世纪70年代以后，塑料工业出现的新情况是：①合成树脂的生产装置实现了大型化、连续化和自动化，单条生产线的能力达到12万吨以上。高效催化剂和流程简化，以及节能的本体聚合方法实现了工业化。在品种上，线型低密度聚乙烯的问世和大规模投入生产是突出的代表。②工程塑料、高分子复合材料和高性能材料发展很快，出现了许多新品种，如液晶自增强塑料开始大规模生产，工程塑料的增长率也超过了通用塑料。③塑料加工以节能、节约原材料为目标，塑料机械的自动化水平越来越高，成型加工新方法不断出现。如反应注塑成型、结构泡沫塑料注塑成型和热固性塑料注塑成型；各种共挤出技术，包括薄膜、片材和异型材的共挤出；多层吹塑，挤拉吹和注拉吹；增强塑料的拉挤成型等。


Instruction: 我想了解一下石油化学中的沿革，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 石油化学中的沿革

石油化学的研究工作始于19世纪末期，以美国和苏联为发源地。在美国，“Petroleum Chemistry”一词始于1907年的Chemical Abstract。美国化学学会于1922年成立石油化学分会，被认为是石油化学形成的重要标志。随着石油工业和石油加工工业的发展，在20世纪30～40年代，各国开展了大量关于石油化学的研究工作。在此基础上，20世纪50年代出版了一批有重要学术价值的著作，使石油化学学科的水平提高到了一个新高度。其中，根据美国石油学会第6号课题组自1927年开始、历时25年的研究工作结果，F.D.罗希尼等于1953年出版了Hydrocarbons from Petroleum专著。自20世纪中叶起，石油加工技术发展迅速，石油化学随之在深度和广度上均有很大进展。研究对象从汽油、煤油、柴油、润滑油馏分，发展至原油中最重的馏分——减压渣油；研究的手段从传统的常规方法，更新为以近代物理分析测试为主的方法；研究的领域也从化学组成和转化反应扩展到石油化学品的合成。随着高分辨质谱等研究石油分子结构的近代物理分析方法的日臻完善，对石油这个复杂体系的认识正逐步深入到分子水平。

化石燃料 工学 燃料化工 化工 〔燃料〕 石油


Instruction: 我正在写关于石油化学中的石油的组成的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 石油化学中的石油的组成

石油是一种多组分的复杂混合物，包括烃类及非烃类。其沸点范围很宽，从常温到500℃以上，相对分子质量的范围为数十至数千。烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃和烯烃。天然原油中一般不含烯烃，但在石油的裂化反应产物中则含有烯烃。非烃类包括含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物、胶状及沥青状物质、金属化合物。其中，含硫化合物是石油中主要的非烃化合物。各种原油的含硫量差异很大，少的只有万分之几，多的可达百分之几。石油中所含硫的存在形式有元素硫、硫化氢以及硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等类型的有机含硫化合物，此外还有少量既含硫又含氧的亚砜和砜类化合物。石油中非烃化合物的含量一般随其沸点的升高而增加，在减压渣油中非烃化合物甚至可以占一半以上。这些非烃类组分一般对石油产品的质量是有害的，或有可能使石油炼制过程中使用的催化剂中毒，需设法除去。

化石燃料 工学 燃料化工 化工 〔燃料〕 石油


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请详细解释以下名词：
石油化学中的石油组分的化学反应

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## 石油化学中的石油组分的化学反应

分为热转化反应和催化转化反应两类。烃类从约450℃开始即有明显的热转化反应（包括裂解和缩合）。在各种不同催化剂作用下的催化转化过程及其中的化学反应主要有：①催化裂化。烷烃主要发生裂解和异构化反应，生成相对分子质量更小的烷烃和烯烃；烯烃发生裂化反应、异构化反应、环化反应和氢转移反应；环烷烃的基本反应是环断裂生成烯烃和二烯烃，并可异构化或脱氢生成芳烃；芳烃主要发生侧链断裂、烷基转移和脱氢缩合等反应。②加氢裂化。烷烃和烯烃发生裂化反应（生成分子质量更小的烷烃）、异构化反应、环化反应；环烷烃主要发生长侧链的断链反应；芳烃除侧链断裂外，还会发生芳环的加氢饱和反应。③加氢处理。含硫、氮、氧的非烃组分发生脱除硫、氮、氧的反应，含金属有机化合物发生氢解反应，烯烃发生加氢饱和反应，芳烃发生部分加氢饱和反应。④异构化。正构烷烃转化为异构烷烃。⑤烷基化。异构烷烃与烯烃或芳烃与烯烃进行加成反应，生成较大分子的异构烷烃或烷基芳烃。⑥醚化。异丁烯或异戊烯等烯烃和甲醇或乙醇等醇类反应转化为醚类。⑦烯烃叠合。各种低分子烯烃转化为较大分子的烯烃。⑧氧化。烷烃氧化为醇类、醛类、酮类或羧酸类等化合物，烯烃氧化为环氧化物、醇类、醛类、酮类或羧酸类等化合物。⑨脱氢。烷烃脱氢转化为烯烃、环烷烃、二烯烃及芳烃，烯烃脱氢生成二烯烃，环烷烃脱氢生成芳烃，烷基芳烃脱氢生成烯基芳烃。

化石燃料 工学 燃料化工 化工 〔燃料〕 石油


Instruction: 我想了解一下石油炼制工业中的简史，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 石油炼制工业中的简史

石油炼制工业的建立大约可追溯到19世纪中期。1854年，美国耶鲁大学的化学家B.西利曼[注]从原油中分馏得到可用作高质量照明用油的煤油馏分。1859年，E.L.德雷克[注]在宾夕法尼亚州泰特斯维尔钻出美国第一口油井。1860年，美国建造了第一个炼油厂。在19世纪后期，从原油的重质馏分中生产得到润滑油，并开始在各个应用领域取代动植物油脂。20世纪初，随着内燃机和汽车工业的发展，尤其是第一次世界大战对汽油的需求推动了炼油工业的迅速发展。从石油蒸馏直接制得的汽油在数量上已不能满足需求，以较重的馏分油或重油生产汽油的热裂化技术应运而生。20世纪40年代，为保障第二次世界大战盟军对汽油的需求，催化裂化技术迅速发展，逐渐成为生产汽油的主要加工过程。与此同时，润滑油生产技术也有了较大发展。20世纪50年代，为满足对汽油抗爆性的要求，出现了铂重整技术，促进了催化重整技术的发展。由于催化重整产出廉价的副产品氢气，也促进了加氢技术的发展。在此期间，各种催化反应技术在炼油工业中有了全面的、较大的发展。炼油工业已发展成为一个技术先进、规模宏大的产业。

石油炼制工业 燃料化工 工学 化工


Instruction: 我正在写关于石油炼制工业中的中国概况的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 石油炼制工业中的中国概况

中国是最早发现和利用石油的国家之一，但近代石油炼制工业是在中华人民共和国成立后，随着大庆油田的开发和原油产量的增长才得到迅速发展的。1983年原油加工能力首次超过1亿吨/年，1996年超过2亿吨/年，2007年超过4亿吨/年，2018年超过8亿吨/年，居世界第2位。截至2019年，原油加工手段和石油产品品种比较齐全，汽油、煤油、柴油除满足国内需求之外还有部分出口，具备利用自有技术建设单系列千万吨级炼油厂的能力，主要技术处于世界先进水平，部分技术处于世界领先水平。中国炼油工业向大型化、规模化发展，千万吨级炼厂持续增加，截至2019年底，千万吨级炼厂总数已达29座，其中镇海炼化、茂名石化、大连石化、惠州炼化、恒力石化、浙江石化的炼油能力已达2000万吨/年。全国约70%的炼油能力集中分布在环渤海湾（京、津、冀、辽、鲁）、长江三角洲（沪、苏、浙）和珠江三角洲（粤、桂）三大地区。中国石油产品消费结构中，柴油占比最大，汽油次之，二者之和占全部石油产品消费的40%以上。近几年消费柴汽比不断下降，2019年已降至1.2。车用燃料质量标准不断加严，2017年全国范围内车用汽、柴油的硫含量限值均已降至10ppm。炼油厂装置的组成是根据所加工原油的特点和产品需要而确定的。炼油厂加工的原油70%以上需要进口，2019年的原油对外依存度已达72.5%，进口原油一半以上来自中东地区和俄罗斯。国产大多数原油含重馏分多、含蜡量高、含硫量低，进口中东原油则含硫量较高，总体上所加工原油偏重。与世界平均水平相比，焦化、催化裂化、加氢裂化、催化重整等二次加工装置占比较高，加氢处理所占比例相对较低。随着油品质量升级步伐加快，加氢处理所占比例已有大幅增长，从2000年的15.6%增至2019年的44.9%，但仍低于世界平均水平。随着环保要求进一步严格和炼化一体化进一步发展，加氢处理所占比例将进一步增长。

石油炼制工业 燃料化工 工学 化工


Instruction: 请详细介绍石油炼制工业中的发展趋势

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## 石油炼制工业中的发展趋势

从1973年开始，原油国际市场价格上涨，此前每桶原油2美元左右，至1980年涨至近40美元/桶，此后经过多次振荡，在2012年达到创纪录的历史新高，超过了110美元/桶，2014年下半年出现断崖式下跌，2016年初曾一度跌破到30美元/桶，此后逐步回升并在50～80美元/桶左右经历多次振荡，2020年初随着新型冠状病毒疫情的爆发再次出现断崖式下跌，一度跌至20美元/桶以下，到2020年底恢复至50美元/桶以上。从原油品质来看，由于世界很多油田开采已处于中后期，轻质原油开采量减少，重质原油产量相对增加，加拿大油砂沥青和委内瑞拉超重油等非常规重油资源的开发更是加剧了全球生产原油品质的重质化和劣质化趋势。从21世纪初期以来，美国页岩油气开采的蓬勃发展促使轻质页岩油（致密油）产量大幅增长，对全球原油资源的配置产生深远影响，全球生产原油的品质呈现轻、重两极化发展趋势。此外，国际上对环境保护日益重视，对石油产品质量要求更高，对轻质石油产品的需求更多，同时近10年来发达国家的石油消费量呈下降趋势，而新兴经济体对石油的需求持续增长。这些因素促使近年来石油炼制工业发生以下重大变化：①世界原油加工能力的增长速度减慢，炼油工业中心东移。发达国家的原油加工能力过剩，美国凭借其资源优势增加了石油产品出口，但西欧地区近几年有大量炼厂关闭，日本的炼油产能也呈下降趋势。在此期间，中东产油国的石油炼制工业则迅速发展，印度的炼油产能也在进入21世纪后加速增长，发展最快的是中国。②石油产品结构发生较大变化，重油轻质化技术得到较快发展。燃料油需求量大幅度减少，汽油、喷气燃料、柴油等轻质产品需求量增加，因而原油深度加工受到普遍重视，石油焦化、催化裂化、加氢裂化等从重质馏分生产轻质产品的装置增建较多。与此同时，还开发了很多加工重质馏分油和渣油的新工艺。③油品质量升级加速，加氢技术得到快速发展。车用汽、柴油品质要求日益严格，继汽油无铅化之后，汽、柴油的硫含量限值快速下降，部分国家和地区已进入超低硫时代，能够有效降低油品硫含量的加氢处理技术得到重视，是各种二次加工装置中发展最快的技术。中国结合自身国情开创性地发展了利用多产异构烷烃的催化裂化技术和吸附脱硫（也属于加氢脱硫）技术相结合，同时加快发展催化重整技术，实现了汽油质量的快速升级。④环境保护日益受到重视，绿色低碳技术得到发展。石油炼制工业的污水、废气、废渣排放量很大，是很大的污染源，各国都制定了很多法律、标准，限制污染；同时开发和实施了很多环境保护新技术，如污水深度处理和回用于循环冷却水系统的方法、炼厂尾气深度处理、烟气脱硫脱硝，以及大力发展加氢处理工艺，开发高活性、高选择性的无毒无污染催化剂等本质绿色的炼油技术，实现源头减排，逐步实现无污水排放炼厂、清洁炼厂等。此外，炼油厂的二氧化碳排放近年来也受到关注，正在开发降低炼厂碳排放的技术，最有效的碳减排措施是提高能效，节能技术有了很大发展。⑤注意原油的综合利用，大型化、炼化一体化效益显著。石油炼制工业和石油化工、三大合成材料（如合成纤维、合成橡胶、塑料）工业的关系更加密切，成为发展石油化学工业的基础。炼油厂和化工厂在生产上的结合逐步从简单的原料互供，发展到物流、能量供给、服务等多方面的集成优化，形成紧密的炼化一体化体系，除了可以使炼油厂15%～25%的低价值油品变成高价值的石化产品之外，还可以降低生产成本，资金回报率可以提高2%～5%。⑥计算机和信息技术的应用对提高炼油工业水平的作用日益重要。利用计算机技术进行从原油调和、炼制过程直到产品调和的全流程优化，有助于实现石油利用价值的最大化。随着信息技术的迅猛发展，物联网、云计算、大数据等新技术已进入大规模商用阶段，以互联网为代表的信息技术与运营技术、制造技术的融合，不断催生出新业态、新模式，将打造出智能化的现代炼厂，给石油炼制工业生产方式带来革命性的变化。

石油炼制工业 燃料化工 工学 化工


Instruction: 我正在写关于原油分类中的硫含量分类法的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

Output:
## 原油分类中的硫含量分类法

考虑到硫含量在加工中的重要性，在API度分类中增加了硫含量类别的表述。即原油硫含量小于0.5%（质量）的称低硫原油；等于或大于0.5%，且小于2.0%称含硫原油；等于或大于2.0%称高硫原油。此外，原油分类的方法还有许多种。如可从商品、地质、化学或物理等不同角度进行分类。国际石油市场常用计价的标准是按比重指数API度分类和硫含量进行分类。原油的化学分类以原油的化学组成为基础，通常用与原油化学组成直接有关的参数作为分类依据，如特性因数分类、美国矿业局关键馏分特性分类、相关指数分类、黏重常数和结构族组成分类等，其中前两种应用最广。按这两种方法分类，通常可对原油特性有初步了解，不同原油间可作粗略对比。

石油炼制工业 工学 燃料化工 化工 原油评价


Instruction: 我想了解关于原油分类中的关键馏分特性分类法的知识，请写一篇详细的介绍

Output:
## 原油分类中的关键馏分特性分类法

关键馏分特性分类法是将原油用赫普简易精馏装置切取第一关键馏分（250～275℃馏分）和第二关键馏分（395～425℃馏分，即在残压40毫米汞柱下取得的275～300℃的馏分），分别测定两个轻重关键馏分的相对密度，对照分类标准表确定两个关键馏分的基属，然后根据关键馏分特性分类表确定原油的类别。此外，原油的分类采用关键馏分特性分类法和硫含量分类法相结合的分类方法，把硫含量分类作为关键馏分特性分类法的补充。同一类原油的性质具有明显的共同特点。例如，大庆原油属于低硫石蜡基原油；胜利原油属于含硫中间基原油。石蜡基原油一般含烷烃量超过50%，其特点是密度小，含蜡量较高，凝点高，含硫、胶质较少，属于地质年代古老的原油。环烷基原油的特点是含环烷烃和芳烃较多，密度大，凝点低，一般含硫、胶质及沥青质较多，属于地质年代较年轻的原油。

石油炼制工业 工学 燃料化工 化工 原油评价


Instruction: 为原油评价数据库中的Sino-CAMS数据库管理写一篇详细的介绍

Output:
## 原油评价数据库中的Sino-CAMS数据库管理

用于对原油评价数据的管理。包含数据维护、数据修正、数据查询3个模块。

### 数据维护模块

包含添加原油信息、编辑实验数据、数据处理。添加原油信息及编辑实验数据功能是系统与原油评价实验数据的接口。数据处理功能是通过图形工具及标准化算法，将实验数据拟合成可供后续原油切割模块计算的物性曲线，物性曲线将以数据记录的形式存入标准原油评价数据库。

### 数据修正模块

在功能设计上充分考虑了中国炼油企业的原油评价资源，开发了两种算法：①用企业的原油简评数据对标准数据进行修正。②用企业原油一般性质分析数据对标准数据进行修正。在数据修正模块中同样设置了原油评价实验数据的录入接口，用户可以将自己的实验数据录入系统中。用户的原油评价实验数据以及修正后的物性曲线数据均被存入用户原油评价数据子库，并不影响或改变标准数据的记录。

### 数据查询模块

包括条件查询和模糊查询两种功能。条件查询是通过用户输入的查询条件，逐级查找目标原油。模糊查询功能是根据用户输入条件，查找与输入条件最为相似的原油，用来解决没有评价数据的新油种的数据替代问题。数据查询模块对查询到的原油评价数据以评价报告形式、数据列表形式、物性曲线形式进行输出。其中物性曲线形式还能将相似油种的对应物性或与被输出物性存在关联的物性进行同界面比对输出。

石油炼制工业 工学 燃料化工 化工 原油评价


Instruction: 请详细论述原油评价数据库中的Sino-CAMS数据库

Output:
## 原油评价数据库中的Sino-CAMS数据库

用于存放原油评价数据以及用户信息。包含3个子库：标准原油评价数据库、用户原油评价数据库和用户信息数据库。①标准原油评价数据库。存储的是开发者自有的原油评价数据，所有用户可以共享，由指定的数据管理单位派专人管理，用户不能编辑和修改数据。②用户原油评价数据库。存储的是用户的原油评价实验数据，以及用户利用自己的实验数据对标准库数据进行修正后的修正物性曲线数据。每个用户均有自己的用户子库，并且只能对自己的用户子库进行操作，而不能对其他用户子库操作。用户原油评价数据库的数据也可以支持后续的应用程序。③用户信息数据库。存储的是用户在应用过程中的操作信息，如用户制定的常减压蒸馏装置模型、原油切割方案、馏分代码、所切割的物性等。

石油炼制工业 工学 燃料化工 化工 原油评价


Instruction: 我正在写关于美国新墨西哥州卡尔斯巴德天然气管道爆炸事故中的原因的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 美国新墨西哥州卡尔斯巴德天然气管道爆炸事故中的原因

事后调查发现，该管道的运行压力没有超过最大允许运行压力，引起事故的直接原因是严重的内腐蚀造成管壁变薄，管道整体承压能力下降所致。通过现场观察，发现管道底部存在严重的内腐蚀，最大深度达管道原壁厚的72%。内腐蚀是管道内部的微生物、湿气、氯化物、氧气、二氧化碳和硫化氢等腐蚀性成分综合作用的结果。而且，El Paso天然气公司在应对管道腐蚀方面存在很多不足。导致管道因积水而产生严重内腐蚀并未及时发现的原因是多方面的，主要包括：①事故管道积水的原因是由于事故发生处上游排液口堵塞，管内液体无法排出管外，存留在管道中，在低点处长期积聚并导致腐蚀。②由于设计原因，清管器不能通过事故发生处的管道，因而不能定期清出管内积水和其他固、液沉淀物。③管道公司没有采取必要措施，充分监测和控制进入管道的气体性质。这条管道上游有十几处供气点，管道公司完全依靠与气体供应商签订的气体质量标准合同（只考虑了水、硫化氢、二氧化碳和氧气在内的几种有害成分，但未规定这些污染物的上限值），没有在供气点设置气体成分检测装置，因此无法确定进入管道中的天然气所含有害成分是否超标。同时，这次事故也暴露出在管道安全监管方面的疏漏。

石油与天然气工程 〔综论〕 工学 〔石油史〕


Instruction: 你能详细解释一下高程系统中的分类吗？

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## 高程系统中的分类

基于上述高程系统一般概念，大地测量高程系统可分为两类：①欧氏几何空间高程系统。其参考基准面就是大地测量坐标系定义的参考椭球面，规定空间一点在此高程系统中的高程是沿该点椭球面法线方向至椭球面的距离，称为大地高，这一系统即大地高系统。在地球参考系统（地球几何空间）中，测定大地高的主要方法是全球导航卫星系统（GNSS）定位技术，全球定位系统（GPS）定位测定的点位目标是WGS84坐标系中的大地坐标（B，L，H），其中H为大地高，大地高在现代高程测量中有重要作用。②地球重力场空间中的高程系统。又称海拔高程系统，其参考基准面是一个与地球重力位密切相关的曲面，并且接近地球整体形状，规定空间一点在此高程系中的高程是沿该点的铅垂线或正常重力线至相应参考基准面的距离，统称海拔高（程），这一高程系统又可分为正高系统、正常高系统以及力高系统，经典的测量技术是传统的水准测量。

〔综论〕 测绘学 工学 〔测绘学基础〕


Instruction: 请详细介绍高程系统中的大地高系统

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## 高程系统中的大地高系统

属于大地坐标系统，其平面定位大地坐标（B，L）经投影变换为平面直角坐标系（x，y），可用于地形测图表示地形地物的平面位置，但大地高不能用于地形测图，更不能用于各种工程建设，特别是水利水电工程。地球表面一切物体都受地球重力场的作用，“水往低处流”是从重力位高的地方往重力位低的地方流；一切工程建设的地基必须要“水平”，“水平面”或“水准面”是一个重力等位面，使高层建筑处于和重力方向一致的垂直状态，保持建筑的整体具有力学上的高稳定度。因此只有用重力位度量的高程，即水准高程（海拔高程）才能用于工程建设，大地高是与地球重力场无直接关系的几何高程，不能用于测图和工程建设。在基于卫星定位的现代大地测量中，GNSS（GPS）测定的大地高HGPS，与同名海拔高h之差是大地水准面的大地高N，若已知N可确定测点海拔高h=HGPS-N,即将HGPS转换为h，实现GPS测定海拔高，是代替水准测高的现代高程测量原理，这里大地高起了重要作用，但关键是要求确定一个高分辨率高精度大地水准面模型，卫星重力探测技术的发展，特别是新一代卫星重力技术的出现，已经研制出超高分辨率（例如优于5′×5′）区域大地水准数字模型，并在局部区域实现了GPS海拔高测量，可达到厘米级或更高精度水平。但水准测量仍然是海拔高测量常用技术，在全球普及GPS测高还需要一个较长时间，而且不可能被完全淘汰。

〔综论〕 测绘学 工学 〔测绘学基础〕


Instruction: 你能详细解释一下高程系统中的正高系统吗？

Output:
## 高程系统中的正高系统

起算参考基准面理论上是大地水准面，即与平均海面最接近（吻合）的重力等位面。在经典地面大地测量时代，缺乏全球高分辨率重力数据（重力异常），不可能确定全球或区域高分辨率大地水准面模型，将验潮平均海面视为大地水准面，作为正高起算基准面，用水准测量和沿水准路线的重力测量，建立实现正高系统的高程测量基准框架，即国家水准（高程）网。一个站点的水准测量结果是，其中高差与重力的乘积，是水准测量前后立尺点水准面（重力等位面）之间的重力位差，设已知大地水准面的重力位常数（例如采用GRS80中的值），则可测得水准站点P相对于大地水准面（或平均海面）的重力位，，C称为P点的大地位基数，其正高，是P点沿该点重力线到大地水准面的平均重力值，显然是一个不可测定的参数，因此正高系统的理论定义实用上不可能严格实现，但有多种近似方法确定一个点的正高，建立正高框架网，实现（近似）正高系统。

〔综论〕 测绘学 工学 〔测绘学基础〕


Instruction: 请详细介绍图像中的主要分类

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## 图像中的主要分类

在不同的领域，图像的分类标准各异，常见的主要分类有：①按照成像方式，可分为模拟图像和数字图像，模拟图像又称为连续图像。②按照显示方式，可分为灰度图像、彩色图像，1bit灰度图像又称为二值图像，彩色图像还可以进一步分为真彩色图像、伪彩色图像。③按照成像波长，可分为可见光图像、红外图像、微波图像等。按照光谱分辨率还可以分为多光谱、高光谱、超光谱图像，红外图像进一步可分为近红外、短波红外、中波红外、长波红外图像。根据微波雷达成像波长，微波图像进一步可分为L波段、S波段、C波段、X波段等。④按照是否压缩，可分为压缩图像和非压缩图像。⑤按照存储格式，有TIFF、BMP、JPG、GIF等多种格式图像。⑥按照处理域，可分为空间域、频率域、光谱域、时相域。⑦按照应用领域，有遥感图像、医学图像等。

〔综论〕 测绘学 工学 〔测绘学基础〕


Instruction:
请详细解释以下名词：
图像中的主要应用

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## 图像中的主要应用

从图像获取、传输、存储、管理、处理以及应用方面比较，数字图像比模拟图像具有显著的优势，因此，数字图像具有更广泛的应用。经过采样和量化，可将模拟图像离散化，转化为数字图像。由于电荷耦合器件（CCD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）等图像获取传感器的发展，直接获取数字图像已经成为主流技术。图像工程是系统地研究各种图像理论，开发各种图像技术，以及研制和使用各种图像设备的综合学科，可分为三个层次：图像处理、图像分析和图像理解。图像工程在数学、物理、心理、生理等基础学科的新理论，以及电子、计算机等专业学科新技术的推动下，特别是网络、高性能计算、人工智能理论和技术，图像工程的自动化和智能化水平得到了前所未有的创新发展，在通信、生物、医学、遥感、测绘、军事、公安、交通、航天、工业自动化和办公自动化等诸多领域产生了颠覆性的应用。

〔综论〕 测绘学 工学 〔测绘学基础〕


Instruction: 我想了解一下中国古代园林中的先秦时代的台和囿，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 中国古代园林中的先秦时代的台和囿

中国古代最早的园林，有文字可查的是商末代帝王殷纣王所建的鹿台、沙丘苑台及周开国帝王周文王所建的灵囿。商王朝自盘庚迁殷后，于公元前11世纪传之商朝最后一位帝王——帝辛，即殷纣王。殷纣王大兴土木修筑规模宏大的离宫别馆，鹿台和沙丘苑台就是其中的两处。周灭殷，建都镐京（今西安西南）。周王朝开始进行大规模的营建城邑活动。与此同时，作为帝王游乐的大型园林也开始兴建，这就是著名的灵囿，《诗经·灵台》篇中就有记述。灵囿是指在植物茂盛、鸟兽繁衍的地段，掘沼筑台（灵沼、灵台），作为供帝王狩猎、游憩、生活的境域。灵囿的面积很大，《孟子》一书中记述：“方七十里。”春秋战国时代，囿仍然是帝王贵族进行射猎和游乐的场所，在内容上没有什么发展。一些诸侯也开始致力于“高台榭，美宫室”。周灵王于公元前549年建昆昭台。在江南的吴国都城苏州，吴王阖闾建有姑苏台、长洲茂苑。吴王夫差建有馆娃宫、梧桐园。朱有玠的《长洲茂苑综述》记述：“长洲茂苑是中国园林从古台、囿形式向宫苑形式过渡的重要史实。”楚灵王于楚灵王六年（公元前535）倾全国之力，在湖北潜江建章华台，规模宏大。

风景园林史
人居环境科学(建筑学 风景园林学 城乡规划学)
工学
风景园林学


Instruction: 请详细论述中国古代园林中的秦汉建筑宫苑和一池三山

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## 中国古代园林中的秦汉建筑宫苑和一池三山

秦始皇于公元前221年统一六国，建立中央集权的秦王朝后，开始大规模兴建离宫别馆。据文献记载，在秦代短短12年中所建置的离宫有数百处之多，仅在都城咸阳附近就有200余处。《三辅黄图》载：“始皇穷极奢侈筑咸阳宫（即信宫）……咸阳北至九嵕、甘泉（山名），南至鄠杜（地名鄂县和杜原），东至河，西至湃谓（水名）之交，东西八百里，南北四百里，离宫别馆，相望联属……穷年忘归，犹不能遍。”秦始皇十分迷信神仙方术，曾多次派方士到东海三仙山求取长生不老药。他的所好也反映在园林营建中，如挖池筑岛、模拟海上仙山的形象以满足他接近神仙的愿望，上林苑中的兰池宫就是如此。《史记·秦始皇本纪》“逢盗兰池”中记述：“始皇引渭水为池，筑为蓬、瀛，刻石为鲸，长二百丈，逢盗之处也。”由此可见，中国园林神山池海之筑的布局由秦时为始。秦代还在周代驰道的基础上修筑了以咸阳为中心的全国各地的大道。《前汉书·贾谊传》中记述：“道广五十步，三丈而树，厚筑其外，隐以金椎，树以青松，为驰道之丽至于此。”这是在周代“列树以表道”后，世界园林史上最早的大规模种植行道树。西汉王朝建立之初，于咸阳东南，渭水南岸另筑新都长安。到汉武帝刘彻时，政治稳定、经济繁荣、国力强盛，思想上儒家居于正统地位，但在西汉初期崇尚自然无为的道家思想仍然流行，形成儒、道互补的情况。刘彻时期，还开辟了经西域的贸易往来和文化交流的通道，使中华文化中的多民族文化交流频繁。西汉文化在楚汉文化的基础上，不断吸收外来文化而发展、繁荣。汉代在囿、台的基础上发展出新的园林形式——宫苑，苑中分布着宫室建筑，也养百兽，供帝王射猎取乐，并保存了囿的传统。苑中有宫、观等建筑，成为以建筑组群为主体的建筑宫苑。汉武帝刘彻在秦的基础上扩建上林苑，地跨5县，周围300里，为中国历史上最大的一座皇家园林。苑中有苑二十六，宫二十，观三十五，建章宫是其中最大的宫城。《史记·孝武本纪》中记述：“其北治大池，渐台高二十余丈，名曰太液池，中有蓬莱、方丈、瀛洲，壶梁象海中神山、龟鱼之属。”这种一池三山的形式，在秦代上林苑兰池宫以后，成为宫苑中池山布局的范例。

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Instruction:
请详细解释以下名词：
中国古代园林中的西汉山水建筑园

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## 中国古代园林中的西汉山水建筑园

先秦两汉时期的文献记载私家园林的很少，可见这种园林类型并非当时造园活动的主体。西汉时贵族、富豪的私家园林，规模比宫苑小，内容未脱囿和苑的传统，以建筑组群结合自然山水。例如西汉文帝第四子梁孝王刘武的梁园，《西京杂记》记述的汉武帝时茂陵袁广汉的私园。在造园技艺上，两个园已开始运用人工假山，是中国园林史上最早见之于文字记载的私园。东汉恒帝时，大将军梁冀在洛阳大起宅第，所筑园林规模也很大。《后汉书·梁统列传》记有：“（冀）又广开苑囿，采土筑山……深山绝涧，有若自然，奇禽驯兽，飞走其间……。又多拓林苑，禁同王家。”先秦两汉的园林从产生到逐步成长，在时间上持续了1200多年，尽管造园活动的规模很大，但园林形式的演进变化极其缓慢，始终处在发展的初级阶段。造园活动的主流是皇家园林，私家园林虽已出现，但为数甚少，而且在规模和内容上模仿皇家园林，两者之间未出现明显的类型上的区别。

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Instruction: 我想了解关于中国古代园林中的南北朝自然山水园的知识，请写一篇详细的介绍

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## 中国古代园林中的南北朝自然山水园

魏晋南北朝时期是中国历史上一段较长的大动乱时期，是在思想、文化、艺术上有重大变化的时代，这些变化也引起园林的变革，造园活动逐渐普及于民间，并升华到艺术创作的境界。由于社会的动荡不安，社会上普遍流行着悲观消极的情绪。在士大夫知识分子中，出现了以竹林七贤为代表的所谓“魏晋风流”。他们以纵情放荡、玩世不恭的态度来反抗礼教的束缚，寻求个性解放，在庙堂之上，获林泉之趣，崇尚隐逸和寄情山水。名士们喜欢啸嗷行吟于山际水畔，社会上逐渐形成了游山玩水的风气。山水风景陶冶了士人的性情，在文学艺术上出现了谢灵运、陶渊明等山水诗人和游记等文学体裁；在绘画艺术上出现了独立的山水画。山水园林和山水风景区在与山水诗文相互启导、相互影响中发展，这奠定了后世的山水园林、山水风景区、山水诗文和山水画四者之间渗透互融的基础，中国的山水美学也由此得到开拓。寄情山水，雅好自然既然成为社会风尚，门阀世族的官僚在享受物质生活的同时，为获得自然山水之乐而又避免跋涉之苦，最理想的办法就是营造第二自然——园林，在庙堂之上，获林泉之趣，于是私家园林便应运而生。南朝地处江南，气候温和、风景优美，山水园别具一格。贵戚、官僚所经营的私园，很讲究山池楼阁的华丽格调，刻意追求绮靡的园林景观。南齐文惠太子（萧长懋）开拓元圃园。《南齐书·文惠太子列传》中记述：“起土山、池、阁、塔、观、塔宇，多聚异石，妙极山水。”梁武帝之弟，湘东王萧绎（梁元帝）在江陵建湘东苑：穿池构山，跨水有阁、斋、屋，前有高山，山有石洞，蜿蜒潜行二百余步；山上有阳云楼，楼极高峻，远近皆见。在北朝，私家园林以北魏首都洛阳为代表。《洛阳伽蓝记》记述：“于是帝族王侯，外戚公主，擅山海之富，居川林之饶，争修园宅，互相夸竞。崇门丰室，洞户连房，飞馆生风，重楼起雾。高台芳榭，家家而筑；花林曲池，园园而有。莫不桃李夏绿，竹柏冬青。”北魏大官僚张伦在宅园中，模仿自然造景阳山，把天然山岳形象的主要特征凝练而集中地表现出来。又如北魏官吏茹皓营建华林园，经构楼馆列于上下、树草载木颇有野致。上述说明，南北朝时期的私家园林已很兴盛，园林形式和内容出现转变，已开始用写实和浪漫相结合的手法再现山水；园林植物追求野致，种草栽树；园林建筑结合山水，点缀成景。南北朝时期的皇家园林，仍沿袭上代传统，受封建礼制和皇家气派的制约，在艺术上没有私家园林的自如活跃。到南北朝后期，似乎接受了私家园林某些影响而得到升华。三国、两晋、十六朝、南北朝时，都在各自的都城进行宫苑建置，但规模不能和汉代宫苑相比。北方的洛阳、邺城，南方的建康，这三地的皇家园林经历了几个朝代后，达到了这个时期的较高水平。在洛阳，魏明帝时扩建东汉旧苑芳林园，在风格上有汉代苑囿遗风，后亦称华林园。两晋建都洛阳，主要御园仍为华林园。北魏时，华林园再次改建，《洛阳伽蓝记》记载了该园的池山、林木、瓜果、建筑的情况。在邺城，著名的有后赵的石虎于永和三年（347）修御苑——华林苑。苑内开凿大池称天泉池，引漳水入池，大量栽种各种果树。北齐高纬于武平四年（573）扩建华林苑，改名仙都苑。在建康（今南京），开辟城郭近郊天然湖泊玄武湖作为御园区。据《南史》载：“元嘉二十三年（446）开真武湖，文帝（刘义隆）于湖中立方丈、蓬莱、瀛洲三神山，尚书右仆射何尚之固谏，乃止。……”建康皇家诸宫苑中，著名的宫苑也称华林园，位于玄武湖南岸，始建于东吴，贯穿六朝，与南朝历史相始终。东晋时该园已初具规模，此后曾遭毁损，至陈后主时，重建华林园。南北朝时期的园林是山水、植物和建筑相结合而组成的自然山水园。作为园林体系正略具雏形，它是秦汉园林的转折升华，以后的中国自然山水式园林沿着这个脉络逐渐进入隋唐时代。魏晋南北朝时期，世家大族经济势力壮大，发展了庄园和山野别业。两晋大官僚石崇在洛阳西北部建造的金谷园是当时著名的庄园别墅。在江南一带，东晋以后由于北方士族的大量迁入而人文荟萃，文人、名士们所经始的别墅庄园并不追求馆阁华丽的富贵气，而是体现超然尘外的隐逸情调，着重突出“带长阜、倚茂林”的自然天成之美。《南史·谢灵运传》记载的谢家在会稽的山居，“傍山带江，进幽居之美”。其山居契合于天然山水地形，远近借景，吐纳江湖。

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Instruction: 你是一名领域专家，对中国古代园林中的唐代宫苑和公共园林非常了解，请给出详细的解释

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## 中国古代园林中的唐代宫苑和公共园林

618年，李渊统一全国，建立唐王朝。唐长安城宫苑，自李世民（唐太宗）起，兴建日盛，其壮丽不让汉朝专美于前。主要宫苑有西内太极宫、东内大明宫、南内兴庆宫和大内三苑（即西内苑、东内苑和禁苑）。大明宫有太液池，池中有蓬莱岛独踞，池周建回廊400多间。兴庆宫以龙池为中心，围有多组建筑，建筑间相互辉映、绮丽繁华。大内三苑的西苑最美，苑内有假山、湖池渠流连环，亭台楼阁与海池花木结合。长安城东南隅，秦汉称宜春、乐游苑；隋时有芙蓉池，苑名芙蓉园；唐时辟为曲江池。园内青林重叠、池水澄清，两岸宫殿延绵，楼阁起伏。在固定时间（如二月初一、三月初三）向公众开放，成为公共游憩（览）地。唐朝的离宫别苑，著名的有麟游县天台山的九成宫、临潼区骊山之麓的温泉宫——华清宫。它们都为天然胜地，随形因势而筑。

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风景园林学


Instruction: 我想了解关于中国古代园林中的唐宋写意山水园的知识，请写一篇详细的介绍

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## 中国古代园林中的唐宋写意山水园

从中、晚唐到宋代，地主、士大夫的地位优越，他们一方面沉溺于繁华都市的声色中，同时又日益陶醉于自然、田园之美的景色中。正如《林泉高致》所说：“……然则林泉之志，烟霞之侣，梦寐在焉，……不下堂筵，坐穷泉壑，……山光水色，滉漾夺目，此岂不快人意实获我心哉，此世之所以贵夫画山水之本意也。”说明士大夫们要求生活和自然在心境上合为一体，身居市井，也能闹处寻幽。唐长安城、洛阳不仅坊间第宅园池寺观林立，而且近郊数十里间公卿园池，布满川陆，蔚为风气。李格非《洛阳名园记》记述了唐宋名园19处，从中可以了解已成历史陈迹的唐宋宅园面貌。唐宋宅园都采取山水园的形式，就低开池浚壑，理水生情，因高掇山多致，接以亭廊，表现山壑溪泉之胜。点景起亭，览胜筑台，茂林蔽天，繁花覆地，小桥流水，曲径通幽，巧得自然之趣。造园者以对山水艺术的认识和生活要求，因地制宜去体现山水真情，诗情画意的境界。同时，周维权《中国古典园林史》中记述从唐代开始“儒家的现实生活情趣，道家的少私寡欲和神清气畅，禅宗的依靠自信而寻求解脱，此三者得以合流融汇于少数知识分子的造园思想之中，从而形成独特的园林观”。所以把唐宋的园林称为写意山水园。

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Instruction: 我想了解一下中国古代园林中的宋代山水宫苑，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 中国古代园林中的宋代山水宫苑

史学家陈寅恪说：“华夏民族之文化历数千载之演进，造极于赵宋之世。”960年，宋开国皇帝赵匡胤建都于后周的旧都开封，改名东京，故宋代的皇家园林集中在东京和临安（今浙江杭州）。宋代园林的规模和气魄，远不如隋唐，但设计之精致却有过之，更多接近于私家园林。东京的皇家园林从北宋初到宋徽宗时，兴建日盛，先后修建玉清和阳宫、延福宫、上清宝策宫、宝真宫等，都是“绘栋雕梁，高楼邃阁”，并都有苑囿。例如延福宫中“楼阁相望，引金水天源河，筑土山其间，异花怪石，奇兽珍禽，充满其间”“岩壑幽胜，宛若生成”。玉清和阳宫中宝和殿前“种松竹……后列太湖之石，引沧浪之水，陂池连绵，若起若伏，支流派别，萦行清泚，有瀛州方壶长江远渚之兴……”（《大宋宣和遗事》）。另外，东京还有4座著名的行宫御苑，即玉津园（后周时建）、宜春苑、琼林园（赵匡胤时所建）和金明池。宋政和七年（1117），宋徽宗在汴京仿余杭（杭州）凤凰山始筑万岁山。因其在宫城的东北面，故名艮岳，又称寿山、艮岳寿山，到宣和四年（1122）建成这座皇家园林。艮岳主山寿岳，岗连阜属，西延为平夷之岭；有瀑布、溪涧、池沼形成的水系，在这样一个山水兼胜的境域中，树木花草群植成景，亭台楼阁因势布列。这种全景式地表现山水、植物和建筑之胜的园林，称为山水宫苑。艮岳在造园艺术方面达到新的高度，具有划时代的意义。南宋临安皇城之内为宫城，即大内，宫城包括宫廷区和苑林区。苑林区又名后苑，即大内御苑，位于凤凰山东南部，是一座风景优美的山地园，借凤凰山之势，地形旷奥兼备，视野广阔，田汝成《西湖游览志》中记述“山据江湖之胜，立而环眺则凌虚骛远，瓖异绝胜之观举在眉睫”。宫殿的特色在于花木繁盛，颇具意境；建筑物布局疏朗，大部分体量较小，且和植物相容一体，成为杭州园林的历史特征。南宋的行宫御苑很多，大部分在西湖周边风景优美的地区，如湖北的集芳园、玉壶园，湖东的聚景园，湖南岸的南园、屏山园，湖中孤山的延祥园等。这些御苑“俯瞰西湖，高挹两峰，亭馆台榭，藏歌贮舞，四时之景不同，而乐亦无穷矣”（吴自牧《梦粱录》）。宋代园林的发展，也建立在花木栽培的发展基础上。北宋时，洛阳花卉号称甲天下，周叙的《洛阳花木记》记载了近600个品种的观赏植物。还出版了花木的专著，如《梅谱》《兰谱》《菊谱》《扬州芍药谱》等。同时，山石已成为普遍使用的造园素材，相应地出现了以叠石为专业的匠师，叠石艺术水平已大大提高，出现了如杜绾《云林石谱》等专业的石谱。

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Instruction: 你能详细解释一下古代石窟中的洞窟开凿吗？

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## 古代石窟中的洞窟开凿

在峭壁上开凿洞窟，通常按自上而下、自外而内的顺序。但一般洞窟顶部远比门框高，开凿时必须自门洞向上开辟一条施工道，进入预定高度位置，再自上而下大面积开凿，如云冈昙曜五窟。这类石窟在门洞上面都开有窗洞，有的窗洞多至三四层，窗洞就是最先开凿的洞口，以便进入窟内施工。开凿出一个施工台和施工面以后，便可对窟顶、壁面以及造像进行自上而下、由粗到细的雕凿加工。这种施工方法，可以免搭大量脚手架，省工又安全。在数十米高的峭壁上开凿石窟，工程比在崖脚更为复杂、艰巨。从炳灵寺、麦积山等石窟的实际情况看，是先在峭壁上开磴道或修栈道，作为交通和工作平台，再开洞窟，而后完成全部石窟工程。

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Instruction: 我想了解关于古代石窟中的窟洞保护的知识，请写一篇详细的介绍

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## 古代石窟中的窟洞保护

窟洞开凿后，原有的自然倾角变为人为的峭壁，原为实体的岩石布满窟洞，破坏了山石的结构，使岩石的应力分布发生变化，最主要的是山石失去了侧压支撑力，容易产生与崖面平行的崖边剪切裂隙。不少石窟因此受到破坏或崩坍。　　岩石的崩坍和风化同水的渗透有密切关系，大气降水从顶部和四壁透过岩石中的孔隙和裂缝渗入窟内，使岩石中的胶结物碳酸钙溶蚀，并使岩石中的主要矿物长石蚀变，成为松散的黏土矿物，从而使岩石解体，加速岩面的崩坍和风化。因此，在石窟工程中必须解决排水问题。龙门奉先寺佛龛，在峭壁上方和两侧修筑了一条宽1～2米、深1～2米、长120米的排水沟；乐山凌云寺大佛，在头部发髻里安排三条排水系统，使雨水从背面排掉。这些措施对石窟保护有良好的效果。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下中国古代建筑工程管理中的管理机构，要求表达严谨，内容详实

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## 中国古代建筑工程管理中的管理机构

早在商朝就有管理工奴的“工”官。周王朝和诸侯设有掌管营造的司空。先秦经典文献《周礼》中记载了有关建筑工程的官职，如封人（主管建造城邑）、遗人（主管规划道路、市场、旅舍）、遂人（主管井田水渠和道路建设）、司险（主管道路工程）、囿人（主管苑囿）、冢人（主管陵墓工程）、量人（主管都城、城邑规划和军营建设）、土方氏（主管测量）等。中国古代最早关于手工业工艺技术规范的著作《考工记》中有攻木之工7种，其中匠人主管测量、都城规划、礼制建筑设计，以及仓库、道路、井田沟渠等工程。可见在春秋战国时期，官府已掌握了全部重要建筑工程。秦朝设将作少府管理土木建筑。汉朝设将作大匠掌修建宗庙、路寝、宫室、陵园等。隋朝开始设工部，主管制定有关建筑工程的法令规范，实际管理工程的是将作大监。唐朝设将作监，监下设四署，分管木工、土工、舟车工和砖石材料。宋朝将作监规模更大，下属五案、二十七所、十场库。元朝管理工程的官府名目繁多，有将作院、缮工司、修内司、祗应司等。明朝工部设营缮所，内府又有营造司，另有总理工程处，仅内府营造司即掌握土作、木作、石作等十作及十多处材料场库。清朝继承明制，工部主管全国性工程，制定工程法规；内务府设营造司，主管帝王宫殿、园林的建设。

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Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下历代衙署中的明代衙署，要求表达严谨，内容详实

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## 历代衙署中的明代衙署

明正统七年（1442）在北京皇城千步廊侧建的中央各部院衙署，布局基本一致，都是正堂为五间工字厅，两侧建若干院落。以吏部为例，总平面呈矩形，分前后两部。前部外门三间，门内分三路。中路是以面阔五间工字形正堂为中心的主庭院，前有三间的仪门，左右各有东西庑十六间，正堂左右各有二小堂。左右两路各为六个院落，与中路以巷道相互间隔，是各职能司的公廨。后部为仓库。明洪武（1368～1398）年间，《苏州府志》所载苏州府署可作明初地方衙署实例。府署是一个矩形大院，南面设门，门内分前后两部。前部建左、中、右三路建筑。中路是两进主庭院，第一进庭院北面正堂和推官厅、经历司厅并列，三厅之后为第二进庭院，设后堂和东西厢房。左右两路各建5个院落，为架阁库、公廨和通判等官吏住宅。后部3个院落东西并列，与前部以巷道相隔，是知府和同知住宅。整个官署布局是按明洪武二年颁布的州县公廨图式改建的，前分三路，后列三宅，有纵横巷道，布置整齐，分区明确。明代地方志书中常有公廨图，规模有大小，但布局与苏州府治近似。

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Instruction: 我想了解一下住宅类型中的木构架庭院式住宅，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 住宅类型中的木构架庭院式住宅

木构架庭院式住宅是中国传统住宅的最主要形式，数量多、分布广，为汉、满、白等民族大部分人及其他少数民族中的一部分人使用。这种住宅以木构架房屋为单体，在南北向的主轴线上建正厅或正房，正房前面左右对称建东西厢房，形成次要的东西向轴线。由这种一正两厢组成的院子，即通常所说的“四合院”“三合院”。较大住宅可沿纵轴线设两三个以至多个这种一正两厢院子，形成多进院。更大的住宅可以几个多进院并列，并附有花园。正房的间数必须为奇数，而且明间宽于次间，门开在明间，以突出中轴线。正房或正厅无论在尺度上、用料上、装修的精致程度上都大于、优于其他房屋。长辈住正房，晚辈住厢房，妇女住内院，来客和男仆住外院，符合中国封建社会家庭生活中要区别尊卑、长幼、内外的礼法要求。这种形式的住宅遍布全国城镇乡村，但因各地区的自然条件和生活方式的不同而各具特点。

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Instruction: 你是一名领域专家，对土木工程中的基本属性非常了解，请给出详细的解释

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## 土木工程中的基本属性

土木工程有下述5个基本属性。

### 综合性

工程设施的建造与服役一般要经过勘察、设计、施工和工程健康管理4个阶段，需要综合运用工程勘察与测量土力学与岩土工程、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、工程管理与经济、信息技术等学科和施工技术、施工组织等领域的知识，以及数值计算与模拟技术和实验与试验测试等技术。因此，土木工程是一门专业覆盖面宽、行业涉及面广的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程学科已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。例如，就土木工程所建造的工程设施所具有的使用功能而言，有的供居住建筑与城市公共空间之用；有的作为工业生产活动的场所；有的作为城市与城际的交通设施；有的用作城市化进程中的基础设施；有的作为能源开发与传输手段；有的作为信息传输与接收的工具；有的用于水利工程与港口工程等等。这就要求土木工程综合运用各种物质条件和各类软、硬技术，以满足各种各样的需求。土木工程除传统的工程力学、土力学、土木工程材料、工程勘察、工程结构、建筑工程、桥梁工程、铁路工程、道路工程、机场工程、隧道及地下工程、给水和排水工程、城市供热供燃气工程等分支学科外，还发展形成了不少新的分支，如岩石力学与工程、土木工程管理与经济、城市地下空间、土木工程健康管理、土木信息工程、爆破工程、城市轨道交通工程、防灾减灾与防护工程、建筑机电系统工程、城市固体废弃物工程、数字建造等分支学科，有些传统分支，如港口工程和水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及专业科学技术的发展，已从土木工程中分化出去成为独立的学科体系，但是他们在很大程度上仍具有土木工程的共性。

### 社会性

土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟洫，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场（罗马大斗兽场），以及其他许多著名的教堂、宫殿等。产业革命以后，特别是到了20世纪，一方面是社会向土木工程提出了新的需求；另一方面是社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。例如，建筑材料（钢材、水泥）工业化生产的实现，机械和能源技术以及设计理论的进展，都为土木工程提供了材料和技术上的保证。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦、核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道、长大隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等。现代土木工程不断地为人类社会创造新型的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。与此同时，现代土木工程消耗了大量能源与资源，产生了重大的环境污染和生态破坏问题。因此，在满足国民经济发展和社会发展需求的同时，节约资源、与环境友好以实现社会的可持续发展的战略目标，成为现代土木工程面临的最重要课题。

### 实践性

土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成土木工程的基础理论学科，包括材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学等，这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。土木工程技术的发展主要凭借工程实践而不仅是科学实验和理论研究有两个原因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析，如地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化，还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。如建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才能发展出这方面的新理论和新技术；再如发达国家和中国的大规模工程设施存在不同程度的劣化和病害问题，对工程设施如何维护修理以实现工程设施在全寿命周期内的管理成本最小化和服役率最大化的实践需求，迫使发展了土木工程维护修理领域的新理论和新技术，形成了新的分支学科——土木工程健康管理。

### 技术上、经济上和建筑艺术上的统一性

人们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使用者的预定需要，其中包括审美要求。而一项工程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投资，工程建成后的经济效益和使用期间的维修费用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技术问题联系密切，需要综合考虑。符合功能要求的土木工程设施作为一种空间艺术，首先是通过总体布局、本身的体形、各部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围环境，包括它同自然景物的协调和谐表现出来的；其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地方风格、民族风格以及时代风格。一个成功的、优美的工程设施，能够为周围的景物、城镇的容貌增美，给人以美的享受；反之，会使环境的和谐受到破坏。在土木工程的长期实践中，人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意，取得了卓越的成就，而且也通过选用不同的建筑材料和最合理的技术途径，如采用石料、钢材、钢筋混凝土和组合结构、配合自然环境，建造了许多在艺术上十分优美、功能上与环境高度和谐的工程。古代中国的万里长城，现代世界上的许多电视塔和斜张桥，港珠澳大桥及其海底隧道和许多城市地下综合体及地下污水处理厂，都是这方面的工程实例。

### 可持续发展性

土木工程的可持续发展性是时代和国家发展战略的要求，是中国对人类命运共同体的责任与担当。土木工程的可持续发展性体现在工程的全寿命周期内和发展的全方位上。具体包括：①在工程勘察定点和选择建设方案的立项过程中最大限度地保护生态。②实施工程的绿色建造和予知性维护以实现在全寿命周期内最大程度地节约资源（节能、节地、节水）、保护环境和减少污染；采用生态材料和可循环利用材料。③使用节能减排的施工机械设备。


Instruction: 我正在写关于基本属性中的综合性的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 基本属性中的综合性

工程设施的建造与服役一般要经过勘察、设计、施工和工程健康管理4个阶段，需要综合运用工程勘察与测量土力学与岩土工程、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、工程管理与经济、信息技术等学科和施工技术、施工组织等领域的知识，以及数值计算与模拟技术和实验与试验测试等技术。因此，土木工程是一门专业覆盖面宽、行业涉及面广的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程学科已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。例如，就土木工程所建造的工程设施所具有的使用功能而言，有的供居住建筑与城市公共空间之用；有的作为工业生产活动的场所；有的作为城市与城际的交通设施；有的用作城市化进程中的基础设施；有的作为能源开发与传输手段；有的作为信息传输与接收的工具；有的用于水利工程与港口工程等等。这就要求土木工程综合运用各种物质条件和各类软、硬技术，以满足各种各样的需求。土木工程除传统的工程力学、土力学、土木工程材料、工程勘察、工程结构、建筑工程、桥梁工程、铁路工程、道路工程、机场工程、隧道及地下工程、给水和排水工程、城市供热供燃气工程等分支学科外，还发展形成了不少新的分支，如岩石力学与工程、土木工程管理与经济、城市地下空间、土木工程健康管理、土木信息工程、爆破工程、城市轨道交通工程、防灾减灾与防护工程、建筑机电系统工程、城市固体废弃物工程、数字建造等分支学科，有些传统分支，如港口工程和水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及专业科学技术的发展，已从土木工程中分化出去成为独立的学科体系，但是他们在很大程度上仍具有土木工程的共性。


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下基本属性中的社会性，要求表达严谨，内容详实

Output:
## 基本属性中的社会性

土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟洫，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场（罗马大斗兽场），以及其他许多著名的教堂、宫殿等。产业革命以后，特别是到了20世纪，一方面是社会向土木工程提出了新的需求；另一方面是社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。例如，建筑材料（钢材、水泥）工业化生产的实现，机械和能源技术以及设计理论的进展，都为土木工程提供了材料和技术上的保证。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦、核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道、长大隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等。现代土木工程不断地为人类社会创造新型的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。与此同时，现代土木工程消耗了大量能源与资源，产生了重大的环境污染和生态破坏问题。因此，在满足国民经济发展和社会发展需求的同时，节约资源、与环境友好以实现社会的可持续发展的战略目标，成为现代土木工程面临的最重要课题。


Instruction: 我正在写关于基本属性中的实践性的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 基本属性中的实践性

土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成土木工程的基础理论学科，包括材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学等，这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。土木工程技术的发展主要凭借工程实践而不仅是科学实验和理论研究有两个原因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析，如地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化，还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。如建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才能发展出这方面的新理论和新技术；再如发达国家和中国的大规模工程设施存在不同程度的劣化和病害问题，对工程设施如何维护修理以实现工程设施在全寿命周期内的管理成本最小化和服役率最大化的实践需求，迫使发展了土木工程维护修理领域的新理论和新技术，形成了新的分支学科——土木工程健康管理。


Instruction: 你是一名领域专家，对基本属性中的技术上、经济上和建筑艺术上的统一性非常了解，请给出详细的解释

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## 基本属性中的技术上、经济上和建筑艺术上的统一性

人们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使用者的预定需要，其中包括审美要求。而一项工程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投资，工程建成后的经济效益和使用期间的维修费用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技术问题联系密切，需要综合考虑。符合功能要求的土木工程设施作为一种空间艺术，首先是通过总体布局、本身的体形、各部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围环境，包括它同自然景物的协调和谐表现出来的；其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地方风格、民族风格以及时代风格。一个成功的、优美的工程设施，能够为周围的景物、城镇的容貌增美，给人以美的享受；反之，会使环境的和谐受到破坏。在土木工程的长期实践中，人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意，取得了卓越的成就，而且也通过选用不同的建筑材料和最合理的技术途径，如采用石料、钢材、钢筋混凝土和组合结构、配合自然环境，建造了许多在艺术上十分优美、功能上与环境高度和谐的工程。古代中国的万里长城，现代世界上的许多电视塔和斜张桥，港珠澳大桥及其海底隧道和许多城市地下综合体及地下污水处理厂，都是这方面的工程实例。


Instruction: 你是一名领域专家，对土木工程的四次飞跃发展非常了解，请给出详细的解释

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## 土木工程的四次飞跃发展

决定土木工程发展的条件是社会需要和技术上的可行。在社会需要不断迅速增长的情况下，现实的技术可行性便是决定的因素。对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木工程材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的土木工程材料和突破性的新技术时，土木工程就有飞跃式的发展。

### 砖瓦的出现

人们在早期只能依靠泥土、木料及其他天然材料从事营造活动（土木工程一词即渊源于此），后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料。这是人类第一次冲破天然建筑材料的束缚。中国在公元前11世纪西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前5世纪至公元前3世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等，由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明做出了伟大的贡献。

### 钢材的大量应用

17世纪70年代开始使用生铁、19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏。从19世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索，于是适应社会生产发展的需要，钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上，于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地下和水底下建造隧道、铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。　　实践促进了理论的产生和发展。为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，并形成了不少新的分支学科，从而促成了土木工程更迅速的发展。

### 混凝土的兴起

19世纪20年代出现波特兰水泥，于是混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。19世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥各自的优点。20世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。30年代开始出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。现代混凝土种类不断增加，如超高性能混凝土、聚合物混凝土、泡沫混凝土等，加之高强度钢材等的兴起，满足了社会经济发展中不同高性能工程结构的需要，也使得超高层建筑的高度、超大跨度桥梁的跨度新纪录不断刷新，并得以可能建设许多超级工程。

### 土木工程和数字化技术的全面交叉融合创新

先进的数字化技术通过规范化建模、全要素感知、网络化分享、可视化认知和科学化决策改变了传统土木工程的规划设计、施工建造和运营维护方式，成为土木工程发展的新核心推动力，逐步实现的建设项目前瞻规划和动态推演、以人为本的绿色低碳设计、少人式和无人化自主施工和土木工程的预防性乃至预知性维护管理，正在重新定义土木工程的生产力和生产关系，全面重塑土木工程产业和土木工程学科的内容体系，和展现出提效能、扩功能、增动能的重要价值和崭新的产业和学科新面貌。


Instruction: 你能详细解释一下土木工程的四次飞跃发展中的钢材的大量应用吗？

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## 土木工程的四次飞跃发展中的钢材的大量应用

17世纪70年代开始使用生铁、19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏。从19世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索，于是适应社会生产发展的需要，钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上，于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地下和水底下建造隧道、铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。　　实践促进了理论的产生和发展。为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，并形成了不少新的分支学科，从而促成了土木工程更迅速的发展。


Instruction: 我正在写关于土木工程的四次飞跃发展中的混凝土的兴起的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 土木工程的四次飞跃发展中的混凝土的兴起

19世纪20年代出现波特兰水泥，于是混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。19世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥各自的优点。20世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。30年代开始出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。现代混凝土种类不断增加，如超高性能混凝土、聚合物混凝土、泡沫混凝土等，加之高强度钢材等的兴起，满足了社会经济发展中不同高性能工程结构的需要，也使得超高层建筑的高度、超大跨度桥梁的跨度新纪录不断刷新，并得以可能建设许多超级工程。


Instruction: 请详细介绍土木工程中的发展趋势

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## 土木工程中的发展趋势

在世界和中国的经济建设和国防建设中，大量的投资用于土木工程，包括建筑工程、道路桥梁和交通工程、港口和海洋工程，隧道和各类地下工程、电力和水利水电工程、核能风能太阳能等能源工程、航天等高科技基础设施建设，这些重大工程设施，数量之众多、规模之宏大、环境之复杂、要求之高是人类历史上前所未有的，它们的高质量与安全建设和安全运行对土木工程科学与技术提出了严峻的挑战，提出了众多崭新的课题，推动了土木工程学科的不断发展。土木工程的发展趋势具体表现在下述几个方面。

### 土木工程材料方面

土木工程材料将朝着高性能化（轻质、高强、环保、抗震、高耐久性等）、多功能化（结构功能一体化）以及智能化（自感知、自清洁、自修复等）等方向发展。特别是在深入研究材料的化学组成与多尺度结构特征、微细结构与宏观行为内在联系的基础上，随着大数据处理与人工智能的快速发展，有望大幅降低土木工程材料的研究周期和成本，有望解决材料设计和服役过程中的共性问题以及按功能需求反向设计的超材料研制，从而在土木工程的绿色智能建造和智慧健康管理中展现出良好的应用前景。

### 土木工程勘察与测量方面

工程地质勘察未来将呈现空-天-地-孔立体勘察和智能化勘察的新趋势：以地面与孔中多种地球物理方法联合探测与卫星遥感、航空物探和遥测为主要手段实现多维度、多方法相融合，并将人工智能算法引入数据处理中，发展数据自动采集与联合反演、智能解译等新技术，提高工程地质勘察精准性与透明性。水文地质勘察未来也将和遥感技术、地球物理勘探技术等紧密结合：通过热红外监测等遥感手段以及激发极化、瞬变电磁、地质雷达等物探手段，有效判断地下水的位置、规模、形态等赋存情况，并结合水文情况建立地下水的定量评价模型土木工程测量将利用卫星遥感、三维激光扫描、机载合成孔径测量、机载激光雷达测量、倾斜摄影测量及无人机测量技术等，开展广域测量，以丰富地面测量内容，构建三维可视化测量模型，提高工程测量成果的精度及工作效率。

### 土木工程设计理论方面

随着电子计算机硬件与软件技术的快速进步，以及现代结构测试技术的广泛应用，工程设计理论与方法得以取得快速发展，体现在以下几个方面：考虑材料的非线性与几何非线性的工程动态分析，如结构的地震时程分析、风振分析；从确定性设计理念向不确定设计理念发展，具体体现在概率分析法与可靠度分析法日益深入的研究与逐步具体应用；基于性能的设计方法，针对提出或预订的设计性能目标，用有别于依赖规范的固定设计目标方法以实现预定性能要求，达到在确保安全的前提下使新材料、新结构体系、新设计理念与方法更易得到实际应用，如针对超高层建筑在风载作用下顶层的大位移，采用调整侧向刚度方法、调谐质量阻尼器的振动控制技术和改善高层建筑形体以减少风振效应；工程的最优化设计，如多目标优化、结构动力设计优化、基于可靠度的设计优化和遗传计算法等研究成果逐步进入应用阶段；计算机非线性数值模拟试验分析，如应用高性能有限元分析软件进行数值模拟复杂工程试验分析，归纳有关分析结论，在少量模型试验验证后提供设计应用。

### 土木工程建造方面

数字化技术在工程建造过程中的融合创新应用全面重新塑造了土木工程建造产业。具体包括：①工程多维数字化建模与仿真。将环境勘测信息、工程信息化设计过程信息通过三维数字化模型来展现，高效率地对工程设计方案进行仿真分析和优化，消除与减少建造中的不确定性和缺陷。②基于工程场地物联网的工程技术。全面及时、准确感知工程建造动态信息，发挥数字计算的算法和算力优势，对工程的资源和建造要素（质量、效率、安全风险）进行计算和分析，实现对工程建造的高效管控与组织，如设备物资调度、施工作业管理、安全预警、质量保证、进度控制等。③自动化、智能化工程机械技术。数字化技术赋能工程机械，提升工程机械的自主作业能力和自动化水平，使其发展为负载人员智慧的智能机械，如智能化的造楼机、造桥机、建筑3D 打印设备、隧道无人钻爆设备。

### 土木工程健康管理方面

随着社会经济建设的不断发展，土木工程项目的规模不断扩大，土木工程结构劣化问题日益突出，原有土木工程维护管理方法难以满足要求，对其提出了长寿命安全保障、抗灾韧性提升、绿色低碳化、重大灾害预测预警和快速应急保障等方面的课题。为促进土木工程维护管理工作的积极有效开展，下述新趋势日益明显和迫切：①在土木工程检测和监测数据进行针对性预防的基础上建立土木工程予知性维护管理的策略和体系。②大力发展实时化、精准化、快速化、可视化的无损检测技术。③依托卫星遥感、无人机、地面监测站等，在形成信息共享的空间动态监测网络的基础上实现“空、天、地、体”一体化的全域感知体系。④在无人机、机器人等先进装备应用和物联网、云计算、大数据及人工智能等先进技术基础上推进实时、主动的土木工程健康管理的自动化水平。


Instruction: 我想了解一下发展趋势中的土木工程勘察与测量方面，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 发展趋势中的土木工程勘察与测量方面

工程地质勘察未来将呈现空-天-地-孔立体勘察和智能化勘察的新趋势：以地面与孔中多种地球物理方法联合探测与卫星遥感、航空物探和遥测为主要手段实现多维度、多方法相融合，并将人工智能算法引入数据处理中，发展数据自动采集与联合反演、智能解译等新技术，提高工程地质勘察精准性与透明性。水文地质勘察未来也将和遥感技术、地球物理勘探技术等紧密结合：通过热红外监测等遥感手段以及激发极化、瞬变电磁、地质雷达等物探手段，有效判断地下水的位置、规模、形态等赋存情况，并结合水文情况建立地下水的定量评价模型土木工程测量将利用卫星遥感、三维激光扫描、机载合成孔径测量、机载激光雷达测量、倾斜摄影测量及无人机测量技术等，开展广域测量，以丰富地面测量内容，构建三维可视化测量模型，提高工程测量成果的精度及工作效率。


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下发展趋势中的土木工程设计理论方面，要求表达严谨，内容详实

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## 发展趋势中的土木工程设计理论方面

随着电子计算机硬件与软件技术的快速进步，以及现代结构测试技术的广泛应用，工程设计理论与方法得以取得快速发展，体现在以下几个方面：考虑材料的非线性与几何非线性的工程动态分析，如结构的地震时程分析、风振分析；从确定性设计理念向不确定设计理念发展，具体体现在概率分析法与可靠度分析法日益深入的研究与逐步具体应用；基于性能的设计方法，针对提出或预订的设计性能目标，用有别于依赖规范的固定设计目标方法以实现预定性能要求，达到在确保安全的前提下使新材料、新结构体系、新设计理念与方法更易得到实际应用，如针对超高层建筑在风载作用下顶层的大位移，采用调整侧向刚度方法、调谐质量阻尼器的振动控制技术和改善高层建筑形体以减少风振效应；工程的最优化设计，如多目标优化、结构动力设计优化、基于可靠度的设计优化和遗传计算法等研究成果逐步进入应用阶段；计算机非线性数值模拟试验分析，如应用高性能有限元分析软件进行数值模拟复杂工程试验分析，归纳有关分析结论，在少量模型试验验证后提供设计应用。


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下发展趋势中的土木工程建造方面，要求表达严谨，内容详实

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## 发展趋势中的土木工程建造方面

数字化技术在工程建造过程中的融合创新应用全面重新塑造了土木工程建造产业。具体包括：①工程多维数字化建模与仿真。将环境勘测信息、工程信息化设计过程信息通过三维数字化模型来展现，高效率地对工程设计方案进行仿真分析和优化，消除与减少建造中的不确定性和缺陷。②基于工程场地物联网的工程技术。全面及时、准确感知工程建造动态信息，发挥数字计算的算法和算力优势，对工程的资源和建造要素（质量、效率、安全风险）进行计算和分析，实现对工程建造的高效管控与组织，如设备物资调度、施工作业管理、安全预警、质量保证、进度控制等。③自动化、智能化工程机械技术。数字化技术赋能工程机械，提升工程机械的自主作业能力和自动化水平，使其发展为负载人员智慧的智能机械，如智能化的造楼机、造桥机、建筑3D 打印设备、隧道无人钻爆设备。


Instruction: 我想了解关于发展趋势中的土木工程健康管理方面的知识，请写一篇详细的介绍

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## 发展趋势中的土木工程健康管理方面

随着社会经济建设的不断发展，土木工程项目的规模不断扩大，土木工程结构劣化问题日益突出，原有土木工程维护管理方法难以满足要求，对其提出了长寿命安全保障、抗灾韧性提升、绿色低碳化、重大灾害预测预警和快速应急保障等方面的课题。为促进土木工程维护管理工作的积极有效开展，下述新趋势日益明显和迫切：①在土木工程检测和监测数据进行针对性预防的基础上建立土木工程予知性维护管理的策略和体系。②大力发展实时化、精准化、快速化、可视化的无损检测技术。③依托卫星遥感、无人机、地面监测站等，在形成信息共享的空间动态监测网络的基础上实现“空、天、地、体”一体化的全域感知体系。④在无人机、机器人等先进装备应用和物联网、云计算、大数据及人工智能等先进技术基础上推进实时、主动的土木工程健康管理的自动化水平。


Instruction: 我正在写关于土木工程发展简史中的引言的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 土木工程发展简史中的引言

土木工程的发展贯通古今，同社会、经济，特别是与科学、技术的发展有密切联系。土木工程内涵丰富，而就其本身而言，则主要是围绕着材料、施工、理论3个方面的演变而不断发展的。为便于叙述，权且将土木工程发展史划为古代土木工程、近代土木工程和现代土木工程3个时代。以17世纪工程结构开始有定量分析，作为近代土木工程时代的开端；把第二次世界大战后科学技术的突飞猛进，作为现代土木工程时代的起点。人类最初居无定所，利用天然掩蔽物作为居处，农业出现以后需要定居，出现了原始村落，土木工程进入了萌芽时期。随着古代文明的发展和社会进步，古代土木工程经历了形成时期和发达时期，不过因受到社会经济条件的制约，发展颇不平衡。古代的无数伟大工程建设，是灿烂古代文明的重要组成部分。古代土木工程最初完全采用天然材料，后来出现人工烧制的瓦和砖，这是土木工程发展史上的一件大事。古代的土木工程实践应用简单的工具，依靠手工劳动，并没有系统的理论，但通过经验的积累，逐步形成了指导工程实践的成规。15世纪以后，近代自然科学的诞生和发展，是近代土木工程出现的先声，是开始在理论上的奠基时期。17世纪中叶，伽利略开始对结构进行定量分析，被认为是土木工程进入近代的标志。从此土木工程成为有理论基础的独立的学科。18世纪下半叶开始的产业革命，使以蒸汽和电力为动力的机械先后进入了土木工程领域，施工工艺和工具都发生了变革。近代工业生产出新的工程材料──钢铁和水泥，使钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构相继在土木工程中广泛应用，土木工程发生了深刻的变化。第一次世界大战后，近代土木工程在理论和实践上开始趋于成熟。近代土木工程几百年的发展，在规模和速度上都大大超过了古代。第二次世界大战后，现代科学技术飞速发展，土木工程也进入了一个新时代。现代土木工程所经历的时间尽管只有几十年，但以计算机技术、信息技术广泛应用为代表的现代科学技术的发展，使土木工程领域出现了崭新的面貌。


Instruction: 请详细论述土木工程发展简史中的特征

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## 土木工程发展简史中的特征

在具体方面，则展现出如下特点。工程材料性能向着轻质、高强、高性能的方向快速发展。轻质化和高强化是土木工程材料的基本发展趋势。先进的冶金技术使钢材性能不断改进，优质高强的低合金钢、宽翼缘工字钢和高效冷弯型钢，开创了现代钢结构的新时代。通过掺入各类特定功能的添加剂，高强度和高性能混凝土得到普及。轻集料混凝土和加气混凝土已用于高层建筑。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到普及。纤维混凝土的研发获得广泛关注。各类新型砌体材料，如空心黏土砖、蒸压粉煤灰砖、配筋砌体等在工程中得到大量应用。铝合金、建筑塑料、玻璃钢等工程材料迅速发展。结构分析与设计理论的进步使结构更加经济安全。电子计算机的诞生，极大地推动了土木工程设计技术的发展。结构动力学、计算力学、断裂力学、损伤力学与工程防灾理论的发展，为工程结构设计提供了更为坚实的基础。基于这些新的理论和方法，传统的静态的、线性的、确定性的分析，逐步被动态的、非线性的、基于概率的分析所代替。各类大型实验装置（如地震模拟振动台、边界层风洞、离心机）的建立与应用，则为工程分析与设计理论提供了验证技术。20世纪50年代，美国、苏联建立了考虑多种极限状态、基于近似概率的第二代结构设计理论。到20世纪80年代，包括中国在内的世界主要国家的工程设计规范均采用了这一设计理论。随着科学技术的发展，以现代力学理论、现代计算科学为基础，以工程结构全寿命性能的整体可靠性优化为设计目标的第三代结构设计理论正在形成与发展之中。现代结构控制技术与结构监测技术从20世纪50年代开始普及，为了减小结构在风和地震作用下的振动，发展了结构振动控制技术。其中被动控制技术已被广泛应用到实际的结构中。1973年建成的纽约世界贸易中心，从10～100层均匀布置了共约1万个黏弹性阻尼器，竣工后，此结构在多次强风暴中均表现良好。为了监测结构在服役环境下的受力力学性能，自20世纪60年代中期开始，逐步发展了结构健康监测技术。20世纪80年代，一些发达国家开始在大型桥梁上引入桥梁健康监测系统。此后，结构健康监测技术逐渐被用于高层建筑、大跨度结构、水利大坝、山体滑坡以及古建筑的保护之中。土木建筑工程的装配化与工业化发展迅速。第二次世界大战以后，欧洲国家及日本等国迫切要求解决住宅问题，促进了装配式建筑的发展。到60年代，英国、法国、苏联等国率先进行了装配式建筑的尝试。由于建造速度快、生产成本较低，迅速在世界各地推广开来。在施工方面，各种机械化施工方法在20世纪70 年代以后得到了发展，钢制大型模板、大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、混凝土搅拌输送车、输送泵等相结合，形成了整套现场机械化施工工艺，建筑工业化水平显著提升。21世纪后，对于复杂工程的施工，实现了施工全过程的自动监测与自动控制。此外，作为实现建筑工业化的新途径，3D打印技术推动着土木工程的发展，如2014年8月，10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用，整个建筑过程仅花费24小时。土木工程设计信息化与智能化构成现代发展标志。随着机械技术、计算机技术、信息技术的进步，建筑设计和施工更加高效和现代化。计算机辅助设计（CAD）已成为建筑设计的基础工具。21世纪开始兴起的建筑信息模型技术（BIM），成为土木工程设计、施工的重要发展方向。在美国、欧洲、日本等国家，CAD与BIM已被广泛用于土木工程规划、设计、施工、运维等各个阶段，大大提高了生产效率。随着人工智能与规划、设计、建造、防灾等领域的融合，土木工程的人工智能理论体系在不断发展。未来，随着人工智能与土木工程的深度融合，土木过程将进一步向着安全、绿色、高校、智能的可持续方向发展。


Instruction: 你能详细解释一下成就中的管线工程吗？

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## 成就中的管线工程

输油、燃气、城市给、排水系统，是维系现代城市和区域功能的基础设施系统。第二次世界大战之后，世界各国在基础设施系统建设中投入了大量资金，推动了社会进步与生产力的发展。油气管道。输油管道是石油输送的主要方式。现代输油管道始于1943年开工建设的贝永管线，全长2373千米。1963年建成科洛尼尔成品油管道，主干线长2478千米，是至2022年最大的成品油管线。20世纪60年代，天然气管道建设进入发展期，代表性的工程有横贯地中海的阿-意输气管道、乌连戈伊—中央输气系统等。在中国，1959年建成新疆克拉玛依——独山子原油管道，是中国第一条长输管道。截至2016年，中国油气长输管道总里程累计约为12.6千米×104千米，基本形成了贯穿全国、联通海外的输送管网。城市管线系统是生命线工程的重要组成部分。20世纪90年代开始，中国在城市供水、供燃气系统建设中取得显著进步。截至2019年，全国供水管道总长度达92.01万千米，供燃气管道长度达78.3万千米。随着高新技术不断开发和应用，非开挖铺设地下管线的技术与装备得到很大发展，由计算机遥控的自动测量记录、自动导向纠偏、全程可视监控，为城市地下管网建设提供了重要的技术手段。同时，管网抗震设计技术也得到长足发展。


Instruction: 我正在写关于郑州北编组站中的发展概况的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 郑州北编组站中的发展概况

郑州北编组站的规模是经过30多年建设形成的，整个工程分一期工程、二期工程、三期工程、扩建工程、续建三期工程。1955年10月，开始建设郑州火车北站。1956年5月，第一期工程竣工，在下行场西半部位置建成有21条线路的横列式平面调车场。1959年3月，第二期工程竣工，建成下行系统到达场、调车场、出发场，成为单向纵列式三级三场布局，到达场设13条线，调车场设36条线，出发场设15条线，驼峰改造为机械化驼峰，本次工程预留了上行改编系统和两端的环形联络线。1959年末，第三期工程开工。1962年11月2日，经原铁道部批准，郑州车站新老两场分为两个车站，老场改为郑州客运站，新场改为郑州北编组站（枢纽编组站）。1963年1月1日，郑州北编组站正式命名。1985年3月25日，扩建了上行改编系统、交换车场、机务段和车辆段，上行到达场设14条线，调车场设37条线，出发场设19条线，交换场设10条线，上行驼峰也采用机械化驼峰，此时郑州北编组站形成了完整的双向纵列式三级八场站型。1986年，被列入中国国家“七五”重点科技攻关项目的“郑州北生产管理现代化工程”开始实施。1989年12月，以货车管理信息、驼峰作业过程控制、枢纽调度监督、峰尾微机集中、平面无线调车五大系统为代表的编组站自动化技术设备相继投入使用。

〔综论〕 工学 〔重大土木工程〕 土木工程


Instruction: 我正在写关于郑州北编组站中的技术特点的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 郑州北编组站中的技术特点

郑州北编组站具有列车和车辆信息自动化管理、车站作业计划自动化编制、调度指挥集中化运作、解编过程流水化作业、调车作业自动化控制、生产安全自动化监控等特点。郑州北编组站通过运用先进技术设备和优化作业组织，实现了中国铁路编组站改编作业效率的多项第一：车站最高日办理辆数达到31722辆；年日均办理辆数达到27107辆；驼峰单班解体最高达到74列；全站日解体最高达到223列；单班调车场编组最高达到69列；全站日编组最高达到226列。1989年12月，全站完成综合自动化改造，实现了编组站的信息管理、调度指挥、作业控制、统计分析及监督检查等全过程的自动化。2014年，开始对既有的编组站综合自动化系统进行升级改造，更新了计算机连锁系统和驼峰自动化系统，增加了编尾停车器自动控制系统、调车机车信号和监控系统，提升了编组站信息集成和处理能力、作业控制自动化水平和调度指挥智能化水平，实现了更高程度的综合自动化。郑州北编组站的驼峰解体作业采用了驼峰综合自动化系统，能够完成车辆溜放速度控制自动化、溜放进路控制自动化、机车推峰速度控制自动化、调车场连挂速度控制自动化和编尾停车防溜控制自动化。编组站综合自动化系统首先从信息管理子系统中取得到达列车编组的车辆信息，根据车流去向、调车场车流集结及出发列车编组需要等因素自动编制解体计划，驼峰综合自动化系统读取解体作业计划，根据解体车组的辆数、空重、溜放间隔等条件，指挥调机推峰作业，并根据车辆溜放的速度和前后车组间隔、溜放距离等情况，操纵间隔制动减速器进行速度控制，保证车辆溜放速度在安全范围内，并使得前后车组保持充足的间隔距离，能够满足溜放进路上的道岔实现转换。在溜放车辆进入调车场后，根据车组长度、前方停车距离等因素，操纵目的制动减速器对车辆进行控制，使溜放车辆缓慢运行，并与前方停留车辆安全连挂。在调车场尾部线路上安装有停车设备，能够保证所有溜放车辆停止在合适范围之内，避免出现车辆溜逸。驼峰溜放控制综合自动化系统，提高了编组站列车改编效率，保证了作业安全，减少了现场作业人员及改善了作业条件，使中国驼峰解体作业自动化技术处于世界领先水平。

〔综论〕 工学 〔重大土木工程〕 土木工程


Instruction: 我想了解一下水利中的词源，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 水利中的词源

水利主要通过工程措施和非工程措施发挥效能。水利的工程措施包括堤防、坝、水闸、沟渠、涵洞、渡槽、井、泵站、管道、水电站、鱼道，河道整治、水土保持，以及水运、水产养殖、旅游和生态保护中与水利有关的工程设施。水利的非工程措施主要包括法律法规、国家政策、制度安排、应急管理等。例如水法、防洪法等法规和水资源管理、河湖管理与保护、水利建筑市场监管的制度安排，以及国家防汛抗旱指挥调度、洪水预警预报、洪泛区和蓄滞洪区管理运用等。从事水利活动的各项工作称为水利事业，主要包括防洪、抗旱、供水、排水、灌溉、水力发电、水土保持、水资源保护以及水产、旅游、水运和改善生态环境等。水利的历史随着人类社会发展而发展，现代水利事业的发展趋势是按照满足人民美好生活需要、经济社会发展需求和生态环境保护要求，运用法律、工程、科学技术和现代管理，构建安全合理高效的现代水利基础设施工程体系和现代水利管理制度体系，以水资源可持续利用保障经济社会可持续发展。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


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请详细解释以下名词：
水利中的发展历程

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## 水利中的发展历程

中国治水历史悠久，“水利”作为一个词汇，最早见于战国末期《吕氏春秋》中的《孝行览·慎人》篇：“舜之耕渔……以其徒属，堀地财，取水利，编蒲苇，结罘网，手足胼胝不居，然后免于冻馁之患”，此处“水利”指捕鱼之利。《史记·河渠书》中记述了汉武帝亲自指挥黄河瓠子堵口，“自是之后，用事者争言水利”，此处“水利”指治河及修渠。《史记》在《滑稽列传》卷记述了西门豹开漳水十二渠，“至今皆得水利，民人以给足富”，此处“水利”指灌溉效益。此后到清末，“水利”一词尚未普遍使用。1933年中国水利工程学会第三届年会讨论并通过了“水利”定义，即“水利为兴利除害事业，凡利用水以生利者为兴利事业，如灌溉、航运、发展水力等工程；凡防止水之为害者为除患事业，如排水、防洪、护岸等工程。”此后随着经济社会的发展，水利涉及内容不断丰富，但兴水利、除水害的核心内容一直沿用至今。欧洲一些国家和美国，没有与“水利”一词恰当对应的词汇。20世纪上半叶较多使用hydraulic engineering。80年代开始，“水利”较多翻译为“water conservancy”。还有一种英文译法为“water resources”，但这种译法容易与水资源（water resources）的英文词义相混。俄语的Wasser ressourcen是水的事业，法语的gestion des resources en eau原意为水资源的管理。这些术语与中国“水利”的含义接近但不完全相当。

### 古代水利

国际上通常把水利发展划分为古代、近代和现代三个时期。古代指18世纪工业革命之前，近代指工业革命至 第二次世界大战期间，第二次世界大战以后为现代。世界各国因自然条件和经济社会发展的差异，进入三个时期的时间和表现特征都不尽相同。

### 近代水利

世界上水利发端于古埃及、古巴比伦、古印度和中国四大文明古国，与古代农业发展有着密切关系。古埃及、幼发拉底和底格里斯两河流域及印度河流域的水利都始于引洪淤灌。公元前4000～前3000年，苏美尔人在两河流域南部地区开始人工灌溉，兴修沟渠堤坝，排灌蓄水，形成人工灌溉网。古埃及在公元前3100年左右开始有了人工灌溉。这两个地区的水利技术后传播到希腊和罗马。印度河流域在公元前2500～前1500年开始在高地筑坝拦水灌溉，并在城市街道修建有配套的地下排水管道。中国最早的水利设施始于公元前2000年或更早年代。商代井田制的井田由开挖的灌排沟洫分开，河南、山西、陕西、江苏、浙江等地也都发现人类取水或排水遗迹。春秋时期楚国的芍陂和战国时期秦国的都江堰、郑国渠、灵渠等水利工程，是中国古代早期水利成就的代表。隋、唐、宋、元时期长江流域和东南沿海大规模水利开发，沟通南北的大运河建成。明清时期荆江大堤、浙东鱼鳞大石塘等防洪防潮工程基本形成，江浙太湖一带和湖南、湖北、福建、广东等地的圩垸水利、梯田建设和农田灌溉得到大规模开发，促进了新经济区的形成。随着灌溉和排水技术向边疆和山区推进，新疆坎儿井、云南滇池和黄河流域河套地区的灌溉都得到大力发展。

### 现代水利

18世纪后期，西方一些国家陆续进入资本主义社会，工业时代和随之产生的城镇化促进了水利大发展。随着水文学、水力学、结构力学、土力学等学科的创立，新材料新工艺的出现，水坝、水闸、渠系等蓄水、输水和水力发电等工程建设得以快速发展。代表性工程如英国1825年在尼罗河三角洲修建的大型拦河闸坝和灌排渠系工程，苏联在中亚细亚修建的供水、灌溉和排水工程，德国、奥地利对莱茵河、多瑙河的河道航运整治工程等。欧洲于1880～1890年期间建成了世界上第一批水力发电站。美国于19世纪后期开始大规模建设蓄水、灌溉工程并发展水力发电，于1936年建成的胡佛大坝，高221米，是当时世界最高坝。中国鸦片战争后沦为半殖民地半封建社会，内忧外患，水利发展不仅未能与世界水利同步，已有的水利设施也无力维修，全国范围内水患日益严重。但这一时期海禁渐开，西方一些水利科技传入中国，水文测量和施工方法得以应用。水利工作者在学习西方先进水利科技的同时，也注意水利科研教育、江河流域规划等基础工作，为现代水利发展做了准备。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下发展历程中的近代水利，要求表达严谨，内容详实

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## 发展历程中的近代水利

世界上水利发端于古埃及、古巴比伦、古印度和中国四大文明古国，与古代农业发展有着密切关系。古埃及、幼发拉底和底格里斯两河流域及印度河流域的水利都始于引洪淤灌。公元前4000～前3000年，苏美尔人在两河流域南部地区开始人工灌溉，兴修沟渠堤坝，排灌蓄水，形成人工灌溉网。古埃及在公元前3100年左右开始有了人工灌溉。这两个地区的水利技术后传播到希腊和罗马。印度河流域在公元前2500～前1500年开始在高地筑坝拦水灌溉，并在城市街道修建有配套的地下排水管道。中国最早的水利设施始于公元前2000年或更早年代。商代井田制的井田由开挖的灌排沟洫分开，河南、山西、陕西、江苏、浙江等地也都发现人类取水或排水遗迹。春秋时期楚国的芍陂和战国时期秦国的都江堰、郑国渠、灵渠等水利工程，是中国古代早期水利成就的代表。隋、唐、宋、元时期长江流域和东南沿海大规模水利开发，沟通南北的大运河建成。明清时期荆江大堤、浙东鱼鳞大石塘等防洪防潮工程基本形成，江浙太湖一带和湖南、湖北、福建、广东等地的圩垸水利、梯田建设和农田灌溉得到大规模开发，促进了新经济区的形成。随着灌溉和排水技术向边疆和山区推进，新疆坎儿井、云南滇池和黄河流域河套地区的灌溉都得到大力发展。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 请详细论述发展历程中的现代水利

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## 发展历程中的现代水利

18世纪后期，西方一些国家陆续进入资本主义社会，工业时代和随之产生的城镇化促进了水利大发展。随着水文学、水力学、结构力学、土力学等学科的创立，新材料新工艺的出现，水坝、水闸、渠系等蓄水、输水和水力发电等工程建设得以快速发展。代表性工程如英国1825年在尼罗河三角洲修建的大型拦河闸坝和灌排渠系工程，苏联在中亚细亚修建的供水、灌溉和排水工程，德国、奥地利对莱茵河、多瑙河的河道航运整治工程等。欧洲于1880～1890年期间建成了世界上第一批水力发电站。美国于19世纪后期开始大规模建设蓄水、灌溉工程并发展水力发电，于1936年建成的胡佛大坝，高221米，是当时世界最高坝。中国鸦片战争后沦为半殖民地半封建社会，内忧外患，水利发展不仅未能与世界水利同步，已有的水利设施也无力维修，全国范围内水患日益严重。但这一时期海禁渐开，西方一些水利科技传入中国，水文测量和施工方法得以应用。水利工作者在学习西方先进水利科技的同时，也注意水利科研教育、江河流域规划等基础工作，为现代水利发展做了准备。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction:
请详细解释以下名词：
水利重点领域

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## 水利重点领域

二次世界大战以后，随着科学技术迅猛发展，人类征服和改造自然能力不断增强，水库、大坝建设发展迅速，成为20世纪具有标志性的水工建筑物。江河治理、水资源利用、水能开发、水运发展等成为这一时期重要的水利实践。与此同时，对大自然的过度开发和工业污染导致了生态环境逐渐恶化，成为世界各工业国家普遍面对的环境问题。70年代，国际上开始研究并提出可持续发展问题。1992年联合国环境与发展大会通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》，标志着可持续发展成为全球共识和世界各国的政治承诺。世界各国均开始积极探索新的治水理念和治水模式，从过去主要侧重水利工程建设，转变为更加注重水资源综合管理和流域综合管理，更加重视通过立法、规划、管理、经济激励等综合措施实现相关涉水目标。中国在1949年以后，水利进入快速发展时期。为改变水旱灾害频繁、江河水系紊乱的状况，国家坚持兴利与除害结合，开源与节流并重，防洪与抗旱并举，对大江大河大湖进行了系统治理。基本建成了以堤防为基础，江河控制性工程为骨干，干支流水库、蓄滞洪区、河道整治相配合，工程措施与非工程措施相结合的防洪减灾体系；兴建了大量蓄水、引水、提水工程，水资源得到有效开发利用，城乡供水保障能力显著提升；持续推进农田水利基本建设，有效灌溉面积稳步增加，促进农业农村发展、保障粮食安全的水利基础不断巩固；深化水利改革，实行最严格的水资源管理，保护江河湖泊生态，依法治水、科学治水的局面已经形成。但随着人口增长和经济社会快速发展，加之气候变化的影响，中国在面临传统的洪涝、干旱等自然灾害同时，水资源短缺、水环境污染、水生态损害等水问题越来越突出。为解决好新老水问题，国家及时对治水思路进行了调整和完善，将水安全保障上升为国家战略，确立了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的水利工作方针，推进水利基础设施建设现代化，在防治水害与兴利同时，更加重视水资源保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复，以水资源可持续利用支撑社会经济可持续发展。

### 防汛抗旱

中国地处欧亚大陆东部、太平洋西岸。受太平洋季风气候影响，加之陆地疆域广阔、高原与山脉发育，降雨时空分布十分不均，带来严重的水旱灾害。严重的洪水灾害有1870年、1931年、1954年、1998年长江大水，1915年珠江大水，1933年黄河大水等，严重的干旱灾害有明末崇祯大旱（1627～1643）、清光绪初年大旱（1876～1878）等，均造成重大人员伤亡和经济损失。所以，防汛抗旱自古以来都是水利的重要工作。防汛工作包括防御洪水和台风。主要通过运用各种工程措施和非工程措施，预防和减轻洪涝和台风灾害，保护人民群众生命财产安全和生活安宁，保障经济社会持续健康发展而开展的水利工作。为安全高效开展防汛工作，针对不同防御对象制定了国家防洪标准；实施了大规模的江河治理和海堤建设，开展病险水库除险加固和山洪地质灾害防御工作，消除防汛安全隐患，使大江大河干流、重要城市、国家重要基础设施和产业基地基本达到国家防洪标准；建立了国家防汛抗旱指挥体系、各级各类防汛责任制、气象水文预警预报系统，制定了各类防汛预案和洪水调度方案，构建了较为完善的防洪非工程措施体系。通过防汛统一指挥、洪水预测预报、水利工程调度和运用、抢险救灾及非常情况下的应急处置等工作，防止和减轻洪水和台风灾害。抗旱工作是通过采取工程措施和非工程措施，预防和减轻干旱对生活、生产和生态造成不利影响的各种活动。包括制定相关法律法规、旱情旱灾评估标准和干旱紧急情况下水量调度预案；建设抗旱应急备用水源工程、应急输配水工程、跨区域应急调水工程以及非常规水源工程，提高抗旱应急供水能力和水资源利用效率。国家通过防汛抗旱指挥系统指导各地抗旱工作，各省（市、自治区）通过编制抗旱预案、明确干旱期间用水秩序、储备抗旱物资、建设抗旱服务组织和旱情监测网络，增强抗旱工作的主动性，缓解干旱期间城市、农业、生态缺水和因旱人畜饮水困难等问题，减轻干旱造成的损失。

### 水资源开发利用与保护

水资源开发利用是通过各种工程和非工程措施对天然状态下的水资源进行时空调节、配置、开发和利用，以满足人类生活、经济社会发展和生态环境对水资源需求的活动。其工程措施主要包括水库、闸坝、泵站、地下水井、隧洞、渠道、管涵、净水设施等，非工程措施主要包括国家水资源管理体制、节水型社会建设、用水总量和用水强度控制、水资源论证制度、水权水价水市场等。中国水资源时空分布不均匀，水资源开发利用难度大。针对其特点和经济社会发展对水资源的需求，国家开展了大规模的江河调蓄工程、地下水开发利用工程和各类引调水工程建设。水资源保护是对地表水和地下水、水量和水质进行保护的统称。水资源开发利用应与水资源和水环境承载能力相适应。水资源承载能力主要体现在水量，水环境承载能力主要体现在水质，二者均是水生态系统的主要影响因素，因此，水资源保护应水量与水质并重，维持水资源的可持续利用。中国人口规模和经济社会发展阶段对水资源保护形成严峻挑战，为此国家出台了最严格的水资源管理制度，建立了用水总量控制红线，明确了国家、流域、省市县用水总量；建立了用水效率控制红线，指导和鼓励用水户采用高效的用水定额，鼓励循环用水，推动农业、工业和生活节约用水，建设节水型社会；在江河湖泊上划定水功能区，建立了水功能区限制纳污红线，明确各类水功能区的水质标准。针对用水总量、用水效率、限制纳污三条红线管控的落实情况，中央政府建立了考核制度，对地方政府落实最严格水资源管理制度的目标责任进行考核。

### 农村水利

为提高农业综合生产能力、改善农村生态环境与农民生活条件的水利基础性措施。主要包括农田（含林牧地）水利、保障农牧区居民饮水安全和农村水电。水资源时空分布不均匀与农作物生长需水规律的矛盾，决定了中国农业要以灌溉农业为主，发展农田水利，推广农业节水技术，让农民获得安全便利充足的饮用水和解决农村用电，是改善农村环境、提高农民生活质量和促进农民增收的基本前提。农田水利是农业发展、农村建设、农民富裕的重要基础设施，是国家粮食安全的有力保障。主要内容包括农田灌溉与排水、水土保持、盐碱地改良、沼泽地改良、围垦、农牧供水、节水灌溉，兼及中小型河道整治、小型水库和塘坝及圩垸建设等。中国一直把大力发展农田水利作为农村水利建设的重要任务。国家通过大中型灌区续建配套和节水改造、高效节水灌溉应用推广、小农水重点县建设、牧区水利等项目对农田水利建设给予资金支持，完善渠系配套设施。推广喷灌、滴灌、微灌等高效灌溉节水技术，在不增加灌溉用水的前提下发展灌溉面积。广大农村地区实施农业综合开发、节水灌溉以及土地整理等，不断加大农田水利设施建设力度，农业综合生产能力显著提高，为促进农村经济快速发展起了重要推动作用。农村饮水安全指农村居民能够及时、方便地获得足量、洁净、负担得起的生活饮用水。国际上对农村饮水安全高度重视。中国制订了《农村实施准则》和全国农村饮水安全专项规划。在乡村振兴战略实施过程中，推动农村饮水安全提质增效，按照城乡统筹的原则提高农村自来水普及率。农村水电是农村重要的基础设施和公共设施，是可再生能源的重要组成部分。中国先后实施了农村水电增效扩容改造工程、水电新农村电气化建设工程、小水电代燃料工程等项目。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


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请详细解释以下名词：
水利重点领域中的防汛抗旱

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## 水利重点领域中的防汛抗旱

中国地处欧亚大陆东部、太平洋西岸。受太平洋季风气候影响，加之陆地疆域广阔、高原与山脉发育，降雨时空分布十分不均，带来严重的水旱灾害。严重的洪水灾害有1870年、1931年、1954年、1998年长江大水，1915年珠江大水，1933年黄河大水等，严重的干旱灾害有明末崇祯大旱（1627～1643）、清光绪初年大旱（1876～1878）等，均造成重大人员伤亡和经济损失。所以，防汛抗旱自古以来都是水利的重要工作。防汛工作包括防御洪水和台风。主要通过运用各种工程措施和非工程措施，预防和减轻洪涝和台风灾害，保护人民群众生命财产安全和生活安宁，保障经济社会持续健康发展而开展的水利工作。为安全高效开展防汛工作，针对不同防御对象制定了国家防洪标准；实施了大规模的江河治理和海堤建设，开展病险水库除险加固和山洪地质灾害防御工作，消除防汛安全隐患，使大江大河干流、重要城市、国家重要基础设施和产业基地基本达到国家防洪标准；建立了国家防汛抗旱指挥体系、各级各类防汛责任制、气象水文预警预报系统，制定了各类防汛预案和洪水调度方案，构建了较为完善的防洪非工程措施体系。通过防汛统一指挥、洪水预测预报、水利工程调度和运用、抢险救灾及非常情况下的应急处置等工作，防止和减轻洪水和台风灾害。抗旱工作是通过采取工程措施和非工程措施，预防和减轻干旱对生活、生产和生态造成不利影响的各种活动。包括制定相关法律法规、旱情旱灾评估标准和干旱紧急情况下水量调度预案；建设抗旱应急备用水源工程、应急输配水工程、跨区域应急调水工程以及非常规水源工程，提高抗旱应急供水能力和水资源利用效率。国家通过防汛抗旱指挥系统指导各地抗旱工作，各省（市、自治区）通过编制抗旱预案、明确干旱期间用水秩序、储备抗旱物资、建设抗旱服务组织和旱情监测网络，增强抗旱工作的主动性，缓解干旱期间城市、农业、生态缺水和因旱人畜饮水困难等问题，减轻干旱造成的损失。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 我想了解关于水利重点领域中的水资源开发利用与保护的知识，请写一篇详细的介绍

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## 水利重点领域中的水资源开发利用与保护

水资源开发利用是通过各种工程和非工程措施对天然状态下的水资源进行时空调节、配置、开发和利用，以满足人类生活、经济社会发展和生态环境对水资源需求的活动。其工程措施主要包括水库、闸坝、泵站、地下水井、隧洞、渠道、管涵、净水设施等，非工程措施主要包括国家水资源管理体制、节水型社会建设、用水总量和用水强度控制、水资源论证制度、水权水价水市场等。中国水资源时空分布不均匀，水资源开发利用难度大。针对其特点和经济社会发展对水资源的需求，国家开展了大规模的江河调蓄工程、地下水开发利用工程和各类引调水工程建设。水资源保护是对地表水和地下水、水量和水质进行保护的统称。水资源开发利用应与水资源和水环境承载能力相适应。水资源承载能力主要体现在水量，水环境承载能力主要体现在水质，二者均是水生态系统的主要影响因素，因此，水资源保护应水量与水质并重，维持水资源的可持续利用。中国人口规模和经济社会发展阶段对水资源保护形成严峻挑战，为此国家出台了最严格的水资源管理制度，建立了用水总量控制红线，明确了国家、流域、省市县用水总量；建立了用水效率控制红线，指导和鼓励用水户采用高效的用水定额，鼓励循环用水，推动农业、工业和生活节约用水，建设节水型社会；在江河湖泊上划定水功能区，建立了水功能区限制纳污红线，明确各类水功能区的水质标准。针对用水总量、用水效率、限制纳污三条红线管控的落实情况，中央政府建立了考核制度，对地方政府落实最严格水资源管理制度的目标责任进行考核。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


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请详细解释以下名词：
水利重点领域中的农村水利

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## 水利重点领域中的农村水利

为提高农业综合生产能力、改善农村生态环境与农民生活条件的水利基础性措施。主要包括农田（含林牧地）水利、保障农牧区居民饮水安全和农村水电。水资源时空分布不均匀与农作物生长需水规律的矛盾，决定了中国农业要以灌溉农业为主，发展农田水利，推广农业节水技术，让农民获得安全便利充足的饮用水和解决农村用电，是改善农村环境、提高农民生活质量和促进农民增收的基本前提。农田水利是农业发展、农村建设、农民富裕的重要基础设施，是国家粮食安全的有力保障。主要内容包括农田灌溉与排水、水土保持、盐碱地改良、沼泽地改良、围垦、农牧供水、节水灌溉，兼及中小型河道整治、小型水库和塘坝及圩垸建设等。中国一直把大力发展农田水利作为农村水利建设的重要任务。国家通过大中型灌区续建配套和节水改造、高效节水灌溉应用推广、小农水重点县建设、牧区水利等项目对农田水利建设给予资金支持，完善渠系配套设施。推广喷灌、滴灌、微灌等高效灌溉节水技术，在不增加灌溉用水的前提下发展灌溉面积。广大农村地区实施农业综合开发、节水灌溉以及土地整理等，不断加大农田水利设施建设力度，农业综合生产能力显著提高，为促进农村经济快速发展起了重要推动作用。农村饮水安全指农村居民能够及时、方便地获得足量、洁净、负担得起的生活饮用水。国际上对农村饮水安全高度重视。中国制订了《农村实施准则》和全国农村饮水安全专项规划。在乡村振兴战略实施过程中，推动农村饮水安全提质增效，按照城乡统筹的原则提高农村自来水普及率。农村水电是农村重要的基础设施和公共设施，是可再生能源的重要组成部分。中国先后实施了农村水电增效扩容改造工程、水电新农村电气化建设工程、小水电代燃料工程等项目。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下城市水利，要求表达严谨，内容详实

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## 城市水利

为解决城市防洪、排水（涝）、供水，以及处理城市的废水等所进行的水事活动。靠近江河沿岸的城市和海滨城市，往往遭受江河洪水和台风灾害，城市防洪主要通过工程和非工程措施防御和减轻江河洪水或海洋风暴潮产生的灾害。城市排水主要通过城区水系和管网系统排出城区暴雨产生的涝水，防止和减轻内涝灾害，以及排出经处理后的城市废污水。城市供水包括水源工程、自来水处理厂和自来水管网系统。水源应以当地水源为主，包括地表水、地下水、海水淡化和再生水。但是，如果当地水资源满足不了城市经济社会发展，如北京、天津、青岛等北方城市，就要通过南水北调、引滦入津、引黄济青等跨流域调水工程弥补当地水源不足。城市水利事关城市发展、城市安全和公共服务等各个领域，国家水法、防洪法、城乡规划法等法律明确规定城市人民政府负责防洪、排涝、供水节水、水污染防治等工作。随着城市发展和城镇居民对城市水利更高层次的需求，许多城市开展了水务管理体制改革，将水环境改善、水生态修复、亲水空间拓展等纳入城市水利工作范畴。2013年中央城镇工作会议提出建设海绵城市的理念后，许多城市将城市水利融入海绵城市建设。

### 水力发电

将河流、湖泊、海洋等水体所蕴藏的水能变为电能的工程技术。在中国，因为海洋水能资源开发利用率低，在水能资源中占比小，因此一般把河流水能资源简称为水能资源。在河流上开发水能要通过建设水电站实现，因利用水头发电的方式不同而分为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站。同时，为了便于电网安全调度，国家还建设了一批抽水蓄能电站。中国长江的金沙江、雅砻江、大渡河和澜沧江、怒江、雅鲁藏布江、黄河上游、红水河等是中国水能较大江河。其中金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、红水河、黄河上游已不同程度地形成梯级开发格局，是中国西电东送的重要电源。

### 水运

用船、筏在江、河、湖、海上运送客货的一种运输方式。水运主要承担大数量、长距离的运输，是在干线运输中起主力作用的运输方式。在内河及沿海，水运也常作为小型运输工具使用，担任补充及衔接大批量干线运输的任务。水运具有成本低、大批量、远距离、环保等优点，其缺点是运输速度慢，受港口、水位、季节、气候影响较大。20世纪70年代后，中国恢复了国际间的贸易和交流，随着国民经济的发展，水运事业逐步得到发展。尤其是80年代后，国家不断加大航运设施建设的投入，水运事业得到了前所未有的发展，为国民经济和对外贸易持续快速发展起到了重要的支撑作用。

### 水生态文明建设

国家生态文明建设的重要组成部分，是把生态文明理念融入水利相关领域的实践和探索。主要内容包括河湖保护、水土保持、生态脆弱河流生态综合治理、水生态文明城市试点建设等。河湖保护是维系河湖水系的完整性和对水域、水体、岸线资源进行保护的管理行为。在中国部分地区，河湖干涸、污染、乱挖乱占、形态萎缩、功能减退的现象十分严重。各级政府建立了河长制和湖长制，并明确了加强水资源保护、河湖岸线管理保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复、执法监管等河湖保护的任务要求。水土保持是对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施，对涵养水源、维护绿水青山、建设美丽中国具有重大战略意义。中国高度重视水土保持工作，制定水土保持法，明确了预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益的水土保持工作方针。通过采取工程措施、生物措施和农业技术措施，对长江、黄河上中游等水土流失严重地区实施了重点治理；利用大自然的自我修复能力，在重点区域实施封育保护。生态脆弱河流生态综合治理是水利进入21世纪江河治理新的实践。治理对象主要是开发过度、生态损害严重、急需通过综合措施修复河流生态的北方河流。通过黄河水资源统一调度和调水调沙，实现了黄河不断流及河口湿地的修复；通过加强水资源统一管理和调度、实施高效农业节水、退耕还水、调整农业结构、保护涵养水源等综合措施，对塔里木河、黑河、石羊河等内陆河流进行生态综合治理，实现黑河下游东居延海恢复湖面，塔里木河下游、石羊河下游重现绿色生机。生态脆弱河流治理的实践还推广到其他流域，比如通过现有水利工程生态补水，白洋淀、向海、扎龙等湿地生态系统得到明显恢复。水生态文明城市试点建设是针对城市水资源、水环境、水生态、水安全突出问题开展的城市水利工作。试点城市通过防洪、排涝、水环境、水生态系统治理，达到城市水系完整、水体流动、水质良好、生物多样、安全保障、文化传承等目标要求，实现人水和谐。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下城市水利中的水生态文明建设，要求表达严谨，内容详实

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## 城市水利中的水生态文明建设

国家生态文明建设的重要组成部分，是把生态文明理念融入水利相关领域的实践和探索。主要内容包括河湖保护、水土保持、生态脆弱河流生态综合治理、水生态文明城市试点建设等。河湖保护是维系河湖水系的完整性和对水域、水体、岸线资源进行保护的管理行为。在中国部分地区，河湖干涸、污染、乱挖乱占、形态萎缩、功能减退的现象十分严重。各级政府建立了河长制和湖长制，并明确了加强水资源保护、河湖岸线管理保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复、执法监管等河湖保护的任务要求。水土保持是对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施，对涵养水源、维护绿水青山、建设美丽中国具有重大战略意义。中国高度重视水土保持工作，制定水土保持法，明确了预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益的水土保持工作方针。通过采取工程措施、生物措施和农业技术措施，对长江、黄河上中游等水土流失严重地区实施了重点治理；利用大自然的自我修复能力，在重点区域实施封育保护。生态脆弱河流生态综合治理是水利进入21世纪江河治理新的实践。治理对象主要是开发过度、生态损害严重、急需通过综合措施修复河流生态的北方河流。通过黄河水资源统一调度和调水调沙，实现了黄河不断流及河口湿地的修复；通过加强水资源统一管理和调度、实施高效农业节水、退耕还水、调整农业结构、保护涵养水源等综合措施，对塔里木河、黑河、石羊河等内陆河流进行生态综合治理，实现黑河下游东居延海恢复湖面，塔里木河下游、石羊河下游重现绿色生机。生态脆弱河流治理的实践还推广到其他流域，比如通过现有水利工程生态补水，白洋淀、向海、扎龙等湿地生态系统得到明显恢复。水生态文明城市试点建设是针对城市水资源、水环境、水生态、水安全突出问题开展的城市水利工作。试点城市通过防洪、排涝、水环境、水生态系统治理，达到城市水系完整、水体流动、水质良好、生物多样、安全保障、文化传承等目标要求，实现人水和谐。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 你能详细解释一下水利改革吗？

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## 水利改革

国家经济体制改革的重要组成部分。主要包括水权水市场制度建设、水价改革、水利工程建设管理体制改革、水利投融资体制改革等。主要目标是更好发挥政府作用和市场机制，实现水治理体系和水治理能力现代化。水权制度是指通过建立水权配置制度，完善取水许可制度，开展水资源使用权确权登记，形成归属清晰、权责明确、监管有效的水资源资产产权制度。在水权确权的前提下，建立公平公正公开的水权交易制度，培育水市场，鼓励和引导地区间、用水户间的水权交易，逐步建立国家、流域、区域层面的水权交易平台，发挥市场在水资源配置中的基础性作用。水价改革包括农业水价综合改革、城镇居民用水水阶改革和非居民用水超定额累进加价制度改革等，旨在通过价格杠杆作用促进水资源高效节约利用。水利工程建设管理体制改革包括完善水利工程建设项目法人责任制、招标投标制和建设监理制，建立水利建筑市场主体守信激励和失信惩戒机制，深化国有水利工程运行管理体制改革、小型水利工程产权制度改革等，旨在建立公平公正公开的水利建筑市场和提高水管单位活力及专业化管理水平。水利投融资体制改革重点是将公共财政作为水利投入的主渠道同时，用好各项财政和金融扶持政策，引导金融机构和社会投资主体通过扩大水利信贷资金、发行企业债券、扩大直接融资规模等方式，增加社会资本对水利的投入，形成政府与市场两手发力的水利投融资格局。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 你能详细解释一下水利中的科学研究与学科分支吗？

Output:
## 水利中的科学研究与学科分支

水利科学是人类社会适应、利用和改变自然的科学，涉及范围较广，需要研究的课题很多，主要有两方面：①研究自然界中水的运动规律及与自然环境、社会环境之间的相互关系。②研究和开发应用于水利事业的先进技术、经济规律和管理方式。水利科学需在不断创新中求发展。 水利科学的研究方法主要有：①总结实践经验。②理论分析。③原型观测、物理模型试验及数值模拟计算。 　　水利科学涉及自然科学、技术科学和社会科学许多门类的知识，包括一些基础学科和大量专业学科。随着科学技术和水利事业的发展，涉及范围不断扩大。水利科学中包含的分支学科，按性质可分为三类。一是基础学科，包括水文学、水资源学、水力学、河流动力学、流体力学、固体力学、土力学、岩石力学等。二是专业学科，包括防洪抗旱、灌溉和排水、水力发电、航道和港口、水土保持、城镇供水与排水、水利管理等。三是其他相关学科，包括水利史、水利经济学、水生态学、环境学等。

水利工程 〔综论〕 工学 〔基本概念〕


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下水能利用学中的研究内容，要求表达严谨，内容详实

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## 水能利用学中的研究内容

水能利用学主要研究：①基础资料研究。根据气象、水文、泥沙、地形、地质、淹没、用电需求、电力系统以及人类活动对河川径流、泥沙的影响，进行水文、水能资源计算和负荷预测、负荷曲线的研究。②水能利用方式研究。包括不同形式的河流水能利用，如坝式、引水式、混合式水电站，河流水能梯级开发和综合利用，抽水蓄能利用，海岸潮汐能以及波能的开发利用等。③动能经济研究。与水能的合理利用有关的，从宏观到微观的一系列技术经济问题研究。根据用电需要、综合利用要求和电站建设条件，并考虑电力系统中已建和规划兴建的水、火电站构成和规模，合理确定所设计水电站的开发目标和任务，论证供电范围，拟定设计水平年，选择设计保证率，确定水电站规模及特征值，包括正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位、死水位、防洪限制水位和装机容量的选择，拟定水电站运行方式。进行电力系统的电力电量平衡，核定水电站的容量和电量效益。④水电站机组机型研究。根据电站的出力及水头变化特性、枢纽布置、设备制造、供应和运输条件以及电力系统的运行要求，通过技术经济比较，选择水轮机的设计水头、安装高程和机组机型。⑤综合利用措施研究。根据综合利用经济合理的原则，妥善解决防洪、灌溉、通航、过木、渔业、供水、卫生及水源保护等问题。⑥泥沙淤积和回水等研究。分析计算工程建成后上、下游河道冲淤变化规律及其对工程安全、综合利用效益的影响，并根据不同情况进行水沙调节、回水、水库放空和降低水位、初期充蓄和防凌防冰等计算，为合理确定工程特征值和运用方式提供必要的依据，达到正确处理泥沙的目的。⑦综合经济评价。包括经济评价、财务评价。经济评价要根据电力系统发展规划拟定比较方案，计算费用和效益，进行方案比选，并对选定的方案研究各项经济指标，还要对选定方案进行财务评价、敏感或风险分析和经济效果与社会效果的综合评价。⑧环境影响评价。水能开发利用规划和水电工程设计应将环境影响评价和环境与生态保护设计作为主要内容之一。通过调研查清水电工程影响区域环境与生态状况，分析评价修建该水电工程对环境与生态的影响，采取保护措施把不利影响减至最小。

水利工程 〔综论〕 工学 〔水利学科〕


Instruction: 你是一名领域专家，对水能利用学中的理论与方法非常了解，请给出详细的解释

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## 水能利用学中的理论与方法

水能开发利用是一项复杂的系统工程，要遵循系统的思想：①以系统工程的原则研究问题。以全系统（包括经济社会用电需求、电力系统涉及的一次、二次能源系统、水资源和水生态系统、温室气体排放要求等）整体最优为出发点研究问题和选择方案。②决策中的统筹兼顾。综合性水利枢纽或水电站运行决策，要将该枢纽或水电站放在水库群或水、火电站群的整体系统中，在统筹研究水库群或水、火电站群整体安全、功能、效益的基础上，研究各自的优化运行方式，使系统的综合经济效益达到最大。在进行投资决策时，投资效益除本电站的效益外，还要计算该资金投入带来的系统附加效益，如增加水电站群的保证出力和年发电量等“群”的增益。③在进行综合利用项目的投资决策时，必须计入综合利用的效益，或进行综合利用工程费用分摊。水能利用学研究方法，分为常规法和优化法两类。①常规法。方案选择一般用对比法，即根据工程经验列举若干个可相互替代的方案，并对每一个方案就建设成本、社会成本、经济效益、环境影响等进行综合分析比选，系统决策。这种方法应用广泛，但有时研究的比选方案有限，存在可能漏掉最优方案的问题。②优化法。根据工程问题，建立优化模型，将与水能利用有关的各种因素作为一个系统进行优化，从所有可能的方案中进行筛选，能够达到整个系统优化的目的。由于水能利用的优化是涉及面广、非线性的时空优化问题，因此优化模型很复杂，需根据具体项目建立合适的模型。

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## 水能利用学中的沿革与发展

早期，人们以直接的方式利用水能，即以水车、水磨等将水能直接变为机械能加以利用。19世纪末叶，随着机械、电气和输电技术的发展，使水力发电逐渐成为水能利用的主要形式。西方国家从20世纪30年代起，开始进行河流梯级开发和水资源综合利用等问题的研究。随着电力系统的形成和发展，逐步开展水电站在电力系统中的作用及其与火电厂的联合运行方式的研究。50年代以后，由于系统工程、优化方法的发展及计算机技术的广泛应用，与经济评价结合，水能利用作为一门学科得到很快发展。以水电站群的优化为标志，从水资源系统和电力系统优化出发进行的水能利用研究，达到了新的水平。1962年美国哈佛大学A.马斯[注]等编著了《水资源系统设计》，首先把系统分析的理论应用于流域水资源利用规划。苏联S.N.克里茨基[注]、M.F.明凯里[注]合著的《水利计算》和C.H.尼基京[注]著的《水能学》对水能利用的理论、方法及实践应用也曾做过极大贡献。中国在1949年以前，采用西方的方法进行水电开发的经济评价。20世纪50年代始，应用苏联的准则和方法。70年代开始在水能利用研究和规划设计引用西方考虑资金时间价值的经济理论、系统工程理论和优化方法，逐步建立起适合中国国情的水能利用学。80年代以来，在地区及跨地区一次能源规划及电力系统电源规划、地区及跨地区水电发展规划、水电站（群）径流补偿调节计算及水电站（群）水库运行调度等方面，有较大的进展。特别是在长江三峡工程论证、长江流域综合规划等项工作中，对基础资料研究、水能利用方式研究、动能经济研究、水电站机组机型研究、综合利用措施研究，特别是综合经济评价、财务评价和环境影响评价等有了很大的创新。在建设大型抽水蓄能电站的实践中，丰富和发展了抽水蓄能电站的水能利用学。水能利用学的建立和发展为中国大规模开发常规水电站、抽水蓄能电站和潮汐电站奠定了基础。随着中国水能资源的进一步开发，水能利用学科得到进一步发展：①深入研究复杂技术难题。针对中国西部地区建设的高坝大库水利水电工程，集中研究攻关高地震、高寒地区200米级以上高坝的建设复杂技术难题，巨型水轮发电机组设计、制造及安装中的关键技术和特高压输电技术等。②提高水电站水能利用率。通过电力系统的合理调度，尤其通过电力供给侧结构性改革，建立优先利用清洁能源的调度机制，最大限度地提高水能利用效率，减少弃水损失并增发电量。政府部门建立健全水能利用监测体系和信息发布制度，指导水电站水能利用情况分析及统计工作，推动水能有效利用。③建设生态环境友好型水利水电工程。应深入研究分析修建水利水电工程对环境与生态产生的不利影响，将环境影响评价和环境与生态保护设计作为水能利用重要内容，并在运行全过程对环境与生态进行监控和保护，使水利水电工程和环境与生态相融合、相协调。

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Instruction: 我想了解关于水利经济学中的研究内容的知识，请写一篇详细的介绍

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## 水利经济学中的研究内容

可分为宏观和微观两个层面。在宏观层面，侧重于评估水利建设在国民经济和社会发展、环境保护和改善等方面的作用和地位；研究水利产业政策、水利产业定位及分类、资金来源及筹资途径；研究水权交易和水市场机制；研究水利设施的产权制度以及经营管理体制改革等。在微观层面，侧重于各种水利建设项目的投资估算、效益计算；研究水利建设项目提供产品的价格或收费标准；研究水利建设项目经济可行性、财务可行性评价标准和方法，以及水利建设项目方案优选准则及方法。随着经济改革的不断深化，人们对水资源和水利工程属性认识的不断提高，中国的水利经济学的研究内容逐步拓展，具体可归纳为：①水资源优化配置与可持续利用研究。②水利的外部性与市场失灵研究。③水利投、融资体系研究。④水利产品定价机制研究。⑤水利建设项目经济评价。⑥水权交易与水市场建设研究。

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请详细解释以下名词：
水利经济学中的理论与方法

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## 水利经济学中的理论与方法

水利经济学作为经济学的分支学科，其理论体系和分析方法可概括为三个方面：①水利外部性及其公共产品理论。水利事业包括公益性、准公益性和经营性三种不同的经济形态。大多数水利项目具有公益性和准公益性特点，水利外部性及其公共产品理论，就是采用帕累托最优分析方法，分析解决市场失灵情况下的水利经济决策和运行管理效率问题。中国在水利产业政策制定、水利投融资体制改革、水利事业单位分类改革以及水价综合改革中，都遵循了水利外部性理论和公共产品理论的基本原理。②水利筹、融资理论。水利项目投资巨大、建设周期长，加上项目的盈利特点差异大，导致水利筹资主体多元化、筹资渠道多样化、筹资模式差别化。水利综合利用枢纽投资——费用分摊、水利产品的定价机制和筹资方式不同导致的资金使用成本不同，使水利筹、融资问题复杂化。中国从财政拨款，到财政资金拨改贷，再到项目法人贷款融资，以及水利建设项目的PPP（public-private partnership）模式的改革和演进，水利筹、融资理论仍处在不断发展和完善进程中。③水利建设项目经济评价理论。水利的基础产业地位对国民经济发展具有深远的影响。从宏观经济的角度考察，它不仅会影响资源分配，而且还会影响收入分配。从对社会的影响分析，它不仅具有直接效应，而且还具有深远的间接效应；不仅会产生社会效益、经济效益，而且还会产生环境效益，也有可能产生负效益。从功能和作用上分析，水利不仅是人们生产和生活的必需品，而且还可以对社会的发展与进步起到强大的推动或制约作用。水利建设项目经济评价理论就是对这样一系列复杂的影响和过程，提供一整套评价体系和思路，提高水利建设项目的决策效率和减少决策失误。

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## 水利经济学中的沿革与发展

近代定量的水利经济学始于美国。1930年E.L.格兰特[注]出版的《工程经济学原理》、1971年L.D.詹姆斯[注]和R.R.李[注]合著的《水资源规划经济学》是西方水利经济学的标志性成果。20世纪后期，水利经济学进一步发展了经济敏感性分析、经济风险分析以及运用系统分析方法进行方案优选的技术。中国水利经济学的发展受经济体制的影响深远。20世纪50年代计划经济时期，中国学习引进了苏联静态水利经济分析方法（不考虑资金时间价值），不重视水利工程效益和投入产出分析。改革开放后，1979年引进了以美国为代表的市场经济发达国家通用的动态水利经济分析理论和方法，水利经济研究和实践开始受到重视。中国的水利经济学适应水利建设和水行业发展需求，在水利基础产业定位、水利筹资模式、水利定价机制、水权水市场理论等方面不断开拓创新，在水利建设项目经济评价系统性方法和精细化估算等方面也有所探索，适合中国政治、经济体制和特有国情、水情的水利经济学正在逐步形成。水利经济学的发展趋势主要是：①研究水利项目和涉水事务定量、定性综合因素的科学决策途径和方法。②研究复杂社会网络和复杂系统理论在水利经济分析中的应用。③研究水权、水价、水市场三位一体的水利经济运行机制。④逐步创立水资源经济学、水利工程经济学、水环境保护经济学、流域管理经济学以及防洪经济学、灌溉经济学、水价格学、水利产权经济学等专题经济学。

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Instruction: 请详细介绍治河工程学中的研究内容

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## 治河工程学中的研究内容

各个河流的演变特点不同，人们对河道整治的目的也不尽相同，导致治河工程措施呈现多种形态。总的来说，治河工程的手段和工程措施不外乎有三种，即单纯防守的工程措施（如堤防、护岸、沉排、顺坝等），主动进攻的控导工程（如丁坝、锁坝或堰、鱼嘴、环流建筑物、裁弯取直、大型水利枢纽工程等）及扫除障碍的疏浚及爆破工程措施等。通过这些工程措施，调整水流与泥沙运动方向，控制河床的冲淤形态；或直接通过建设拦河建筑物改变河道径流条件和水位过程，以获取防洪、发电、供水、航运、土地利用、生态环境和旅游等综合效益。这些水利工程的规划设计和施工、管理，以及工程对河流环境的影响评估和建筑物所引起的河床演变是否朝着预期的方向发展，也是治河工程学研究的重要内容。

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Instruction: 请详细介绍水工建筑学中的研究内容

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## 水工建筑学中的研究内容

主要研究内容包括：①研究水工建筑（群）与环境生态的相互作用和影响、对环境生态影响的评价方法、系统工程在规划设计中的应用等，以达到在满足防洪、供水、发电、灌溉、航运等功能的同时，最大限度降低治理及开发对周围环境生态产生负面影响的目的。②在开发利用新材料、新技术、新工艺等的基础上，改进和提出新的水工建筑的结构形式、构造和新的地基处理方法。③利用流体力学、固体力学、岩土力学、工程结构、环境工程及计算机软件科学等相关学科的新成果和水工实践经验，研究改进水工建筑的设计理论和方法，在满足水工建筑安全性、耐久性、经济性要求的前提下，提高设计工作的水平和自动化程度。④研究自动控制及信息化技术等在水工建筑（群）中的应用，以提高水工建筑（群）的规划、设计、管理水平。

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Instruction: 请详细介绍水工建筑学中的理论与方法

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## 水工建筑学中的理论与方法

水工建筑学是一门综合性学科，它以水文学、水力学、河流及海岸动力学、工程力学、生态学、环境工程、工程地质、工程材料、工程结构等学科为基础，并与测量学、机械学、电工学、工程制图、水利施工及电子计算机技术等学科密切相关。其研究方法主要有：①理论分析。对水流现象和结构体系建立物理、力学方程，经合理简化，运用水力学、材料力学和结构力学等寻求近似解；或对边界比较简单的问题，运用流体力学和渗流力学等寻求精确解。20世纪60年代以来兴起的有限元等数值计算法，对材料性能和边界条件都比较复杂的情况，也可求得比较满意的解答，但在性能参数选用、本构关系建立、运行机制模拟等方面仍需进一步研究并逐步完善。②模型试验。物理模型试验包括各种水工模型试验和各种结构模型试验，多用于解决材料、结构及边界条件复杂的问题，并有利于对水工建筑的工作过程和破坏机理进行观测和分析。随着计算机技术的不断提升，数学模拟方法得到日益广泛的应用，它以其研究周期短、费用低的优势而具有广阔的发展前景。③原型观测。在水工建筑内部埋设观测仪表，对水工建筑的应力、应变、渗流等进行内部观测，同时运用精密的量测手段，对水工建筑的变位、变形进行外部观测，一并用以监测水工建筑是否正常工作。经由观测资料分析与反馈形成的成果可用于检查理论分析和模型试验成果是否正确，并为提升理论分析和模型试验水平提供依据。④经验总结。水工建筑（群）的运行工作条件及其对环境生态的影响均比较复杂，通过对已建工程的总结，可获得宝贵的经验教训，丰富水工建筑学的内容。以上研究方法，常需配合使用。

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Instruction: 我正在写关于水工建筑学中的沿革与发展的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 水工建筑学中的沿革与发展

20世纪前期，美国E.魏格曼[注]著《坝的设计与施工》、美国W.P.克里盖尔[注]等著《坝工学》、德国A.旭克列许[注]著《水利工程学》、苏联M.M.格里申[注]著《水工建筑物》等一批有较大影响的著作问世，标志着水工建筑学正式形成。20世纪中期以后，水文分析理论、计算力学、实验水力学、断裂力学、岩土力学及测试技术得到进一步发展，特别是电子计算机的兴起，使数值分析方法得到广泛应用。20世纪后期至21世纪，随着生态学和环境工程学科的发展，水工建筑（群）对环境的影响及其修复生态环境的评价成为水工建筑学的一项重要内容。碾压混凝土、纤维混凝土、土工合成材料等新材料和施工新技术在水工建筑中的应用，使水工建筑出现了新的结构形式和相应的设计理论。电子计算机应用与水工建筑的规划设计相结合，形成了水工结构优化设计及结构可靠度分析等设计理论及方法；计算机辅助设计（CAD）技术和建筑信息模型（BIM）技术广泛应用提高了设计品质和速度；计算机网络技术、3S技术（数字地球卫星定位系统GPS、地理信息系统GIS、遥感技术RS）的应用使水工建筑（群）的规划、设计、施工、运行管理等进入了信息化时代。21世纪中国建成的长江三峡水利枢纽工程和黄河小浪底水利枢纽工程等一批水利水电工程，在水工建筑群整体布置、各建筑物协调发挥各自功能、优化利于上下游及周边环境生态的运行模式等方面都反映出水工建筑学的科学、艺术和实践水平。以此为新的起点，水工建筑学在非线性、非均匀、多相耦合静动力学模型的发展完善，混凝土材料、岩土物理力学指标的原体测量与大尺度结构模型及精细量测手段的发展完善，重大水工建筑隐健康诊断体系的建立完善等方面将取得进步，进一步提升水工建筑学的研究。

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Instruction: 我想了解关于水利科学中的简史的知识，请写一篇详细的介绍

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## 水利科学中的简史

水利科学是在相关基础学科发展的基础上，在水利实践活动的过程中逐步建立与发展起来的。古代，人们在从事灌溉、防洪、航运等水利实践活动中，积累了丰富的经验，形成了丰富的水利科学知识。在水利发展较早的国家中，都有总结这些经验和知识的古代水利著述。在中国，就有《史记》《宋史》《元史》《明史》《清史稿》中的河渠志、《汉书》中的沟洫志，第一部记述水系的专著《水经》和《水经注》，记载历代治理黄河的著述《河防通议》《治水筌蹄》《河防一览》《治河方略》等，记载江南水利的《吴中水利书》《三吴水利录》《筑圩图记》《两浙海塘通志》《江南水利全书》等，以及古代水利文献汇编《行水金鉴》《续行水金鉴》和记叙西欧水利的专书《泰西水法》等。这些著述在记录和指导古代的水利实践活动中发挥了重要作用，但由于缺少水利相关基础学科的支持，未能从理论与实践的结合上形成系统的水利科学。18世纪，欧洲发生的第一次工业革命推动了许多工程基础学科的产生与发展，特别是经典力学中流体力学、固体力学、水力学、土力学、岩石力学等学科的发展，水利科学开始在力学的基础上建立。由于水流的特点，现场观测和模型试验一直是水利科学研究的重要手段。早在17世纪，欧洲一些国家就对河流进行定位观测；1807年，瑞典建立了世界上第一个系统的流量记录站；1893年，德国水利学家H.恩格斯[注]建立了世界上第一个水工模型试验室，开始在室内用模型进行水利工程的研究；1917年，奥地利土力学家K.太沙基[注]创立了土工试验室；此后，水工、土工试验以及材料、结构试验普遍引进水利科学领域。在此基础上，水利科学的各分支学科逐渐建立，形成了自己的知识体系与科学方法。近代的水利科学技术于19世纪40年代传入中国。1841年北京开始有雨量记录；1865年和1877年开始有长江口和宜昌的长江水位记录；1923年邀请德国水利学家恩格斯进行黄河下游河道模型试验；中国的水利高等教育由1915年创办于南京的河海工程专门学校开创先河。水利科学家李仪祉在该校任教七年，教授多门课程，并兼任教务部主任等职，他还在天津和南京分别成立水工试验所，开创了中国近代水利科学试验工作。20世纪下半叶，由于对水资源和水能资源的需求日益增加，水利建设的规模和难度越来越大，加快了水利科学技术和迅速发展的现代科学技术的结合。水利科学中普遍引入系统理论与系统工程方法、计算机科学与信息技术、遥感遥测与自动化技术等，将水利科学的理论研究与解决实际问题的能力推进到了新的高度。中国的水利科学在江河流域综合规划、防洪抗旱减灾、水资源节约与高效利用、水环境保护与水生态治理、复杂条件下高坝大库与深水港深水航道建设、巨型水电站建设及水利经济与水利管理等方面的理论、方法与技术都取得巨大进步。

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Instruction: 我想了解一下水利科学中的研究内容，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 水利科学中的研究内容

按所研究的对象、内容、方法等的不同，水利科学的学科体系可分为水利主干学科、水利基础学科及水利交叉学科。水利主干学科主要有水文学、水资源学、河流动力学、海岸动力学、农田水利学、城市水利学、水工建筑工程学、水利水电工程学、水运工程学及海岸工程学等。它们的研究内容有：①水文学。研究地球系统中水的物理、化学特性及其形成、分布、运动与水文循环规律；探索水与地球生态环境、人类活动的相互关系；研发自然界中水量、水质变化和发展的理论与方法，为人类科学防治水旱灾害、合理开发利用水资源、不断改善生存与发展的环境条件提供科学依据。②水资源学。探索水资源在地球自然资源体系中的作用；揭示水资源形成、演化机理及其时空变化规律；研究人类社会的水资源供求关系，以及开发利用水资源引起的生态、环境变化；探求在变化的环境中对水资源实行科学管理、保持可持续开发利用的途径与方法。③河流动力学。研究河道水流、泥沙运动和河床演变的力学规律及其应用。包括河道水流运动要素的时空分布，河流泥沙的冲刷、搬运和堆积机理及其导致的地貌发育和环境演变，天然河流的河床演变规律及人类活动引起的河床冲淤变化过程等。④海岸动力学。研究海岸带波浪、潮汐、海流、冰凌等动力因素的变化规律，及其与河口海岸泥沙运动、岸滩演变、海岸带温水和其他污染物扩散混合的关系，以及与海岸工程建筑物的相互作用等。⑤农田水利学。研究农田水分、盐分运动规律，以及与农作物生长的关系；通过灌溉、排水等措施调节农田的水分和盐分，以消除农田水、旱、涝、渍、盐碱等灾害的方法与技术；农业水资源高效利用的理论与技术；农业水环境、水生态保护与治理，以及灌溉排水的重大工程技术与管理问题等。⑥城市水利学。研究人类活动和自然条件改变对城市水文过程和水文特性的影响；城市水资源的供求关系及其对生态环境的影响；城市防洪排涝体系、供水保障体系与节水型社会建设、水生态与水环境保护的理论与方法；城市涉水事务一体化管理的体制、机制等。⑦水工建筑工程学。研究各类水工建筑物的结构形式、力学分析、设计理论、建造技术、安全运行和工程管理的理论、方法与技术；环境生态友好型水工建筑物的规划设计与运行；水工新材料、新结构，分析新方法以及智能水工建筑物的创新与使用等。⑧水利水电工程学。研究流域水利水电资源综合开发利用规划；综合利用水利枢纽和水电站的优化布置、选型与设计；水电站专门水力学问题与专门建筑物的分析与设计方法；基于生态环境保护的流域梯级开发技术；抽水蓄能电站、海洋能电站等新型水电站的开发技术等。⑨水运工程学。研究在河道水、沙运动与海岸带动力因素作用下，为发展水上运输所采取的各种工程措施(如建设港口、码头、航道、通航建筑物、防波堤等各种与水运相关的工程)的规划、设计、施工和安全的理论、方法和技术；大型、高效港口与深水、生态航道建设；航运风险防控、水运系统的信息化技术与智能化营运管理等。⑩海岸工程学。研究在海岸带各种动力因素作用下，为海岸防护、海岸带资源开发和空间利用所采取的各种工程措施(如海堤海塘、海涂围垦、河口治理、海上疏浚、海港建设、潮汐电站、围海等各种海岸工程)的规划、设计、施工和安全运行的理论、方法与技术。水利交叉学科主要有水信息学、环境水利学、生态水利工程学、水土保持学、水利经济学、水利管理学、水利系统论、水利社会学、水文化等。水利基础学科主要有自然地理学、气象学、水力学、流体力学、固体力学、土力学、岩石力学、结构工程学、材料学、地质工程学及测绘科学与技术等。

水利工程 〔综论〕 工学 〔水利学科〕


Instruction: 我想了解关于水利科学中的理论与方法的知识，请写一篇详细的介绍

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## 水利科学中的理论与方法

水利科学理论与方法的建立始终遵循实践—理论—再实践的基本原则，具体为：①现场原型观测各种水流现象以及水与岸坡、水工建筑物等周围介质的相互作用，总结其规律，指导水利实践活动，并为理论分析提供依据。②通过水工模型试验、结构模型试验等对无法进行原型观测或需更精细观测的水流现象以及水与周围介质的相互作用进行试验，指导制定水利实践活动的方案、预测方案实施后的效果、为理论分析提供依据并检验其正确性。③根据物质运动的基本原理，如能量守恒、质量守恒、动量守恒等基本规律，以及由原型观测、模型试验获得的依据，建立各水利主干学科的基本概念、基本理论和基本方法，用来解决各种水利实际问题。其中许多问题可归结为在实际问题的具体条件下求解某一类数学问题。④在水利实践活动实施后，可通过原型观测、模型试验，还可通过统计数据分析、社会调查等手段，评估水利实践活动的效果和效益，并反馈改进有关的理论与方法。

水利工程 〔综论〕 工学 〔水利学科〕


Instruction: 我正在写关于水利科学中的发展趋势的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 水利科学中的发展趋势

水利科学为大江大河综合治理、水资源综合开发与高效利用、城乡供水保障与节水、水电能源开发、水生态环境保护，以及高坝、大港、深水航道等关键工程建设提供了强有力支持。但水利科学也面临着解决水安全问题的严峻挑战，如全球气候变化与社会经济快速发展下的水资源安全，泥沙与生态环境剧变下的河流-湖泊-近海水系的生命健康安全，极端气候条件与频发地震条件下的高坝水库群安全，水旱灾害频发下的公共安全等。应对这些挑战，水利科学面临进一步融合发展的艰巨任务。①理论上多学科交叉。可持续发展理论的提出，加强了水利科学的主干学科与其他学科在理论与应用上的交叉融合发展，产生了许多新的水利交叉学科，在理论上和实践中都表现出强大的生命力。②方法上多对象、多要素系统分析。如水文循环需要考虑全球变化与人类活动的影响，水生态、水环境研究要从系统的角度和时空的多尺度出发，防洪减灾要更注重工程与非工程措施的结合等。③层次上向宏观与微观两极发展。如从系统的角度研究流域水灾害、水资源、水环境、水污染综合治理，水、土资源相结合研究水生态与水环境，从土壤-植物-大气系统水分传输原理来研究农业节水，从大体积水工结构物的宏观破坏分析深入到细观、微观的失能分析等。④技术上多种技术的有机集成与信息技术的应用。如将数值模拟与物理模拟相结合解决不同尺度研究的衔接，用遥测遥感技术监测大坝工作状态，利用信息技术建立水利信息化综合体系，利用大数据、云计算处理大空间、长序列的水利信息等。

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Instruction: 你是一名领域专家，对环境水利学中的研究内容非常了解，请给出详细的解释

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## 环境水利学中的研究内容

环境水利学主要研究内容包括：①环境水力学，研究污染物质在水体中的迁移、扩散、转化规律及其应用。②环境水文学，研究人类活动引起的水文情势变化对环境的影响，及其水文与环境之间相互关系。③环境水化学，研究人类活动对环境与水体化学性质的形成、发展、演变和效应之间相互关系。④环境水生物学，研究人类活动对水环境与水生生物相互作用的规律及其机理。⑤环境水利工程学，研究水利工程对环境的影响及利用水利工程来保护和改善环境。⑥环境水文地质学，研究自然环境中地下水与环境及人类活动的相互关系及其作用结果，并对地下水与环境进行保护、控制和改造。⑦环境水利经济学，研究水资源开发利用活动对环境正面和负面影响的经济评价理论与方法。⑧城市环境水利学，研究水利与城市环境相互的关系，促进水利更好地改善城市环境，减少因城市发展和水利工程建设对环境的不利影响。

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请详细解释以下名词：
环境水利学中的发展趋势

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## 环境水利学中的发展趋势

环境水利学是随着大型水利工程的建设而出现的。世界各国在水利工程建设中，不断有对生态环境影响的案例报道，例如，大坝水库建设阻隔了鱼类洄游产卵、改变了河流水文水动力情势；水库诱发地震和局部气候变化、下游河道冲淤改变等。在中国，环境水利学科的形成是以水利水电工程的环境影响评价制度的正式确立为标志的。中国水利事业正在从传统水利向现代水利、民生水利、可持续发展水利转变，环境水利学面临着新的发展机遇与挑战。例如，除了研究单个水电工程对生态环境的影响外，还需要探讨梯级电站开发对生态环境影响的累积效应；除了提出如何保护水电工程开发中某种鱼类的技术外，还有需要揭示整个流域生态系统产生多层次的负面影响等。所以，环境水利学的重点发展方向是：①加强流域水资源保护的统一管理，建立现代水利规划体系，充分发挥水利工程综合效益和保护生态环境的作用；②促进城市环境水利发展，重视城市水环境治理、水资源的节约与保护；③发展民生水利、强调水生态安全与水生态文明建设，使河湖永续为人类造福；④加强环境水利基础理论和重大科学研究，对研究成果进行跨学科、高层次的整合和提升，开展系统性研究和联合攻关；⑤研究和强化水工程环境管理，加快涉水生态补偿机制建立和制度建设等。

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Instruction: 我想了解一下水文学中的历史沿革，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 水文学中的历史沿革

水文学的发展，经历了一个由萌芽到成熟、由定性到定量、由经验到理论的历史发展过程。发展历程大体可划分成：以原始观测和定性描述为主要特征的萌芽时期（从远古到15世纪）、以定量观测和初步理性认识为主要特征的奠基时期（15～19世纪）、以广泛应用和迅速发展为主要特征的近代时期（20世纪初～20世纪50年代）和以新技术的引入和开展水资源研究为主要特征的现代时期（20世纪50年代以来）等4个时期。由于计算机技术和现代信息技术得到快速发展，同时由于一些新理论和边缘学科的渗透，加之人口膨胀、水资源紧张、环境污染、气候变化，使水文学面临着机遇与挑战。水文学一方面从重点研究地表水文过程逐渐拓展到水循环的全过程系统研究；另一方面，开始重视和研究人类活动对水循环过程的影响。

水利工程 〔综论〕 工学 〔水利学科〕


Instruction: 我想了解一下水文学中的研究方法，你能非常详细地介绍一下吗，这样我就不需要再搜索了

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## 水文学中的研究方法

水文测验是水文学研究的基础，其目的是获得水文资料。水文资料主要包括降雨量、降雪量、蒸发量，河流的水位、流量、含沙量、污染物质，湖泊与水库的水位、水量、水质、泥沙淤积量等。获取水文资料的手段，一种是建立固定或临时的水文站，用水文仪器进行定点观测；另一种是应用现代信息技术，如卫星和航空水文遥感技术等。现代计算机技术与通信技术，对水文资料的处理、传输、储存，起到很大的作用。除自然科学和工程科学的一般研究方法外，水文学也形成了该学科独特的研究方法，包括系统分析法、成因概化法、水文过程模拟法、数理统计法和地理综合法等。系统分析法是现代水文学研究的一个典型方法，将流域视为一个系统，气象因子（降水、气温等）是该系统的输入，流域出口断面的流量是系统的输出，旨在建立系统外部输入和系统输出之间的数学关系。成因概化法以物理学为基础，从水文现象的成因出发，分析流域水文过程，将复杂的流域水文过程进行简化，抽象为一个“概念性的模型”，研究水文现象的形成、演变过程，揭示水文现象的本质、成因及其与各因素之间的内在联系，以及共同性和特殊性的关系。水文过程模拟法基于水文过程机理的分析，利用流体力学、热力学中的守恒原理和边界条件，构建“物理性水文模型”，以建立水文输入（如流域内降水量）和输出（如流域出口的流量）之间的关系。数理统计法针对流域实测的历史气象和水文资料，以概率理论为基础，运用数理统计方法，对水文现象与其影响因素之间进行相关分析，求出其经验公式，由此预测未来的流域水文情势。地理综合法是按照水文现象地带性规律和非地带性的地域差异，用各种水文等值线图表示水文特征的分布规律，建立地区经验公式，以揭示地区水文特征。

水利工程 〔综论〕 工学 〔水利学科〕


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请详细解释以下名词：
水文学中的发展方向

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## 水文学中的发展方向

水文学研究将集中于：①气候变化对水循环的影响，包括陆地水文过程与大气过程的相互作用、气候变化与极端水文事件的关系、气候变化对河川径流的影响、未来气候变化情景下流域水文预测方法。②人类活动对水循环的影响，包括土地利用变化对水循环的影响，土地利用与覆被变化对水文过程的影响，气候变化、水文过程和植被生长之间的相互作用等。③生态—水文耦合机理，包括叶面、植株及田间尺度的生态—水文耦合机理，流域尺度的生态—水文耦合机理等。④陆—气耦合机理及中长期水文预测，包括陆面过程与大气的相互作用，考虑大气—陆面水文循环—生态系统的动态过程及反馈作用，不同过程及参数尺度转换方法等。⑤分布式水文模型及变化环境下的水文预测，包括模型的结构问题、水文过程描述问题、模型参数率定问题、模型尺度问题等。⑥水文模型及降低预报的确定性研究，包括对传统的描述水文过程物理机制的理论和方法正确性和可靠性分析，从水文过程状态变量的模拟误差入手提高水文预报精度、减少不确定性等。⑦降低工程水文计算的不确定性，包括水文计算中的输入、结构和参数不确定性，水文计算不确定性分析方法及框架，变化环境下的水文计算不确定性等。⑧工程水文中的非一致性研究，包括非一致性水文分异分级、非一致性水文变异诊断、非一致性水文频率计算等。

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请详细解释以下名词：
交通运输中的特点及作用

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## 交通运输中的特点及作用

从社会再生产过程及交通运输产品的属性看，交通运输具有以下特征：服务性特征。工农业生产和人们日常生活离不开交通运输。交通运输是在流通领域继续进行的生产过程，不改变运输对象的物理、化学性质和基本形态，只提供空间位移服务。交通运输基础设施具有公共产品属性。交通运输应在交通基础设施、载运工具方面留有后备，以便满足波动的运输需要。网络性特征。交通运输是交通基础设施、运载工具、运输组织管理技术、运输对象共同作用的连续过程。为完整实现这一过程，越来越需要依托与运输需求相适应的干支相连、通达各方的交通运输基础设施网络，并形成配套的制度标准规则。不同交通运输线网之间需要衔接互联，组成综合交通运输网络。经济性特征。交通运输生产服务是诸多经济要素有机结合、相互协作的结果，具有一定的外部性。其遵循一定的投入与产出关系，经科学设计和组织，可降低投资和运营成本，提高经济社会效益。当然，不同的交通运输方式具有不同技术经济特点以及相对特殊性和可替代性。交通运输对经济社会发展具有战略性、先导性影响，在经济社会发展中的起着支撑引领作用。社会发展和人们的日常活动，如生产活动、贸易往来、社会交往等都离不开交通运输。从近代以来的国家发展经验看，现代交通运输业是社会再生产过程的重要环节，是国民经济的重要产业，对经济社会发展和国防建设有重要作用。交通运输是基础性产业。在国民经济产业布局中，交通运输发挥着支撑经济发展、引导生产力布局、沟通城乡、保障国家安全和社会稳定的基础性作用，铁路、公路、港口、航道、站场、邮政、民航、管道等公共设施以及各种交通运输载运工具，为人的流动和商品流通提供基本条件。交通运输提供的消费性服务，与人们的生活息息相关，是普惠的普遍性服务。交通运输提供的生产性服务，面向国民经济所有生产部门，服务过程贯穿于社会生产、商品流通各个方面，是社会再生产得以延续不可缺少的基本环节。随着生产力的不断发展，交通运输成为与国民经济其他生产部门关联度最高的行业之一，支撑保障经济社会正常运转和协调发展的基础性作用日益增强。交通运输是先导性产业。交通运输实现经济社会生活中人和物的空间位移，有效带动生产要素流动，从而促进实现国民经济社会化分工、专业化发展。建立完善的交通运输体系，有助于开发利用新的资源和产品、发展落后地区经济、扩大原材料供应范围和产品销售市场，促进生产力发展。改善交通运输条件，有利于改善偏远落后地区教育、医疗、通信等基本条件，降低原材料、商品运输成本，促进扶贫开发。适度超前地发展交通运输业，建立现代综合交通运输体系，可带动国土资源开发和产业融合发展，有利于改善投资环境，加速市场要素流通，形成更有效的生产消费流通方式，提高全要素生产率，促进经济社会协调发展。交通运输是战略性产业。高度发达的交通运输是国家强盛的标志。完善的交通运输网络布局和强大的运输服务能力储备，可为国家重大战略提供支撑保障。交通运输是经济社会发展的骨骼系统，能保障各种要素自由流动，引导生产力布局，完善宏观经济体系，促进产业结构更加合理。通过与周边国家、地区互联互通，建设国际运输通道，构建全球海运服务网络，可以为开放型经济发展提供有力支撑。同时，交通运输是国家治理的有效手段，有利于形成全国统一市场，保障人的迁徙和移动，促进民族融合，支撑社会凝聚力、政治凝聚力。交通运输还是国防力量的重要组成部分，其基础设施和载运工具是军事力量部署与国防物资调配的重要依托，一旦发生战争，民用交通运输则可以为军事力量集结和军需补给提供保障。


Instruction: 我想了解关于世界铁路的发展中的开创时期的知识，请写一篇详细的介绍

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## 世界铁路的发展中的开创时期

一般认为1825年至1850年，为铁路发展的开创时期。这个时期正值产业革命后期，钢铁工业、机器制造业等已达到一定水平，同时工业发展又有原材料和产品的输送问题需要解决。这样，促使铁路迅速地兴起。1825年英国建成第一条铁路后，美国、德国等相继开始修建铁路。到1850年止，世界上有19个国家建成铁路并开始营业，详见下表： 世界上早期铁路运营情况表国家或地区开始营业年份国家或地区开始营业年份英国1825列支敦士登1844美国1830牙买加1845爱尔兰1834匈牙利1846德国1835丹麦1847比利时1835西班牙1848加拿大1835墨西哥1850古巴1837秘鲁1851俄国1837智利1851奥地利1838印度1853荷兰1839巴西1854意大利1839挪威1854捷克斯洛伐克1839澳大利亚1854瑞士1844日本1872

交通运输工程 工学 〔交通史〕


Instruction: 你是一名百科词条撰写员，请详细解释一下中国铁路的发展中的恢复发展时期（建国初到1981年），要求表达严谨，内容详实

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## 中国铁路的发展中的恢复发展时期（建国初到1981年）

1949年中华人民共和国成立，从此中国修建铁路有了统筹的规划和统一的标准。1949年随着解放战争从北向南推进，受到战争破坏的京包、陇海、京汉、南同蒲、浙赣、南浔及粤汉等铁路先后修复通车，并开展运输业务。1949年至1981年的32年内共修建了38条新干线和67条新支线。为了加强既有线的运输能力，修建双线、扩建枢纽编组站、改善线路的平剖面及轨道结构、建设电气化铁路、设置自动闭塞，以及发展蒸汽、内燃、电力机车和车辆的制造业等，都取得了重大成就。在1953年至1957年的第一个五年计划期内，先后建成的新干线有：成都至重庆、天水至兰州、来宾至凭祥、丰台至沙城、集宁至二连浩特、兰村至烟台、黎塘至湛江、宝鸡至成都以及鹰潭至厦门等铁路。1958年至1962年的第二个五年计划期内，先后建成的新干线有：萧山至穿山、包头至兰州、南平至福州、北京至承德、兰州至西宁等铁路，并重建了柳州至贵阳的铁路。1963年至1965年的三年调整时期，先后建成的新干线有：兰州至乌鲁木齐、贵阳至重庆等铁路。1966年至1970年第三个五年计划期内修建的新干线有：贵阳至昆明、通辽至让葫芦、成都至昆明等铁路。1971年至1975年的第四个五年计划期内修建的新干线有：北京至原平、焦作至枝城、通县至古冶、株洲至贵阳等铁路。1976年至1980年的第五个五年计划期内修建的新干线有：阳平关至安康、太原至焦作等铁路。1981年又建成北京至通辽、襄樊至重庆等铁路；枝城至柳州以及芜湖至贵溪等铁路亦相继完成。以上新铁路干线的建成，使铁路先后伸展到烟台、宁波、福州、厦门、湛江等沿海城市和港口，继而又伸展到西北、西南边远地区，初步改变了中国过去偏重在东北地区和东部沿海地区的铁路布局，使大陆上各省省会和自治区首府（除西藏拉萨外）均有铁路同首都北京相连，并沟通沿海和内地之间的铁路运输。新建的支线中，第一个五年计划期间建成的有平顶山、西户等线；第二个五年计划期间建成的有铁岭、法库、女儿河、丰城、洛宜、包白、新密等线；三年调整期间建成的有泰肥、海拉、向乐、博新、北黑等线；第三个五年计划期间建成的有吉舒、娄邵、汤林线的伊乌段、牙林、符夹、镜铁山、吉兰太等线；第四个五年计划期间建成的有开阳、芜铜、宁菏、红会、东川、汝箕沟、郭查、漳坎、杭长、醴茶、盘西、长林等线；第五个五年计划期间建成的有万白、烟白、嫩林、宜珙等线；1981年建成阜淮等线。到1981年止，在原有铁路线旁增建第二线的双线工程主要有北京至上海、北京至衡阳以及其他铁路的运输繁忙区段。将原有铁路改建成电气化铁路以增加运输量的有宝鸡至成都、宝鸡至天水以及阳平关至安康等铁路。建成的枢纽共有42个，其中规模较大的有北京、郑州、武汉、天津、上海、沈阳、太原等，这些枢纽中包括87个编组站。这些枢纽根据运输的需要，还在不断扩建中。到1981年底止，全国大陆上国家铁路的营业里程是50181公里，另有地方铁路3725公里。在这些铁路线上共有隧道4493座，长度总计2010公里，最长的隧道长7.032公里；共有桥梁28945座，长度总计1344公里。1949年前，黄河上只有两座铁路桥梁，长江上则没有铁路桥梁。到1981年止，跨黄河的铁路桥梁共有16座，跨长江的铁路桥梁共有7座。其中南京长江桥最长，计长6772米，此外还有新型的来宾红水河预应力斜拉桥和安康汉江薄壁箱型斜腿刚构钢梁桥也都相继建成。32年内中国铁路大修更换新钢轨共41614公里，钢轨类型逐渐加重，到1981年止，每米50公斤的钢轨长度约占营业铁路总长的50%。线路和桥梁等设施逐年进行改建和加强，铁路设备的技术标准也逐年提高。实际最高行车速度达到每小时110公里。1949年前，中国铁路用的机车车辆，极大部分依赖进口。1949年以后，中国铁路逐渐建成机车车辆工厂。1952年开始自制蒸汽机车，1958年开始自制内燃机车，1960年开始自制电力机车。到1981年止，三种机车的总台数为1949年的2.5倍；客车的总辆数为1949年的4倍，货车的总辆数为1949年的5.7倍。主要干线上的列车牵引总重由1949年的1600吨提高到1981年的3500吨。随着国民经济的发展，中国铁路承担的客货运量也逐年增长，到1981年，中国铁路承担的年客运量为9.53亿人，占当年全国现代化旅客运输的24.3%，为1949年的9.2倍；承担的年货运量为10.77亿吨，占当年全国现代化货物运输的49.4%，为1949年的19.2倍。

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Instruction: 我正在写关于中国铁路的发展中的加速发展时期（1982年至1996年）的词条，想了解一下背景知识，你能详细介绍一下吗？

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## 中国铁路的发展中的加速发展时期（1982年至1996年）

中国共产党十一届三中全会以来，国民经济进入了新的发展时期。1982年，中共十二届全国代表大会明确指出：“铁路运输已成为制约国民经济发展的一个重要原因，……”，提出“北战大秦，南攻衡广，中取华东”的战略。到1985年底，全国铁路营业里程达5.52万公里，客货换算周转量突破1万亿吨公里。至2003年，中国经济快速发展，为满足日益增长的客货运输需求，相继建成京九、南昆、内昆、南疆、水柏、包神、侯月等干线铁路，开通广深准高速和秦沈客专，开始对既有线进行提速改造。1982年9月29日，中国改造的第一条复线电气化铁路——石太铁路建成通车，全长235公里；1983年12月，中国第一条一次建成的双线电气化铁路——津秦铁路铺通，1985年12月正式运营，全长293公里（至山海关，全长341公里）；重载铁路方面，大秦铁路1992年12月通车，全长652公里，是中国第一条双线电气化运煤专线，大秦铁路2013年运量达4.45亿吨，是世界上年运量最大的重载铁路；2014年4月，大秦线试验开行了3万吨重载列车。1993年3月，中国第一条中外合资铁路——深圳平南铁路建成通车。东起广深铁路的平湖车站，西至深圳市南头镇，连接蛇口、赤湾、妈湾三大港口，全长50.2公里；1994年12月广深准高速铁路开通运营，全长147公里，是中国自行设计、施工建造的第一条时速达160公里的快速铁路；1995年5月11日，中国第一台载人磁悬浮列车在国防科技大学研制成功，使中国成为继德、日、英、苏、韩之后第六个研制成功的国家。1996年9月京九铁路开通运营，是中国重要的南北铁路干线，它北起北京西站，南至香港红磡站，该线北部线路经过地区地势平缓，南部则隧道密集。其中五指山隧道全长4465米，为全线最长。京九线为双线电气化铁路，电力机车牵引，全长2311公里，是中国当时建设规模最大、投资最多、一次性建成双线线路最长的铁路工程。截至1996年底，全国铁路营业里程6.49万公里，国家铁路营业里程5.67万公里，其中复线里程1.84万公里，复线里程占比32.5%。全国铁路客运量达94797万人次，铁路旅客周转量3347.60亿人次。

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Instruction: 请详细论述中国铁路的发展中的铁路大提速时期（1997年至2007年）

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## 中国铁路的发展中的铁路大提速时期（1997年至2007年）

1997年至2007年中国铁路先后开展六次大提速。1997年4月1日全国铁路开始实施的一次大面积提速，提速列车最高时速140公里，拉开了铁路提速的序幕。主要范围是京广、京沪、京哈三大干线。全国旅客列车旅行速度由1993年的时速48.1公里，提高到时速54.9公里，首次开行快速列车和夕发朝至列车，首次开行了发到站直达、运行线全程贯通、车次全程不变、发到时间固定、以车或箱为单位报价的“五定”货运列车，做到了双线日行800公里、单线日行600公里以上，实现了货运班列客车化、价格收费公开化、承诺服务规范化。1998年8月30日，从杭州市艮山门站至新疆乌鲁木齐站，延伸至俄罗斯新西伯利亚和哈萨克斯坦阿拉木图的中国第一条国际快运铁路专线正式开通，全程1万多公里。1998年10月1日，以京沪、京广、京哈三大干线为重点，进一步提高列车速度。最高运行时速达140至160公里，非重点提速区段快速列车运行时速达120公里，广深线采用摆式列车最高时速达200公里，其他线路具备提速的区段列车运行速度也有一定幅度的提高。全路客车平均旅行时速达到55.16公里，时速140公里的线路由239公里增加到1454公里，时速160公里的线路由268公里增加到445公里。2000年10月21日，全国铁路实行第三次大提速。提速的重点是西部地区，主要集中在亚欧大陆桥的陇海铁路和兰新线，以及京九铁路和浙赣线。2001年10月21日全国铁路开始实施第四次大面积提速和新列车运行图。新图实施后，旅客列车速度有新的提高，全国铁路提速范围基本覆盖全国较大城市和大部分地区。这次提速是从进一步适应国民经济和社会发展的要求出发，在“九五”期间成功进行三次列车大提速的基础上进行的。提速的范围主要是京九线、武昌至成都（经汉丹、襄渝、达成线）、京广线南段、浙赣线、沪杭线和哈大线。在提速的同时，根据市场需求对全路列车运行图进行了调整。2002年1月18日，中国时速140公里的首辆摆式火车在株洲车辆厂下线，标志着中国铁路货车制造跨入国际先进行列。2003年10月12日，秦沈客运专线开通运营。秦沈客运专线是中国铁路第一条客运专线，全长404公里，基础设施设计时速250公里。秦沈客运专线是中国铁路步入高速化的起点，是中国铁路的里程碑式的建筑，是中国自主研究、设计、施工的第一条铁路客专，它的建设和投入运营，带动中国铁路综合技术水平的大幅度提高，从而进一步加快了中国铁路客运高速化的进程，不仅增加了进出关通道运输能力，而且促进了沿线经济社会发展，大幅度提高了中国铁路技术水平。秦沈客专在中国铁路发展史上具有里程碑意义，为中国高铁发展奠定了坚实的技术基础。2007年2月1日，秦沈客运专线并入“京哈铁路”，被称为京哈线“秦沈段”。2004年1月，国务院常务会议讨论并原则通过历史上第一个《中长期铁路网规划》，首次确立了超过1.2万公里的“四纵四横”的客运专线网，涉及改建及新建线路约2.8万公里。规划确定客运专线的速度为每小时200公里及以上。2004年4月18日，京沪、京广、京哈等干线部分地段线路基础达到时速200公里的要求。直达特快列车在京广、京沪等繁忙干线以160公里时速长距离运行。全路旅客列车平均旅行时速65.7公里，直达特快列车旅行时速129.2公里，特快列车旅行时速92.8公里。全路时速120公里以上的线路里程达16500公里，其中时速160公里及以上提速线路7700公里，时速200公里的线路里程达1960公里。2006年7月青藏铁路开通运营，全长1956公里，是重要的进藏路线，是世界上海拔最高、在冻土上路程最长的高原铁路，是中国新世纪四大工程之一，2013年9月入选“全球百年工程”。2007年4月18日对京哈、京沪、京广、陇海、兰新、胶济、浙赣等18条线路分别进行既有铁路提速改造。2007年成功实施第六次大面积提速，在京沪、京广、京九、京哈、陇海、浙赣六大干线开行时速200公里及以上动车组列车，出现了中国品牌的高速列车CRH，形成一批快速客运通道，快速铁路进一步大发展。武九、沪昆、京包、京九、浙赣等铁路速度提升至200公里，京哈、京沪、京广、胶济、秦沈最高时速达250公里，中国一夜间拥有了6003公里时速200公里的高速铁路，846公里的时速200公里的高速铁路。经过六次提速改造，既有铁路的技术标准得到提升，主要城市间的旅行时间比原有最快客车旅行时间有较大幅度压缩，形成了在社会上深受好评的夕发朝至、朝发夕归、一站直达等一系列列车品牌。短短10年时间，中国高速铁路实现了从无到有、从追赶者到引领者的跨越，高速铁路总体技术达到世界先进水平。1997年11月南昆铁路开通运营，全长811公里，所经地区地形险峻，工程艰巨复杂，是当时中国一次建成最长的电气化铁路；2002年“中华之星”动车组在秦沈客运专线创造了试验时速321.5公里的纪录；2003年10月秦沈客运专线开通运营，全长405公里，全线按时速200公里设计，是中国铁路第一条快速客运专线；2006年4月27日，上海磁悬浮结束两年试运，正式投入营运。这是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车示范线，全长29.863公里。2007年6月18日，中国首例无砟轨道双块式轨枕试产成功；2007年12月22日，中国自主研发制造的首例国产时速300公里动车组在中国南车集团四方机车车辆股份有限公司下线；重载铁路方面，朔黄铁路2002年11月通车，全长585公里，是当时中国投资与建设规模最大的一条合资铁路，2013年运量2.4亿吨；2014年9月，朔黄铁路试验开行由30吨轴重车辆KM98编组的2.5万吨重载组合列车。截至2007年底，全国铁路完成货运总发送量（含行包运量）31.4亿吨，比上年增加2.6亿吨，增长9.0%；完成货运总周转量（含行包周转量）23797.00亿吨公里，比上年增加1842.59亿吨公里，增长8.4%。全国铁路完成货物发送量31.3亿吨，比上年增加2.6亿吨，增长9.0%，增量创历史最高水平；完成货物周转量23536.13亿吨公里，比上年增加1821.45亿吨公里，增长8.4%。全国铁路完成行包发送量1219万吨，比上年增加91万吨，增长8.0%；完成行包周转量260.87亿吨公里，比上年增加21.14亿吨公里，增长8.8%。

交通运输工程 工学 〔交通史〕


Instruction: 你是一名领域专家，对核技术中的基础非常了解，请给出详细的解释

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## 核技术中的基础

核技术诞生于19世纪末。1895年德国科学家W.K.伦琴发现了具有极强穿透能力的X射线，可以说正是X射线的发现开创了核技术时代。1896年H.贝可勒尔发现了铀盐的放射性，他发现与钾铀酰硫酸盐放在一起但包在黑纸中的感光底板被感光了。他推测这可能是因为铀盐发出了某种未知的辐射。同年5月，他又发现纯铀金属板也能产生这种辐射，从而确认了这种神秘辐射的发现。后来，居里夫妇将其称为“放射性”。1898年居里夫妇借助极其复杂的化学分离方法在铀矿中发现了钋和镭。贝可勒尔和居里夫妇因为这些卓越的研究工作，获得了1903年诺贝尔物理学奖。1911年居里夫人又因发现元素镭、钋，分离镭并研究镭及其化合物的性质，获诺贝尔化学奖，成为一生中两次获诺贝尔奖的少数科学家之一。在核科学技术发展道路上E.卢瑟福做出了巨大贡献，他通过α粒子轰击氮原子核建立了原子有核模型（1911），不仅如此，他还培养了一大批优秀的核技术人才，他的学生中有11人获得诺贝尔奖。1913年J.J.汤姆孙和F.W.阿斯顿利用质谱技术发现了天然氖元素由氖-20（20Ne）和氖-22（22Ne）两种核素组成，首次发现了稳定同位素。1932年C.D.安德森借助云室证实了P.A.M.狄拉克预言的正电子，正电子的发现开创了反粒子的研究，基于正电子的成像技术也已广泛用于临床医学诊断中。同年J.查德威克用α粒子轰击实验发现了中子。两年后约里奥-居里夫妇通过中子俘获反应发现了人工放射性。1936年G.C.de赫维西和H.莱维利用中子建立了具有当时最高灵敏度的中子活化分析法，开创了放射分析时代。赫维西更重要的贡献是提出了同位素示踪法，由于这一特殊方法，他获得1943年诺贝尔化学奖。这一方法现已成为核医学诊断、同位素地球化学、同位素水文学、生态环境科学、核农学等学科的基础，产生了巨大的科学价值和社会经济效益。20世纪30年代的另一项重大进展是E.O.劳伦斯建造了世界上第一台回旋加速器，利用这种加速器不仅可制备核技术所需的各种放射性核素，尤其是缺中子核素，同时还可进行带电粒子活化分析和质子激发X射线分析等。1938年末，O.哈恩等发现了铀核的原子核裂变，一个重核在中子作用下可分裂成两个中等原子质量数的原子核，同时放出约200兆电子伏的能量，以及可使核裂变持续进行所需的2到3个中子，由于这一伟大发现，使核技术迅速发展成为全球关注的高新技术，在全世界的科技、能源和国家安全等领域产生了巨大影响。1942年E.费米基于铀核裂变建造了全球首座核反应堆，核反应堆的建造极大地推动了核技术的发展以及在能源生产中的应用，使高度依赖反应堆的中子活化分析迅速发展和推广。另一方面，各国纷纷建造核反应堆大规模生产核能。将核技术推向了新阶段。应当指出的是，核技术一诞生，就开创性地投入应用，如夜光粉用于钟表业，X射线用于医学诊断，同位素示踪用于分析化学，镭应用于癌症治疗等。到20世纪30～40年代，反应堆、加速器和各种新型辐射探测器的研制成功，核技术在科学技术及社会经济各个方面都得到了迅速发展。军事上制成了原子弹和氢弹；能源工业方面，世界各国建造了大量的核电站；工业、农业、医学、地质、材料、考古、法学、空间科学等领域都有核技术的贡献。但到20世纪70年代，由于受到一些发达国家反核力量的抵制以及公众对放射性的非理性恐惧，尤其是1986年切尔诺贝利核事故的发生，核技术的发展及其应用受到了一定程度的影响。然而，由于核技术的不可取代性及其重大的社会经济效益和国家安全性，到了20世纪末21世纪初核技术又恢复了发展态势。尽管2011年日本发生了福岛核事故，但核技术的发展并未受到严重影响。中国的核技术诞生于20世纪初，老一代科学家赵忠尧、钱三强、何泽慧、郑大章、杨承宗、杨澄中、肖伦等积极组织和推动中国核技术学科建设、人才培养、仪器研制及科学研究。中华人民共和国成立后，于1950年在北京成立了中国科学院近代物理研究所，后改名为中国原子能科学研究院。1958年在苏联帮助下，建成了第一座重水研究性反应堆（即101重水研究堆）和第一台回旋加速器。在20世纪60年代，核技术广大科技人员研制成了中国第一颗原子弹和氢弹。同时将核技术广泛用于工业、农业、生物医学、环境治理和材料制备等领域，取得了丰硕成果。以辐射育种为例，全球利用辐射育种技术培育而成的2316种农作物新品种中，约有27%是中国的贡献。在用辐射检查集装箱方面，中国产品已畅销全球100多个国家。在核能方面，中国在建的核电机组数量和规模世界第一，中国的第三代核电技术华龙一号和国和一号已处于国际先进水平。在以核技术应用为目标的大科学装置方面，1990年北京同步辐射装置建成，为X射线的应用提供了一台多用途设备。进入21世纪后，用于核技术的大科学装置陆续建成。主要有2010年建成的上海同步辐射光源，同年中国先进研究堆实现首次临界，2011年中国实验快堆建成且并网发电，2018年建成了中国散裂中子源。据2015年统计，非核动力的民用核技术在中国国民经济中的产值约为3000亿元，占比尽管已从10年前的0.2%提升到了0.5%，但发展空间还十分巨大，非核动力的民用核技术的产值应能达到国民经济总产值的2%左右。