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三下乡:治理扬尘,美化环境

来源:西安建筑科技大学理学院数学与应用数学 作者:胡馨予

随着城市建设高度发展,各地的建筑工地都在快速增多,工地施工的各个环节产生的扬尘已成为导致大气污染的重要因素。为解决工地施工过程中出现的扬尘污染问题,西安建筑科技大学土木工程学院赴中铁二十局扬尘监测暑期实践团,联合中铁二十局,于8月8日到达西安市地铁八号线余家寨施工处开展“三下乡”社会实践活动。

本次社会实践由土木工程学院的董俊哲老师带队,团队成员包括了土木工程学院、材料学院、理学院、建筑学院、建科学院的9名本科生。8月7日下午,指导老师与团队成员陆续抵达西安市余家寨地铁站施工处。活动共分为两个阶段,8日至12日上午为数据测量阶段,12日下午至15日为数据处理,活动总结阶段。

此次活动对余家寨地铁站施工处的扬尘处理提出了合理有效的意见。施工过程中HCHO、TVOC、PM2.5、PM10的产生对工人身体健康有着很大危害,为了减少这种危害,实践团成员结合24时实地测量数据,建立降低扬尘参数优化数学模型,并设计遍历回溯算法,求解出最有利于扬尘治理的建筑工地环境参数。为余家寨地铁站施工处提出了改善施工环境的合理建议,为类似工地扬尘处理提供了新思路。

实地调研

在实践活动开始前,队员们上网查阅资料,了解了扬尘产生的原因。

建筑施工过程中产生的扬尘多为尘土颗粒,由于施工车辆进出、现场临时道路运输、施工过程、现场火灾等突发情况产生,对大气环境和施工周围地区易造成扬尘污染。

扬尘的产生跟风速、HCHO、TVOC、PM2.5、PM10、温度、湿度和光照强度等因素有关,想要做好扬尘治理,就得从扬尘的源头入手。但如何从根本上减少扬尘,又是本次实践活动的一大难题。

带着这些思考与疑问,实践队员们开启了西安余家寨地铁站扬尘治理之旅。

8月7日晚,实践团来到了西安市未央区余家寨地铁施工处。在工人组长的带领下,实践团参观了工地概况,对整体工地有了基本了解。

余家寨为地铁四号线与八号线的交界处,四号线现已建成,本次实践主要为八号线进行扬尘处理。八号线深入地下三层,整体施工场地由三层钢筋混泥土支撑而成,场地划分为三部分,分别深入地下一、二、三层,每层构造大致相同又略有区别。而在各层施工过程中,扬尘都极易产生。

数据处理

基于对建筑工地结构的了解及多方位处理扬尘的考虑,实践团队员同工地组长讨论协商测量点的位置及测量时间间隔。

经讨论,实践团以层为划分,标记出水平6个、垂直11个测量点,层层深入;使用风速传感器、温度传感器、湿度传感器及其他测量专用设备,每隔一小时测量一次测量点的风速、HCHO、TVOC、PM2.5、PM10、温度、湿度、光照强度,并将数据导入Excel表格,方便下一步的数据处理。

根据测量的8种数据类型,实践团队员采取3D建模结合数学建模的方式,对采集数据进行分析处理。

实践团队员首先通过AutoCAD软件,画出建筑工地3D实地图,并在图中标出测量位点。而后根据所作图表,考虑风速、HCHO、TVOC、PM2.5、PM10、温度、湿度、光照强度8种数据类型及数据类型之间的相关性,对连续日期的数据关系做出相关性分析及预测分析,建立降低扬尘参数优化数学模型;并设计遍历回溯算法,求解出最有利于扬尘治理的建筑工地环境参数。

最终,实践团为施工地提出如下建议:

1.在上午11时至下午16时施工高峰期开启喷水降尘设施,其他时间关闭设施,以减少资源的浪费。

2.施工场地采取洒水车洒水喷射设施,提高喷水降尘效率。

3.安装扬尘在线监测设施,实时监测扬尘相关数据,若有超标,及时整改。

实践感悟

扬尘产生的原因繁多复杂,本次实践团队员在通过实地勘测和数据处理后,为余家寨地铁站施工工地提出了真诚合理的施工建议。

“生活都不容易,能减少一点扬尘,对自己身体好,对社会的空气污染也少。”施工队队长在听取实践团的建议后,不禁发出感慨。

我国当前提倡可持续发展理念,在经济发展的同时也要注重保护环境。本次扬尘治理社会实践,为余家寨地铁站施工处提出了改善施工环境的合理建议,为类似工地扬尘处理提供了新思路。

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