水文及水利水電規(guī)劃課程改革探討

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關(guān)于水文及水利水電規(guī)劃課程改革探討

　　論文關(guān)鍵詞：工程水　水能規(guī)劃　課程改革　水電工程規(guī)劃　教學內(nèi)容　教材編排

　　論文摘要：本文根據(jù)新修訂的高等學校專業(yè)目錄及高等職業(yè)技術(shù)的特點，研究了水工專業(yè)(工程水文學)和(水利水能(電)規(guī)劃)的課程體系、教學內(nèi)容及教材編排，提出了關(guān)于將兩門課程合并及合并后的課程名稱、課程教學內(nèi)容和教材編排建議。

　　引言

　　水文及水利水電規(guī)劃是高等學校及中等專業(yè)學校水利水電工程專業(yè)(簡稱水工專業(yè))重要的專業(yè)技術(shù)課之一。它除直接分析確定水利水電工程的規(guī)模指標(如正常蓄水位、裝機容量等)和效益指標(如保證出力、發(fā)電量等)、工程安全和造價外，還要為水利水電工程的設(shè)計、施工及運行等提供正確合理的基本設(shè)計數(shù)據(jù)。據(jù)此不難看出，本課程在水工專業(yè)培養(yǎng)目標(從事水利水電工程勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工及運行管理的專業(yè)技術(shù)人才)中的重要地位和作用，因而，它是水工專業(yè)必修課之一。

　　但從我院教學實踐來看，水工專業(yè)的學生似乎并不看重該課程。通過發(fā)現(xiàn)，大部分水工專業(yè)的學生，只對相關(guān)的力學及建筑、建筑結(jié)構(gòu)、水工建筑物、水電站和水利工程施工等課程感興趣，而對水文及水利水電規(guī)劃課程則學習積極性低，學習效果差。一般都是等到學習水工建筑物、水電站和水利工程施工課程時才認識到水文及水利水電規(guī)劃課程的重要性，結(jié)果因基礎(chǔ)不牢而捉襟見肘。再深人一層分析，造成這種教學被動局面的根本原因，一方面固然有學生認識上的問題，但另一方面，也可以說是更重要的方面，還在于課程自身存在的課程名稱、教學內(nèi)容及其教材編排等問題。

　　因此，本文試從水文及水利水電規(guī)劃課程的名稱、教學內(nèi)容及其編排等方面進行探討，以樹立本課程的“規(guī)劃”形象，提高學生學習的積極性，使本課程的教學更好地服務于專業(yè)培養(yǎng)目標。

　　1課程的合并及合并后的課程名稱問題

　　1.1課程的合并

　　在高等學校水工專業(yè)的課程中，1981年以前本課程原名稱為“水文及水利水電規(guī)劃”，與其相應的第一輪高校統(tǒng)編教材是(工程水文學)(上冊)和(水利水電規(guī)劃)(下冊)。1982年12月，原水電部在南京召開高等學校水利水電類專業(yè)教材編審委員會正副主任擴大會議，會議在審定各專業(yè)的教學計劃時，一致同意將(工程水文學)和(水利水電規(guī)劃)分開設(shè)課，并將后者改稱為(水利水能規(guī)劃)。同時，會上討論(1983一1987教材編審出版規(guī)劃)(即第二輪統(tǒng)編教材出版規(guī)劃)時，同意將第一輪教材下冊修訂再版，作為水工專業(yè)(水利水能規(guī)劃)課程的統(tǒng)編教材(該教材1986年11月由水利水電出版社出版)。

　　在中等專業(yè)學校水工專業(yè)課程中，本課程1992年以前合稱為“工程水文學”，第一版(工程水文學)教材是1979年由水利水電出版社出版的，1986年12月出版的第二版(工程水文學)教材，在第一版的基礎(chǔ)上作了較大修改，并增加了水庫調(diào)度一章。從1992年開始，中等專業(yè)學校水工專業(yè)也相應地將其分為(工程水文學)和(水利水電規(guī)劃)兩門課，并由水利水電出版社分別于1992年和1994年出版了第三版(工程水文學)教材和由東北水利水電專科學校朱伯俊主編的(水利水電規(guī)劃》教材。

　　綜上所述，無論是在高等學校還是在中等專業(yè)學校，水文及水利水電規(guī)劃課程都經(jīng)歷了由合到分的變革。根據(jù)新制定的高等學校專業(yè)目錄，筆者認為，以課程合并改革為重點的新一輪的課程設(shè)置改革，必將在中、高等學校全面展開，因此，本課程的合并也勢在必行。事實上，關(guān)于工程水文學與水利水能(電)規(guī)劃課程的再次合并，早在1995年實行“五天工作制”時已經(jīng)開始，只不過它是一種形式上的簡單合并，雖然達到了壓縮本課程教學時數(shù)的目的，但就我院水工專業(yè)近幾年本課程的實際教學效果來看，對本課程教學質(zhì)量的提高，作用不是很大。因此，有必要對本課程進行實質(zhì)性的合并、重組。

　　再者，針對性強和實踐能力強是職業(yè)技術(shù)教育最突出的特點，根據(jù)我院起草的《高等職業(yè)技術(shù)教育水利水電工程建筑專業(yè)教學計劃)，課程結(jié)構(gòu)由過去的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課這三段式變?yōu)檎n和專門課兩塊式;理論教學時數(shù)與實踐性教學時數(shù)之比為1:078(要求1:1)，本課程教學時數(shù)僅有70學時。因此，不可能再將工程水文學和水利水能規(guī)劃分開設(shè)置為兩門課，即使從教學計劃角度來看也有合并的必要。

　　將工程水文學和水利水能規(guī)劃合并，不僅是必要的，而且是可行的�？梢詮乃鼈兊慕虒W任務和目的來分析。工程水文學的教學任務是使學生具有水文學的基本知識，了解水文觀測的一般方法，并能搜集有關(guān)水文資料進行分析計算。即使學生具有從事中小型水利水電工程規(guī)劃設(shè)計的水文計算能力，為確定水利水電工程規(guī)模和施工及運行管理規(guī)程提供所需的水文數(shù)據(jù)能力。水利水能(電)規(guī)劃的教學任務則是在掌握河流水文情況的基礎(chǔ)上，根據(jù)水文計算成果和國民各部門的綜合利用要求，分析確定水庫的興利庫容和供水效益，確定水電站的發(fā)電效益指標和反映水庫水電站規(guī)模的主要參數(shù)—正常蓄水位、死水位和裝機容量等，以及通過防洪調(diào)節(jié)分析確定水庫的防洪特征水位和庫容、溢洪道尺寸等�？傊�，使學生在學習工程水文學的基礎(chǔ)上，進一步學習水利水電工程規(guī)劃的基本知識、基本理論，初步掌握水利水能計算和規(guī)劃的方法，為其畢業(yè)后從事水利工作打下基礎(chǔ)。從上述分析不難看出，工程水文學知識是進行水利水能規(guī)劃的基礎(chǔ)，將兩者合并是切實可行的。

　　1.2合并后的課程名稱

　　關(guān)于合并后的課程名稱，筆者認為可將其稱為(水利水電工程規(guī)劃)。這可以從本專業(yè)的培養(yǎng)目標和本課程的教學任務兩方面加以論證。首先，從水工專業(yè)的培養(yǎng)目標來看，由于學生畢業(yè)后主要從事水利水電工程的勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工和運行管理等專業(yè)技術(shù)工作，因此，參照水利工程施工、水工建筑物、水電站等專業(yè)課，將水利水電工程規(guī)劃作為水工專業(yè)的一門專業(yè)課的名稱是合適的。再說，水利水電工程的規(guī)劃，主要是水庫及水電站基本參數(shù)的選擇，它關(guān)系到工程的規(guī)模和效益的大小、工程的安全和造價等問題，而且對從事水利水電工程設(shè)計、施工和管理等的工程技術(shù)人員來說，必須掌握一定的水電規(guī)劃知識。因此，將(水利水電工程規(guī)劃)作為(工程水文學)與(水利水能(電)規(guī)劃)合并重組后的課程教材名稱是恰當?shù)摹?

　　2(水電工程規(guī)劃)教學內(nèi)容的界定

　　2.1界定依據(jù)

　　(水利水電工程規(guī)劃)課程的教學內(nèi)容原則上應該包含(工程水)和(水利水能(電)規(guī)劃)兩門課程的教學內(nèi)容，但由于水利水電工程建設(shè)周期長、工程大，需要國民各方面協(xié)作配合的環(huán)節(jié)多，影響面廣，系統(tǒng)性強，水利水電工程建設(shè)必須嚴格按勘測、設(shè)計、施工和的基本建設(shè)程序分階段進行，因此，(水利水電工程規(guī)劃)課程的教學內(nèi)容，還應根據(jù)水利水電工程建設(shè)與規(guī)劃有關(guān)的各個階段對規(guī)劃的具體要求而確定。

　　江河流域規(guī)劃是水利水電工程建設(shè)的前提。它是在勘測和所得的流域經(jīng)濟情況、地形資料、河流水文資料及資料的基礎(chǔ)上，對江河上特定河段以及地區(qū)的水資源進行綜合利用規(guī)劃，并經(jīng)過各種方案的技術(shù)、經(jīng)濟論證比較，確定總體規(guī)劃布局及河流梯級開發(fā)方案，提出實施程序及近期興建的水利水電工程。

　　可行性研究是在經(jīng)過審查批準的江河流域規(guī)劃基礎(chǔ)上，對推薦的建設(shè)工程項目，從技術(shù)、經(jīng)濟和建設(shè)條件等方面論證研究其可行性，以保證技術(shù)上安全可靠，經(jīng)濟上合理、能用較小投資獲得較大效益。可行性研究階段中的設(shè)計工作可以粗略一些，但對工程規(guī)模、經(jīng)濟效益、開發(fā)的迫切性以及技術(shù)力量的落實等問題，必須論證清楚。

　　初步設(shè)計是根據(jù)批準的可行性研究報告的有關(guān)工程規(guī)劃對工程進行總體布置，選定主要物型式和控制性尺寸，如選定合理的壩址、壩線和壩型，通過比較，選定最優(yōu)的樞紐布置方案、水庫的各種特征水位和庫容，選擇電站的裝機容量、機組型號。水利水電工程管理階段的任務是隨時掌握水利水電工程中各種水工建筑物的運行情況，發(fā)現(xiàn)并消除隱患，確保工程安全;有計劃地蓄水、泄水以及合理調(diào)度用水，充分發(fā)揮工程的綜合效益;通過養(yǎng)護和修理使工程經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)，延長工程的使用年限，根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，對工程進行改建或擴建，使之發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益。所以水利水電工程的管理不僅是工程管理部門的工作，也是規(guī)劃設(shè)計部門的工作。

　　2.2《水利水電工程規(guī)劃》的教學內(nèi)容

　　從上述水利水電工程建設(shè)各階段的情況來看，(水利水電工程規(guī)劃)課程的教學內(nèi)容應包括:江河流域規(guī)劃—水資源的綜合利用、河流與流域、水利樞紐與梯級開發(fā)、水文資料的收集與分析;水庫規(guī)劃—水庫地形特性、水庫的特征水位和庫容、水庫水量損失及淤積、淹沒、浸沒等問題，用水特性與用水資料，設(shè)計保證率與設(shè)計標準，設(shè)計年徑流量、年輸沙量和設(shè)計洪水分析推求，興利庫容和防洪庫容的計算，水庫死水位、正常蓄水位和防洪特征水位的選擇確定;水電站水能規(guī)劃—水能利用原理與開發(fā)方式，水能計算，系統(tǒng)負荷圖與容量組成，水電站裝機容量及運行方式確定;施工導流規(guī)劃—施工導流標準，施工設(shè)計洪水與施工水文預報;水庫調(diào)度規(guī)劃—水庫防洪調(diào)度圖、灌溉調(diào)度圖和發(fā)電調(diào)度圖編制等等。

　　3關(guān)于(水利水電工程規(guī)劃)教材編排問題

　　3.1《工程水文學》與(水利水能(電)規(guī)劃)教材體系

　　教材質(zhì)量直接影響課程教學效果�！端姽こ桃�(guī)劃)教材應緊密結(jié)合專業(yè)要求，打破(工程水文學)和(水利水能(電)規(guī)劃)的教材體系，通過刪節(jié)、補充和調(diào)整，建立新的教材體系。為此，首先要了解清楚(工程水文學)和(水利水能(電)規(guī)劃)的教學內(nèi)容編排情況。(工程水文學》教材是以水循環(huán)及徑流形成過程、水文的基本知識與方法、設(shè)計年徑流及設(shè)計洪水的推求、降雨徑流分析、水文預報等為主要內(nèi)容;同時扼要講述水文測驗及水文資料收集、河流泥沙等方面的知識。高等學校教材是按以學時編寫的，全書共十二章，依次為緒論、水循環(huán)及徑流形成、水文測驗及水文資料收集、水文統(tǒng)計的基本知識及方法、年徑流分析與計算、由流量資料推求設(shè)計洪水、降雨徑流分析、由暴雨資料推求設(shè)計洪水、小流域設(shè)計洪水計算、可能最大暴雨與洪水、河流泥沙計算、水文預報。中等專業(yè)學校教材除無水文預報一章外，其它內(nèi)容與高等學校教材基本一樣，只是將可能最大暴雨與洪水、降雨徑流分析分別并人小流域設(shè)計洪水計算和由暴雨資料推求設(shè)計洪水兩章中，因而全書只有九章。

　　(水利水能規(guī)劃)是按42學時編寫的，全書包括緒論、水資源的綜合利用、興利調(diào)節(jié)、洪水調(diào)節(jié)、水能計算及水電站在電力系統(tǒng)中的運行方式、水利水能經(jīng)濟計算、水電站及水庫的主要參數(shù)選擇、水庫群的水利水能計算、水庫調(diào)度等八章。(水利水電規(guī)劃)則是按54學時編寫的，全書分為緒論、水利水電規(guī)劃所需的基本資料、水庫興利調(diào)節(jié)計算、水庫防洪調(diào)節(jié)計算、水能計算、電力系統(tǒng)中的水電站主要參數(shù)選擇、水庫調(diào)度等六章。

　　3.2(水利水電工程規(guī)劃)教材編排建議

　　根據(jù)(水利水電工程規(guī)劃)課程的教學內(nèi)容和教學任務的要求，其教材的編排既要有利于教學，又要有利于學生對水利水電工程建設(shè)程序的認知。據(jù)此，筆者試提出(水利水電工程規(guī)劃)課程教材的編排建議如下:

　　3.2.1緒論含我國的水資源及利用，我國水利水電建設(shè)的成就與展望，水利水電工程的規(guī)劃程序，水利水電工程規(guī)劃的教學內(nèi)容和任務。

　　3.2.2水資源綜合利用規(guī)劃含水資源的綜合利用與水利事業(yè)，河流與流域，與江河流域規(guī)劃。

　　3.2.3河流水文含水與水文測站，降水的觀測與流域平均降雨量計算，蒸發(fā)與下滲，徑流的形成及表示方法，水文循環(huán)和水量平衡，江河水位、流量、泥沙觀測及資料整理，水文資料的收集來源。

　　3.2.4(水電工程規(guī)劃)所需的基本資料含徑流調(diào)節(jié)，水庫興利調(diào)節(jié)分類，水庫調(diào)洪作用，設(shè)計保證率與用水資料，防洪設(shè)計標準分類、選擇，泄流方式及泄洪資料，水庫地形特性，水庫的特征水位和庫容，水庫的淤積淹沒和浸沒等。

　　3.2.5水文資料分析方法含統(tǒng)計分析的任務和方法，現(xiàn)行水文頻率計算方法—適線法，相關(guān)分析方法。

　　3.2.6設(shè)計年徑流推求含年徑流及其變化特性，具有長期、短期和缺乏實測徑流資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配推求方法。

　　3.2.7設(shè)計洪水推求含由流量資料推求設(shè)計洪水，由暴雨資料推求設(shè)計洪水，小流域設(shè)計洪水推求，可能最大洪水推求簡介。

　　3.2.8水庫興利規(guī)劃含興利計算原理，死水位的確定.年調(diào)節(jié)水庫興利庫容和調(diào)節(jié)流量的計算，多年調(diào)節(jié)水庫興利庫容　的計算簡介。

　　3.2.9水庫防洪規(guī)劃含調(diào)洪計算原理，無閘門控制的水庫調(diào)洪計算方法(列表，試算法、半圖解法、簡化三角形法)，有閘門控制的水庫調(diào)洪計算方法。

　　3.2.10水電站水能規(guī)劃含水能計算的內(nèi)容和方法，無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)和年調(diào)節(jié)水電站的保證出力、保證電能計算，多年平均年發(fā)電量的計算。

　　3.2.11水庫及水電站主要參數(shù)的選擇含系統(tǒng)的負荷與容量組成，水電站裝機容量的選擇，以發(fā)電為主的水庫特征水位的選擇。

　　3.2.12施工導流規(guī)劃含施工導流標準，施工設(shè)計洪水推求，施工水文預報。

　　3.2.13水庫調(diào)度規(guī)劃含水庫調(diào)度的意義，水庫的興利調(diào)度圖、防洪調(diào)度圖和發(fā)電調(diào)度圖的編制方法，水庫的優(yōu)化調(diào)度簡介。

參考文獻

①吳明遠、磨道江、葉守澤合編.工程水文學.水利電為出版社，1986.

②周之豪、沈甘源、施熙燦、李惕先.水利水能規(guī)劃.水利電力出版社，1986