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(xué)內(nèi)容　教材編排

　　論文摘要：本文根據(jù)新修訂的高等學(xué)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(xué))和(水利水能(電)規(guī)劃)的課程體系、教學(xué)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(xué)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(xué)校及中等專業(yè)學(xué)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(xué)實踐來看，水工專業(yè)的學(xué)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(xué)生，只對相關(guān)的力學(xué)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(xué)習積極性低，學(xué)習效果差。一般都是等到學(xué)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(xué)被動局面的根本原因，一方面固然有學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生學(xué)習的積極性，使本課程的教學(xué)更好地服務(wù)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(xué)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(yīng)的第一輪高校統(tǒng)編教材是(工程水文學(xué))(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(xué)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(xué)計劃時，一致同意將(工程水文學(xué))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(xué)校水工專業(yè)課程中，本課程1992年以前合稱為“工程水文學(xué)”，第一版(工程水文學(xué))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(xué))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(xué)校水工專業(yè)也相應(yīng)地將其分為(工程水文學(xué))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(xué))教材和由東北水利水電�？茖W(xué)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(xué)校還是在中等專業(yè)學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)效果來看，對本課程教學(xué)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(xué)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(xué)時數(shù)與實踐性教學(xué)時數(shù)之比為1:078(要求1:1)，本課程教學(xué)時數(shù)僅有70學(xué)時。因此，不可能再將工程水文學(xué)和水利水能規(guī)劃分開設(shè)置為兩門課，即使從教學(xué)計劃角度來看也有合并的必要。

　　將工程水文學(xué)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(xué)任務(wù)和目的來分析。工程水文學(xué)的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生具有水文學(xué)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(xué)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(xué)任務(wù)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。總之，使學(xué)生在學(xué)習工程水文學(xué)的基礎(chǔ)上，進一步學(xué)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(xué)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(xué)任務(wù)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(xué)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(xué))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(xué)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(xué)內(nèi)容原則上應(yīng)該包含(工程水)和(水利水能(電)規(guī)劃)兩門課程的教學(xué)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(xué)內(nèi)容，還應(yīng)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�？尚行匝芯侩A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(wù)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(xué)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(xué)內(nèi)容應(yīng)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(dǎo)流規(guī)劃—施工導(dǎo)流標準，施工設(shè)計洪水與施工水文預(yù)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(xué)》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(xué)效果�！端姽こ桃�(guī)劃)教材應(yīng)緊密結(jié)合專業(yè)要求，打破(工程水文學(xué))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(xué))和(水利水能(電)規(guī)劃)的教學(xué)內(nèi)容編排情況。(工程水文學(xué)》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(yù)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(xué)校教材是按以學(xué)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(yù)報。中等專業(yè)學(xué)校教材除無水文預(yù)報一章外，其它內(nèi)容與高等學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)的要求，其教材的編排既要有利于教學(xué)，又要有利于學(xué)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(xué)內(nèi)容和任務(wù)。

　　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(wù)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(dǎo)流規(guī)劃含施工導(dǎo)流標準，施工設(shè)計洪水推求，施工水文預(yù)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(xué).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