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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(diǎn)，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(jiǎn)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(biāo)(如正常蓄水位、裝機(jī)容量等)和效益指標(biāo)(如保證出力、發(fā)電量等)、工程安全和造價(jià)外，還要為水利水電工程的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行等提供正確合理的基本設(shè)計(jì)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(biāo)(從事水利水電工程勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)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(shí)踐來(lái)看，水工專業(yè)的學(xué)生似乎并不看重該課程。通過(guò)發(fā)現(xiàn)，大部分水工專業(yè)的學(xué)生，只對(duì)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(duì)水文及水利水電規(guī)劃課程則學(xué)習(xí)積極性低，學(xué)習(xí)效果差。一般都是等到學(xué)習(xí)水工建筑物、水電站和水利工程施工課程時(shí)才認(rèn)識(shí)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(jiàn)肘。再深人一層分析，造成這種教學(xué)被動(dòng)局面的根本原因，一方面固然有學(xué)生認(rèn)識(shí)上的問(wèn)題，但另一方面，也可以說(shuō)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(wèn)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(jìn)行探討，以樹立本課程的“規(guī)劃”形象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(biāo)。
1課程的合并及合并后的課程名稱問(wèn)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(cè))和(水利水電規(guī)劃)(下冊(cè))。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(huì)正副主任擴(kuò)大會(huì)議，會(huì)議在審定各專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃時(shí)，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(shí)，會(huì)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(shí)，同意將第一輪教材下冊(cè)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(kù)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(wú)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(rèn)為，以課程合并改革為重點(diǎn)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(shì)在必行。事實(shí)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(shí)行“五天工作制”時(shí)已經(jīng)開始，只不過(guò)它是一種形式上的簡(jiǎn)單合并，雖然達(dá)到了壓縮本課程教學(xué)時(shí)數(shù)的目的，但就我院水工專業(yè)近幾年本課程的實(shí)際教學(xué)效果來(lái)看，對(duì)本課程教學(xué)質(zhì)量的提高，作用不是很大。因此，有必要對(duì)本課程進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的合并、重組。
再者，針對(duì)性強(qiáng)和實(shí)踐能力強(qiáng)是職業(yè)技術(shù)教育最突出的特點(diǎn)，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(jì)劃)，課程結(jié)構(gòu)由過(guò)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(shí)數(shù)與實(shí)踐性教學(xué)時(shí)數(shù)之比為1:078(要求1:1)，本課程教學(xué)時(shí)數(shù)僅有70學(xué)時(shí)。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(jì)劃角度來(lái)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(lái)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(shí)，了解水文觀測(cè)的一般方法，并能搜集有關(guān)水文資料進(jìn)行分析計(jì)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(jì)的水文計(jì)算能力，為確定水利水電工程規(guī)模和施工及運(yùn)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(jì)算成果和國(guó)民各部門的綜合利用要求，分析確定水庫(kù)的興利庫(kù)容和供水效益，確定水電站的發(fā)電效益指標(biāo)和反映水庫(kù)水電站規(guī)模的主要參數(shù)—正常蓄水位、死水位和裝機(jī)容量等，以及通過(guò)防洪調(diào)節(jié)分析確定水庫(kù)的防洪特征水位和庫(kù)容、溢洪道尺寸等�？傊�，使學(xué)生在學(xué)習(xí)工程水文學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)水利水電工程規(guī)劃的基本知識(shí)、基本理論，初步掌握水利水能計(jì)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(shí)是進(jìn)行水利水能規(guī)劃的基礎(chǔ)，將兩者合并是切實(shí)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(rèn)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(biāo)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(biāo)來(lái)看，由于學(xué)生畢業(yè)后主要從事水利水電工程的勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)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(shuō)，水利水電工程的規(guī)劃，主要是水庫(kù)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(jià)等問(wèn)題，而且對(duì)從事水利水電工程設(shè)計(jì)、施工和管理等的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，必須掌握一定的水電規(guī)劃知識(shí)。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(dāng)?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(zhǎng)、工程大，需要國(guó)民各方面協(xié)作配合的環(huán)節(jié)多，影響面廣，系統(tǒng)性強(qiáng)，水利水電工程建設(shè)必須嚴(yán)格按勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和的基本建設(shè)程序分階段進(jìn)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(gè)階段對(duì)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(cè)和所得的流域經(jīng)濟(jì)情況、地形資料、河流水文資料及資料的基礎(chǔ)上，對(duì)江河上特定河段以及地區(qū)的水資源進(jìn)行綜合利用規(guī)劃，并經(jīng)過(guò)各種方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較，確定總體規(guī)劃布局及河流梯級(jí)開發(fā)方案，提出實(shí)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(guò)審查批準(zhǔn)的江河流域規(guī)劃基礎(chǔ)上，對(duì)推薦的建設(shè)工程項(xiàng)目，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)工作可以粗略一些，但對(duì)工程規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益、開發(fā)的迫切性以及技術(shù)力量的落實(shí)等問(wèn)題，必須論證清楚。
初步設(shè)計(jì)是根據(jù)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告的有關(guān)工程規(guī)劃對(duì)工程進(jìn)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(guò)比較，選定最優(yōu)的樞紐布置方案、水庫(kù)的各種特征水位和庫(kù)容，選擇電站的裝機(jī)容量、機(jī)組型號(hào)。水利水電工程管理階段的任務(wù)是隨時(shí)掌握水利水電工程中各種水工建筑物的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)并消除隱患，確保工程安全;有計(jì)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(guò)養(yǎng)護(hù)和修理使工程經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)工程的使用年限，根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，對(duì)工程進(jìn)行改建或擴(kuò)建，使之發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(lái)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(jí)開發(fā)、水文資料的收集與分析;水庫(kù)規(guī)劃—水庫(kù)地形特性、水庫(kù)的特征水位和庫(kù)容、水庫(kù)水量損失及淤積、淹沒(méi)、浸沒(méi)等問(wèn)題，用水特性與用水資料，設(shè)計(jì)保證率與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)年徑流量、年輸沙量和設(shè)計(jì)洪水分析推求，興利庫(kù)容和防洪庫(kù)容的計(jì)算，水庫(kù)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(jì)算，系統(tǒng)負(fù)荷圖與容量組成，水電站裝機(jī)容量及運(yùn)行方式確定;施工導(dǎo)流規(guī)劃—施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，施工設(shè)計(jì)洪水與施工水文預(yù)報(bào);水庫(kù)調(diào)度規(guī)劃—水庫(kù)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(wèn)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(guò)刪節(jié)、補(bǔ)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(guò)程、水文的基本知識(shí)與方法、設(shè)計(jì)年徑流及設(shè)計(jì)洪水的推求、降雨徑流分析、水文預(yù)報(bào)等為主要內(nèi)容;同時(shí)扼要講述水文測(cè)驗(yàn)及水文資料收集、河流泥沙等方面的知識(shí)。高等學(xué)校教材是按以學(xué)時(shí)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(cè)驗(yàn)及水文資料收集、水文統(tǒng)計(jì)的基本知識(shí)及方法、年徑流分析與計(jì)算、由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水、降雨徑流分析、由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水、小流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算、可能最大暴雨與洪水、河流泥沙計(jì)算、水文預(yù)報(bào)。中等專業(yè)學(xué)校教材除無(wú)水文預(yù)報(bào)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(jì)洪水計(jì)算和由暴雨資料推求設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)算及水電站在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式、水利水能經(jīng)濟(jì)計(jì)算、水電站及水庫(kù)的主要參數(shù)選擇、水庫(kù)群的水利水能計(jì)算、水庫(kù)調(diào)度等八章。(水利水電規(guī)劃)則是按54學(xué)時(shí)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(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算、水庫(kù)防洪調(diào)節(jié)計(jì)算、水能計(jì)算、電力系統(tǒng)中的水電站主要參數(shù)選擇、水庫(kù)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(duì)水利水電工程建設(shè)程序的認(rèn)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(guó)的水資源及利用，我國(guó)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(cè)站，降水的觀測(cè)與流域平均降雨量計(jì)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(cè)及資料整理，水文資料的收集來(lái)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(kù)興利調(diào)節(jié)分類，水庫(kù)調(diào)洪作用，設(shè)計(jì)保證率與用水資料，防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分類、選擇，泄流方式及泄洪資料，水庫(kù)地形特性，水庫(kù)的特征水位和庫(kù)容，水庫(kù)的淤積淹沒(méi)和浸沒(méi)等。
3.2.5水文資料分析方法含統(tǒng)計(jì)分析的任務(wù)和方法，現(xiàn)行水文頻率計(jì)算方法—適線法，相關(guān)分析方法。
3.2.6設(shè)計(jì)年徑流推求含年徑流及其變化特性，具有長(zhǎng)期、短期和缺乏實(shí)測(cè)徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流量及其年內(nèi)分配推求方法。
3.2.7設(shè)計(jì)洪水推求含由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水，由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，小流域設(shè)計(jì)洪水推求，可能最大洪水推求簡(jiǎn)介。
3.2.8水庫(kù)興利規(guī)劃含興利計(jì)算原理，死水位的確定.年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利庫(kù)容和調(diào)節(jié)流量的計(jì)算，多年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利庫(kù)容 的計(jì)算簡(jiǎn)介。
3.2.9水庫(kù)防洪規(guī)劃含調(diào)洪計(jì)算原理，無(wú)閘門控制的水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算方法(列表，試算法、半圖解法、簡(jiǎn)化三角形法)，有閘門控制的水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算方法。
3.2.10水電站水能規(guī)劃含水能計(jì)算的內(nèi)容和方法，無(wú)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(jì)算，多年平均年發(fā)電量的計(jì)算。
3.2.11水庫(kù)及水電站主要參數(shù)的選擇含系統(tǒng)的負(fù)荷與容量組成，水電站裝機(jī)容量的選擇，以發(fā)電為主的水庫(kù)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(biāo)準(zhǔn)，施工設(shè)計(jì)洪水推求，施工水文預(yù)報(bào)。
3.2.13水庫(kù)調(diào)度規(guī)劃含水庫(kù)調(diào)度的意義，水庫(kù)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(kù)的優(yōu)化調(diào)度簡(jiǎn)介。
參考文獻(xiàn)
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