水文与水资源工程方向范例6篇

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水文与水资源工程方向

水文与水资源工程方向范文1

治水兴国,任重道远

说到水文,这是一个古老的学科,因为人类治水已经有数千年历史。可以说,一部人类文明史就是一部人与水打交道的历史。李冰的都江堰,让原本蛮荒的四川盆地变成了千万亩良田;举世闻名的京杭大运河更是便利了南北交通并巩固中央政权在全国的统治。水文学科的核心是讨论水如何循环的问题。而其派生出的水资源工程学科,它的出发点是遵循水文循环的原理,并以此来为实际工程中的水资源合理配置提供技术支持。水文及水资源工程专业就是这两门学科共同组成的。

课程充实,重视实践

用科目繁多形容水文与水资源工程专业的课程,一点不为过。但这种繁多并不是混乱地堆砌在一起,而是注重课程与课程之间一环套一环的衔接,构建起立体的知识体系。

高等数学、线性代数、概率统计、大学物理、VB编程设计等是基础课。高等数学的思想方法将渗透在日后的每门专业课中,比如微积分,虽然很简单,却是探究科学世界最有力的工具,水力学中的静水压力、三维流体运动,气象学的压高公式、风的运动,水文学中的土壤下渗公式、汇流卷积公式等等都与此密不可分。概率统计在汇流理论、洪水频率计算中是不可或缺的理论工具。另外是计算机编程,水文专业非常需要计算机建模的能力,学到蓄满产流模型、单位线方法、马斯京根法演算这几个模型方法时,如果可以自己编程运算,不仅提高效率,而且可以得到巨大的成就感。

说到专业课,不得不提到其中最精彩的部分――课程设计。老师会下发一个任务书,要求学生运用所学的原理,自己编程计算,并分析结果,给出论证。通常,上专业课更多的是对众多知识点进行识记,而如何灵活运用这门课所教的理论去解决实际问题,则在课程设计中体现。一门课程设计通常需要花费一周甚至更多的时间,每到这时,你会看到自习室里摆满了笔记本,大家都在加班加点地编程或者调试程序。然后,笔耕不辍地写上几大页纸,等到一份完整的课设报告出炉后,才能舒一口气。其实在以后工作中,常常需要做一个项目的算稿,要给出工程所用到的具体计算方法和详细计算结果,当结果通过总工程师的审查后,才能将其写在最终报告上。而这种算稿,和大学时期做的课程设计相类似,因此现在的课程设计是为以后的工作打下良好的基础。

另外,水文属于自然科学和工程科学,因此这门学科的学习中少不了野外实习。以我所在的学校为例,我们需要进行自然地理实习、气象实习、水利工程实习、水文综合实习、水文测验实习,实地参观大坝、抽水站、水文站、污水处理厂等,并与专家进行交流。实习的魅力之一就在于它将书本上的理论鲜活地展示在眼前。自然地理实习在宜兴的丘陵,大家就着书本认识了各种岩石、植被形态、河谷地貌;气象学实习在北极阁的江苏省气象台预报中心,在那里我们了解了天气预报制作的全过程;水利工程实习,参观了江都水利枢纽,在水电站机组的轰鸣声中,感受着南水北调这一宏大工程的脉动;水文综合实习,在污水处理厂,我们使黑臭的污水变成了涓涓清流。最有意思的水文测验实习,泛舟于宣州水阳江上,同学们通过各种方法对江水的流速和流量等进行分析。然后回到水文站里进行资料整编和制图,在实习老师的指导下,以前上课提到的几个理论问题全都在这里得到了解决。就是这样,带着好奇带着疑问,在领略一路风景之余,既系统复习了课堂上的知识又学到了很多课堂以外的内容,真是收获颇丰!

就业或深造,我走我的路

学完了理论,进行了实践,就该到了大家最关心的就业问题了。作为连续两年的“绿牌”专业,水文与水资源工程专业就业完全没有压力。而且除了就业率高外,对口也是我们专业就业的一大特点。具体说来,水文与水资源专业培养方向大致可分为以下五类:一是民生水利方向,侧重于培养学生小水利、小水电、农村饮水工程及灌溉工程设计、施工、监理能力,就业可去各级水利局及其下属的设计院所;二是水土保持方向,侧重于培养学生水土保持设计、管理能力,就业可去各级水保局及水保站;三是水文测验方向,侧重于培养基础水文部门技术人员,就业可去各级水文局、站,如省水文局、流域委员会水文局等;四是水库水电站运行方向,侧重于培养学生水库水电站调度运行管理能力,就业可去各类水电开发企业、梯调中心;五是水文地质方向,侧重培养学生工程水文地质调查能力,就业可去各类水文地质单位。此外,一些大型民营企业在招聘会上也吸引了不少同学的眼球,比较有名的有北京江河瑞通、北京清流科技、福建四创等等,学水文的主要从事水文仪器、防洪预报系统、水库调度系统的研发。还可以去电力口子的单位,如南瑞集团、国电南京自动化股份有限公司,从事水利水电自动化方面的工作。

水文与水资源工程方向范文2

关键词:水文水资源工程;行业发展;专业能力;培养途径

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)25-0021-02

我国水资源工作正经历着从传统向现代的变革,这为水文学及水资源专业的发展注入了强大的活力,同时也要求学校积极地进行教学改革以适应新的形势。对以培养应用型人才为主要目标的院校来说,面向行业发展、满足社会对专业人才的需求,是关系到专业发展的重要问题。

一、水文水资源工程专业面向的行业及发展趋势

按照我国当前的专业、行业划分方法,水文水资源专业主要针对地表水,兼顾地下水,从事水文水资源工作的行业主要是水利行业。地矿、国土、环保、城建等行业也涉及到水资源工作。另外,工业项目和建设项目都需要进行水资源论证、环境评价等先期工作,因此水文水资源专业是以面向水利行业为主的应用非常广泛的专业。传统上,水利行业中的水文水资源工作主要是为防汛减灾以及水利工程的建设与运行管理提供水文信息服务和决策依据,其特点是以水利工程为中心。但是,随着水资源成为社会经济可持续发展的制约性因素,水利事业也在发生转变,主要体现在:(1)由工程水利转向资源水利,强调水的资源属性;(2)遵循流域“三水转化”的规律,推行水务一体化管理;(3)推进水权水市场建设,发挥经济手段的作用;(4)重视水生态文明建设,促进人与自然的和谐相处。这些转变促使水文水资源工作由单纯为工程服务的从属地位上升到核心地位,水利与环保、国土等部门的业务相互交叉融合加强,社会对水文与水资源工程专业人才的需求增加,并且要求专业人才具备更高的能力和素质。

二、专业能力的需求特征

1.行业的发展要求学生具有广泛的适应性,能处理不同类型的实际问题。新时期水资源工作面临的问题更加多样化,除了工程问题,还会涉及到大量的人文及环境问题。比如水权配置,除了涉及水资源的利用效率,还涉及分水历史、风俗习惯以及环境等问题。所以学生除了具备工程能力,还要有系统观念和人文关怀。

2.行业的发展要求学生深入并灵活地掌握知识。水文水资源工作的对象不是受控的人工物体,而是降雨、河流等大尺度的非受控自然对象。由于水资源规律的复杂性,专业知识在原理部分涉及到广泛的自然科学知识和复杂的数学工具,在工程应用部分却要相对灵活,有时要用精确的、复杂的方法,而有时却要用经验性的方法。比如,降雨径流模型有很多种,分别针对不同的情况,有不同的适用条件。学生首先应当理解这些方法的原理,掌握它们的基本步骤,了解它们各自的使用范围,能在实际工作中对一般性问题选择出恰当的解决方案,对复杂问题能有较合理的解决思路。

3.学生必须具备严谨、全面的工作作风。水文水资源工作有时直接关系到广大群众的人身和财产安全,比如洪水A报、防洪调度等。因此,水文水资源从业人员要有高度的责任感和严谨的工作作风,能规范、熟练、准确地完成工作。另外,还应具备风险意识和风险分析能力,对各种自然与人为的不确定性有所估计,充分做好应急预案,最大限度地保护国家的利益。

三、专业能力培养的途径

学生专业能力的培养是一个系统的工程,本文认为以下三个方面是能力培养的基本途径。

1.建设需求导向的课程体系。完善的课程体系是专业能力培养的基本保证,它应当与三个层次的需求相适应:行业需求、地域需求和个体需求。行业需求是基本的需求,为此在课程体系建设和修订的过程中应集思广益。除了一线教师,还要邀请行业资深工程师、技术主管和往届的毕业生参与进来,根据实际岗位需求、学生情况、学校办学条件共同研讨。根据岗位工作需要确定能力需求要素提出具体的规格和要求,然后落实到各理论教学课程和实践教学课程。满足地域需求是指学校,尤其是地方院校要考虑区域水资源工作的特点,积极融入地方工作,为解决区域水资源问题培养人才。比如黄河下游地区基本没有水能资源,黄河水主要用于城市供水和灌溉,因此就应当减少水能方面的内容而增加给排水和农田水利方面的内容。学生能力、兴趣、职业规划等因素的不同,其对专业的需求也有差异。当前高校普遍采用“平台+模块”的教学模式,在这种情况下,满足行业需求和地域需求的任务应当主要由通识课、基础课和必修课模块承担,而选修课模块应当用于满足学生的个体需求。选修课应当涉及面广,并且以3―4门课构成一个小方向,在深度和广度两方面满足学生的需求。

2.完善课内课外结合的实践教学环节。实践教学包括课内和课外两部分。课内部分是课程实验、课程设计、毕业设计等教学环节;课外部分是学生的科技创新活动,它是对课内教学的必要补充,必须予以足够的重视。除了经费、仪器、基地等基本要素外,完善课内课外相结合的实践教学环节还应当注重以下几点:(1)教师要有计划地积累实习资料,包括水文地质数据、影像、工程图纸、运行记录等。不断丰富实习指导书的内容,细化对学生的能力要求,持续改进实习效果。(2)要多开设计性、综合性的实验。指导学生应用所学知识分析实验数据,鼓励学生提出和解决实验中出现的问题,对于有余力的学生,可以增加实验难度满足学生提高实践技能的愿望。(3)开展多种实习方式,既可以走出去,也可以引进来。目前,各生产单位都不太愿意接收实习的学生,因此我们可以让生产单位的教师到学校来,带着实际生产问题指导学生的实习和论文。校内教师配合校外指导教师工作,给学生充分的指导,提高其积极性和学习的效果。(4)开展专业性的学生科技创新活动。大学生科创活动不仅锻炼了学生的动手能力,还锻炼了学生的团队协作能力。学生科创应当与专业相结合,与课内实践教学相互促进。水资源问题是当前的热点问题,有许多值得探讨的问题。比如,济南市的保泉问题、引黄水库的水质安全问题等。学生只要用心思考,总能在本专业内找到合适的题目。专业性的科创活动离不开专业教师的指导,要激励教师更多地投身其中,带领学生共同学习和探索,这对教师自身专业水平、科研水平的提升有很大的作用。

3.建立多踊的考核方式。为适应能力培养要求,教师应当改变过去单一的、以书面答题为依据的考核方式,建立多样化的考核方式。(1)丰富考试的形式。对于实践教学课程不能只通过实习、设计报告评价学生的能力水平,而是应当建立一个覆盖全过程的评价体系。对于专业课程,不能只依赖结业考试,应当增加阶段性考核,随着课程的深入分次进行。考核可以是书面的,也可以是讨论式的,可以让学生推选自己的“专家”当场打分,这样既调动了学生的积极性,又能减轻教师的工作量。(2)改革评分方式。无论是什么样的考核形式,教师都应当规范评分,但是又不能机械地按照标准答案考评能力。教师应当定性与定量相结合,通过逐层分解的方法将难以量化的问题化为容易量化的问题。比如,对分析论述题,教师按学生答题的完整性、专业水平以及创新性给分,其中完整性可以细化为论述是否有针对性、材料是否充分;专业水平可以细化为专业词汇的掌握、专业方法的应用;等等。这种方式既能让学生有所发挥,也能发挥教师的专业判断力。

新时期的水资源工作对水文水资源工程专业学生的专业能力有了新的需求,学校应当与时俱进,面向行业的发展,为社会培养出更多优秀的人才。学生能力的培养是一个系统工程,而建设需求导向的课程体系,完善课内课外结合的实践教学环节以及建立多样化的考核方式是实现培养目标的有效途径。

参考文献:

[1]莫淑红,宋孝玉,等.新形势下水文与水资源工程专业人才培养保障体系探究[J].中国电力教育,2014,(5):61-63.

[2]刘冀.水文与水资源工程专业创新实践型人才培养模式研究[J].教育教学论坛,2014,(6):186-188.

[3]郭家力,彭涛,等.水文与水资源工程专业学生工程意识与实践能力培养研究[J].教育现代化,2015,(11):65-68.

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[5]谢勇.建立自动化专业学生实践能力评价体系的探索[J].实验技术与管理,2011,28(1):12-15.

On the Major Ability Education of Hydrology and Water Resources Engineering Oriented

the Development of Trade

KONG Ke,JIA Guan-xin,HAN Yan-cheng

(School of Resources and Environment, University of Jinan, Jinan,Shandong 250022,China)

水文与水资源工程方向范文3

水是生命之源,水是支撑地球社会经济系统发展不可替代的资源。但是,由于全球变化、人类活动的负面影响,地球上水的循环在发生变化,许多地区正在发生严重的水的问题与危机,如洪水、干旱和江河水体污染,而成为限制国家河区域可持续发展的关键性因子,水科学问题也成为国际地球科学发展中的一个重要方面。

2001年7月在世界知名海岸水利工程建设的荷兰王国连续举办了两个直接与水科学有关的大型国际科学大会。一个是7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹(Amsterdam)由国际地圈生物圈计划(IGBP)、国际人文计划(IHDP)和世界气候研究计划(WCRP)联合举办的“全球变化科学大会(GlobalChangeOpenScienceConference)”。国际地圈生物圈计划(IGBP)是国际著名的全球变化科学研究计划,受到国际地球科学届广泛的关注和参与。在跨入2000后的IGBP首次重要国际学术活动-“全球变化科学大会”云集来自国际的100多个国家的全球变化研究的专家学者、管理者约1600多人。大会主题是:一个变化的地球的挑战(ChallengesofaChangingEarth)。中国派出以科学院为主体的约60多人的代表团,进行学术交流和讨论,其中除了碳循环和土地覆被变化是大会主要议题外,水循环及水资源是大会重要内容之一。

另一个是7月18-27日在荷兰的马丝特里特(Masstricht)举行的第6届国际水文科学大会。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。这是一次专门针对国际水文科学进展的回顾和研讨大会,来自国际60多个国家的500名代表出席了大会。第6届国际水文科学大会的主题是:一个干旱地球新的水文学(ANewHydrologyforaThirstyPlanet)。

受国家自然科学基金委员会地球科学部的部分资助,笔者应邀参加这两个大会,并担任第6届国际水文科学大会第二学术研讨会的分会主席。本文是对这两个国际会议中关于水科学研究进展的综述,希望介绍水科学方面一些新的进展,提出我国对国际水科学的贡献和存在的问题与挑战。

二.全球变化与水文科学问题

全球环境变化(简称全球变化)是目前和未来人类和社会发展面临的共同问题。全球变化既包涵全球气候变化又包括了人类活动造成环境变化的影响。了解自然变化和人类活动的影响是国际地球科学发展最为关系的问题。

7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹举办的“全球变化科学大会”,内容十分丰富。但都围绕有两大主专题,即:(1)一个不断变化的地球的挑战:对全球变化的科学理解。(2)展望未来:地球系统科学与全球可持续性。大会邀请若干专家学者做报告,在大会研讨中设立一系列专题研讨会和招贴展示论文。

大会专题报告内容有:

·一个不断变化的地球的挑战:对全球变化的科学理解(BerrienMoore)

·土地变化的集中性与复杂性:虚构与现实(B.L.Turner)

·气候变化与海洋生态系统动力学:可持续资源利用的内涵(MichaelJ.Fogarty)

·21世纪中的粮食:全球气候的差异性(MachendraShah)

·人类时期的大气化学(PaulJ.Crutzen)

·火与薄雾:东南亚空气质量的社会与政治因素上的不均性(SimonS.C.)

·海洋和陆地碳动力学(IanR.Noble)

·碳与科学政策的联系:京都的挑战(RobertT.Watson)

·对CO2挑战的工业响应(CharlesNicholson)

2.水与全球变化的关联:世纪资源的挑战?(LeenaSrivaatava)。

·我们会有足够的高质量的水吗?(HartmutGrassl)

·水会满足人们的需要吗?(PeterD.Tyson)

·大坝对渔业的影响:三峡大坝实例研究。Chen-TungArthurChen教授,台湾,国家SunYat-Sen大学,海洋地理和化学学院。

·澳大利亚大陆上的水,碳和氮:气候和土地利用变化的影响(MichaelRaupach)

3.全球生物地球化学:星球新陈代谢系统的理解(PamelaMatson)

·海洋生物地球化学:变化的海洋(DavidM.Karl)

·陆地上碳的过去、现在和未来(RobertJ)

·大气酸雨、臭氧损耗和气候变化的案例分析(OranR.Young)

4.陆地—海洋的交互作用:区域与全球的联系。(RogerHarris)

·生物地球化学的交互作用与反馈(TimJickells)

·沿海地区的全球变化:东南亚的实例研究(LianaTalaue-McManus)

5.气候系统:预报、变化和可变性

·以前和以后的气候变化:我们究竟去何处(ThomasF.Pedersen)

·气候变化的1000年(RaymondS.Bradley)

·正在变化的寒区:高纬区全球变暖的影响(OlegAnisimov)

·耦合气候系统:可变性和可预测性(AntonioJ.Busalacchi)

6.土地利用变化的热点地区和地球系统:区域和全球的联系

·陆地表面与气候有联系吗?北非:撒哈拉沙漠;

·东南亚1:理解变化的亚洲季风系统:大规模植被和土地利用在水循环和气候中的作用

·东南亚2:人类引导的陆地覆盖的变化能对亚洲季风有多大的改变?

·亚马逊河流域和土地利用的变化:未来能平衡吗?

·陆地表面与气候有联系吗?一种综合。

7.模拟和观测地球系统(DavidCarson)

·处理地球系统的复杂性和不确定性(H.J.Schellnhuber)

·监视地球系统的短期不稳定性和长期的趋势:一个空间的挑战(JoseAchache)

·虚拟现实的过去、现在和未来(JohnMitchell)

8.地球系统需要生物多样性吗?(AnneLarigauderie)

·为什么地球系统科学需要海洋生物多样性?(KatherineRichardson)

·生物多样性是如何影响陆地生态系统的过程与功能(SandraDiaz)

9.科技能够补偿星球吗?(MikeBrklacich)

·自然的回归:为什么和怎样进行(JesseH.Ausubel)

·工业变革:生产与消费中的探测系统变化(PierVellinga)

10.面向全球可持续性(HansOpschoor)

·区域和全球可持续性的挑战和障碍(JuliaCarabias)

·转向可持续性的研究系统(WilliamC.Clark)

·可持续性科学起源讨论:什么是可持续性科学?为什么要可持续性科学?(JaneLubcheno)

·可持续科学和气候变化(BertBolin)

·重新概念化自然-社会的交互作用:将环境和发展结合起来理解(RobertW.Kates)

·雅基盆地资源的可利用性、脆弱性和持续性:环境与社会交互作用中不可持续的发展趋势(P.A.Matson)

·人与环境相互作用的脆弱性:尤卡坦南部事例(B.L.Turner)

·各学科间的可持续性科学(RobertW.Corell)

大会专题讨论内容十分丰富,有:A1-全球碳循环;A2-大城市与全球变化;A3-南厄尔尼诺的摆动同过去、未来气候变化的联系;A4-地球系统的演化;A5-生物多样性的全球变化;A6-全球变化与火;A7-海岸区人类活动;B1-食品生产和环境间的平衡;B2-理解土地利用的变化,以致重建、描述或预测土壤覆盖度;B3-冰雪层和全球变化:制度和指标;B4-地球系统分析;B5-陆地生物圈与全球变化;B6-社会转化过程;B7-海洋与气候变化;C1-水资源对环境变化的脆弱性:一种系统方法;C2-把人放入地球系统中:受害者或是破坏者,扰乱者或是解决者?C3-大气和全球变化;C4-全球变化非线性变化和惊讶;C5-生态系统管理可持续发展的展望;C6-科学和政策过程:IPCC;C7-全球变化与山地区。

大会报告集中在水科学问题的主题有:全球变化中的水问题-21世纪资源的挑战,尤其值得提到的是7月12日下午,大会专门针对水循环水资源问题,举行了“环境变化的水资源脆弱性系统分析”学术研讨会。WCRP/GEWEX北美主席、美国地理学会水文专业委员会主席、亚利桑那大学水文水资源系的SorooshSorooshian教授介绍“WCRP/GEWEX和SAHRA计划中水问题的研究:半干旱区流域水文循环与可持续性”。德国的CharlesVorosmarty教授报告了“地球系统科学对全球水评估的贡献”。WolframMauser教授研讨欧洲GLOWA项目的核心“完整的流域管理”经验。JosephAlcamo教授指出全球“水危机区与脆弱性”。JimWallace教授强调“防洪安全与水资源问题”。ClaudiaPahl-Wostl教授研讨“面向社会经济可持续性:水管理部门职能的转变过程挑战”。

三.水文科学与水资源安全

7月18-27日第6届国际水文科学大会在荷兰的马丝特里特(Masstricht)举行。大会对过去水文水资源研究进行总结,对未来水文科学的发展进行展望。会议由4个专题学术大会(Symposium,简写为S)和6个学术研讨会(Workshop,简写为W)组成。会议主要集中在水文科学基础研究和社会经济发展与水资源研究两个方面:

1.水文学基础研究

S4.土壤-植被-大气转化方式和大尺度水文模拟

WS4.高山地区水文过程与冰圈作用

WS2.水文长期变化与气候影响

S3.人类活动对地下水动态的影响

WS6.海岸湿地水文的演化

2.社会经济发展与水资源研究

S1.社会经济发展与水危机

S2.区域水资源管理

WS1.全球变化与洪水预报

WS3.信息技术在可持续水管理的作用

WS5.GIS&RS在土壤侵蚀和水质变化的应用

特别需要指出,由于全球变化、社会经济发展,水资源问题愈来愈突出,给水文科学研究提出新的课题,即变化环境下的水资源形成与演化规律问题。IAHS会议的S1-S2,主要研讨这些国际国家和区域尺度急迫的问题。关于S1和S2的研讨内容题目摘录如下:

S1:水胁迫下的社会经济发展(E.Servat)

水源丰富,资金缺乏,水工业能否继续生存尚未可知。

·健康部门希望从水文学家那儿得到什么?

·河流生态系统的研究和管理中对水文数据的需求。

·多学科综合研究—对水危机的响应。

·食物保障中的水资源及管理。

·洪水控制与城市排水系统管理。

·全球水协作计划

S2区域水资源管理

S2-1过去水管理的经验与教训(A.SchumannM.C.Acreman,M.Marino):

·可持续发展的度量及其在实际水管理计划中的实现。

·可持续水库发展—津巴布韦实例研究。

·Yamuna河流域的可持续区域水管理:Delhi区域的实例研究。

·Limpopo河:逐步走向可持续发展和一体化的水资源管理。

·中国新疆博斯腾湖流域的水资源可持续性发展管理经验的启示。

·印度干旱地区过去管理实践经验总结。

·水坝功能新探——一个不应忽略的问题。

·Dehli区域水资源管理的一体化进程:问题与展望。

·北尼日利亚半干旱区域的Hadejia河上建坝的影响:对未来管理的建议。

·可持续发展的特征及供水管理模型。

·澳大利亚富营养化进程的现阶段研究。

·城市水计划书——印度班加罗尔的实例研究。

·水资源系统中相对可持续发展实现的框架。

S2-2可持续发展与水资源管理(夏军,D.Rosbjerg,G.Schultz)

·为保护水生态系统的整合水质与水量的数学生态模型的发展。

·欧洲地下水可持续发展管理的指导方针。

·清除河岸异生植被是否为一种有效的水资源管理策略。

·地表水和地下水的联合管理。

·河流管理可视化中的变换系统边界。

·改善环境中被忽视的因子——监控。

·加入风险基金平衡流域经济、社会、环境压力之间的冲突。

·使用风险分析提高水资源系统模型的效率和精度。

·整合水资源管理中的角色分配。

·Volta流域的水资源竞争。

·复杂水环境管理中的空间适应方法。

S2-3水资源管理的方法(R.Davis,S.Walker)

·流域水平上的水资源管理整合模型。

·提高以决策支持系统为基础的模型的精度——水管理中的一种好的建模实践。

·持续性水系统的水力学标准。

·人工神经网络系统实现的河流洪水预报。

·气候变化影响评估中的不确定因子的概率特征。

·研究城市化对区域水资源影响的一种流域水文模型。

·水、氮循环的一种大尺度评估模型——在Elbe河流域的基础研究。

·基于地形学和土壤水文学的湿地重建计划方法的发展。

·英格兰西南部Dartmour地区放牧对水文的影响。

四.21世纪水文科学的发展机遇与展望

传统的水文学研究只考虑水量的自然变化,现代水文循环需要考虑地球生物圈、全球变化以及人类活动等方面的影响。国际地圈生物圈计划(IGBP)代表国际地球学科发展前沿,水文循环的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle,简称BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陆面生态-水文过程与空间格局的变化规律和受人类活动影响的关键问题,以科学地解释:植被是如何与水文循环的物理过程相互作用的?改变陆面生态过程的直接原因是什么?是大尺度人类活动改变了陆面覆盖?还是大气中二氧化碳浓度增加的缘故?这些影响变化的水文后果如何?通过这些研究,为认识自然变化和人类活动影响下的土地利用/土地覆被变化与陆地表层生命物质过程,评估人类对生物圈的影响,保护环境和资源可持续利用提供科学的基础依据。

通过7月在荷兰举行的IGBP和IAHS国际学术大会可以清楚看出,变化环境(即全球变化与人类活动影响)下的水文循环研究成为21世纪水科学研究的热点。根据二十一世纪IGBP发展方向,国际上的BAHC研究重点也相应地进行了调整,主要有以下8个方面:

·小尺度水、热、碳通量研究;

·地下过程作用的评价;

·陆地-大气相互作用的参数化;

·区域尺度土地利用与气候的相互作用;

·全球尺度植被与气候的相互作用;

·气候变化和人类活动对流域系统稳定与传输的影响;

·山区水文学与生态学;

·开发全球数据集;

此外,还有两个交叉研究问题:

·设计、优选和实施综合的陆地系统实验;

·情景发展与风险/脆弱性分析。

变化环境下的水文循环及其时空演化规律研究,是国际国内地学领域积极鼓励的创新研究课题。结合土地利用/土地覆被变化与陆地碳循环过程的水循环研究,是一个新的交叉方向。研究的热点问题有:

问题1:全球变化与水文循环问题

它需要研究回答:全球变化对区域水循环规律?过去对气圈-水圈-生物圈的相互联系/作用是如何认识?现在又是如何认识水资源的演变?其规律是什么?

值得指出的是,过去在气候系统与陆地水文循环之间存在一个误区,即长期以来,水文学者把气候看作是静态:一个地区的气候是指某种统计的平衡,WMO规定系列30年的平均作为准平均,用极差/标准差描述气候变异。对陆地水文过程研究方面,认为长序列水文均值是稳定不变的,年径流出现的丰、枯现象,被看作围绕均值的周期变化。水利(水资源)工程设计:要求的水文计算都是以几十年-几百年时间尺度的水文过程稳定不变为前提。未来被看作是过去的重复或外延。例如,水资源的保证率有W75%,W50%等;设计洪水有千年设计和万年校核等。另一方面,在气候/天气过程研究中,长期以来气候学者把陆地水文看作是静态,气候/天气过程研究仅仅到降水为止,较少研究流域水文循环动力机制与反馈作用。例如,天气模式研究中仅设置若干参数代替水文过程变化和空间分布,认为陆面水文-生态的作用也是稳定不变的。例如,许多GCMs对水文循环作用过程考虑相当粗糙,平面无径流联系与循环过程。但是,现在人们业已认识:一个地区的气候/水文循环过程并不处在统计的平衡状态,而是以不同尺度变化(年际、十年际、百年际-千/万年际变化)。决定气候变化因子不仅仅是大气内部的过程,还有大气上边界(太阳行星系统)和下边界(陆地水文-生态、海洋系统)的各种物理化学过程。20世纪科学研究与进展显示:陆面生态系统对大尺度水文循环有十分重要的反馈作用。因此,全球变化对水文水资源的影响是21世纪水文科学研究的前沿问题之一。因此,特别需要大力加强水文学家与大气物理学家的联系与合作,积极开展“全球-陆地-区域-流域尺度水文循环”科学基础的研究。

问题2人类活动对水循环水资源的影响

人类活动对水循环及水资源有那些主要影响?人类活动如何对水的变化规律产生影响?有什么地区、区域特征规律?如何量化人类活动对水循环水资源的变化及影响?这是近代水科学面临的主要科学问题。在IGBP科学大会上,特别强调土地利用/覆被变化与水循环、碳循环的关系。需要研究从“点”-“典型流域“的水循环机理、水文循环与生态系统的相互作用、地表水与地下水交换的相互作用,“大气-土壤-植被”界面过程中的物质与能量转化规律;开拓流域水文循环过程中的非线性机制研究;创新“分布式流域水文循环模型”,量化区域水文循环演化与土地利用/土地覆被影响关系,为认识陆地表层生命物质过程的提供重要的基础科学支撑。

结合中国的实际背景,人类活动影响是惊人的。例如,在中国南方的长江流域,建国后洞庭湖围垦1700余平方公里;鄱阳湖围垦1400余平方公里;荆北所有通江湖泊被堵闭,减少调蓄长江洪水面积约5700余平方公里。建国后,长江中下游地区约有1/3以上湖泊面积被垦殖;损失湖泊面积13000余平方公里,相当于五大淡水湖泊面积总和的1.3倍;损失湖泊容积500亿立方米左右,相当于三峡水库调蓄库容的5.8倍,淮河年径流1.1倍。建国后,中游长江干流河道内的江洲河滩几乎全部被围垦。据不完全统计,围垦面积约1213平方公里;城陵矶至螺山江段河床变迁剧烈,泥沙淤积问题严重。98洪水后,国家提出治理长江32字方针:“封山育林、退耕还林、移民建镇、以工代赈、退田还湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是,如何退田还湖?如何平垸行洪?认识人类活动(湖区开发、三峡工程)对水循环关系影响水科学基础问题,都是十分重要又十分现实的问题。

在中国北方,人类活动剧烈。例如,在华北地区,水文循环机理比较复杂,它不仅与陆地表层系统中各种自然地理要素时空分布密切相关,而且与农业开发、都市化等土地利用/土地覆被直接相联。由于社会经济发展,人类活动改变了水循环自然变化的空间格局和过程,加剧了水资源形成与变化的复杂性。过去有关部门在华北水资源方面做了相当的工作。但是,在华北地区究竟缺多少水等基础方面仍分歧较大。有人认为在华北通过自身的节水和提高用水效率可以解决水资源的需求问题;有人认为即使南水北调也不能从根本上解决北方缺水问题。争论问题的科学问题焦点是:在自然变化和人类活动的综合影响下华北地区水循环演化规律是什么?如何科学测算华北地区可供水资源量?华北地区节水的潜力究竟有多大?如何保障华北地区的水资源安全?争论的原因是:自然变化和人类活动加剧情况下的华北地区水循环演变格局与过程机理,有待重新认识;受人类活动影响等变化环境下的华北地区水资源可利用量的测算科学依据不很充分;水资源安全与生态需水、节水潜力、国民经济发展之间的量化关系需要研究。因此,开展自然变化和人类活动影响下的水循环及水资源安全研究,具有十分重要的科学意义和研究价值。

总之,21世纪水科学的挑战问题是:迫切需要回答的科学问题是陆地水循环演化格局、过程与机理,即:

·如何对水、碳和能量在土壤~植被~大气界面交换中的变化进行认识?

·变化环境下的水文循环时空演化有哪些特征规律?如何识别和量化?

水文与水资源工程方向范文4

关键词:水文水资源 技术 应用

中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(c)-0105-02

可持续发展已经成为当今时代的焦点话题,如何科学利用资源实现加速发展是世界面临的共同难题。水文水资源对于经济进步和社会和谐发展有着重要的保障价值和支撑作用。水文水资源技术是新时期控制理论、生态科学、信息技术等学科的综合统一体,对于保障社会生产和人民生活中科学利用水文水资源有着至关重要的价值,在生态恢复、水系治理、环境保护、抗旱排涝、水资源管理等重要工作中有着不可替代的作用,是确保社会发展速度的重要支撑。

1 我国水文水资源领域技术存在的问题分析

1.1 水文水资源监测与预测技术存在一定的滞后性

近年来,部分地区洪涝与干旱灾害的发生频率一直居高不下,这与水文水资源监测与预测技术的落后性有着密切的关系,技术利用率不高,无法与国内经济及社会发展相适应,为此,相关单位还需要加强这方面的研究,对水文水资源领域的各项灾害做好相应的预防工作。

1.2 节约用水技术还需要进一步完善

当前,国内水文水资源利用管理体系尚未健全,很难从真正意义上实现水资源的节约利用。加上,我国水质污染治理技术的不完备以及水资源相关理论知识的薄弱性,需要相关单位加强对节约用水技术的研究和创新。

1.3 针对新型水资源开发与利用的相关技术还存在一定缺陷

就目前而言,我国很多地区对于城市生活污水、雨水以及河水的开发利用还不充分,这对于水文水资源的可持续发展造成一定的阻碍。为此,相关单位应采取合理措施,加强对废水的开发与利用,有效提升对水文水资源的利用率。

2 水文水资源I域技术应用与推广

2.1 水文信息监测传输技术

为达到抗旱、防洪和减灾的目的,需要进一步加强水文水资源实时监测、预警等相关技术及设备的推广和应用。水文水资源信息监测传输技术主要负责实时监测和对大范围土壤墒情等的分析工作,并通过卫星遥感信息技术、在线自动监测技术以及污水水质分析技术等实现对水文水资源的高效监测、数据分析以及远程传输。

2.2 现代水文预测预报技术

为有效提升水文水资源预测预报的精准度,还需要相对延长水文预测预报的预见期,从而为防洪、抗旱以及减灾工作提供优质服务,这也是当前水文预测预报技术主要的工作内容。所以,在实际应用过程中,相关单位应结合气象及水文预报等技术,对现代水文预测预报技术予以深入分析和研究,并在水文预报中应用大量的气象数值预报产品,有效提升我国预测预报水环境的变化以及防洪、抗旱水平。

五家子站始建于1957年,站址设在蛟河市天岗镇,是汛期辅助站,报汛项目有降雨、水位、流量,观测项目还有水温、泥沙、冰情、水质等。该站预报根据站有天岗和五家子本站,中小河流自动测报系统建设完成后新增加自动测报雨量站2个(见表1)。

2.3 恶劣条件下的水文测报技术

要想建立与恶劣环境相适应的自动水文测报站,就需要加强该地区水文测报技术的研究和推广。近年来,我国自然灾害的发生频率一直居高不下,因此,相关单位必须加强对复杂自然环境、突发水时间以及重大自然灾害地区相适应的水文监测自动测报装置的应用和推广,从而为相关部分应急预案的制定以及相关调度工作的开展提供优质服务。具体来说,恶劣条件下的水文测报技术主要包含水库库容测量、湖泊容积卫星遥感技术、应急监测技术以及自动测报技术等方面内容。为此,吉林分局制定了相关的自动测报系统运行管理办法。

2.4 合理配置与调度水资源技术

为实现多流域及跨流域水资源的统一调配,必须加强对合理配置及调度水资源技术的应用与推广。具体来说,合理配置与调度水资源技术的相关内容主要包含对干旱半干旱地下水的优化配置和模拟技术、应急输水技术、保护与修复区域地下水技术及流域工程体系调控技术等内容。

3 水文水资源领域技术今后发展的方向

随着经济与社会的不断发展,我国水文水资源的问题会更加突出,为此,相关单位必须加大对水文水资源相关技术的探索和创新力度。同时,加强对信息化计算机技术的应用,有效提升水文水资源信息的处理水平和处理效率,并将这些信息应用于水文水资源领域中。

4 结语

总而言之,无论是水利工程的建设还是社会经济的发展都离不开水文水资源技术的支撑。经济的快速发展,大大提升了人们的生活水平,同时也带来了一定的环境资源问题,为此,只有大力推广和应用水文水资源相关技术,才能从根本上解决这些问题。

参考文献

[1] 韩吉h.探讨水文水资源领域技术的推广和应用[J].科技与企业,2013(7):150.

水文与水资源工程方向范文5

关键词:通江水文站;国家级水文站;二类;驻测

为了加快推进传统水文向现代水文转变、从行业水文向社会水文转变,为水利和经济社会发展提供可靠支撑。按照“巡测优先、驻巡结合、测报自动、应急补充”的思路进行测验管理体制创新,对水文测站分类管理和测验方式进行分析,以达到简化水文工作流程,减轻工作负担,有效利用人力、物力资源,充分运用信息技术、空间技术等现代科技手段,全面提升水文监测的自动化水平,以便能够提供更加准确可靠地水文数据。实现水文信息采集自动化、传输网络化、处理科学化的目的,对通江水文站测验方式加以分析。

1 测站概况

通江水文站位于四川省通江县春在乡秦家岭村,坐标位置东经:107°15′,北纬:31°54′。该站设于2002年,集水面积约6455km2,距河口距离86km,是建立在长江流域渠江水系通江干流上的国家级重要水文站,距上游大小通江汇合口处大约6.5km,作为通江流域的控制站,该站承担着各项水文基本资料收集任务及下游各地的防汛任务。

通江水文站位于通江干流,流域水系发达,水量充沛,上游分别建有大通江的九浴溪电站、小通江的石牛嘴电站,在2002-2009年,测验河段为自然河段,河床由石板、乱石组成,两岸为基石,基本测流断面顺治长约1km,下游200m有弯道为高中水控制,下游1400m有浅滩为低水控制,受上游大小通江流域的电站影响,水位变化频繁,最低水位在328.5m左右,最高水在343.5m左右,儆诙刚嵌嘎湫秃佣巍2009年后,下游4km处修建有高坑电站,使得本站完全处于电站的库区,导致该站水位抬高10.5m左右,洪水过程受电站闸门开启高度及电站发电流量影响。2014年通江水文站上游100m处建有春载大桥,在河中修建有5座桥墩,对洪水过程有一定的抑制作用,自2009年电站蓄水以来,受调洪影响,水位变化频繁,最大变幅为5.87m,一般水位变幅接近3m。

通江水文站属于国家级重要水文站,自建站以来,流量和泥沙一直按照一类精度站的要求观测。

2 设站功能分析调整

通江水文站承担着各项水文基本资料收集任务,包括水位、流量、蒸发、降水、泥沙、水质和墒情等项目,由于通江水文站建站时间不长,中高低水受电站影响大,线性不规律,并且地理位置处于通江县城下游,是通江流域的控制站,对大小通江流域沿线及下周城市的水清预报作用较大,承担着巴中市内通江县、平昌县、达州市、四川省防办、长江委的防汛任务,所以测站功能不做调整。

3 监测项目分析调整

通江水文站测验项目有水位、流量、蒸发、降水、泥沙、水质和墒情。由于收集到的资料系列不长,水位、流量、降水等仍需继续观测,通江流域只有该站设有蒸发和墒情,鉴于通江水文站目前的测站功能和测验任务,对通江水文站的测验项目不做调整。

4 流量泥沙精度分析调整

通江水文站属于国家级重要水文站,自建站以来,流量和泥沙一直按照一类精度站的要求观测。2009年之前水位-流量关系线呈多线型分布,关系线比较紊乱,2009年之后受下游高坑电站影响,ZQ关系线散乱,所以在平水期,流量采用发电流量推算,高水期,本站采用缆道施测洪水过程,同时结合电站闸门下泄流量和发电流量采用连实测流量过程线法推算。泥沙按照一类精度站的要求[2],每日8时采用横式固定一线0.6一点法采样。本站下游受河道采砂影响,水流特性不是很好。自2015年起,因水利系统对河道采砂的大力整治,目前该河道已全面禁止采砂,测验河段再无较大影响因素。

为贯彻水利部下发的《水文监测改革指导意见的通知》([2016]275号文)精神,积极推动巡测工作,该站流量和泥沙受电站影响已经达不到一类精度站的要求,建议把流量和泥沙降级为二类精度站。

5 测验管理方式是否调整分析

5.1 流量级划分

由于通江水文站受下游电站影响,水位失真,不能代表本站的河流特性,根据流量规范4.4.3规定[1],但测站水量较小或水位受工程影响严重时,可采用频率流量进行流量级划分。

根据测站多年施测最大流量QM,计算频率并绘制频率曲线,取频率p为90%说所对应的流量为高水流量;根据测站各年平均流量Q,计算频率并绘制频率曲线,取频率p为50%所对应的流量为中水流量,取其频率p为90%所对应的流量为低水流量;采用全年平均流量,频率为90%计算所得到的流量为65.5m3/s,通过和每年的最小流量比较相差太大,所以低水流量采用各年最小流量,计算频率并绘制频率曲线,取频率p为10%的流量为枯水流量,通江水文站系列资料较少,本次分析采用本站系列资料及借用了下游杜家河水文站的43年的流量资料,用面积比例的2/3次方计算所得,各流量级分析结果如下:

通过上面各级流量的分析计算,整理处通江站流量级划分成果如下:

5.2 测验管理方式调整

通江站自建站以来,最大流量达到12400m3/s,最小流量受电站影响只有0,高中低水控制完全受高坑电站闸门开启高度影响,ZQ建立不起任何关系,本站实测流量与闸门下泄流量之间的关系带型也比较宽,完全不呈规律,流量和泥沙测验条件差,水位和降水目前采用人工观测和固态数据相结合,蒸发和墒情仍然采用人工观测。通江站位于通江县中心,距离青峪水位站、神口河水位站、碧溪水文站距离都在一个小时左右,考虑到通江站的测验项目、交通条件以及周边站点测验方式的改变,建议通江站采用常年驻测的管理方式。

5.3 单值化分析

通过上述分析,该站水位-流量不呈关系,不能通过单值化处理形成稳定的水位流量关系线。

6 结束语

通过以上分析,该站目前为通江流域的大河控制站,且为国家重要水位站,流量和泥沙受电影调控影响较大,精度可降为二类,现有测验项目为水位、流量、泥沙、降水、蒸发和墒情。测站功能为基本水文资料收集、防洪报讯,测验方式采取常年驻测的管理方式[3]。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.河流流量测验规范[S].北京:中国计划出版社,2015.

[2]中华人民共和国国家标准.河流悬移质泥沙测验规范[S].北京:中国计划出版社,2015.

[3]中华人民共和国水利行业标准.水文巡测规范[S].北京:中国水利水电出版社,2015.

水文与水资源工程方向范文6

关键词:水利工程;水文测验;影响

中图分类号:TV123文献标识码:A文章编号:1674-0432(2012)-02-0210-1

我国是一个自然灾害多发的国家。水文资料在我国经济建设中的基础位置与防汛抗干旱中所发挥的作用越加重要。但由于大量开发的水利工程影响了河道自然水流规律,使得相关水文基础设施、测验站发生了很明确的变化,也改善了水文站的工作环境等。

1 水文资料的测验与整编方法

水文资料是水文计算的基本依据,直接影响着水利工程的精度,为使获得的资料可靠、一致、具有代表性,及时获得相关水域的实时数据,基本上可以采用以下三种方法:

1.1 水位流量关系

选取一段时期,如一个月内的该水域水位,并套用上一年度同时期地点的水位流量的关系推流,通过流量过程对照图。可使用临时曲线法进行定线推流。

1.2 流量组合

水域上游通常受水利工程影响比较小,水流较平稳,水位与流量相关性相对较好。以水量平衡为基础原理及水的传播性特点,选取一段时期内的水位与流量绘制过程图加以对照。

1.3 连时序

通过特定时期所计算出的H-ADCP数据,采集流速数据(整点),选取定点时间与流量点为依据,绘制水位与流量过程线。

2 水利工程对水文测验的影响

2.1 水利工程对径流的影响

水利工程使河流或径流在时空分布上出现了改变。对于洪水的每一次冲击,水利工程的主要任务就是对洪水水流进行程度不同的调节蓄水、削峰错峰。在相同的水位情况下,水文数据不变或发生较小变化时,由于水利工程的蓄水作用,上游水域受回水影响后水位抬高,正源于此,在同一水位的流量,比没有水利工程的情况下要小。而在水位枯季,水利工程的作用则是使水流量增大,平均分化了河流的分布,使水流量变得平缓。同时水利工程的调节蓄水作用,减少下流可能出现的不稳定脉冲次数,延长中型水量时间,缩短低水流量持续时间。在其影响下,水文资料可能出现程度不同的失真情况,连续性与一致性会受到影响,水文资料随之产生变化,使资料的可用价值降低。

2.2 影响水文站网

水利工程同样对水文站网有一定的影响。主要形式分为:(1)水利工程如果设在水文站控制面上,将改变天然水流的水量规律,造成资料失去其真实性。(2)水利工程如果设在水文站控制面下,致使水文测验位于回水区,测验工作将无法正常开展。(3)水文测站上下游水闸过多,产生流域闭合不了,要增加多个测验点才能准确测量。(4)水利工程如果直接建在水文测验段,便会使水文测站失去其意义。近年来,城市城镇化步伐的加快,为了迎合环境改善、旅游的需要,大量建立了一些坝体,使水文站的水流量测验受到很大影响,无法进行正常测验。

3 减少水利工程对水文测验影响的应对方法

3.1 加强水文工作管理

作为保障我国经济建设与社会经济发展的重要基础工作,水文工作应该受到我们的重视。目前,我国在水文站网建设上已初具规模,布局合理,并开始取得社会、经济等多方面效益。但是水文工作还存在着一些问题等待解决。首要加大水文工作的投资,解决水文工作的经费问题。严格按照水文工作的发展规划执行并做好投资、预算等工作,加强水文财务经费管理。再者,加强水文行业的规范化管理,严格执行相关法律法规与条例规范。

3.2 水文站网的调整

要以全局统筹的眼光来规划水文站网,将其视作一个逐渐发展、完善的系统,在不断分析、验证、调整中进行。对影响严重的水文站及时调整与改进,对于一些提供水文资料失真的、集水面积小、历史久且不能满足当今水文资料研究需要的小站,考虑取消亦或减少项目,合并到其他水文站等方法。但此方法存在着一定的局限性,需要解决工程上的技术问题、还原度、可靠度问题。

3.3 添加辅助断面

如果出现先建水文站,后建水利工程的情况,且导致水文站测验面直接位于测验河位上,使其失去设站意义的,考虑添设辅助断面的方法或迁移测验站位置方法,以提高测验精度,满足水文资料整编要求,维持其连续性。

3.4 提高测验质量

若水利工程影响了水文测验质量,用常规手段又不能检测达标时。引入并使用先进的测验仪器便成了途径之一,以解决低速和流向的测验难题,满足水文资料的要求。还可以通过加强对水文的研究调查,建立相关的测报模型。

4 结语

在我国社会经济建设中,水利工程一直在国民基础建设设施方面,起到了举足轻重的作用,它在防洪、农业灌溉、水力发电、航海运输等方面给人们的生活及发展带来了便利,面对日益枯竭的自然资源,对于水资源的开发利用,已经成了人们着重发展的课题。

在我国,水利工程大量兴建,但其中一些缺乏建立的依据性与必要性,反而使得相应河流、径流的水文测站的测量环境发生了巨大变化,从一定程度上限制了水文测站所应该发挥的作用,严重影响了水文资料的长期、连续、一致性,给水文资料的真实性造成了困难。因此,在我国水文测站与水利建设的协调仍需严谨的研究。

参考文献

[1] 石麒琳.浅析水利工程对水文测站的影响[J].中国水运(下半月),2010,10(10).

[2] 谢振强.在水利工程和潮水作用下的水文测验与整编方法探讨[J].广东水利水电,2010(7).