時間:2023-03-23 15:09:55
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一、引言
水文水資源工程專業(yè)外語是大學水文水資源工程專業(yè)的一門主要專業(yè)英語課程。該門課程通過介紹水文過程、水資源時空分布特征、主要水力學過程、統(tǒng)計分析方法和水生態(tài)及水環(huán)境等部分,從而解釋專業(yè)詞匯、特殊語法和翻譯表達。本課程的目的是讓學生掌握本學科常見的專業(yè)詞匯,鍛煉其閱讀和翻譯外文文獻及專業(yè)資料的能力,簡單地可以用英語交流本專業(yè)的基本原理和現(xiàn)象。本文將根據(jù)《水文與水資源專業(yè)外語》課程的教學實踐,分析目前該專業(yè)外語教學所存在的問題,并針對這些問題探討課程教學的改進方法。
二、水文與水資源工程專業(yè)外語教學存在的問題
1.專業(yè)詞匯量大、學生不易掌握。水文與水資源工程專業(yè)涉及多門交叉學科,要求掌握的專業(yè)基礎詞匯量較大。這些課程要求專業(yè)詞匯覆蓋水文過程、水資源學、統(tǒng)計學、運籌學、水力學、地下水科學、農林生態(tài)、資源環(huán)境、地理氣象等學科,從而導致需要掌握的專業(yè)詞匯量大(超過2000個),不利于學生短期掌握。事實上,即便是準備過托福和雅思考試的同學,所涉及的相關專業(yè)詞匯量也較少。因為出國留學考試更多的傾向于地理、氣象氣候、資源環(huán)境、生態(tài)等公共學科,而對于本專業(yè)非常核心的水文學、水資源學、規(guī)劃管理及水力學方面的詞匯涉及較少。因此,怎樣優(yōu)化核心詞匯,為學生減負是水文與水資源工程本科階段專業(yè)英語教學的關鍵問題之一。2.專業(yè)英語和大學公共英語差異顯著。專業(yè)英語的最重要內容之一是掌握和專業(yè)相關的核心詞匯,并兼顧翻譯和寫作。對于本科階段教育而言,掌握詞匯是最重要的工作。但是,受傳統(tǒng)英語教學的影響,學生習慣了以語法、聽力、閱讀為重點,導致在專業(yè)英語的學習過程中重點不明確,方法不正確。從語法結構上看,專業(yè)英語教材的語法結構相對簡單,從而達到容易讀懂、傳授知識的目的。這也導致在專業(yè)英語的課堂上,缺乏了傳統(tǒng)的語法考點、聽力的基本句型和人物關系、閱讀關鍵句型和結構分析等所謂的考試重點,導致學生容易在課堂教學過程中忽視了掌握專業(yè)詞匯的關鍵作用。3.教學模式與課堂互動。由于專業(yè)外語教師多為所在學科的教師承擔。雖然專業(yè)教師具備完整的知識體系,但缺乏教授外語的經驗,教學模式傳統(tǒng)。傳統(tǒng)授課模式以教師為核心,上課內容通常是將教材翻譯為中文,以訓練學生的翻譯和閱讀能力為主。這種傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方式只能授以“魚”而不能授之以“漁”。學生缺乏主觀能動性,繼而慢慢失去學習興趣。此外,學生學習專業(yè)外語目的也不明確,不能切實體會該門課程在日后文獻閱讀過程中的重要性。這樣勢必導致學生對專業(yè)外語學習缺乏主動性,在課堂上表現(xiàn)異常低調,不愿出聲,埋頭苦讀,氣氛非常沉悶,缺乏積極性。因而,怎樣豐富課堂教學模式,跳出傳統(tǒng)的填鴨式、死記硬背式,并從課堂中積極和學生互動、收到反饋信息,是水文與水資源工程專業(yè)英語課程教學中的又一個關鍵問題。4.課程考核方式與成績評定。依據(jù)培養(yǎng)大綱,大多數(shù)院校(包括我校)水文與水資源工程專業(yè)外語課程屬于專業(yè)選修課,通常以考查形式完成課程考核,因此許多同學對該課程的重視程度不夠。通??己朔绞讲捎瞄_卷答題、外文論著章節(jié)翻譯等方式,這種較隨意和簡單的考查方式,進一步造成學生對專業(yè)外語課程的忽視。專業(yè)英語課程成績的評定,受學生即將畢業(yè)等因素的影響,可能產生輕松易過的問題。該課程多開設在大三下學期或大四上學期,為不影響同學的順利畢業(yè),往往盡量讓其通過。盡管課程成績的評定包含有平時成績和期末成績,但在平時成績的評定方面只要其缺課不是太多,分數(shù)就較高;而期末的開卷材料中隨便交一個材料,基本便可順利通過。
三、水文與水資源工程專業(yè)外語教學幾點建議
1.優(yōu)化課程素材,強化課程重點。優(yōu)化課程素材是教學內容改革的關鍵之一。針對水文與水資源專業(yè)英語詞匯量大、學科分散的問題,從以下幾個方面進行優(yōu)化。首先應根據(jù)水文與水資源工程專業(yè)英語詞匯的使用頻率進行優(yōu)選。專業(yè)英語主要應用于專業(yè)文獻的閱讀、翻譯和寫作等方面,而科研論文的寫作(如SCI期刊)多以水文過程為主,水資源次之,水生態(tài)與水環(huán)境再次之的順序。因而在教學的課程中應側重水文過程的專業(yè)詞匯教授,對主要水文過程的英文表達需要熟練掌握;對于水資源及其時空分布特征的專業(yè)詞匯表達,也是教授的重要內容;對于水生態(tài)、水環(huán)境、統(tǒng)計分析、水力學模型的英文表達則了解即可。2.改進教授方法、豐富教學手段。改革教學方法的指導思想是在教學過程中充分發(fā)揮教師的主導作用,并全面體現(xiàn)學生的主體地位,同時提高學生的積極性。因而教學方法的重點應是學生實際能力的提高,以下幾種方式可供參考。小組分組討論方式。本校水文與水資源工程專業(yè)學生一般40人左右,可分為5-8組。由授課老師按照教學內容提出問題,小組成員進行資料查詢和討論,最后由小組成員推薦人選代表回答問題。各個小組的回答可相互對比、互補、總結。這樣既能發(fā)揮學生的學習積極性,也同時提高了教學質量。充分利用多媒體資源,增加學習趣味性。在課題上可適當播放一些水文與水資源工程相關的學術報告演講、新聞報道,尤其近年來國內外各地的洪旱災害視頻。除增加學生對專業(yè)外語聽力和表達能力外,同時也了解了國內外相關領域的關注問題,擴大學生的知識面。3.考核形式多元化、考核標準系統(tǒng)化。課程考核是檢驗教學成果的重要方式,通常以平時成績和期末成績兩部分來考核。平時成績的考核應充分注重課堂學習的質量。傳統(tǒng)考核方式通常以課堂考勤和習題作業(yè)為主,而往往忽略了課堂學習的質,即上課的認真程度。因而在考核平時成績時,有必要將課堂學習的質納入考核范圍,并降低課堂出勤在成績中所占的權重。課堂學習的質可通過檢查每一堂課的課堂筆記、課堂問題的回答、討論課的報告和參與的發(fā)言等方面綜合進行考核。期末考試的成績應體現(xiàn)在專業(yè)詞匯、短語的掌握、專業(yè)文獻的翻譯(英譯漢、漢譯英)等方面。其中翻譯部分可分配每個學生不同外文文獻的章節(jié)以避免抄襲。此外,由于專業(yè)外語的特殊性,期末考試的成績也可增加面試的考核方式。考核指標體系是客觀評價學習結果的關鍵。鑒于專業(yè)英語和其他專業(yè)課程的差異性,建議其考核指標體系包括平時成績、現(xiàn)場閱讀翻譯和卷面成績三部分構成。三者的權重系數(shù)建議分別為30%、40%和30%。其中平時成績分為課堂出勤率、課后作業(yè)、課堂小組討論的積極性等方面。并且降低出勤率所占平時成績的權重,建議為20%-30%,即總分數(shù)的6%-9%。現(xiàn)場的閱讀翻譯可采用兩種方法進行考核:一種在課堂上對學生進行隨機抽查,通過其閱讀和翻譯的水平進行評判;另一種則為在期末統(tǒng)一安排,由老師或教研組確定題庫,同學依次抽簽對問題進行分析和闡述,依據(jù)結果由考核老師或考核組現(xiàn)場給出成績。期末考試建議采用統(tǒng)一閉卷或開卷形式,其目的是防止部分同學利用翻譯軟件進行。4.提高教師水平、提高考核要求。在專業(yè)外語師資力量方面,對于多數(shù)非部屬高校而言,直接引進的留學歸國人員十分欠缺,尤其是經濟發(fā)展水平相對落后的西部地區(qū)。對于這一問題,可通過引進國外相關水文水資源專業(yè)技術人才、鼓勵在崗教師出國進修、組織教師去其他相關院校、相關專業(yè)調研的方式解決。這些方式既加強了本專業(yè)的師資力量,同時也學習了國內外的相關教學經驗,擴展了教師的視野。對于考核的要求方面,任課教師應嚴把質量關,改變學生輕松過關的情況。既強化過程評價、教學質量評價,同時更應該避免因大四即將畢業(yè)而送的“人情分”。
關鍵詞:水資源評價與管理;課程建設;實踐教學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)45-0095-03
一、概述
華北電力大學水文與水資源工程專業(yè)是繼水利水電工程專業(yè)之后興辦的第二個水利專業(yè),2006年經教育部審批,于2007年招收第一屆本科生。2007級水文與水資源工程專業(yè)按照2006版人才培養(yǎng)方案設置專業(yè)課程,《水資源評價與管理》是這些專業(yè)課程中的一門必修課,這版培養(yǎng)計劃安排是56學時(3.5學分),沒有課程設計和實習等實踐教學環(huán)節(jié),2006版培養(yǎng)計劃應用一年后,到2008年開始對2006版培養(yǎng)計劃進行修訂,制訂2008版本科人才培養(yǎng)方案,根據(jù)《水資源評價與管理》這門課程的時代性、實踐性和知識更新性都較強的特點,將2008版的《水資源評價與管理》的課程調整為48學時(3學分),另外增設了1周(1學分)的課程設計。依據(jù)新修訂的2008版本科人才培養(yǎng)方案,華北電力大學2009年開始實施433核心課程建設計劃,433核心課程包括4門公共基礎課、3門專業(yè)基礎課和3門專業(yè)課。其中,《水資源評價與管理》成為水文與水資源工程專業(yè)的433核心課程之一,經過2年的建設,該課程順利地通過了學校433核心課程的驗收,目前該課程的建設和教學改革正逐步進入優(yōu)化完善階段。
《水資源評價與管理》課程是水文與水資源工程專業(yè)本科學生完成了基礎知識學習后接觸的主要專業(yè)課之一,是水文學及水資源研究領域中不可或缺的重要組成部分。
二、課程建設
《水資源評價與管理》課程建設包括教學大綱、教材、課程設計任務書、教師隊伍建設等內容。
1.教學大綱的制定。根據(jù)2008版本科人才培養(yǎng)方案的基本要求,以電力學科為主的“大電力”特色,水文與水資源工程專業(yè)要為“水電”做基礎性工作的宗旨,在2006版培養(yǎng)方案的基礎上重新編制了水資源評價與管理的教學大綱,對課程的性質、教學目的和任務、教學的基本要求和課程的內容進行了細化和規(guī)定。要求掌握水資源評價的概念、方法等,其中主要包括地表水資源量的計算和評價、地下水資源量的分析和評價、區(qū)域的水資源及水質評價等,掌握國民經濟生產、居民生活和生態(tài)環(huán)境的需水預測,以及水資源供需分析方法,初步了解水資源分配及優(yōu)化配置的模型和方法,掌握現(xiàn)代水資源管理的相關基本理論、經驗和制度方法等。
2.教材的選擇。目前,國內正式出版的水資源評價與管理方面的教材主要有:(1)朱岐武主編,由黃河水利出版社出版的《水資源評價與管理》,該教材主要是按照國家對高職高專人才培養(yǎng)的要求和特點編寫完成的。(2)高桂霞主編,由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》,該教材適合于中等專業(yè)學校的學生。(3)李彥彬等編寫,由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》,該教材涵蓋了水資源評價與管理以及水資源利用方面的主要內容。
在水資源規(guī)劃與管理方面的教材中也包含水資源評價與管理方面的內容,這方面的教材主要有:(1)左其亭等編著,由中國水利水電出版社出版的《水資源規(guī)劃與管理》,該教材包含了水資源評價、社會經濟發(fā)展預測、水資源系統(tǒng)分析方法、水資源規(guī)劃以及水資源管理方面的內容。(2)董增川主編,由中國水利水電出版社出版的《水資源規(guī)劃與管理》,該教材包含了水資源的概念及分類、特點,水資源評價的概念及方法,水資源需水預測、供需平衡分析,水資源優(yōu)化配置,水資源系統(tǒng)運行調度、綜合規(guī)劃、管理及水資源科持續(xù)利用等內容。(3)水利部水利水電規(guī)劃設計總院編制的《全國水資源綜合規(guī)劃技術細則》是一本很好的指導水資源評價與規(guī)劃工作的工具書[1]。這些教材涉及的面較廣,基本涵蓋了水資源評價與管理方面的相關內容,但是作為本科生的教材,內容上既要有一定的廣度,而且還要有一定的深度,更關鍵的是內容一定能反映最新的相關理論或技術方法,鑒于此,筆者主編了華北電力大學《水資源評價與管理》校內教材,該教材突出了《水資源評價與管理》這門課程的時代性和實用性,強調了《水資源評價與管理》是一門不斷豐富和發(fā)展的課程,內容方面包含了水資源的數(shù)量和質量評價、水資源開發(fā)利用對環(huán)境的影響、水資源綜合評價等,著重介紹評價的數(shù)據(jù)資料準備、評價的程序,評價的新方法中包括物元分析法、模糊綜合評判法屬性識別方法、主成分分析法、改進的灰色關聯(lián)分析法和信息熵法等6種方法;水資源管理的內容增加了目前我國最新的水資源最嚴格管理以及“三條紅線”制度等方面,而且隨著科學技術的進步、經濟社會的發(fā)展以及人們生活水平的提高,尤其是全球氣候變化及人類活動對水資源的影響,新的水資源評價方法及水資源管理的理念將不斷出現(xiàn)。
3.課程設計任務書。根據(jù)華北電力大學強化“重實踐,強能力”的辦學特色,依據(jù)一周5天的設計周期編制了水資源評價與管理的課程設計任務書,其內容包含課程設計的目的和意義、基本數(shù)據(jù)資料、課程設計要求以及時間安排等設計內容,具體包括水文數(shù)據(jù)資料的收集、整理及處理、不同保證率下水資源量的計算、可利用地表(地下)水資源量的計算、國民經濟各部門的需水量的計算及預測、供水需水平衡分析、水資源管理對策和措施的制定等內容。
4.教師隊伍建設。經過6年多的發(fā)展,已經形成了由3~4名副教授以上的中青年教師組成的水資源評價與管理教學的教師團隊,由水文學及水資源、水力學及河流動力學以及管理科學與工程等專業(yè)背景的具有博士學位的年輕老師投入到一線教學的工作中來,可以充分利用具有不同專業(yè)背景的教師對該課程的不同的理解方面,使課程教學能夠集思廣益,使課程設計等實踐教學效果更為顯著。
三、教學過程中存在問題
1.課程學時數(shù)較少。我國高等學校在“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養(yǎng)目標要求下,基本都壓縮了專業(yè)課的學時數(shù)[2]。一般3學分都是48學時,要想把水資源評價的基本理論、評價方法、評價程序以及水資源管理的基本理論等全面詳細地教授給學生,難度比較大,而且學生在學習過程中,還需要補充很多課外的基礎知識,比如補充經濟學方面的知識,以滿足水價理論方面的教學要求;補充優(yōu)化原理與方法的知識,以滿足水資源優(yōu)化配置方面的學習等;補充工程水文及水利計算方面的知識,以滿足水資源數(shù)量評價方面的學習等。
2..教學內容相對滯后。由于水資源規(guī)劃與管理方面不斷涌現(xiàn)出新理論、新方法、新技術、新規(guī)范等,但高校的專業(yè)課教材一旦選定就要使用幾年,難免出現(xiàn)教學內容相對滯后的情況發(fā)生,其教學內容還偏重于傳統(tǒng)的水資源評價與管理的基本原理及技術方法的講解,而對諸如水安全評價、水資源管理信息系統(tǒng)研發(fā)以及制度建設等新理論、新技術的介紹較少,造成學生在校所掌握的知識滯后于當前學科發(fā)展進程[1]。
3.學科交叉性較強。隨著水資源的緊缺,水資源問題的日益突出,水資源開發(fā)利用程度的不斷提高,使水資源評價與管理越來越成為一門理論內容交叉性強、應用面廣的課程,涉及到水與資源、水與環(huán)境、水與生態(tài)、水與經濟、水與社會等諸多方面,另外,隨著科學技術的發(fā)展,應用技術尤其是電子計算機技術、地理信息系統(tǒng)等“3S”技術的發(fā)展,水資源評價與管理的任務越來越復雜和多樣。
4.學生主動學習的愿望較低。從日常教學的過程中發(fā)現(xiàn),學生在聽課中只是去記一些基本概念、基本原理、基本方程,而不是針對具體的水資源問題去尋求和思考具有針對性的對策或措施,主要是為了期末考試的試題而去聽課,這樣就使得學生沒有主動學習的愿望,而是為了考出好的成績而去學習,缺少對目前水資源、水環(huán)境、水生態(tài)出現(xiàn)的問題,以及如何將水資源管好、用好提出自己的、具有原創(chuàng)性的想法和建議。
四、教學改革
針對課程教學中出現(xiàn)的以上幾方面問題,筆者逐漸從教材的改革、教學手段的多樣化、考試方式的改革和鼓勵學生申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等幾方面進行了嘗試。
1.教材改革。如前所述,筆者編制了一本校內教材,將水資源評價與管理的新理論和新方法引入到教材中來,比如在需水預測中,對于河道內生態(tài)需水量的計算方法,加入了改進的濕周法、Tennan法、以及流量歷時曲線法等[3];對于水資源管理中的加入了水權理論以及我們國家從2011年開始實施的最嚴格水資源管理理論的“三條紅線”制度等,以盡量減少教材與實際工作的滯后性。
2.教學手段的多樣化。隨著現(xiàn)代計算機技術以及圖形圖像技術的發(fā)展,尤其是多媒體技術的出現(xiàn)使現(xiàn)代教學逐步擺脫了傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的教學模式。因此,在教學過程中積極開發(fā)和利用電子講義、電子課件、水資源水工程方面的錄像、圖片、以及多媒體PPT課件等,盡量將比較抽象的基本概念、基本原理、難以理解的技術方法等用形象的多媒體形式表達出來,使學生更便于理解和明白,以提高學生學習專業(yè)知識的興趣,并喚起學生的求知欲,從而使學生由被動的“聽”變?yōu)橹鲃拥摹皩W”。多媒體教學在一定程度上,彌補了現(xiàn)有課時的不足[2]。
3.考試方式的改革。為了防止學生只是死記硬背一些概念、原理和公式,以應付期末考試的試題,我校改革了傳統(tǒng)的閉卷考試的方式,采取老師統(tǒng)一命題或自命題的方式撰寫課程論文,課程論文要有統(tǒng)一的格式和內容,內容要包括摘要、英文摘要、正文、參考文獻,其中摘要必須在200~300字之內,而且要有研究意義目的、研究方法、研究結果和結論四部分,參考文獻在20~30篇以上,而且英文文獻要占一半左右,通過這樣的訓練,可以使學生掌握撰寫學術論文的基本要求,為撰寫畢業(yè)學位論文打下扎實的基礎,也為本科生參加各種競賽、發(fā)表學術論文提供必要的支撐。
4.鼓勵學生申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。由于水資源問題的復雜性、多樣性和交叉性,在教學過程中,我們鼓勵學生勤于思考,多發(fā)現(xiàn)跟水有關的問題,先后指導10多名學生根據(jù)水與環(huán)境、水與生態(tài)等方面的知識,申請了大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,其中2項獲得國家級優(yōu)秀的好成績,而且以這些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為依托發(fā)表的SCI或EI收錄學術論文3篇,增強了學生學習水資源評價與管理的興趣。
五、結語
根據(jù)華北電力大學水文與水資源工程專業(yè)《水資源評價與管理》的課程教學經驗,本文對這門433核心課程包括教學大綱的制定、教材的選擇、教學手段、考試方式以及如何鼓勵大學生申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等方面進行了一些改革探索。按照《水資源評價與管理》課程建設的基本要求,對教學內容進行了豐富、拓展和必要補充,逐漸培養(yǎng)學生對水資源專業(yè)領域的了解和把握,通過撰寫課程論文逐步實現(xiàn)本科生獨立完成學術文獻的總結和綜述、完成研究方法的實現(xiàn)、研究結果的闡述以及研究結論的得出的能力,真正培養(yǎng)本科生的實際能力。
參考文獻:
[1]竇明,左其亭,李桂秋.水資源規(guī)劃與管理課程建設與教學研究[J].高等建筑教育,2009,18(6):91-94.
[2]黃健,潘法康.《水資源利用與保護》課程教學改革與探討[J].中國科教創(chuàng)新導報,2009,(11):162.
治水興國,任重道遠
說到水文,這是一個古老的學科,因為人類治水已經有數(shù)千年歷史。可以說,一部人類文明史就是一部人與水打交道的歷史。李冰的都江堰,讓原本蠻荒的四川盆地變成了千萬畝良田;舉世聞名的京杭大運河更是便利了南北交通并鞏固中央政權在全國的統(tǒng)治。水文學科的核心是討論水如何循環(huán)的問題。而其派生出的水資源工程學科,它的出發(fā)點是遵循水文循環(huán)的原理,并以此來為實際工程中的水資源合理配置提供技術支持。水文及水資源工程專業(yè)就是這兩門學科共同組成的。
課程充實,重視實踐
用科目繁多形容水文與水資源工程專業(yè)的課程,一點不為過。但這種繁多并不是混亂地堆砌在一起,而是注重課程與課程之間一環(huán)套一環(huán)的銜接,構建起立體的知識體系。
高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計、大學物理、VB編程設計等是基礎課。高等數(shù)學的思想方法將滲透在日后的每門專業(yè)課中,比如微積分,雖然很簡單,卻是探究科學世界最有力的工具,水力學中的靜水壓力、三維流體運動,氣象學的壓高公式、風的運動,水文學中的土壤下滲公式、匯流卷積公式等等都與此密不可分。概率統(tǒng)計在匯流理論、洪水頻率計算中是不可或缺的理論工具。另外是計算機編程,水文專業(yè)非常需要計算機建模的能力,學到蓄滿產流模型、單位線方法、馬斯京根法演算這幾個模型方法時,如果可以自己編程運算,不僅提高效率,而且可以得到巨大的成就感。
說到專業(yè)課,不得不提到其中最精彩的部分――課程設計。老師會下發(fā)一個任務書,要求學生運用所學的原理,自己編程計算,并分析結果,給出論證。通常,上專業(yè)課更多的是對眾多知識點進行識記,而如何靈活運用這門課所教的理論去解決實際問題,則在課程設計中體現(xiàn)。一門課程設計通常需要花費一周甚至更多的時間,每到這時,你會看到自習室里擺滿了筆記本,大家都在加班加點地編程或者調試程序。然后,筆耕不輟地寫上幾大頁紙,等到一份完整的課設報告出爐后,才能舒一口氣。其實在以后工作中,常常需要做一個項目的算稿,要給出工程所用到的具體計算方法和詳細計算結果,當結果通過總工程師的審查后,才能將其寫在最終報告上。而這種算稿,和大學時期做的課程設計相類似,因此現(xiàn)在的課程設計是為以后的工作打下良好的基礎。
另外,水文屬于自然科學和工程科學,因此這門學科的學習中少不了野外實習。以我所在的學校為例,我們需要進行自然地理實習、氣象實習、水利工程實習、水文綜合實習、水文測驗實習,實地參觀大壩、抽水站、水文站、污水處理廠等,并與專家進行交流。實習的魅力之一就在于它將書本上的理論鮮活地展示在眼前。自然地理實習在宜興的丘陵,大家就著書本認識了各種巖石、植被形態(tài)、河谷地貌;氣象學實習在北極閣的江蘇省氣象臺預報中心,在那里我們了解了天氣預報制作的全過程;水利工程實習,參觀了江都水利樞紐,在水電站機組的轟鳴聲中,感受著南水北調這一宏大工程的脈動;水文綜合實習,在污水處理廠,我們使黑臭的污水變成了涓涓清流。最有意思的水文測驗實習,泛舟于宣州水陽江上,同學們通過各種方法對江水的流速和流量等進行分析。然后回到水文站里進行資料整編和制圖,在實習老師的指導下,以前上課提到的幾個理論問題全都在這里得到了解決。就是這樣,帶著好奇帶著疑問,在領略一路風景之余,既系統(tǒng)復習了課堂上的知識又學到了很多課堂以外的內容,真是收獲頗豐!
就業(yè)或深造,我走我的路
學完了理論,進行了實踐,就該到了大家最關心的就業(yè)問題了。作為連續(xù)兩年的“綠牌”專業(yè),水文與水資源工程專業(yè)就業(yè)完全沒有壓力。而且除了就業(yè)率高外,對口也是我們專業(yè)就業(yè)的一大特點。具體說來,水文與水資源專業(yè)培養(yǎng)方向大致可分為以下五類:一是民生水利方向,側重于培養(yǎng)學生小水利、小水電、農村飲水工程及灌溉工程設計、施工、監(jiān)理能力,就業(yè)可去各級水利局及其下屬的設計院所;二是水土保持方向,側重于培養(yǎng)學生水土保持設計、管理能力,就業(yè)可去各級水保局及水保站;三是水文測驗方向,側重于培養(yǎng)基礎水文部門技術人員,就業(yè)可去各級水文局、站,如省水文局、流域委員會水文局等;四是水庫水電站運行方向,側重于培養(yǎng)學生水庫水電站調度運行管理能力,就業(yè)可去各類水電開發(fā)企業(yè)、梯調中心;五是水文地質方向,側重培養(yǎng)學生工程水文地質調查能力,就業(yè)可去各類水文地質單位。此外,一些大型民營企業(yè)在招聘會上也吸引了不少同學的眼球,比較有名的有北京江河瑞通、北京清流科技、福建四創(chuàng)等等,學水文的主要從事水文儀器、防洪預報系統(tǒng)、水庫調度系統(tǒng)的研發(fā)。還可以去電力口子的單位,如南瑞集團、國電南京自動化股份有限公司,從事水利水電自動化方面的工作。
1.1畢業(yè)設計團隊的組建
1.1.1教師團隊的構建團隊培養(yǎng)模式下指導教師團隊的構建是保證教學質量、實現(xiàn)培養(yǎng)目標的前提和基礎.不同于傳統(tǒng)單一畢業(yè)設計指導方式,基于團隊培養(yǎng)的水利類畢業(yè)設計指導模式轉變?yōu)閳F隊指導,即由多名水利類專業(yè)教師組成教師團隊對學生進行指導,有利于實現(xiàn)師資的整合與共享.指導教師團隊的組建,應根據(jù)選題的類型采取不同的組建方式,一般可采取以下方式進行:(1)科研團隊建設比較成熟的院校可選擇以科研課題組為畢業(yè)設計指導團隊;(2)校企合作比較密切的院校可采用由校內水利類各專業(yè)教師和校外企業(yè)導師組成的畢業(yè)設計指導團隊;(3)科研團隊尚未形成青年教師居多的新興本科院??捎煽蒲信d趣或科研方向相近、不同專業(yè)背景的教師組成畢業(yè)設計指導團隊.指導教師團隊一般由2-3名不同的學科專長教師構成,以達到優(yōu)勢互補;同時確定1名負責人,負責人由責任心強、專業(yè)業(yè)務素質高的教師擔任,并由其負責組織協(xié)調團隊內指導教師及優(yōu)質教學資源的使用.在構建教師團隊的同時,也要注重青年教師的培養(yǎng),通過“以老帶新”激勵青年教師積極投身生產實踐,增加工程實踐經驗,進而完善教師梯隊建設.鑒于我校為新升本科院校,青年教師占的比重較大,且尚未形成科研團隊,故采用后一種方式組團.
1.1.2學生團隊的構建學生團隊是水利類專業(yè)畢業(yè)設計團隊培養(yǎng)模式的重要組成部分.學生團隊的組建,可采取以下方式進行:(1)以教師科研團隊為背景的畢設團隊,該種模式下先由學生自愿報名,然后由指導教師團隊再從中選擇符合條件的學生進入設計團隊;(2)以賽制項目團隊及科研訓練等課外科技活動團隊為背景組建畢設團隊,如學校立項的科研訓練計劃、省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、大學生挑戰(zhàn)杯等,以這些課外科技活動項目構建的團隊組建畢業(yè)設計團隊;(3)以學生研究興趣為基礎的自組團隊,學生選擇團隊成員,自己聯(lián)系指導教師,自己構思項目整體研究思路,該模式下學生參與程度最廣的.水利類畢業(yè)設計團隊一般由水利水電工程、水文與水資源工程、農業(yè)水利工程等多學科多專業(yè)組成,學生設計團隊具體構成需根據(jù)項目內容及項目工作量來確定,可以同專業(yè),也可以跨專業(yè)、跨學科組建團隊,同時安排溝通能力好、責任心強的學生為作為團隊負責人,負責整個項目的協(xié)調.由于學校水平及學生能力限制,我校水利類專業(yè)畢業(yè)設計團隊組建一般是采用前面兩種方式進行.
1.2團隊畢業(yè)設計的選題畢業(yè)設計課題的選擇是畢業(yè)設計教學的關鍵環(huán)節(jié),直接關系到團隊畢業(yè)設計的最終效果.好的選題應具有綜合性、應用性與創(chuàng)新性,不僅能最大限度地調動學生自主學習的熱情,也能較全面的提升學生專業(yè)能力.在進行團隊畢業(yè)設計選題時要做好總課題與子課題的設計工作,每個子課題既要符合學校關于畢業(yè)設計選題所做的要求,同時各子課題之間要有密切聯(lián)系,使得以團隊畢業(yè)設計選題工作較傳統(tǒng)方式要求更高,難度更大.團隊畢業(yè)設計的選題一般可采取以下方式進行:(1)以教師在研或剛結題的科研課題作為畢業(yè)設計選題的來源,設計出團隊畢業(yè)設計選題,這樣一方面可以保證團隊畢業(yè)設計課題的新穎度,同時又能較好地反映各學科的前沿技術;(2)以賽制項目及科研訓練等課外科技活動項目作為畢業(yè)設計選題的來源,設計出團隊畢業(yè)設計選題,課外科技活動的可持續(xù)性、綜合性強的特點,能調動學生興趣、充分發(fā)揮主體作用,也有利于學生創(chuàng)新能力和團隊精神的培養(yǎng);(3)以與地方施工單位或設計院所合作的實際工程項目作為畢業(yè)設計選題的來源,這種選題面向實踐項目,有利于提高學生的工程實踐能力;(4)由教師根據(jù)生產實際自擬畢業(yè)設計課題,該類課題一般多為校企合作的水利工程設計,如水庫工程初步設計、中小河流治理工程等.在具體選題時,應根據(jù)學生的畢業(yè)去向有針對性定制相應課題,同時優(yōu)化畢業(yè)設計課題內容.
1.3團隊畢業(yè)設計的過程管理與傳統(tǒng)畢業(yè)設計一樣,團隊畢業(yè)設計其過程一般可分為三個階段,即畢設前期階段、畢設中期階段和畢設后期階段.團隊畢業(yè)設計需對每一階段提出具體的任務和要求:(1)畢設前期階段,以查閱國內外相關文獻、熟悉課題研究背景為主,總課題負責人組織團隊成員進行研討學習,明確總課題與子課題的關系;分課題的指導教師按要求布置并詳細講解畢設任務,同時要求學生通過集中討論的形式深入研讀學習(.2)畢設中期階段,團隊安排專門指導教師定期檢查并督促各個子課題的研究進度,學生要定期匯報工作進展;學生每天做好工作日志,同時,指導教師對工作日志給出評語;團隊成員要定期進行討論,尤其是對畢業(yè)設計過程中遇到的問題要共同討論,提出問題的解決方案,對仍不能解決的問題,由相應的指導教師以畢業(yè)設計講堂的形式進行專題講解畢設后期階段,指導教師要督促學生按照學校要求認真撰寫畢業(yè)設計論文,期間可安排一場科技論文寫作講座,以更好指導學生撰寫科技論文;撰寫完論文后,先交具體指導教師進行審閱,再由評閱教師評閱,只有指導教師和評閱教師都認可后,才能參加答辯.
1.4團隊畢業(yè)設計的成績考核團隊畢業(yè)設計模式中,學生成績的評定既要考慮學生個人的貢獻和工作水平,又要兼顧學生在團隊中的協(xié)調配合能力和團隊整體工作質量[3].因此,在團隊畢業(yè)設計中,學生成績由平時成績、團隊協(xié)作成績、評閱成績及答辯成績4部分組成.團隊畢業(yè)設計平時成績根據(jù)該學生在畢業(yè)設計期間的學習態(tài)度、紀律、獨立思考、創(chuàng)新能力及解決問題的能力進行評價,并由具體指導教師給予評分;團隊協(xié)作成績主要由指導教師團隊根據(jù)學生日常匯報、平時討論情況、中期評估對學生的團隊協(xié)作能力進行評價;論文評閱成績包括由指導老師對學生畢業(yè)設計完成情況和質量進行評價給予評分,以及由不同評閱老師給出評閱成績;答辯成績由答辯教師根據(jù)團隊成員在答辯過程中的表現(xiàn)給予成績.上述四方面成績按一定比例加權得出該學生的綜合成績.
2水利類專業(yè)團隊畢業(yè)設計的實踐
南昌工程學院是一所水利特色鮮明、以工為主的應用型地方本科院校,培養(yǎng)的人才既要體現(xiàn)寬口徑、厚基礎的特點,又要體現(xiàn)應用型的特色.其下屬水利與生態(tài)工程學院擁有水利水電工程、水文與水資源工程、農業(yè)水利工程、水土保持及荒漠化治理等四個水利相關專業(yè).我校配置完善的專業(yè)群為開展水利類專業(yè)團隊培養(yǎng)模式提供了良好的外部條件.
筆者在多年本科生畢業(yè)設計指導過程中,一直鼓勵學生以團隊形式完成畢業(yè)設計,不論是本專業(yè)的課題,還是跨專業(yè)的課題.在此過程中每人負責課題中的一部分,由于課題之間的聯(lián)系,在做畢設過程中,學生為完成畢設,就需要主動交流、互相討論,相互協(xié)作.以筆者所帶的水利類跨專業(yè)團隊為例,為了能使畢業(yè)設計課題更科學,指導教師團隊在第7學期初就開始進行畢業(yè)設計選題工作.經過多次討論,最終確定畢業(yè)設計團隊的題目為“留金壩水利樞紐工程初步設計”,該課題來自工程實踐.然后,將大題目拆分為兩個子課題,分別為“留金壩水利樞紐工程初步設計—水工設計”、“留金壩水利樞紐工程初步設計———水文水利計算”.同時為方便學生選擇,在各子課題下標明難易程度和具體指導教師.通過雙向選擇,最終組建了學生團隊.該團隊共有9名學生,3名學生來自水文與水資源工程專業(yè)(簡稱水文組),6名學生來自水利水電工程專業(yè)(簡稱水工組);團隊指導教師有2人,由一名水文與水資源工程專業(yè)教師和一名水利水電工程專業(yè)教師組成,其中,水利水電工程專業(yè)教師是該項目的負責人.水文與水資源工程專業(yè)老師具體指導3個學生,其課題主要任務是通過對留金壩壩址處歷史流量資料進行設計洪水及調洪演算,得到留金壩水庫設計洪水位及校核洪水位,為水工組壩體設計計算提供數(shù)據(jù)支撐,除此之外,水文組還需自行編程,實現(xiàn)水文計算程序化.一名水利水電工程專業(yè)教師指導6個學生,其課題主要是通過水文組計算出的設計洪水位數(shù)據(jù)進行壩體設計,包括壩線、壩型的選擇、樞紐布置方案比較、溢流壩的剖面設計、非溢流壩的剖面設計、細部構造設計等.由于本次團隊畢業(yè)設計項目工程大、涉及的專業(yè)多,在畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié),團隊都安排指導教師進行指導,如查閱文獻、熟悉課題研究背景、專題講解、撰寫畢業(yè)論文及畢設答辯等;同時,為督促學生畢設進度,要求學生每周做好工作日志,指導教師每周一對周工作日志給出評語,并現(xiàn)場就畢設做的情況進行提問,檢查學生掌握情況,平時通過見面、發(fā)郵件或QQ進行指導,解決畢設過程中碰到的問題.通過團隊各專業(yè)師生團結合作及相互配合,最終該團隊較好地完成了畢業(yè)設計任務,其中,4人畢業(yè)設計成績獲優(yōu)秀,5人獲良好.通過這種基于團隊培養(yǎng)模式的水利類專業(yè)本科畢業(yè)設計指導法,一方面培養(yǎng)了學生的團隊合作精神,學生團隊協(xié)作能力得到了較好的鍛煉,另一方面,也拓展了學生的知識面;同時,通過這種團隊培養(yǎng)模式,也鍛煉了團隊中的年青教師,使青年教師指導水平得到較大提升.總得來說,本次畢業(yè)設計取得了很好的效果,受到學生的普遍歡迎.
3結語
第十屆中國水論壇組委會主席、湖北省副省長郭生練教授主持了大會開幕式,武漢大學黨委書記李健教授、長江水利委員會水文局局長王俊教授級高工、國家自然科學基金委員會工程與材料科學部水利學科主任李萬紅教授致辭,中國水論壇主席、中國自然資源學會水資源專業(yè)委員會主任夏軍教授致感謝辭。水利部長江水利委員會主任蔡其華、挪威科學院Lars Gottschalk院士、華中科技大學張勇傳院士、南京水利科學研究院張建云院士等出席了開幕式。
長江水利委員會主任蔡其華、中國南京水利科學研究院院長張建云院士、武漢大學夏軍教授、挪威科學院Lars Gottschalk院士、湖北省副省長郭生練教授、香港中文大學陳永勤教授分別作了題為《三峽水庫科學調度的幾個關鍵問題》、《關于我國北方水資源問題的再認識》、《水系統(tǒng)科學與流域水環(huán)境治理的水質—水量聯(lián)合調控技術》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯級水庫影響的設計洪水計算方法研究》、《廣東省半個世紀以來的洪水、干旱與臺風災害演變特征研究》大會特邀報告。長江水利委員會水文局王俊局長、北京師范大學段青云教授、挪威奧斯陸大學許崇育教授、成都勘測設計研究院王仁坤研究員、北京師范大學徐宗學教授、中山大學陳曉宏教授、長江水利委員會長江科學院陳進院長、華中科技大學周建中教授、河海大學陳喜教授、武漢大學楊金忠作了主題報告。114位專家在分會場作了學術交流。
水資源問題已經成為制約經濟社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性問題,本屆中國水論壇圍繞“變化環(huán)境下水問題與對策”,設立了5個分會場,重點探討變化環(huán)境下水文演變規(guī)律、變化環(huán)境下水資源優(yōu)化配置與可持續(xù)發(fā)展、水能資源開發(fā)與水庫群優(yōu)化調度、洪旱災害演變與對策等4個專題。論壇結合南方洪澇災害頻繁的地域特點,科學解釋變化環(huán)境對水科學的影響,展望未來水科學發(fā)展,從多學科交叉、多學科視野探討解決水資源短缺、發(fā)展經濟和保護生態(tài)環(huán)境的對策與措施,為經濟、社會、環(huán)境科學發(fā)展過程中的水支撐研究提供科學依據(jù),為解決我國及全球水問題做出貢獻。
水是生命之源,水是支撐地球社會經濟系統(tǒng)發(fā)展不可替代的資源。但是,由于全球變化、人類活動的負面影響,地球上水的循環(huán)在發(fā)生變化,許多地區(qū)正在發(fā)生嚴重的水的問題與危機,如洪水、干旱和江河水體污染,而成為限制國家河區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關鍵性因子,水科學問題也成為國際地球科學發(fā)展中的一個重要方面。
2001年7月在世界知名海岸水利工程建設的荷蘭王國連續(xù)舉辦了兩個直接與水科學有關的大型國際科學大會。一個是7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹(Amsterdam)由國際地圈生物圈計劃(IGBP)、國際人文計劃(IHDP)和世界氣候研究計劃(WCRP)聯(lián)合舉辦的“全球變化科學大會(GlobalChangeOpenScienceConference)”。國際地圈生物圈計劃(IGBP)是國際著名的全球變化科學研究計劃,受到國際地球科學屆廣泛的關注和參與。在跨入2000后的IGBP首次重要國際學術活動-“全球變化科學大會”云集來自國際的100多個國家的全球變化研究的專家學者、管理者約1600多人。大會主題是:一個變化的地球的挑戰(zhàn)(ChallengesofaChangingEarth)。中國派出以科學院為主體的約60多人的代表團,進行學術交流和討論,其中除了碳循環(huán)和土地覆被變化是大會主要議題外,水循環(huán)及水資源是大會重要內容之一。
另一個是7月18-27日在荷蘭的馬絲特里特(Masstricht)舉行的第6屆國際水文科學大會。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。這是一次專門針對國際水文科學進展的回顧和研討大會,來自國際60多個國家的500名代表出席了大會。第6屆國際水文科學大會的主題是:一個干旱地球新的水文學(ANewHydrologyforaThirstyPlanet)。
受國家自然科學基金委員會地球科學部的部分資助,筆者應邀參加這兩個大會,并擔任第6屆國際水文科學大會第二學術研討會的分會主席。本文是對這兩個國際會議中關于水科學研究進展的綜述,希望介紹水科學方面一些新的進展,提出我國對國際水科學的貢獻和存在的問題與挑戰(zhàn)。
二.全球變化與水文科學問題
全球環(huán)境變化(簡稱全球變化)是目前和未來人類和社會發(fā)展面臨的共同問題。全球變化既包涵全球氣候變化又包括了人類活動造成環(huán)境變化的影響。了解自然變化和人類活動的影響是國際地球科學發(fā)展最為關系的問題。
7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的“全球變化科學大會”,內容十分豐富。但都圍繞有兩大主專題,即:(1)一個不斷變化的地球的挑戰(zhàn):對全球變化的科學理解。(2)展望未來:地球系統(tǒng)科學與全球可持續(xù)性。大會邀請若干專家學者做報告,在大會研討中設立一系列專題研討會和招貼展示論文。
大會專題報告內容有:
·一個不斷變化的地球的挑戰(zhàn):對全球變化的科學理解(BerrienMoore)
·土地變化的集中性與復雜性:虛構與現(xiàn)實(B.L.Turner)
·氣候變化與海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學:可持續(xù)資源利用的內涵(MichaelJ.Fogarty)
·21世紀中的糧食:全球氣候的差異性(MachendraShah)
·人類時期的大氣化學(PaulJ.Crutzen)
·火與薄霧:東南亞空氣質量的社會與政治因素上的不均性(SimonS.C.)
·海洋和陸地碳動力學(IanR.Noble)
·碳與科學政策的聯(lián)系:京都的挑戰(zhàn)(RobertT.Watson)
·對CO2挑戰(zhàn)的工業(yè)響應(CharlesNicholson)
2.水與全球變化的關聯(lián):世紀資源的挑戰(zhàn)?(LeenaSrivaatava)。
·我們會有足夠的高質量的水嗎?(HartmutGrassl)
·水會滿足人們的需要嗎?(PeterD.Tyson)
·大壩對漁業(yè)的影響:三峽大壩實例研究。Chen-TungArthurChen教授,臺灣,國家SunYat-Sen大學,海洋地理和化學學院。
·澳大利亞大陸上的水,碳和氮:氣候和土地利用變化的影響(MichaelRaupach)
3.全球生物地球化學:星球新陳代謝系統(tǒng)的理解(PamelaMatson)
·海洋生物地球化學:變化的海洋(DavidM.Karl)
·陸地上碳的過去、現(xiàn)在和未來(RobertJ)
·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析(OranR.Young)
4.陸地—海洋的交互作用:區(qū)域與全球的聯(lián)系。(RogerHarris)
·生物地球化學的交互作用與反饋(TimJickells)
·沿海地區(qū)的全球變化:東南亞的實例研究(LianaTalaue-McManus)
5.氣候系統(tǒng):預報、變化和可變性
·以前和以后的氣候變化:我們究竟去何處(ThomasF.Pedersen)
·氣候變化的1000年(RaymondS.Bradley)
·正在變化的寒區(qū):高緯區(qū)全球變暖的影響(OlegAnisimov)
·耦合氣候系統(tǒng):可變性和可預測性(AntonioJ.Busalacchi)
6.土地利用變化的熱點地區(qū)和地球系統(tǒng):區(qū)域和全球的聯(lián)系
·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎?北非:撒哈拉沙漠;
·東南亞1:理解變化的亞洲季風系統(tǒng):大規(guī)模植被和土地利用在水循環(huán)和氣候中的作用
·東南亞2:人類引導的陸地覆蓋的變化能對亞洲季風有多大的改變?
·亞馬遜河流域和土地利用的變化:未來能平衡嗎?
·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎?一種綜合。
7.模擬和觀測地球系統(tǒng)(DavidCarson)
·處理地球系統(tǒng)的復雜性和不確定性(H.J.Schellnhuber)
·監(jiān)視地球系統(tǒng)的短期不穩(wěn)定性和長期的趨勢:一個空間的挑戰(zhàn)(JoseAchache)
·虛擬現(xiàn)實的過去、現(xiàn)在和未來(JohnMitchell)
8.地球系統(tǒng)需要生物多樣性嗎?(AnneLarigauderie)
·為什么地球系統(tǒng)科學需要海洋生物多樣性?(KatherineRichardson)
·生物多樣性是如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的過程與功能(SandraDiaz)
9.科技能夠補償星球嗎?(MikeBrklacich)
·自然的回歸:為什么和怎樣進行(JesseH.Ausubel)
·工業(yè)變革:生產與消費中的探測系統(tǒng)變化(PierVellinga)
10.面向全球可持續(xù)性(HansOpschoor)
·區(qū)域和全球可持續(xù)性的挑戰(zhàn)和障礙(JuliaCarabias)
·轉向可持續(xù)性的研究系統(tǒng)(WilliamC.Clark)
·可持續(xù)性科學起源討論:什么是可持續(xù)性科學?為什么要可持續(xù)性科學?(JaneLubcheno)
·可持續(xù)科學和氣候變化(BertBolin)
·重新概念化自然-社會的交互作用:將環(huán)境和發(fā)展結合起來理解(RobertW.Kates)
·雅基盆地資源的可利用性、脆弱性和持續(xù)性:環(huán)境與社會交互作用中不可持續(xù)的發(fā)展趨勢(P.A.Matson)
·人與環(huán)境相互作用的脆弱性:尤卡坦南部事例(B.L.Turner)
·各學科間的可持續(xù)性科學(RobertW.Corell)
大會專題討論內容十分豐富,有:A1-全球碳循環(huán);A2-大城市與全球變化;A3-南厄爾尼諾的擺動同過去、未來氣候變化的聯(lián)系;A4-地球系統(tǒng)的演化;A5-生物多樣性的全球變化;A6-全球變化與火;A7-海岸區(qū)人類活動;B1-食品生產和環(huán)境間的平衡;B2-理解土地利用的變化,以致重建、描述或預測土壤覆蓋度;B3-冰雪層和全球變化:制度和指標;B4-地球系統(tǒng)分析;B5-陸地生物圈與全球變化;B6-社會轉化過程;B7-海洋與氣候變化;C1-水資源對環(huán)境變化的脆弱性:一種系統(tǒng)方法;C2-把人放入地球系統(tǒng)中:受害者或是破壞者,擾亂者或是解決者?C3-大氣和全球變化;C4-全球變化非線性變化和驚訝;C5-生態(tài)系統(tǒng)管理可持續(xù)發(fā)展的展望;C6-科學和政策過程:IPCC;C7-全球變化與山地區(qū)。
大會報告集中在水科學問題的主題有:全球變化中的水問題-21世紀資源的挑戰(zhàn),尤其值得提到的是7月12日下午,大會專門針對水循環(huán)水資源問題,舉行了“環(huán)境變化的水資源脆弱性系統(tǒng)分析”學術研討會。WCRP/GEWEX北美主席、美國地理學會水文專業(yè)委員會主席、亞利桑那大學水文水資源系的SorooshSorooshian教授介紹“WCRP/GEWEX和SAHRA計劃中水問題的研究:半干旱區(qū)流域水文循環(huán)與可持續(xù)性”。德國的CharlesVorosmarty教授報告了“地球系統(tǒng)科學對全球水評估的貢獻”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項目的核心“完整的流域管理”經驗。JosephAlcamo教授指出全球“水危機區(qū)與脆弱性”。JimWallace教授強調“防洪安全與水資源問題”。ClaudiaPahl-Wostl教授研討“面向社會經濟可持續(xù)性:水管理部門職能的轉變過程挑戰(zhàn)”。
三.水文科學與水資源安全
7月18-27日第6屆國際水文科學大會在荷蘭的馬絲特里特(Masstricht)舉行。大會對過去水文水資源研究進行總結,對未來水文科學的發(fā)展進行展望。會議由4個專題學術大會(Symposium,簡寫為S)和6個學術研討會(Workshop,簡寫為W)組成。會議主要集中在水文科學基礎研究和社會經濟發(fā)展與水資源研究兩個方面:
1.水文學基礎研究
S4.土壤-植被-大氣轉化方式和大尺度水文模擬
WS4.高山地區(qū)水文過程與冰圈作用
WS2.水文長期變化與氣候影響
S3.人類活動對地下水動態(tài)的影響
WS6.海岸濕地水文的演化
2.社會經濟發(fā)展與水資源研究
S1.社會經濟發(fā)展與水危機
S2.區(qū)域水資源管理
WS1.全球變化與洪水預報
WS3.信息技術在可持續(xù)水管理的作用
WS5.GIS&RS在土壤侵蝕和水質變化的應用
特別需要指出,由于全球變化、社會經濟發(fā)展,水資源問題愈來愈突出,給水文科學研究提出新的課題,即變化環(huán)境下的水資源形成與演化規(guī)律問題。IAHS會議的S1-S2,主要研討這些國際國家和區(qū)域尺度急迫的問題。關于S1和S2的研討內容題目摘錄如下:
S1:水脅迫下的社會經濟發(fā)展(E.Servat)
水源豐富,資金缺乏,水工業(yè)能否繼續(xù)生存尚未可知。
·健康部門希望從水文學家那兒得到什么?
·河流生態(tài)系統(tǒng)的研究和管理中對水文數(shù)據(jù)的需求。
·多學科綜合研究—對水危機的響應。
·食物保障中的水資源及管理。
·洪水控制與城市排水系統(tǒng)管理。
·全球水協(xié)作計劃
S2區(qū)域水資源管理
S2-1過去水管理的經驗與教訓(A.SchumannM.C.Acreman,M.Marino):
·可持續(xù)發(fā)展的度量及其在實際水管理計劃中的實現(xiàn)。
·可持續(xù)水庫發(fā)展—津巴布韋實例研究。
·Yamuna河流域的可持續(xù)區(qū)域水管理:Delhi區(qū)域的實例研究。
·Limpopo河:逐步走向可持續(xù)發(fā)展和一體化的水資源管理。
·中國新疆博斯騰湖流域的水資源可持續(xù)性發(fā)展管理經驗的啟示。
·印度干旱地區(qū)過去管理實踐經驗總結。
·水壩功能新探——一個不應忽略的問題。
·Dehli區(qū)域水資源管理的一體化進程:問題與展望。
·北尼日利亞半干旱區(qū)域的Hadejia河上建壩的影響:對未來管理的建議。
·可持續(xù)發(fā)展的特征及供水管理模型。
·澳大利亞富營養(yǎng)化進程的現(xiàn)階段研究。
·城市水計劃書——印度班加羅爾的實例研究。
·水資源系統(tǒng)中相對可持續(xù)發(fā)展實現(xiàn)的框架。
S2-2可持續(xù)發(fā)展與水資源管理(夏軍,D.Rosbjerg,G.Schultz)
·為保護水生態(tài)系統(tǒng)的整合水質與水量的數(shù)學生態(tài)模型的發(fā)展。
·歐洲地下水可持續(xù)發(fā)展管理的指導方針。
·清除河岸異生植被是否為一種有效的水資源管理策略。
·地表水和地下水的聯(lián)合管理。
·河流管理可視化中的變換系統(tǒng)邊界。
·改善環(huán)境中被忽視的因子——監(jiān)控。
·加入風險基金平衡流域經濟、社會、環(huán)境壓力之間的沖突。
·使用風險分析提高水資源系統(tǒng)模型的效率和精度。
·整合水資源管理中的角色分配。
·Volta流域的水資源競爭。
·復雜水環(huán)境管理中的空間適應方法。
S2-3水資源管理的方法(R.Davis,S.Walker)
·流域水平上的水資源管理整合模型。
·提高以決策支持系統(tǒng)為基礎的模型的精度——水管理中的一種好的建模實踐。
·持續(xù)性水系統(tǒng)的水力學標準。
·人工神經網絡系統(tǒng)實現(xiàn)的河流洪水預報。
·氣候變化影響評估中的不確定因子的概率特征。
·研究城市化對區(qū)域水資源影響的一種流域水文模型。
·水、氮循環(huán)的一種大尺度評估模型——在Elbe河流域的基礎研究。
·基于地形學和土壤水文學的濕地重建計劃方法的發(fā)展。
·英格蘭西南部Dartmour地區(qū)放牧對水文的影響。
四.21世紀水文科學的發(fā)展機遇與展望
傳統(tǒng)的水文學研究只考慮水量的自然變化,現(xiàn)代水文循環(huán)需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動等方面的影響。國際地圈生物圈計劃(IGBP)代表國際地球學科發(fā)展前沿,水文循環(huán)的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle,簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過程與空間格局的變化規(guī)律和受人類活動影響的關鍵問題,以科學地解釋:植被是如何與水文循環(huán)的物理過程相互作用的?改變陸面生態(tài)過程的直接原因是什么?是大尺度人類活動改變了陸面覆蓋?還是大氣中二氧化碳濃度增加的緣故?這些影響變化的水文后果如何?通過這些研究,為認識自然變化和人類活動影響下的土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質過程,評估人類對生物圈的影響,保護環(huán)境和資源可持續(xù)利用提供科學的基礎依據(jù)。
通過7月在荷蘭舉行的IGBP和IAHS國際學術大會可以清楚看出,變化環(huán)境(即全球變化與人類活動影響)下的水文循環(huán)研究成為21世紀水科學研究的熱點。根據(jù)二十一世紀IGBP發(fā)展方向,國際上的BAHC研究重點也相應地進行了調整,主要有以下8個方面:
·小尺度水、熱、碳通量研究;
·地下過程作用的評價;
·陸地-大氣相互作用的參數(shù)化;
·區(qū)域尺度土地利用與氣候的相互作用;
·全球尺度植被與氣候的相互作用;
·氣候變化和人類活動對流域系統(tǒng)穩(wěn)定與傳輸?shù)挠绊懀?/p>
·山區(qū)水文學與生態(tài)學;
·開發(fā)全球數(shù)據(jù)集;
此外,還有兩個交叉研究問題:
·設計、優(yōu)選和實施綜合的陸地系統(tǒng)實驗;
·情景發(fā)展與風險/脆弱性分析。
變化環(huán)境下的水文循環(huán)及其時空演化規(guī)律研究,是國際國內地學領域積極鼓勵的創(chuàng)新研究課題。結合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環(huán)過程的水循環(huán)研究,是一個新的交叉方向。研究的熱點問題有:
問題1:全球變化與水文循環(huán)問題
它需要研究回答:全球變化對區(qū)域水循環(huán)規(guī)律?過去對氣圈-水圈-生物圈的相互聯(lián)系/作用是如何認識?現(xiàn)在又是如何認識水資源的演變?其規(guī)律是什么?
值得指出的是,過去在氣候系統(tǒng)與陸地水文循環(huán)之間存在一個誤區(qū),即長期以來,水文學者把氣候看作是靜態(tài):一個地區(qū)的氣候是指某種統(tǒng)計的平衡,WMO規(guī)定系列30年的平均作為準平均,用極差/標準差描述氣候變異。對陸地水文過程研究方面,認為長序列水文均值是穩(wěn)定不變的,年徑流出現(xiàn)的豐、枯現(xiàn)象,被看作圍繞均值的周期變化。水利(水資源)工程設計:要求的水文計算都是以幾十年-幾百年時間尺度的水文過程穩(wěn)定不變?yōu)榍疤帷N磥肀豢醋魇沁^去的重復或外延。例如,水資源的保證率有W75%,W50%等;設計洪水有千年設計和萬年校核等。另一方面,在氣候/天氣過程研究中,長期以來氣候學者把陸地水文看作是靜態(tài),氣候/天氣過程研究僅僅到降水為止,較少研究流域水文循環(huán)動力機制與反饋作用。例如,天氣模式研究中僅設置若干參數(shù)代替水文過程變化和空間分布,認為陸面水文-生態(tài)的作用也是穩(wěn)定不變的。例如,許多GCMs對水文循環(huán)作用過程考慮相當粗糙,平面無徑流聯(lián)系與循環(huán)過程。但是,現(xiàn)在人們業(yè)已認識:一個地區(qū)的氣候/水文循環(huán)過程并不處在統(tǒng)計的平衡狀態(tài),而是以不同尺度變化(年際、十年際、百年際-千/萬年際變化)。決定氣候變化因子不僅僅是大氣內部的過程,還有大氣上邊界(太陽行星系統(tǒng))和下邊界(陸地水文-生態(tài)、海洋系統(tǒng))的各種物理化學過程。20世紀科學研究與進展顯示:陸面生態(tài)系統(tǒng)對大尺度水文循環(huán)有十分重要的反饋作用。因此,全球變化對水文水資源的影響是21世紀水文科學研究的前沿問題之一。因此,特別需要大力加強水文學家與大氣物理學家的聯(lián)系與合作,積極開展“全球-陸地-區(qū)域-流域尺度水文循環(huán)”科學基礎的研究。
問題2人類活動對水循環(huán)水資源的影響
人類活動對水循環(huán)及水資源有那些主要影響?人類活動如何對水的變化規(guī)律產生影響?有什么地區(qū)、區(qū)域特征規(guī)律?如何量化人類活動對水循環(huán)水資源的變化及影響?這是近代水科學面臨的主要科學問題。在IGBP科學大會上,特別強調土地利用/覆被變化與水循環(huán)、碳循環(huán)的關系。需要研究從“點”-“典型流域“的水循環(huán)機理、水文循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用、地表水與地下水交換的相互作用,“大氣-土壤-植被”界面過程中的物質與能量轉化規(guī)律;開拓流域水文循環(huán)過程中的非線性機制研究;創(chuàng)新“分布式流域水文循環(huán)模型”,量化區(qū)域水文循環(huán)演化與土地利用/土地覆被影響關系,為認識陸地表層生命物質過程的提供重要的基礎科學支撐。
結合中國的實際背景,人類活動影響是驚人的。例如,在中國南方的長江流域,建國后洞庭湖圍墾1700余平方公里;鄱陽湖圍墾1400余平方公里;荊北所有通江湖泊被堵閉,減少調蓄長江洪水面積約5700余平方公里。建國后,長江中下游地區(qū)約有1/3以上湖泊面積被墾殖;損失湖泊面積13000余平方公里,相當于五大淡水湖泊面積總和的1.3倍;損失湖泊容積500億立方米左右,相當于三峽水庫調蓄庫容的5.8倍,淮河年徑流1.1倍。建國后,中游長江干流河道內的江洲河灘幾乎全部被圍墾。據(jù)不完全統(tǒng)計,圍墾面積約1213平方公里;城陵磯至螺山江段河床變遷劇烈,泥沙淤積問題嚴重。98洪水后,國家提出治理長江32字方針:“封山育林、退耕還林、移民建鎮(zhèn)、以工代賑、退田還湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是,如何退田還湖?如何平垸行洪?認識人類活動(湖區(qū)開發(fā)、三峽工程)對水循環(huán)關系影響水科學基礎問題,都是十分重要又十分現(xiàn)實的問題。
在中國北方,人類活動劇烈。例如,在華北地區(qū),水文循環(huán)機理比較復雜,它不僅與陸地表層系統(tǒng)中各種自然地理要素時空分布密切相關,而且與農業(yè)開發(fā)、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯(lián)。由于社會經濟發(fā)展,人類活動改變了水循環(huán)自然變化的空間格局和過程,加劇了水資源形成與變化的復雜性。過去有關部門在華北水資源方面做了相當?shù)墓ぷ鳌5?,在華北地區(qū)究竟缺多少水等基礎方面仍分歧較大。有人認為在華北通過自身的節(jié)水和提高用水效率可以解決水資源的需求問題;有人認為即使南水北調也不能從根本上解決北方缺水問題。爭論問題的科學問題焦點是:在自然變化和人類活動的綜合影響下華北地區(qū)水循環(huán)演化規(guī)律是什么?如何科學測算華北地區(qū)可供水資源量?華北地區(qū)節(jié)水的潛力究竟有多大?如何保障華北地區(qū)的水資源安全?爭論的原因是:自然變化和人類活動加劇情況下的華北地區(qū)水循環(huán)演變格局與過程機理,有待重新認識;受人類活動影響等變化環(huán)境下的華北地區(qū)水資源可利用量的測算科學依據(jù)不很充分;水資源安全與生態(tài)需水、節(jié)水潛力、國民經濟發(fā)展之間的量化關系需要研究。因此,開展自然變化和人類活動影響下的水循環(huán)及水資源安全研究,具有十分重要的科學意義和研究價值。
總之,21世紀水科學的挑戰(zhàn)問題是:迫切需要回答的科學問題是陸地水循環(huán)演化格局、過程與機理,即:
·如何對水、碳和能量在土壤~植被~大氣界面交換中的變化進行認識?
·變化環(huán)境下的水文循環(huán)時空演化有哪些特征規(guī)律?如何識別和量化?
·水循環(huán)物理過程在不同尺度(宏觀/中觀/微觀)是如何聯(lián)系、影響與作用的?
·如何評價那些由于土地利用及土地覆被變化而導致的陸面性質的改變,這些變化又影響陸地水循環(huán)過程變化和空間格局的變化?
回答上述問題,迫切需要建立認識陸地水循環(huán)演化格局的空間信息支撐系統(tǒng)、陸地水循環(huán)過程變化的實驗研究支撐系統(tǒng)和可定量描述自然變化/人類活動影響的分布式水循環(huán)模型等。這需要在充分利用現(xiàn)代科學技術,開展國家水平/國際間的水文科學實驗、變化環(huán)境下的水文水資源理論創(chuàng)新研究。這是21世紀水科學發(fā)展面臨的新的機遇與挑戰(zhàn)!
致謝:本文系國家自然科學基金委資助項目(49971017)和科學院2000年“百人計劃”中有關的國際前沿研究與展望研究內容,得到國家自然科學基金委員會和科學院地理科學與資源所的資助,對此表示衷心的感謝!
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關鍵詞:工程教育認證;進程式課程教學;水文學原理
一、工程教育認證的重要性
工程教育認證源于國際本科工程學位互認協(xié)議———華盛頓協(xié)議,該協(xié)議對簽約成員國本科工程學歷資格互認,畢業(yè)生被其他簽約國視為獲得從事工程工作的學術資格,通過工程教育認證是該學術資格的基本要求[1]。工程教育認證的核心是以學生為中心,遵循成果導向(OutcomeBasedEducation,簡稱OBE)理念,通過系統(tǒng)的教學環(huán)節(jié),使學生滿足畢業(yè)要求,并能夠針對教學過程中存在的問題有理有據(jù)的持續(xù)改進,使得專業(yè)教育能夠良性發(fā)展。
二、課程教學存在的問題
課程教學是現(xiàn)階段本科教育最重要的環(huán)節(jié)之一,每一門課程的達成度最終決定整個培養(yǎng)體系畢業(yè)要求的達成度。同時,持續(xù)改進也必須融會貫通到每門課程中,在課程教學中通過課堂教學、實踐教學、測試和作業(yè)等各個環(huán)節(jié)的持續(xù)改進,從而使課程教學滿足達成度要求。水文學原理是水文與水資源工程專業(yè)的核心課程之一,是眾多后續(xù)專業(yè)課程的先修基礎課。水文學原理主要分為兩大部分:(1)水文循環(huán)的概念及其環(huán)節(jié),主要講述自然界水體的循環(huán)過程和流域水量平衡方程的構建以及水循環(huán)各要素的基本理論與方法。(2)產匯流理論,分別講述單點產匯流機理、洪水演算和流域產匯流計算[2]。由此可見,水文學原理課程具有很強的基礎性和綜合性,是水文預報、水文分析與計算、流域水文模擬和水資源評價等課程的基礎。同時,該課程內容寬泛,概念和理論繁多[3],傳統(tǒng)的課堂教學過程中容易出現(xiàn)諸多問題,主要體現(xiàn)在以下方面。1.課程基礎理論多,課堂教學和學習過程易乏味,且部分概念抽象難于理解。如基質勢是包氣帶中土水勢的重要組成部分,由于水的表面張力大,在土壤中具有毛管作用而產生。學生通過基礎知識的積累和課堂講述,能很快理解毛管力,但是對于基質勢總為負值常難以理解。2.課程知識覆蓋面廣,學生在學習過程中容易抓不住重點。由于該課程涉及水文循環(huán)各要素的概念、產生條件和計算方法等,又包含產匯流理論和洪水演算等復雜過程的概化和計算,并且眾多的知識點是后續(xù)課程的基礎,造成該課程需要掌握的內容多、綜合性強[4]。3.傳統(tǒng)的課堂教學以教師為主導,學生被動接受學習。隨著專業(yè)的發(fā)展,培養(yǎng)方案涉及的課程日益細化,水文學原理的內容偏理論和基礎,課堂教學過程不同于水文測驗學、水環(huán)境保護等課程具有眾多的現(xiàn)場實習和動手操作,也不同于水文預報、水文分析與計算等課程具有統(tǒng)一的內容體系和課程設計,更不同于水資源規(guī)劃與評價等特色課程具有很強的應用性,使得水文學原理的教學過程更多的是內容講述,進而使工科學生缺乏學習動力。4.學科前沿引入不足,現(xiàn)代化教學方法急需成熟化。正如前文所述,水文學原理知識點眾多、覆蓋面廣且綜合性強,涉及的學科前沿比比皆是,雖在課堂教學中會盡量補充,但受于課時的限制僅能點到為止,缺少英文教材和文獻的引入。另一方面,現(xiàn)代化教學手段在本課程的教學中尤為重要,而目前的教學手段一般為多媒體教學結合板書,急需將GIS、網頁課堂、APP等現(xiàn)代化流行技術成熟系統(tǒng)應用到課程教學中。
三、進程式課程教學的探索
工程教育認證需要課程教學有明確的質量要求,通過教學環(huán)節(jié)、過程監(jiān)控和質量評價促進畢業(yè)要求的達成,同時要定期進行教學質量的評價。為此,課程教學必須融入實習實踐、平時測試、團隊研討等教學環(huán)節(jié),并將測試成績、信息反饋等過程監(jiān)控通過現(xiàn)代化方式及時反饋,開展進程式教學才能更好的滿足認證要求。水文學原理作為水文與水資源工程專業(yè)的核心理論課程,承擔著工程知識、研究、溝通、終身學習等畢業(yè)要求的達成度評價任務,針對以上分析的課程教學存在的問題,提出以下探索性措施。1.豐富課堂教學內容,增加進程式教學效果測驗。針對水文學原理理論基礎多、知識覆蓋面廣的特點,采用學生自主學習和教師重點講解并行的方式開展課堂教學。學生自主學習采用課堂研討的形式,針對水文循環(huán)要素的各環(huán)節(jié),分組查閱資料,形成不同方向研究進展的綜述,開展課堂宣講和提問,既增強了學生的文獻查閱能力,拓寬了專業(yè)知識面,又鍛煉了表達能力、組織能力和團隊協(xié)作能力,同時培養(yǎng)了學生利用各類工具解決實際問題的能力。教師重點講解抽象理論、公式推導等難點,結合我校智能巡課回放系統(tǒng),使學生能夠有效針對自己的不足進行學習。另外,增加教學影像和儀器展示,鞏固基礎教學內容的認識和應用。2.構建實踐教學體系,鞏固進程式教學效果。在課堂教學扎實理論學習的基礎上,結合水文與水資源工程專業(yè)的特點,構建完整的實踐教學體系,充分利用校園內河流等水體進行認識實習,鼓勵學生主動開展水文要素的探索性實驗,以此為基礎組織學生全面申請參與大學生科研訓練計劃,培養(yǎng)學生撰寫學術論文和申請專利的能力;結合學院整體工作計劃,實施個性化、全覆蓋的本科生導師制,在完成課程學習的同時為本科畢業(yè)論文階段的學習夯實基礎,結合花園口水文站生產實習,將理論基礎綜合運用到生產實際中,鞏固課程教學成果。3.加強先進工具和現(xiàn)代技術的應用,實現(xiàn)進程式教學成果的應用。工程教育的著力點是培養(yǎng)學生應用基礎理論解決復雜工程問題的能力,使其能夠迅速適應工程類工作的需要,并在五年內拓展上升空間。為此,課堂教學需避免純書本講述,切實增加工程案例和軟件操作等教學內容,使學生掌握先進的工具和技術方法。如利用ArcGIS軟件讓學生掌握空間數(shù)據(jù)的展示、插值等方法,進一步將水文循環(huán)要素的處理和產匯流過程的模擬在SWAT流域水文模型中實現(xiàn),在增強學生學習興趣的同時,培養(yǎng)應用先進軟件工具解決實際復雜問題的動手能力和科研能力。4.推進多樣化課程考核和達成度評價,反饋進程式教學質量。課程達成度評價是工程教育認證畢業(yè)要求達成度評價的基礎,多樣化的考核方式也是學生學習效果檢驗的重要方法。需要用知識、能力和協(xié)作并重的綜合評價方式取代傳統(tǒng)的、單一的課程結課考試,采用靈活多樣的開放性的定性和定量相結合的評價方法,增加平時成績、隨堂測驗、專題研討和答辯、團隊協(xié)作等考核內容,同時鼓勵課堂提問加分。課程教學的持續(xù)改進是提升教學質量的保證,教學過程要及時反饋教學效果和學生建議,采用實時操作工具,如校園教學評價APP、教學網頁調查和智能巡課回放系統(tǒng)等,結合結課問卷調查和QQ投票等方式,鼓勵學生和同行教師參與課堂教學效果反饋,增進交流與溝通,從而有效的進行針對性的持續(xù)改進。
關鍵詞:水文測驗;新問題;對策;研究;分析
中圖分類號:S157 文獻標識碼:A
一、前言
所謂水文測驗其實就是系統(tǒng)收集以及整理各種水文資料技術工作的一個總稱,在水文測測驗過程中,首先必須要獲得相應的各種水文方面要素的數(shù)據(jù),再研究、分析及計算后,將其進行整理綜合,以此用于評價與合理開發(fā)應用水資源的一個主要參考資料,從而為工程項目的建設規(guī)劃、管理、設計、運行、使用、抗旱以及防汛等提供相應的參考依據(jù)。從目前我國水文測驗工作的情況來看,整體所獲得的成效較為良好,但仍舊存在著相應的問題,下面文章就基于目前我國水文測驗工作所面臨的新問題進行研究和分析,并提出相關對策。
二、水文測驗概述
水文測驗的內容主要包括以下幾個方面:第一,為了取得各種水文要素資料在,在實施測驗之前,應構建相應的水文站網,或者對原有水文站網進行相應的調整,為了能夠經濟、準確、完整且及時地觀測各種水文要素,確保所獲得的這些資料可在同一基礎上實施比較與分析,應該加強各種水文測驗法的研究,并在此基礎上制定系統(tǒng)、統(tǒng)一且合理的技術標準。第二,為了更加精確且全面的對水文要素變化規(guī)律實施觀測,應研制相應的水文測驗設備以及儀器,按照所制定的這一技術標準,在各水文觀測站上實施水位觀測,實施泥沙測驗與流量測驗,觀測水質、土壤含水量、水溫、蒸發(fā)量、冰清、地下水位以及降水量等,以便獲得更為合理的實測資料,同時還應定期進行巡回測驗。第三,水文調查。其主要包括測站周圍河段與以上流域范圍內的實際水情狀況,基于統(tǒng)一格式與方法來在審核與整理所獲得的這些水文資料,使其形成為系統(tǒng)成果,以便于后期的應用。
在水文測驗中,流量測量的方式主要包含以下三種:第一,流速面積方法,其主要是進行流速與斷面面積的測量,接著將二者相乘,得到的總和就是總流量值,在測量過程中,通常利用流速儀來進行測速,利用回聲測深儀、測探桿或者測深錘來進行各垂線水深的測量;第二,稀釋法,即在河段的上游進行示蹤劑的投放,通過了一定距離以后,可得到相應的混勻與稀釋,其總量保持不變,根據(jù)稀釋倍數(shù)與流量之間的比例,來進行流量的計算;第三,量水建筑方法,由于跨河流的建筑物自身的流量和上下游水位、上游水頭差之間存在著一定的函數(shù)關系,因此,可在斷面上進行標準形式量水堰以及量水槽的設置,通過相關的水力學公式來進行流量的計算。
三、新時期下水文測驗工作服務的主要內容
第一,水資源的配置服務。基于某個區(qū)域、流域與跨流區(qū)域的經濟發(fā)展情況、水資源發(fā)展情況、承載能力、水資源發(fā)展變化的趨勢等的研究和分析,為社會的持續(xù)發(fā)展以及國民經濟穩(wěn)定建設戰(zhàn)略性布局提供相應的服務,并為調整社會發(fā)展產業(yè)結構提供相應的服務,分別從宏觀上以及戰(zhàn)略上提供相應的咨詢服務、決策服務。
第二,水生態(tài)環(huán)境的管理與保護服務。為了推動社會經濟和社會生態(tài)環(huán)境的協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展提供相應的預報服務以及監(jiān)控服務。
第三,水資源的管理服務。即為水權的轉讓、水資源的分配以及取水的許可等內容,在制定相關政策法規(guī)上提供更為全面、合理的決策信息。
第四,水資源的調度服務。即為洪水資源的合理、科學利用調度、水量與水質之間聯(lián)合調度、年際間或者實時水資源、跨流域的水源、城市的供用水、地表水和地下水之間的聯(lián)合、在同區(qū)域內不同水體間水資源等各種調度提供相應的預測預報、檢測及評價服務。
在當前新時期下,水文測驗工作的實施,應根據(jù)具體服務對象自身的特點以及實際要求,為其提供優(yōu)質、全面且合理的各種服務,從而促使其測驗工作得以有效且有序地進行,更好地將自身所存的價值體現(xiàn)出來。
四、新時期水測驗所面臨的新問題及其對策
(一)信息技術水平的提高,新技術的出現(xiàn)
隨著社會經濟的快速發(fā)展,信息技術水平的提高,出現(xiàn)了很多的新技術,水文測驗工作也開始向數(shù)字化與智能化方向發(fā)展,超聲波水位計、遙測系統(tǒng)、固態(tài)存儲、計算機網絡以及微機遙測系統(tǒng)等一系列高新技術也得到了廣泛地應用,而這對于水文測驗工作人員也提出更高的要求,對其專業(yè)技能與計算機應用技術水平的要求隨之提高。針對這種情況,在新時期下如何提高水文測驗工作人員的綜合素質,也逐漸成為了水文行業(yè)關注的一個焦點問題?;诠P者多年工作經驗來看,要想有效解決這一問題,其重點就在于應加強水文測驗工作人員專業(yè)技術的培訓與教育,尤其是計算機應用技術方面的培訓,切實提高測驗工作人員自身的綜合素質。若有條件,還可構建一個專業(yè)型水文測驗教育基地,以此來重點實施培訓。此外,水文測驗工作人員自身還要轉變其傳統(tǒng)的觀念,提高水文測驗工作重要性的認識,不斷充實自己,這樣才可社會經濟的發(fā)展同步,適應當前社會的各種發(fā)展變化需求。
(二)水文測驗基礎設施的建設較為落后
據(jù)調查資料顯示,目前我國在水文測驗工作上,不管是在水質的測驗,還是在水量的測驗上,均存在著一個普遍的現(xiàn)象,即基礎設施的建設程度較低,在測驗過程中所用的設備均比較落后和單一,而這也在不同程度影響水文測驗精度以及時效。鑒于此,筆者建議,在新時期的水文測驗工作中,除了要加強水文測驗工作人員綜合素質的教育與培訓,同時還應加大水文測驗基礎設施的建設力度,提高基礎設施自身的能力,從而提高其測驗的精度。同時還應構建相應的應急保障體系,加大各種備用設備的建設,從而切實提高水文測樣工作的整體成效,使其能夠更好地適應當前社會的發(fā)展需求,滿足水資源管理的各種需求。
(三)在綜合治理防洪工程上,水文要素產生了一些新的變化
在綜合治理防洪工程中,超采地下水與地表徑流的逐漸減少,使得水文區(qū)域原有的要素規(guī)律均發(fā)生了相應的變化,同時在治理過程中,不管是同級水位的流量流速的變化,還是加大或者減小閘門的流量,均會使水文要素發(fā)生一定的改變,繼而為水文資料的研究分析以及相關服務的提供帶來各種各樣的問題。針對這些問題,筆者建議在進行綜合治理的過程中,水文測驗站首先應該了解并掌握該區(qū)域范圍內,防洪工程的實際情況以及其可能所發(fā)生的變化,及時掌握河道發(fā)生洪災的規(guī)律,基于相關信息的綜合分析,如測流方式、水位流量所發(fā)生的變化、不同測流系數(shù)的具體試驗以及水位力量的單值化等,通過分析后,采取相對應的各種測驗措施。
(四)服務意識較為薄弱,水文測驗工作未得到社會的重視
盡管我國水文工程得到了快速發(fā)展,但是對于水文測驗工作仍舊不是很重視,尤其是水文測報工作還未得到社會的支持以及認可?;谶@種情況,筆者認為在新時期下,在實施水文測驗工作時,在社會發(fā)展過程中,應把水文資料看作為社會經濟建設所需的基礎信息資源,充分發(fā)揮水文資料作為一種社會公益產品所具備的功能,將水文測驗工作公開化以及社會化,促使各水文機構可主動且積極為社會發(fā)展提供系統(tǒng)且全面的服務。此外,還應加大該項工作的宣傳力度,使人們對于水文測驗工作有一個正確地認識。
(五)資料的整編工作和測驗工作處于脫節(jié)狀態(tài)
隨著信息技術發(fā)展,在水文資料的整編上,已從以往人工操作、計算轉變成為了信息化、自動化操作自動。在以前的整編工作中,其重點通常放于資料三次校對上,對于流域范圍各個觀測點一致性與原始資料合理性缺乏相應的審查,使得整編成果滿足不了當前水文測驗工作的需求。鑒于這種情況,在新時期水文資料的整編工作中,應增強資料整編前后的審查,加大觀測資料準確性、合理性、系統(tǒng)性的審查力度,利用降雨徑流分析法、水平平衡研究分析法以及上下游流量的比較分析法等來實施審查,以此提升資料整編質量的可靠性。
(六)人類活動的變化,使得水文測驗工作模式也發(fā)生了相應的變化
隨著灘地的大力開發(fā)、跨地域的調水、農業(yè)種植結構的逐步調整以及水文斷面較長時間內的干涸等,這些均為水文測樣工作的研究和實施帶來了新課題,而在這種情勢下,要想提高水文測驗質量與水平,就必須要突破以往所固定的這些工作模式,增強水文的巡測以及水文的調查,特別是水量的巡測等,及時了解和掌握準確且新的各種水文資料。
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