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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?
·水循环物理过程在不同尺度(宏观/中观/微观)是如何联系、影响与作用的?
·如何评价那些由于土地利用及土地覆被变化而导致的陆面性质的改变,这些变化又影响陆地水循环过程变化和空间格局的变化?
回答上述问题,迫切需要建立认识陆地水循环演化格局的空间信息支撑系统、陆地水循环过程变化的实验研究支撑系统和可定量描述自然变化/人类活动影响的分布式水循环模型等。这需要在充分利用现代科学技术,开展国家水平/国际间的水文科学实验、变化环境下的水文水资源理论创新研究。这是21世纪水科学发展面临的新的机遇与挑战!
致谢:本文系国家自然科学基金委资助项目(49971017)和科学院2000年“百人计划”中有关的国际前沿研究与展望研究内容,得到国家自然科学基金委员会和科学院地理科学与资源所的资助,对此表示衷心的感谢!
参考文献
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学科竞赛是检验学生综合能力的重要手段。充分利用一些全国性的高水平学科创新竞赛平台,以任务驱动方式促进学生的工程思维能力、协同创新能力和实践动手能力培养。对于水文与水资源工程专业,相关的国家级竞赛有“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生水利创新设计大赛等。另外,省级及校级的其他各类竞赛在此不一一列举。鉴于水文与水资源工程专业对数据分析处理与建模能力要求较高,故建议在鼓励并引导学生参与上述各类竞赛时,重点推荐参加数学建模大赛。通过参加数学建模培训,可使学生的程序设计能力、逻辑思维能力、建模能力、模型求解能力及论文撰写能力得到充分锻炼与提升,为后续的专业课程(如水文预报、水库运行调度与管理、水资源规划及利用、水文水利计算、水信息采集与处理等)学习打下良好的应用基础,从而有利于将数学建模等多方面能力应用于专业问题的求解。考虑到学生的学习能力与课程设置,推荐大二时参加数学建模大赛培训。
2.创新课堂教学模式,注重创新思维培养
本科生创新实践能力的培养是一项复杂的系统工程,需要各个环节的紧密配合,包括课堂教学、课外作业、课下小组讨论等环节。课堂教学作为全体学生共同参与的活动,是创新能力培养启蒙的重要环节,要求专业课教师首先要更新教学理念、统筹规划,在课堂教学中改变传统灌输式教学方式,根据教学内容适当选取适合的专业内容进行系统设计,增加设计性、综合性和创新性的实验项目,从而便于引导与启发学生的创新思维。教师需认真研究教案,讨论教学案例设计,特别是针对目前水文、水资源领域中的一些尚未解决的老问题以及伴随新形势下出现的新问题重点进行讨论。针对我校的区位优势,可利用三峡地区的水文气象资料为基础,在讲解中长期水文预报时,方法众多,类型多样。课程讲解时宜先引入传统的历史演变法,再讲解该方法的不足,引出其他的预报方法。针对预报因子的选择以及预报方法,可将学生分组,引导各组学生通过采用不同的预报因子与预报方法进行径流预报,最后将结果汇总,引导学生进行方法间的综合对比分析,并归纳各方法的适用条件与优缺点等,进一步针对各方法的不足,引导学生思考如何改进方法。可以让学有余力的学生查阅相关的参考文献制订出改进方案或实施步骤,再经讨论后进行实施。这样可以既锻炼了学生的小组协作能力与团队意识,又有利于学生创新思维的培养,增加科学研究兴趣。在课堂教学环节,还应不断更新教学内容与教学手段,让学生了解最新学科发展动向。如讲解《水文预报》课程中的河道汇流方法-马斯京根法,在讲解完方法的提出背景、方法基本理论等后,进一步针对该法的参数率定问题,引导学生在手工率定的基础上采用计算机优化率定,可以指定学生阅读事先准备好的相关论文,由学生就算法、率定目标等进行自主选择,采用竞赛的方式评选出预报效果最优的学生或者小组,从而大大激发学生的学习兴趣,并从中锻炼了学生的文献阅读、计算机程序设计能力,培养学生采用专业思维模式进行思考问题与解决问题,起到了巩固专业知识的效果。此外,课堂教学与工程实践相结合,以研讨式、头脑风暴式、课堂模拟演练等灵活多样的教学方式开展课堂教学,大胆鼓励学生敢想敢做,构建“以学生为中心”的教学互动环境。不轻易否决学生的想法,为激励创新思维,还应从成绩评定等方面对学生加以奖励。通过上述措施达到拓宽学生专业视野、活跃课堂气氛、启发创新思维的效果。
3.重视实验教学,拓展专业实践
实验室是从事实验教学、科学研究的重要基地,是高等学校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要基地[2]。而目前受学时限制,无论是从实验数量与质量上都不足以培养学生的专业素质与创新能力。实验室的开放,不仅可以充分利用实验资源,还可以为学生提供自主发展和实践锻炼的空间,是提高仪器设备利用率的有效措施。因此,在有完善的规章制度保证的前提下,合理的对本科生开放部分专业实验室,有利于学生提高动手实践能力。鼓励学生开展诸如《水文学原理》、《水文信息采集与处理》等课程的相关实验,特别应适当开设一些带有探索性质的实验。此外,大力鼓励本科生全程参与研究生的课题实验,尽量为学生创造发现新问题的机会。通过参与实验,有利于学生了解当今的新技术、新手段、新设备在本专业的应用状况,如水文自动测报系统、激光颗粒粒度分析仪、ADV、TDR等先进设备。“实践、认识,再实践、再认识”是人类认识事物的规律,实践是本专业学生的重要教学环节。通过实践环节,可以有效提升动手能力、巩固课堂所学理论知识。大力鼓励本科生参与教师的生产与科研课题,提高学生综合运用知识、分析问题的能力,还可从实际工作中发现问题,有利于培养学生的创新能力。因此,需建立相应的专业实习、实践基地等以利于学生开展相关的实践活动。如我校建立了水利与环境工程国家级实验教学示范中心,与长江三峡集团公司、长江水利委员会三峡水文局、中国水电顾问集团中南勘测设计研究院宜昌分院等单位合作,搭建校外人才培养实践教学实习基地,为培养大学生社会适应能力与实践创新能力提供了条件。
4.建立创新实践保障机制
关键词: 水文,水资源,信息化建设
中图分类号:TV213文献标识码: A
翻开中国历史,从史前社会、黄帝、尧、舜、禹开始,人们就在与洪水进行持续不懈的斗争,据史料记载,从公元前206年以来,我们国家发生大水灾就1029次,大约每两年就会发生一次。历史上中国中原大地上发生过的特大的洪水曾经无数次淹没大片土地,冲毁了农田,房倒屋塌,到处是白茫茫洪水肆虐,人死牲亡的悲剧不断上演,在洪水过程中逃生的人们纷纷跑到丘陵或山上去避难。传说中得大禹治水三过家门而不入的动人故事至今仍然在鼓舞着人民群众与洪魔抗争。作为中华民族母亲河的黄河在历史上曾决口泛滥1500多次,大的改道26次,平均每3年有一次决口,大约每100年发生一次大改道。
公元1117年(宋徽宗政和七年),黄河决口,淹死100多万人。公元1642年(明崇祯15年),黄河泛滥,开封城内37万人,被淹死34万人。1933年黄河决口62处。1938年,在河南花园口扒开黄河大堤,使1250万人受害。
在洪灾的侵吞中,大城市不能免。据考证,历史上洪水曾五进北京城,天津市曾8次被淹。
本世纪最大洪水有三次。一次是建国前,两次为建国后。1931年,中国发生特大水灾,有16个省受灾,8省受灾面积达14170万亩,占8省耕地总面积的百分之二十五以上。据历史资料记载半数房屋被冲,流域内百分之五十人口流离失所,遭受洪水灾害的民众举家逃难。全国受洪灾影响人口达1亿人,死亡370万人,令人触目惊心。
解放后全国性的大水灾主要有三次,1954年大水灾和1991年大水灾、1998年大洪水。1954年那次全国受灾面积达2.4亿亩,成灾面积1.7亿亩。长江洪水淹没耕地4700余万亩,死亡3.3万人,京广铁路行车受阻100天。国家对自然灾害的救济费为3.2亿元。1998年大洪水在长江沿岸军民的共同努力下取得胜利,水灾造成的损失减少到最低限度。
其他重大水灾有:1958年黄河郑州花园口出现特大洪水,郑州黄河铁桥被冲毁。海河流域1963年遭历史上罕见的洪水,受灾面积达6145万亩,减产粮食60多亿斤。长江最长的支流汉江1982年遭特大洪水,安康老城被淹,损失惨重。
目前,我国平均每年受洪涝面积约一亿亩,成灾6000万亩,因灾害造成粮食减产上百亿公斤。
残酷的现实告诉我们认真做好水文水资源管理工作,密切监测雨情和河流水情,研究洪水发生规律,确保人民生命财产安全对于经济建设和社会发展具有十分重要的意义,作为一名从事水文水资源管理工作者,认真总结水文水资源管理经验,从技术角度分析研究自己从事工作特点,全面做好水文水资源管理工作,是我们的重要任务。
1 水资源管理信息化建设的原因
水资源信息化建设的主要目的就是实现资源的合理分配,科学管理资源,避免造成资源浪费,使其利用率得到提高。将信息技术融入水资源管理中,有利于提高管理效率,降低管理难度,水资源管理的信息化是社会经济发展的必然要求。
1.1 传统的管理手段无法适应现代化社会的高要求
传统的管理模式中存在很多缺陷,主要表现为对水资源利用的监管不力,导致了大量资源的浪费。目前,社会经济正处于迅速发展时期,人们对水资源的需求量越来越大,若仍然采用传统的管理模式,无法满足人们的用水需求。因此,必须要通过建立有效的管理模式,达到节约资源的目的。只有利用先进的现代化管理手段,才能实现资源的科学管理与分配。
建立节约型社会,有利于解决我国干旱地区的缺水问题,水利部门应该加大力度对城市水利工作进行监督,明确与水资源利用率相关的要求,实现统一管理。另外,还要完善相应的水资源管理制度,了解取用水量、供水水源、资源状况等信息,将信息通过整合后,可直接输入信息管理系统,便于保存。
1.2 经济发展的必然要求
目前,我国已经将信息技术逐渐融入水资源管理中,不过其中仍然存在一些问题,例如水资源管理的信息化建设尚未成熟,地区之间也呈现出分布不均的现象。与水土保持、防汛抗旱等信息化建设相较,水资源信息化建设非常落后,由于地区间在经济发展方面存在很多不平衡性,导致很多地区还没有实现信息化管理,也并没有建立一个统一的开发标准与开发平台。地区与地区之间的联通较为困难,在已经建立信息化管理的省市中,很多其他业务与水资源监管系统均无法实现联通。系统集成的实现也十分困难,必须要以专项业务为依据,建立取水许可监测系统与管理系统,实现资源的集成与整合。
2 水文水资源管理的信息化建设探讨
从地区水资源情况可看出当地的经济发展状况,水文工作的实施与开展受到很多因素的影响,若想在灌溉区进行其他的施工建设,一定要依靠当地的水文资料,建立水资源管理与监控系统,科学管理水资源。通过监控系统,可以了解当地的降水量、地质情况、水资源利用情况等,为了适应现代化社会发展需求,必须建立信息化管理模式,将科学技术应用于管理模式中,使其充分发挥作用。
2.1 水资源管理系统的基本组成
水文水资源管理系统的建立主要依靠数学模型、仿真模拟与计算机网络共同完成,对水资源管理中的各种信息进行采集,于可视化角度下,实施灌区的调度工程,在每个分水枢纽中,都可以实现自动化监控,以采集信息为依据,管理者可以迅速做出正确决策,促进管理水平与水资源调度效率的提升。
2.2 采集与传输数据信息系统的建立
数据信息的采集非常重要,建立数据信息采集系统,便于在多个采集区域进设置水位传感器、雨量传感器、视频监控、闸位数据等,了解当地的水位、分干渠与干渠状况。
以往灌溉区域通讯方式分为两种,分别是超短波无线通讯网与数字微波通讯网,进入信息化社会后,以往的通讯方式已经无法满足现代化社会的要求,现阶段的图像、数据、视频与音频传输数量越来越多,因此,需要依靠强大的信息传输渠道,将无线宽带与系统相连接后,便可实现数据的传输。
2.3 网络系统
网络系统是实现信息资源共享的基础,为此,可建立一个覆盖面积广,且能够实现所有图像、数据、视频、音频传输的计算机网络,便于及时了解到当地水资源的使用量与其他信息,为水资源管理建立一个有效的管理平台,实现资源共享。除此之外,还需要建立全球定位系统、地位信息系统,全球信息系统可随时定位,地理信息系统便于分析与处理数据。同时还可以结合模拟仿真系统,对采集到的信息以统一标准进行管理与存储。
2.4 水质与旱情监测系统
通过在灌溉区域设置监测断面,有利于监测断面的水质情况,另外,还可以在系统中建立监测数据库,当水资源中存在污染物扩散时,利用系统实现模拟分析,有利于预测河流水质的变化情况,及时采取相应措施解决水资源污染问题。
旱情信息可通过土壤、气温、降水等体现,水文站可利用先进的信息管理系统,了解到所在区域的相关信息,根据这些信息,可判断该地是否存在旱情,利用定位系统,能够直接找出旱情所在地。
3 结束语
水文水资源管理的信息化建设有利于提高水资源的管理效率,同时,也可以使水资源利用率得到提升,水资源能够实现最大化限度的利用,本文首先分析了水资源管理信息化建设的原因,然后详细研究了水文水资源管理的信息化建设方案,这对于我国节水型社会的建立具有重要意义,本次研究可为以后水文部门建立水资源信息化管理模式提供依据,实现水资源管理的规范化与水资源的合理利用。
参考文献
[1]胡四一.全面实施国家水资源监控能力建设项目 全力提升水利信息化整体水平――在全国水利信息化工作座谈会暨国家水资源监控能力建设项目建设管理工作会议上的讲话[J].水利信息化,2012(06).
【关键词】水文勘测;信息技术;研究分析;
中图分类号:P331 文献标识码:A文章编号:
【引言】大自然中的水资源,与我们的日常生活是息息相关的,在我国社会化进程中,我国的水利工程在我国基础工程建设中占有非常重要的位置,其对于我国经济及社会的发展有着极其重要的影响。其中,水文勘测不仅仅是水利工程的基础,而且对于国家建设起着重要的作用。信息时代的来临,使得水文勘测这一工作的开展也利于了信息技术,不仅仅提高了水文的勘测能力,还将水文勘测工作开展的手段方式向专业技术科技化迈进。
水文勘测
水文,就是指大自然中水资源的变化,分布以及动态等过程。水文勘测,就是对水文进行有计划方案的系统的检测与调研。对水文水资源的勘测是我国社会经济的发展,保证生产生活与生态环境和谐发展的重要手段。水文勘测主要有以下几个方面的特点:1)基础性。在国家进行经济建设时,需要对水文信息进行详细的了解,一切工程的建设与开展都要以水文信息为基础,所以水文勘测必须先行。2)地区性与综合性。针对不同规模与层次的建设,需要了解不同类别不同程度的水文信息,水文勘测从而有了点、线、面的控制模式。3)长期性与时效性。对于不同的经济建设活动,不仅对水文信息的提供有着实时性要求,还需要有长期的调查基础信息,所以水文勘测是不单单是对于空间的累积,还需要进行时间的累积。4)公益性。水文勘测工作的任务十分的艰巨,工作条件十分的简陋,这需要有关的专业人士对国家建设做出贡献的决心。
信息技术与水文勘测
2.1信息技术应用于水文勘测的必要性
要将水文勘测的工作效率提升,信息技术的充分运用是势在必行的。就我国目前水文勘测的现状来看,主要有几个方面的缺陷:1)要充分运用科学技术来创造新的技术与手段来解决水文勘测中的一些难题,改善水文勘测的条件。2) 将电子信息技术与自动化控制方法有机的运用到水文勘测的工作中,特别是对经济建设较为重要或者与人民群众的生活联系密切的区域,追求更加妥善的解决途径。3)在水文勘测站中的设备设施及其配置方式进行合理的变化,将所在不同区域,进行不同目的水文勘测站的设备装置与配置手段进行统一的规范,针对不同的水文勘测手段进行特殊性的研究,以免造成失误。对于上述问题,想要得到妥善的解决,就只有在水文勘测中对信息化技术的运用扩大范围,才能为其工作的展开提供坚实的技术保障。
2.2信息技术在水文勘测中的缺陷
信息时代的到来,使得信息技术在水文勘测中的使用领域愈加的宽广,通过对水文信息化建设的各项实例进行了解分析后,发现其仍然存在以下几个缺陷:1)机制不完善。
虽然国家政府与一部分企业已经把水文勘测信息化建设的重心放在了资金的投入上,但是对于技术与设备的重视相对较为缺乏。目前,虽然ADCP与自动测报系统已经投入了水文勘测工作的使用,但是其普及程度还有待提高。由于投入的资金有限,有关计算机及相应的软件开发与使用也相对较为落后,使得现代化的技术没有充分的运用到水文勘测的工作中,对水文信息化的全面建设存在着一定程度上的负面影响。2)技术及创新能力落后。由于存在着机制上的不完善,导致,水文勘测站无法及时的引进先进的设备设施与技术,又进一步地阻碍了水文信息化建设的脚步。不仅在硬件设施上不能得到最先进的使用,而且我国对水文勘测技术的创新意识还非常的薄弱,对于在水文工作中新出现的问题及困难不能及时地研究分析与解决,因此在工作中经常会出现问题不能及时解决的滞后想象,对水文勘测工作的展开造成了极大的负面影响。3)缺乏专业性人才。在水文信息化建设中,综合性专业人才相对缺乏,所以就需要一些既能够熟悉掌握计算机,又懂得测绘与水文相关专业的技术综合性人才,人才的缺乏对于水利勘测工作的直接开展造成了很大的影响,如设备不会操作,不懂得维护等。
水文勘测信息化进程中针对缺陷的相应措施
水文是水利建设的基础,在对水文勘测进行信息化建设就需要建立起水文信息基础,更大程度上的建设与完善各种水文信息与数据的搜集,统计与处理。针对以上水文信息化建设中出现的问题,分析研究出了相应的措施
3.1 创新进取
信息技术已经广泛运用到各个领域里,水文勘测的信息化技术程度也日益加重。我国疆域辽阔,每个区域都有其特定的地理环境,所以在水利勘测中需要解决的问题具有强烈的地域性,十分的复杂。那么,我们就需要针对不同的地理位置,对自身的环境与条件进行分析,对水利信息化建设的模式进行有针对性的选择,这对于水利勘测的科学发展是十分重要的。[1]与此同时还要激励开发勇于创新变革的精神,在水文勘测的工作中充分发挥,对水文信息化与现代化的建设起到促进作用。
3.2科技化发展
积极的引进先进的技术与设备,为水文信息化建设提供坚实的后盾,计算机应用软件的开发与使用在水利勘测的工作开展中起着十分重要的推动作用。计算机中数据库的使用与管理对于水文信息建设十分重要,只有进行了数据库的建设才能够对相关水文数据进行比对与清查,从而能够对工作中的问题进行探索探究与纠正。[2]水文信息化建设中有一项非常关键的任务,那就是信息共享。要实现跨地区,跨平台的数据共享,以及自动控制系统使得水文数据的保存,传送与管理都十分的便捷与高效。
3.3人才建设
无论是专业科技的设备设施或是计算机应用软件的使用,水利勘测人才的使用有着最为直接的关系,也是我国水文勘测信息化建设的必备条件。目前,放眼我国水文勘测性人才结构,不管是专业知识,实际操作等方面都还有很大的提升空间。[3]所以,培养综合技术型人才也是水文勘测信息化建设进程的重中之重,要根据地区的差异性与综合性,进行全方位立体的全能型水利知识人才的培养。
结束语
在科学不断发展的信息时代来临的大前提下,我国水文勘测的技术也在不断地进步,水文勘测信息化建设是势在必行的,目前我国水文勘测存在着机制不完善,设备设施的使用不够先进,综合性技术人才的缺乏等问题。但是相信,只要加强对水勘测信息化的建设,基于对水文数据库的建设,数据库内信息共享的前提下,培养激励其创新力,根据每个勘测区域的不同特点,制定不同的科学化措施,加大对综合性水利技术型人才培养,对于计算机及相关设备设施的使用熟悉掌握。这样才能从根本上解决我国在水文勘测信息化建设中出现的问题,从而使得水文勘测更大程度上为我国国民经济的发展建设做出积极贡献。
参考文献:
[1] 洪立波.工程测量技术发展回顾与展望[J].纪念中国测绘学会成立四十周年论文集,2009,6
(5):23-24
[论文关键词]水利高职院校 水文化 教育途径
水乃生命之源、人类之母,润泽万物,孕育文明。中华文明发源于水资源丰富的江河流域,人们在用水与治水的活动中创造了灿烂的水文化,留下了卷帙浩繁的水文化遗产,这些都成为我们中华民族优秀文化的重要组成部分。作为服务于水利建设一线、为水利改革和发展提供智力支持和技术支撑的水利类高职院校,应责无旁贷地承担起水文化教育的重要使命。
一、水文化及水文化教育的内涵
水文化作为一种独立的文化形态加以研究,是1988年10月在蚌埠召开的淮河流域治淮宣传工作会议上提出来的。水文化是水与文化的联姻,有着丰富的内涵,研究者从不同的视角对其进行了诠释。文中的水文化主要是指广义上的水文化,即全社会以水为载体共同创造的与水有关的科学、艺术及制度、习俗等在内的物质产品和精神产品的总和。从文化形态上看,水文化表现为物质文化和精神文化两个方面。物质文化是文化建设的前提和载体;精神文化是全社会及水利行业长期创造形成的一种特定的精神环境和文化氛围,是水文化的核心和灵魂。
水文化教育即根据一定社会的要求,有目的、有计划、有组织地对受教育者的身心实施各种水文化方面(包括各种形态的水文化)影响的教育,以把其培养成为社会所需的专业人才。在水利高职院校开展的水文化教育,教育对象具有特定性,受教育环境有着天然的优越性,施教者具有相对的专业性。这为水利高职院校实施水文化教育提供了良好的条件,但水利高职院校水文化教育的现状却不容乐观。
二、水利高职院校开展水文化教育的必要性
已有研究表明,河海大学、华北水利水电学院、南昌工程学院是本科高校中水文化教育研究和实施的先行者,高职院校中浙江水电专科学校、安徽水利职业技术学院开展水文化教育的效果相对显著。但整体来说,水利高等院校能够卓有成效地实施水文化教育的并不多,多数院校尚未构建起完整的水文化教育体系。
(一)开展水文化教育,是教育内在规律的必然要求
学校是传授知识、传承文化的场所,优秀的文化也是培育人的重要手段之一。人类灿烂的水文化是我国传统文化和当今先进文化的重要组成部分。水利院校加强水文化教育与研究,培育高品位、高质量的校园文化,既是建设“人文校园”的重要内容,是建设校园和谐文化的组成部分,也是充分利用水文化资源培育人、塑造人、丰富人们的精神内容、提升人们的精神境界的重要形式。水利高职院校承担着为水利建设一线输送人才的重任,开展水文化教育对培养21世纪现代水利人才有着重要意义。
(二)开展丰富多彩的水文化教育,是水利专业学生素质提高的要求
大学生素质教育的一项重要内容就是文化传统和人文精神教育。在水利高职院校中,对学生实施水文化教育是素质教育的一项重要内容,有助于培养学生的水利情怀和“献身、求实、负责”的现代水利精神,培养学生“兴利除害,造福人民”的行业思想、“科教兴水”的行业职责。加强水文化教育与实践,实行文理科相互渗透、科学技术和人文精神相互交融,既可以拓宽水利水电类专业的学科领域,提高专业学习兴趣,又可以向人文社科的研究方向拓展。这有助于提高学生的综合素质,从而为水利工作发展提供全面的高素质人才。水文化教育的开展,能够进一步增强水利事业接班人的认同感、归属感,既能承接历史,又能面向未来,既能凝心聚力,又能居安思危,使广大学生始终以水利发展为己任,积极投身于全面小康社会和和谐社会的建设中。
(三)水文化教育的开展,是高职院校校园文化提升的需要
校园文化是一种氛围、一种精神,是学校发展的灵魂,是凝聚人心、展示学校形象、提高学校文明程度的重要体现。水文化教育是水利高职院校文化建设的重要组成部分,集中反映了水利高职院校的主流价值观和办学方向。加强校园水文化价值体系建设不仅有助于彰显学校的水利特色、提升校园的人文氛围,更是确立一种育人理念、营造一种育人环境。水朴实无华、平淡无奇,却因其自由而富于力量的秉性被看做是理想人格的象征,并被广泛地用于喻人、喻性、喻德、喻道。在先哲那里,水不再只是一个自然现象,而被赋予了人的精神意义,并上升为我们民族精神的象征。为政之道有“拯救黎民于水火”,交友之道有“君子之交淡如水”,修身之道有“流水不腐,户枢不蠹”,为人之道有“上善若水”“利万物而不争”“居善地,心善渊,与善仁,言善信,正善治,事善能,动善时”。水利院校的学生需要具备献身、求实、负责的水利精神,水的这些品质恰恰可以成为水利院校培养学生的目标,把水文化与水利学校文化结合是再恰当不过的。例如,重庆水利电力职业技术学院的校训“上善若水、学竞江河”,浙江水利水电专科学校校训“博于问学,笃于务实”、办学宗旨“弘扬水文化,培育水利人”,黄河水利职业技术学院校训“守诚、求新、创业、修能”,南昌工程学院校训“自强不息、格物致知”,无不蕴涵着水利精神。
(四)水文化教育的开展,有助于科学利用水资源
人与水的和谐相处,是水文化概念提出的初衷,所以说人水和谐是水文化的核心。只有深入了解水,人们才能亲近水、保护水、爱惜水,从而实现人水和谐。水利院校学生是水利行业的后备人才,通过水文化教育要让他们懂得科学治水原理和人水和谐理念。例如,都江堰布置无坝引水枢纽,调节水流的“鱼嘴”分流工程。通过水文化教育,要让他们了解我国水资源的现状。我国是一个严重缺水的国家,人均淡水占有量仅为世界平均值的1/4,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。研究表明,全国669座城市中有400座供水不足,其中严重缺水的城市有110座。在32个百万人口以上的特大城市中,有30个长期受水困扰。通过水文化教育,要培养学生“爱水、惜水”的情怀和“亲水、乐水”的情操,提升其环保意识,促使其科学地利用水资源。
三、水利高职院校水文化教育的内容
开展水文化教育是水利高职院校校园文化建设的一个重要组成部分。校园文化的结构具有三个层次,“物质文化是基础,制度文化是纽带,精神文化是灵魂”。水文化教育则主要是围绕物态水文化、精神水文化和行为水文化而开展的。
(一)物态水文化使文化显于形
物态文化是一种以物质形态存在的比较直观的水文化,大致包括水形态、水环境、水工程、水工具等。水的不同相态寄托了人类的各种情感,古代的诗人词匠常常临水而歌、临渊赋诗;水环境与人的生活息息相关,人们的耕作需要水的灌溉,人们的饮食需要水的调和;水工程和水工具则凝聚着人类的智慧和创造力,反映了人们改造自然世界的成就。水利高职院校要充分运用天然的水以及水利人创造的水工程、水工具等,将其作为水文化教育的重要内容,让学生把所学的文化理论知识与物态的水文化有机结合起来,加深其思想认识,鼓励他们为成为新一代水利人而努力。另外,水利高职院校还要充分利用自身的优势,把水利工程搬进校园,建设仿真水工建筑群。例如,黄河水利电力职业技术学院水利水电技术实训基地建造了一座人工堆砌的瀑布,飞流直下,甚为壮观;浙江水利水电高等专科学校则四面环水,校园内有河道,图书楼是水电站造型,体育馆是流水型设计。这些有形的水文化足以让学生耳濡目染,幻化于行。
(二)精神水文化使文化化于心
精神水文化是水文化的核心,是人们在长期的水务活动中形成的一种心理积淀和一笔精神财富,具有历史的继承性和相对的稳定性。精神水文化主要包括水哲学、水精神、水文艺、水著作、水风俗等,是水利人在长期亲水、管水、治水等实践活动过程中悟出水的启示而形成的作品,并在艰苦卓绝的环境中积淀为水利人的精神,演变为现代水利精神,即“献身、求实、负责”。这些著作抑或是水利精神在无形中激励着代代水利人,使他们义无反顾地投身于水利事业。因此,精神水文化尤其是水著作、水文艺应该成为水利高职院校水文化教育的重要内容,激励学生为现代水利事业而努力,使学生能够内化于心,形成一种向上的力量。
(三)行为水文化使文化融于性
行为水文化是人们在从事水事活动的社会实践活动中形成的水文化,是人们在日常的饮水、治水、管水、用水、亲水等方面营造起来的的文化。例如,学校进行的水利教育,水利工程建设和水资源、水工程管理中的治水文化行为、管水文化行为,人们在日常生活中的爱水、亲水、惜水及人水和谐的文化行为等。水利高职院校教师要对学生进行深刻的水文化教育,培养他们水利工程行业治水、管水的技能,使他们在日常行为生活中养成亲水、爱水、惜水的习惯。通过行为水文化教育,培养学生上善若水的性情,使他们无论是在日常生活中还是在工作岗位上,都能以水文化为指导并且贯彻始终。
四、水利高职院校实施水文化教育的途径
(一)充分利用学校独具水利特色的校园环境
水利高职院校在学校建筑和校园景观上要充分体现水文化,既展现出水文化的历史,又充分体现现代水利技术,并且充分利用校园已有水利设施建筑实训场和水利模型,使学生在优美的校园环境中、在专业文化知识的学习中耳濡目染水文化的历史变迁,沐浴古代和现代水利人的丰功伟绩,从而受到潜移默化的影响。另外,将水文化作为水利高职院校校园文化建设的主旋律,开展爱校爱水的活动以及与水相关的文化文艺活动,在校风校训中融入水文化。通过水利先哲的传世作品和伟大形象、校园内有特色的水文化符号等隐性教育,使学生在无形中受到水利精神的熏陶。
(二)发挥教育科研对水文化教育的主力作用
高职院校学生的课内外文化活动丰富多彩,要坚持将水文化教育作为校园文化的主旋律进行宣传,高度重视水文化宣传推广活动。校园文化主要包括对学生进行的正式的知识文化传承教育以及丰富多彩的课余文化生活,即课内文化教育与课外文化教育。对于学生来说,它有着内化于心的行为上的约束力,注重学生品质的提升。
要落实水文化教育,首先,要充分发挥教育科研的作用,在课堂中开设水文化系列选修课程。例如,《水与艺术》《水与人类文明》《水与社会》《水与地域文化》等。在传授学生专业知识、技能的同时,要结合中国几千年的治水实践,在学生心中播下扎根水利、发展水利的种子,培养他们的人文情怀,使他们养成良好的水文化行为习惯。另外,水利高职院校应组织力量编写相关的内部实用型教材,加强教材建设;建立水科学研究所,组织科研团队,深入开展水文化研究,构建水文化教育研究的师资队伍。全院师生齐心协力,将水文化教育落实在行动上。
其次,要高度重视水文化教育的宣传,积极发挥课外教育的作用。每年新生入学时,举办以水文化为主题的新生入学教育,以水利知识趣味问答等形式,生动、形象地向大一新生灌输学校博大、深厚的水文化特色教育,为学生开启大学生涯意义重大的第一课。在每年的“世界水日”和“中国水周”活动中,策划规模较大的水利百科知识竞赛,使学生切身体会开展水文化教育的重要意义。开展丰富多彩的第二课堂活动,使学生通过切身体验,在学习的基础上将“献身、负责、求实”升华为自身的精神境界。为促进学生对水文化的深刻认识并付诸行动,还应鼓励学生自己创办水文化创意研究室,由学生亲自动手设计大量极具特色的水文化产品并向社会宣传。
(三)注重培养学生献身水利的精神
水利高职院校要充分重视榜样的示范作用,培养学生对水利事业的热情和无私奉献精神。一方面,可以邀请一线水利专家和优秀的校友现身说法,使学生了解水利行业的艰苦和伟大,使作为未来水利人的他们对“水”有一个深入的了解和认识;另一方面,组织学生参观水景观、考察各流域水利工程、采访杰出水利人,增强他们对水利工程的感性认识。另外,还要经常组织、开展各种以水文化为主题的研讨会,让学生参与水资源调研、水土流失重点防治区及水土保持小流域治理等一些实践考察活动,让他们切身感悟水利工程的重要性以及水利事业的责任重大,培养学生知水、乐水、爱水的博大情怀。
关键词:马河水库,水利旅游
水管单位发掘资源优势,弘扬水文化,坚持安全、资源、环境协调发展的原则,结合治水新理念,加强水利风景区的创建,发展水利旅游,实现经济效益和社会效益的有机统一,实现可持续发展。是采取生态措施实现治水事业发展的最高境界,是实现人与自然和谐相处的有效途径。
1、 马河水库的基本情况:
马河水库地处滕州市城区东北15km处。博士论文,水利旅游。。交通便利,总库容1.38亿m3.控制流域面积240平方公里,常年可利用水面近8000亩,是一座集防洪、灌溉、工业供水、养殖、发电等综合效益为一体的大(二)型水库。也是滕州市唯一一座大型水库,本身蕴藏着丰富的人文与景观资源。
2、 马河水库发展水利旅游的必要性与可行性分析
(1) 从国民经济发展的角度看
滕州市地理位置优越,气候宜人,经济发展迅速,特别是改革以来,全市经济社会蓬勃发展。近年来,滕州市市委市政府十分重视旅游业的发展。先后开发建设了大量的旅游景点。市内有墨子纪念馆、王学仲艺术馆,汉画像石馆、鲁班功德堂、莲青山省级地质公园、龙山旅游风景区等丰富的旅游资源,如颗颗珍珠散落在古滕大地,马河水库风景区的创建必将为市民提供更多的选择机会,极大的丰富滕州的旅游市场,增加大量的就业机会,为全市国民经济发展作出新的贡献!
(2)从马河水库的工程现状、开况来看
马河水库建成于1960年5月,2001年被列为省级重点建设项目,进行除险加固、工程总投资1.12亿元。工期二年半。除险加固后的马河水库不仅防洪标准由千年一遇提高到5000年一遇,而且为滕州市的经济社会发展提供充足的水源保障,同时在市区北部形成了一道亮丽的风景线,为市民提供了一处休闲旅游的好去处。
水库管理处在除险加固的基础上做了许多实际的工作:a、积极改善周边生态环境,保护水源。具体做法是:第一,干部职工加强与水库周边群众的联系,大力宣传水利法规,让广大群众认识到保护水源的重要性。维护工程,保护水源。第二、积极配合市水务局水政监察大队,严厉打击上游河道非法采砂行为,制止滥采现象。减少水土流失,稳固河床。博士论文,水利旅游。。第三科学引导水面养殖向有利于保护水质的方向发展。第四、积极引导群众在水库周边种植核桃、山枣、油桃、樱桃等经济林木。合理调整种植结构,发展生态农业。增加植被,涵养水源。b、不断加大招商引资力度,2007年6月,由澳门宝天投资有限公司兴建,总投资近5000万元的龙湖休闲服务中心在马河水库西岸正式开工建设。该中心包括餐饮、宾馆、垂钓中心、沙滩浴场等多个建设项目。2007年底峻工。2008年8月试营业。随着开发项目不断增加,景区建设逐步完善。
(3)从地位位置看
马河水库东侧的莲青山地质公园和西侧的龙山旅游风景区已初具规模。博士论文,水利旅游。。博士论文,水利旅游。。声名远播。水库处于两大景区之间,区位优势明显。站在新修的大坝上,以水库为中心,西眺龙山,有“龙岭晴云”东望莲青山,有“谷翠双峰”,几大景点都与之呼应、互为一体。“山因水而秀美,水因山而灵动”,景区绵延数里,山水相连,风光独特。是极具旅游开发价值的。风水宝地。
(4)从市场前景来看
滕州市是全国县域经济百强县,随着人们生活水平的提高,旅游需求也日益增加,短线游、近郊游日益火爆。马河水库水利风景区的创建在设计定位上以水利工程为依托,借助周边的众多风景名胜、旅游景点等有利条件。以独特的水文化优势,必将吸引广大游客的到来。博士论文,水利旅游。。
结语:通过以上分析,创建马河水库水利风景区,发展水利旅游,·不仅可以将库区的水资源等资源优势得到充分发挥,取得良好的经济效益。博士论文,水利旅游。。而且可以改善库区的生态环境,促进水利经济可持续发展,实现人水和谐相处。
关键词:环境工程;特色人才;环境地质;收效
石家庄经济学院(以下简称“本校”)“环境工程”专业建立在原有“水文地质与工程地质”专业基础上,属全国专业整理后专业内容调整较大的专业之一,同时也是国家教育部管理专业之一。如何搞好这一专业建设,培养适应社会需求的专业人才,是专业调整之后的重要任务。作者根据本校环境工程专业特点进行多年特色专业人才培养教改研究,获得本校重点教改项目资助,本文即依据项目研究报告撰写而成。
一、本校环境工程专业的特色
1.环境工程专业面临的形势与问题
1998年,国家教育部专业整理中将原属地矿、冶金、海洋、农林、交通等一些与环境工程相关的专业划归环境工程,不仅大大增加了开设环境工程专业的院校,更增加了专业方向的多重性。在不同行业环境治理人才的需求下,许多院校按照“在宽口径专业内设置柔性专业方向”的原则,培养带有自身特色的专业技术人才,进而形成了环境工程专业方向的多元化。因此如何立足环境工程专业,根据自身特点,结合市场对人才的需求,培养特色型环境治理的技术人才,成为本校该专业人才培养所面临的主要问题。
2.本校环境工程专业特色人才培养方案的形成
本校环境工程专业特色人才培养方案的形成源于两个方面的前提条件。首先,该专业是1999年由原河北地质学院水文地质与工程地质专业调整而来的,具有良好的环境地质方面的基础,特别是在地下水资源与环境、环境地质与灾害防治等方面具有雄厚的教学资源。其次,地质环境治理和地质灾害的预防是我国环境治理的重要组成部分,需要大量专业技术人才完成。在这样的前提下,本校环境工程专业本着发挥自身特长,办特色专业的指导思想,从我国的国情和社会需求出发,结合本校的资源配置和专业特长,进行专业建设,充分利用自己的办学特色和资源优势,培养既有一定水文地质、工程地质和环境地质专业基础,又掌握环境监测、水处理技术和环境影响评价等技术与技能的人才。这样的人才具有较强的市场适应能力,一方面按传统的专业分工,他们可以从多个方面参与市场竞争;另一方面,他们又可以解决涉及交叉学科领域的问题,把地学与环境科学两方面的专业知识紧密结合起来,解决诸如地下水污染防治、环境影响评价、环境勘查与规划、固体废物处理与处置方面的问题。
经多次培养方案的调整,该专业现在形成环境地质和污染控制两个柔性方向,以环境地质为特色,培养环境治理与污染控制工程方面的应用型高级技术人才,毕业生主要从事环境地质调查与评价,地下水污染防治,地质灾害防治,矿产资源开发与环境保护,污水、废气、固体废物处理与污染控制,环境评价等方面工作,服务于生产单位、科研院所、大专院校、管理部门等。
二、人才培养
1.人才培养方案的制定
2000年全国高等学校环境工程专业教学指导委员会第三届第六次会议对该专业的教学建设与改革问题进行了讨论,并确定了新的环境工程专业本科培养方案。本校环境工程专业其起步阶段的教学计划就是按照会议精神的总体框架制定的,并按照“宽口径,厚基础,薄专业”的高校改革指导思想,在课程设置中加强了基础课程、人文课程、特色课程及实践教学的学分比例,可以说起步之初就站在了新的人才培养的起点上。
随着我国的经济发展,基础设施建设得到快速发展,国家在环境方面的投资不断地加大,环境问题逐渐得到社会各界的重视。国家基本建设过程中环境地质、地质工程、地质灾害防治等方面专业队伍的建设也在不断地加强和完善。针对这些情况,本校环境工程专业在教学、实习和科研等方面及时调整,注重实践教学和实用性、复合型人才的培养,在人才培养方面进行大胆的实践。经过几年调整,逐步形成目前的人才培养框架模式,即适应市场人才需要,占领环境地质市场,立足河北,面向全国地矿与环保行业培养实用型人才。其培养目标确立为:培养适应国家社会发展与经济建设需要的以环境地质为特色的环境治理、水资源开发与水环境保护、环境监测与评价、管理等方面的高级工程技术人才。培养的学生既系统地掌握宽厚的工科公共基础理论知识,又受到良好的环境工程理论教育与实践技能训练。毕业生掌握资源环境保护、污染防治、环境管理、环境监测等领域的基本理论与专门知识,基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、有创新意识,适应21世纪我国社会主义现代化建设需要。能够面向环境保护生产单位、科研院所、大专院校、管理部门等从事有关环境工程的规划、设计、监测、评价、科学研究、产品开发、管理和教学等工作或继续攻读硕士学位。
2.人才培养方案的实施
(1) 培养计划的调整
从1999年到2005年培养方案与教学计划几经修改。其中1999-2000级教学计划,基本按照教育部本科专业目录制定的课程框架体系安排课程,其特点是:公共基础和学科基础课占有相当大比例(58.2%),在体现本校专业特色方面不够突出,只安排环境地质学基础、地下水污染防治等少量特色课程。这些课程不能满足本校多年来形成的就业渠道中(地矿系统)用人单位的需要,因此进行了调整。2001-2002级教学计划适当减少公共基础课比例(公共基础和学科基础课所占比例为53.7%-53.9%),对专业课进行较大调整,将矿物岩石、构造地质、水文地质学基础、地下水动力学等课程列入专业必修课,扩大选修课专业领域;将专业调整为环境水文地质、水污染控制两个方向,但其反映的专业面偏窄,仍不能完全符合现代教育对人才培养的要求,不完全适应市场的人才需求。因此对2003-2004级教学计划进行适当调整,公共基础和学科基础课所占比例调整为55.7%;进一步调整拓宽专业必修课内容,增加土质学与土力学内容,将专业方向确定为环境地质和污染控制工程。
根据教育教学中存在的问题2005年对该专业人才培养计划再次进行调整。其特点是进一步明确培养目标、基本要求和培养措施;增加实践教学时间与学分;明确不同专业方向的专业必修课程。调整后的课程具体安排是:公共基础课约占总学分的37.37%;专业基础课约占总学分的17.17‰专业必修课按照环境地质和污染控制两个方向分别设立课程,环境地质方向开设地下水
动力学、水文地球化学、水资源开发与保护、水文地质与工程地质勘察技术、地下水污染防治、地质灾害防治等;污染控制方向开设给排水工程、物理性污染防治、固体废物处理与处置、大气污染控制工程、环境规划与管理、环境工程实验等,专业必修课约占总学分的14.65%。专业选修课开设环境工程技术经济、环境工程施工技术、环境遥感技术、地理信息系统、同位素水文地质学、地下水数值模拟、环境地质与工程、清洁生产、环保设备基础、CAD辅助制图、ISO14000环境管理体系等。
实践教学内容包括课程实验、实习和毕业设计等。课程实验结合课程讲授进行,约占6.61%的学分。实习环节包括一年级认识实习、二年级教学实习和三年级生产实习,分别占总学分的1.02%、2.50%、3.03%,并且针对实习内容分别建设有相应的实习基地。毕业实习与毕业设计环节要求学生参加教师的科研或生产项目,依据实习内容完成毕业设计或论文,进行论文答辩。该环节约占总学分的7.55%。
(2) 教学方法
在教学方法上,结合环境工程的特点,非常注重实践教学,理论结合实际,培养学生的动手能力,增强学生对课堂知识的理解、掌握和运用能力。在实验室方面,投资百万元建设了水污染控制实验室和环境微生物实验室,该实验室可以进行常规的水污染控制实验和微生物实验;完善了水力学实验室、水质分析实验室和渗流实验室,可以进行水力学实验、地下水污染物迁移规律和净化机理演示实验,可以进行地下水、地表水和污水的水质分析检测。结合课程内容,使学生在能动手实验的同时,增强对课堂知识的理解、掌握和运用能力。在实习方面,为了保证实习的效果,保证实习时间和实习内容,针对三次实习分别建了三个固定的实习基地,实习基地具备完善的生活实施和实习场地,为培养学生的学习兴趣,加深对课堂理论知识的理解、掌握和巩固,培养动手能力,了解从事生产工作的方法、思路提供了有力保障。
三、特色人才培养的效果
本校环境工程专业到2006年已经有四届毕业生,人才培养方案的调整,突出办学特色,坚持教学与实践结合、教育教学面向社会需求,服务于用人单位的办学思路。结果反映毕业生的就业、专业去向、考研和用人单位的意见反馈等均取得的良好效果。
1.毕业生就业率(截止到当年7月)。1999级(2003届)为86%;2000级(2004届)为95.4%;2001级(2005届)为95.8%;2002级(2006届)为100.0%。
2.应届毕业生考取研究生情况。2003届考取16名,占毕业生总数的17.6%,占报名人数的37.2%;2004届考取9名,占毕业生总数的13.9%,占报名人数的34.6%;2005届考取27名,占毕业生总数的28.4%,占报名人数的51.9%;2006届考取16名,占毕业生总数的17.2%,占报名人数的39.0%。
3.毕业生从事专业技术工作情况。为反映毕业生就业从事专业技术工作的状况,我们对2003届至2006届毕业生从事工作的单位进行了调查统计,调查结果显示,本校环境工程专业毕业生以从事地学类及其相关工作为主体,其所在单位为地质工程、环境地质、岩土工程、地质勘查、水文与工程地质等单位。2003、2004、2005、2006届毕业生在这些单位工作分别为37人、45人、72人、67人,占应届毕业生人数分别为40.7%、69.2%、75.8%、72%;从事环境工程、水利水电方面工作的毕业生分别为7人、6人、14人、15人,占应届毕业生人数的7.7%、9.2%、14.7%、16.1%;从事地热、石化、公务员、高校及其他行业的分别为47人、14人、9人、11人,占应届毕业生人数的51.6%、21.5%、9.5%、11.8%。
4.考取研究生的应届毕业生专业分布情况。调查结果显示,本校环境工程专业毕业生考取研究生的专业分布主要为环境科学与生态学、环境地质与矿产资源、水资源与水环境、地质与岩土工程、环境工程等为主。其中2003届毕业生考取这些专业的学生分别为2人(占12.5%)、2人(占12.5%)、5人(占31.3%)、0人、4人(占25%)、;2004届分别为0人、4人(占44.4%)、3人(占33.3%)、1人(占11.1%)、1人(占11.1%);2005届分别为4人(占14.8%)、8人(占29.6%)、5人(占18.5%)、2人(占7.4%)、5人(占18.5%);2006届分别为1人(占6.3%)、6人(占37.5%)、6人(占37.5%)、0人、2人(占12.5%)。
5.用人单位反馈意见。在对4年来学生就业单位的信函调查的反馈评价意见中,认为该专业毕业生服从组织领导、发扬团队协作精神优秀的占88.2%;认为专业理论水平和知识结构优秀的占23.5%,良好的占64.7%;认为实际工作能力优秀的和良好的各占41.2%;认为开拓创新精神优秀的占29.4%,良好的占52.9%;认为职业道德和吃苦精神优秀的占64.7%;认为人际沟通能力优秀的占64.7%。在是否愿意继续招聘本专业学生的调查问卷中,85.1%的单位作了肯定的回答,4.9%的单位作了否定的回答,10.0%的单位作了不明确的答复。
四、结论
1.本校环境工程专业建立于地矿类水文地质与工程地质专业基础上,源于水、工、环一体的已有地矿系统专业模式,在1998年专业整理后一度按照该专业指导委员会制定的框架进行人才培养。
2.经过人才培养与市场需求关系的实践证明,本校环境工程专业毕业生就业不能放弃原有地矿系统对环境地质人员的需求市场,为适应这一市场的需要,必须确立本校环境工程特色人才的培养,使人才培养方案在国家专业目录的框架下培养环境地学特色型人才。
3.特色人才的培养需要不断实践,不断调整培养方案与教学计划,使其既贴近生产实践需要,又不脱离专业目录限定的框架,形成宽基础、厚专业、重实践的应用性人才。
4.在教学过程中加大实践教学的力度,重视实践技能训练,做到教学与实践相结合,增强学生动手能力,适应工作单位的需要。
5.对毕业生的跟踪调查显示,绝大部分用人单位对本校的毕业生比较满意,认为可以适应工作的需要,具有很好的动手能力,给出了较高的评价,证明本校环境工程专业的特色人才培养方案,符合高校学生培养面向实践、面向社会经济和市场需求的要求。
6.为适应市场需求,拓宽就业渠道,及时调整与拓宽专业领域,充分利用各类教学资源,开设适当的专业方向对专业人才培养致关重要。
论文摘要:中国水利在过去二十多年信息化过程中积累了许多宝贵的经验。当今计算机、通信、网络等高新技术的发展为实现中国的“数字水利”提供了坚实的技术基础和前所未有的发展机会。
一、水利信息化发展分析
水利行业作为一个有着悠久历史,同时也是信息十分密集的行业,其信息化工作开始于“七五”期间,至今已取得了可喜的成绩,但仍存在不少问题。
(一)信息的标准化和规范化工作相对滞后
水利工作的三大任务是防治洪涝灾害,解决干旱缺水和治理改善保护水环境。主要表现在未能应用现代信息技术及时为政府和社会公众提供全方位的信息服务及信息化的质量还不能适应水利现代化的需要。
(二)对信息工作的认识不到位
水利系统的干部和职工对信息化工作的重要性有了一定的认识,但还有一部分员工对信息化工作认识不足,缺乏紧迫感;没有形成统一的建设机制,水利信息化普及程度还远远不够,甚至部分单位还没有统一的规划和明确的发展目标。
(三)水利信息化发展水平不高
当前水利信息化发展水平表现为:(1)从事水利信息化规划的相关人员对IT技术发展把握不够深,大量信息化应用建设刚刚完成就成了落后产品。此外,整体性规划的不完善或实施不利而导致各个系统的兼容性差,信息流不畅,致使信息化的大量投入所建设的仅是一个又一个的“信息孤岛”。(2)从事水利信息化产品设计与开发的相关机构对行业应用理解不够深,造成了水利信息化产品的易用性、实用性差,甚至无法推广或交付使用。(3)信息化发展的保障条件不足。水利信息系统的建设和管理,本身是一个庞大和复杂的系统工程,但目前在水利系统还没有形成一套完整的管理制度、管理措施和管理办法。
二、水利信息化的发展方向
“数字水利”是一个以空间信息为基础,融合各种水文模型和水利业务的专业化系统平台,是对真实水文水利过程的数字化重现,它把水活动的自然演变搬进了实验室和计算机,成为真实水利的虚拟对照体。它是水利信息化的发展方向。
三、水利信息化的实施
(一)数字水利应用系统组成
数字水利应用系统主要由采集层、网络层、数据层、应用层、表示层、接口层、支撑层七个部分组成。1、采集层。水利信息化系统是建立在信息基础之上的,而这些信息的获得需要通过不同手段和措施;这些获得信息的手段和措施以及相应的采集点就组成了采集层。2、网络层。网络层为信息共享和数据传输提供基础,网络的建设一般根据实际情况采用公网和专网相结合的方式。3、数据层。数据层通过建立所有与水利相关的数据的模型或结构,使应用层能够更方便、更快捷地获得各种水利信息,产生各种水利应用。4、应用层。应用层建立在数据层的基础之上,通过建立各种应用模型如洪水演进模型、排水模型等,提供水利行业的各种应用功能。如水利信息服务、统计分析、虚拟仿真、预报决策等。5、表示层。表示层以浏览器为载体,直接向从事水利的各级人员提供其所需要的相关功能或信息服务。6、接口层。接口层通过向各级水利系统提供网络接口、数据接口和系统接口使各类信息得到充分共享,各级水利系统成为一个有机的整体,最终形成“数字水利”。7、支撑层。支撑层通过相关的标准体系以及最新的技术,保证整个系统安全、稳定、有效的运行。
(二)决策支持系统
根据水利工作的实际情况,水利决策支持系统包括:
1、防汛决策支持系统。防汛决策支持系统的建设是保障防汛抗洪工作有效和科学的前提条件,可以利用遥测数据、遥感图片等进行相应的暴雨预报、洪水预报、洪水调度等工作,提前为防汛抗洪工作做出指导性的预报、预警措施。洪水不仅是灾害,其调度使用已成为水资源研究的新课题,是“资源水利”的重要组成。 转贴于
2、抗旱决策支持系统。抗旱决策支持系统有两类数据源,一是遥感数据源、另一类是旱情监测站采集的旱情信息数据。抗旱决策支持系统在遥感图片基础上,结合相关的计算模型进行计算,可以快速、准确的获得同一时期内大范围的土壤含水量信息以提供第一手的辅助决策资料,同时,也可以根据地面旱情固定、流动监测站采集的地下水埋深、土壤含水量、土壤温湿度等数据,作为区域遥感数据校正的参考。
3、水资源决策支持系统。水资源决策支持系统是在水资源数据库及地理数据库的基础上,采用相关的数学模型进行计算,评价水资源量、预测水资源量、对水资源进行优化管理和科学调度。
4、水环境决策支持系统。水环境决策支持系统是在水环境数据库及地理数据库的基础上,采用相关的数学模型进行计算,评价水质、预测模拟水质变化、计算水环境容量、控制规划污染物总量。水环境决策支持系统将成为环境管理和环境执法重要依据。
5、水土保持决策支持系统。水土保持决策支持系统是建立在水土流失数据库和地理数据库的基础上,利用水土流失评价及治理数学模型技术,采用智能决策支持系统的思想建立水土流失模型库,为水土流失的评价及预测提供强大的决策支持。该系统与实时水保监测系统的集成将为保障水土保持治理工程的科学性,并指导水保工程的规划和实施。