工程水文与水利计算

关键词： 水文 水利 课程设计 学生

工程水文与水利计算（精选十篇）

工程水文与水利计算 篇1

关键词：信息时代,工程水文,水利计算,互动式教学

一、引言

传统教学手段的一个很大问题是:在集体教学中, 学生个体的差异往往被忽视, 在整齐划一的要求下, 学生缺乏鲜明的个性、独立的人格和创造的活力。而随着计算机网络的普及, 一方面为学生提供了高效的自主学习环境, 另一方面也为学生提供了“偷懒”的方便。因此, 如何发挥网络环境的长处, 真正让每个学生投入到课程学习过程中, 是广大教师面临的问题。

《工程水文及水利计算》课程是水利类专业的专业基础课。课程设计则是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的重要环节, 也是实现培养目标的重要手段。通过课程设计, 学生将对课程整体内容有更深入的理解, 其作用和重要性不言而喻[1]。利用计算机网络实现集体的“教”与个别的“学”相结合的互动式教学方式, 非常适合工科相关课程设计的教学[2]。本文从实践上对《工程水文及水利计算》课程设计的教学改革进行探讨, 研究互动式教学的新方法。

二、课程特点与情景设计

1.本课程的特点。《工程水文及水利计算》是由《工程水文》与《水利计算》两部分组成。相对而言, 前者是基础, 后者为应用, 前者为后者提供计算的依据, 两者紧密联系。本课程具有以下特点: (1) 内容承上启下, 紧密联系。在水利工程规划设计阶段, 根据业主设计要求, 《工程水文》一般要提供以下设计依据:一是分析年径流资料, 提供规划设计所需的来水资料;二是提供满足工程设计标准的设计洪水资料。《水利计算》一般包括兴利计算、水能计算、调洪计算三大内容。利用来水资料, 通过兴利计算确定水利工程满足用户需求的兴利规模;在此基础上, 再通过水能计算确定水能资源得到充分利用的水电站规模;利用设计洪水资料, 通过调洪计算确定防洪特征水位;最终确定水利工程规模 (方案) 。 (2) 计算精度可高可低, 结论一致。在水利工程规划设计阶段, 对计算精度本身要求不高。此外, 确定工程规模也是由多种因素综合考虑的结果, 只要方法正确, 计算无误, 最后的结果是趋于一致的。 (3) 计算方法可繁可简, 按需选择。根据收集到的水文资料情况, 在《工程水文》部分介绍了不同的水文计算方法。在《水利计算》部分对应以上三大内容, 有简化方法, 如典型年时历列表法、等流量法、半图解法;也有较复杂的方法, 如长系列模拟法、等出力法、解析法等。

2.课程设计的情景。从上分析可知, 水利工程设计规模是《水利计算》的计算结果, 《水利计算》是根据《工程水文》提供的水文资料进行计算的, 《工程水文》则是依据用户要求提供水文资料的。显然, 用户要求不同, 工程设计规模就不同。因此, 可选取三个控制指标:用户的保证流量、设计保证率、防洪设计标准。根据提供的基础资料, 对这三个指标设置几个可行的等级, 这样就可以组合出用户不同要求的设计情景, 以满足课程设计时一人一个设计的需要。

在课程设计内容的选择上, 以年调节水库为典型工程, 以实际工程设计资料为基础, 提炼设计内容。做好以下准备工作: (1) 统一提供基础资料。包括流域概况、长系列径流资料、洪水资料、水利工程特征曲线资料等。为了避免设计内容的年年重复, 还可以在保持流域多年平均流量不变的条件下, 对实际流域的水文资料进行缩放处理, 再替换原水文资料。 (2) 前后内容无缝衔接。设计保证率不同, 选择的径流资料不同;保证流量不同, 确定的兴利库容不同;在统一计算的死水位条件下, 正常高水位不同。防洪限制水位涉及到防洪与兴利协调问题, 可以发挥学生的主观能动性, 满足设计结果合理性的要求即可。这时要注意调洪计算时采用的泄洪能力曲线, 要调整泄洪设施底坎高程的位置, 以保证兴利计算与调洪计算无缝衔接。 (3) 独立编写程序。对计算比较复杂的部分, 要求学生自己动手编程计算, 以锻炼计算机编程的能力。 (4) 设计报告书标准化。工程设计要有科学的态度, 严谨的作风。强调报告书要结构合理、引用无误、结果正确、排版规范。可以给学生提供参考样板, 有助于他们系统化掌握设计工作的原则、方法和流程。

三、教”与“学”相结合

1.互动式“教”与“学”。利用计算机网络进行互动式教学, 极大地改变了课堂教学的方式, 从以“教”为主转变为以“导”为主, 对教师也提出了更高的要求, 教师主要应做好以下几个方面的工作: (1) 要有一定的网络使用能力, 建立互动式教学的网络环境, 例如QQ群、论坛。 (2) 要根据本教学内容设计多元化的问题情景。这是实施互动式教学的前提。要做好这一点, 要求教师对教学内容有全面、深刻的了解, 在某些方面还应有独到的见解。 (3) 要搜集和整理足够的相关材料, 以便学生在学习过程中既要独立思考, 又能充分地探讨, 不至于离开教学要求而浪费时间。 (4) 要创设民主协商的课堂气氛, 以指导学生, 启发他们提出问题和建议, 引导他们利用网络资源自主探究, 并适时调控研讨的广度及深度。只有这样才能保证教学目的充分实现。

教师创设的问题情景、提出需要解决的问题、对解决问题的指导都是面向全体学生的。每个学生可以根据自身的能力选择内容的深度和广度, 提出各具特色的解决问题的方法, 在遇到困难时也可随时通过网络求助。在问题解决的过程中, 师生都是平等的参与者, 大家共同合作以寻找解决问题的方法, 找出问题的答案。这时, 每位学生都可以在自己的站点上向网络提交观点, 并可以和其他同学进行互相评价、互相帮助。这既有利于吸引学生更积极主动地参与教学活动, 又有利于培养学生独立思考、独立判断、善于交往、相互合作的能力, 最终使每位学生在解决问题的能力和综合水平方面都能获得不同程度的提高。

2.灵活安排课程设计。工科学生强调动手能力和实践创新能力, 课程设计是个很好的锻炼机会。当课时较少, 或者无课程设计安排时, 为了增强教学效果, 可通过以下方法将课程设计转化成大作业。 (1) 化整为零。可以将设计内容分解成若干部分, 穿插于上课期间, 以习题的形式布置给学生。随着课程进度, 逐步完成课程设计任务。 (2) 降低难度。例如, 对水文频率分析可提供教学版供参考使用;将工程特征曲线资料等进行分段线性化处理, 不要求编写程序, 可以在EXCEL上完成计算;直接给出防洪限制水位;或者采用简单的水利计算方法等。 (3) 减少计算量。直接提供典型年径流资料和不同频率的倍比系数, 或提供典型洪水资料和不同频率的倍比系数, 甚至可以不安排水能计算和水库调度图的绘制。

需要强调的是, 师生最后的互动总结很重要, 可以达到画龙点睛的效果。一来减轻学生对工程设计的神秘感, 鼓励学生大胆提出新的设计方案和技术措施;二来也便于教师吸取经验, 提高教学效果。

3.考核原则及量化。成绩评定, 关系到对学生努力学习的评价和学习效果的总结, 要求老师尽量做到‘公平、公正、公开’。为此, 要求老师对学生整个学习过程有跟踪记录, 对每部分有量化计分和具体的评分标准。具体要求如下: (1) 惩罚原则。要求学生明确自己分配的设计任务, 与分配的设计任务不符者要求重做, 否则视为抄袭。 (2) 奖励原则。考虑到学生个人能力的不同, 对那些选择难度系数较高的计算方法进行编程计算的同学应该鼓励。还要鼓励学生对成果进行分析和思考。 (3) 每部分设计成果检查。要注意上下内容的衔接。确定了死水位和正常高水位后, 水能计算时, 水位只能在此区间变化;确定了防洪限制水位后, 调洪计算时, 调洪过程是否符合调度规则。此外, 学生之间的设计成果可以进行相互对比, 例如, 相同的设计保证率条件下, 保证流量越大, 设计的兴利库容越大等。 (4) 排版要求。排版要求同正规出版刊物。同时, 鼓励学生写心得体会。

将每部分设计成绩量化, 根据设计成果和奖惩原则打分, 最后给出最终成绩。在成绩评定后, 找几个有代表性的或有争议的课程设计做一次公开讲评, 学生体会会更深, 收获会更大!

四、总结

与传统方法相比, 互动式的课程设计数据资料丰富多变, 能够保证一人一题, 极大减少了抄袭的可能, 减轻了部分学生对成绩好的同学的依赖心理。另外, 由于设计内容可繁可简, 在课时较少时, 可化整为零, 将设计内容融汇在课堂教学过程中。在课时允许时, 还可要求学生编程计算, 提高设计难度。这样还有利于量化考核方式, 可以让学生明确自己的努力方向。

由教师设计问题情景, 利用网络提供的平台进行互动式“教”与“学”, 引导学生发挥主观能动性, 积极参与教学活动中。学生不断学习了专业知识, 表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力也得到了提高。

目前中国正在大力开展工程教育认证工作, 一个合格的毕业生, 对知识、能力、素质都有明确的要求。这些毕业要求, 必须细化到学生的日常学习与管理过程中, 具体体现到每门课程的学习中, 在教学内容、方法及方式等方面对其课程设计进行了改革尝试, 提出了互动式教学方法。笔者多年的教学实践证明, 这些改革措施很好地调动了学生的学习积极性, 取得了很好的教学效果, 对学生创新能力和动手能力的培养是一个很好的尝试, 对学生专业知识和能力方面的培养做出了一定的贡献。实践表明, 这种方法对发挥学生学习主动性, 培养学生的实践能力和创新能力起到了很好的效果。

参考文献

[1]程光旭.知名高水平大学精英教育探析[J].西安交通大学学报:社会科学版, 2006, 26 (6) .

工程水文与水利计算 篇2

为了促进桥梁工程科学领域的基础理论研究、应用基础研究和技术开发及学术交流，促进学科的建设与发展，根据长沙理工大学《关于省部重点实验室开放基金项目申报工作的通知》的有关规定和精神，长沙理工大学桥梁工程领域研究基地（桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室、桥梁工程安全控制技术与装备工程湖南省工程技术研究中心、桥梁工程湖南省高校重点实验室）设立开放研究基金（以下简称“开放基金”），根据“开放、联合、流动、竞争”的运行机制，研究基地重视多学科、多产业的相互渗透，鼓励相关学科的相互结合与集成。

长沙理工大学热忱欢迎和邀请桥梁工程领域国内外科研人员来研究基地进行合作研究，共同推动桥梁工程科学领域的研究与发展，特制定长沙理工大学桥梁工程领域研究基地2012开放基金资助项目申请指南。

一、开放基金资助领域与范围

1．资助范围

长沙理工大学桥梁工程领域开放基金资助项目应紧密围绕桥梁工程领域，开展应用基础研究、重大关键技术、前瞻性技术以及相关公益性技术研究，结合我校研究基地的主要研究方向，资助意义重大、具有相当科学意义和应用前景的基础研究和应用基础研究项目。

2012年，研究基地对于意义重大，并可采用研究基地现有大型先进设备与装备开展前沿性技术与基础理论研究的课题方向，进行重点资助。2．资助研究领域方向（2012年资助方向）(1)桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室  桥梁耐久性与运营安全控制关键技术  桥梁施工及其安全控制关键技术  桥梁承载性能分析与结构优化理论  桥梁抗风数值模拟与抗风安全控制技术  隧道施工力学与安全监控技术

(2)桥梁工程安全控制技术与装备湖南省工程技术研究中心  桥梁工程施工期与运营期安全控制技术与分析评价软件系统  桥梁施工期与运营期安全监测系统开发与装备制造  灾变条件下桥梁安全防控技术与装备制造

(3)桥梁工程湖南省高校重点实验室  桥梁结构可靠度理论及其应用研究  桥梁结构分析与工程控制研究  桥梁工程的新技术与新工艺研究

主要资助以上桥梁工程领域的工程技术研究与开发、专利研发、科技成果转化与专利转化等项目。

二、开放基金资助项目申请程序与注意事项

1．申请者条件

(1)具有硕士及以上学位、中级及以上职称高等学校和科研机构的科技人员；(2)本校在读博士生(须经导师推荐)；(3)具有正高职称科技人员原则上不资助,(4)已获得国家自科基金项目立项的相关研究内容原则上不支持。2．项目申请与立项程序

(1)项目申请。项目申请者按要求填写《项目申请书》并提交相关附件材料；(2)项目初审。研究基地工作人员对项目进行初步审查；

(3)项目评审。研究基地学术委员会对通过初审的项目进行会议评审；(4)项目立项。研究基地负责人在项目公示后对项目进行批准。(5)项目合同。项目立项后2周签订项目研究合同。3．注意事项

(1)资助项目数与额度。每个研究基地资助不超过9个项目；一般项目资助额度为1万元，重点项目资助3-5万元。

(2)开放基金资助项目必须符合本《指南》资助范围的要求；一般已获国家或省自然科学基金资助的项目不再资助。申请重点项目要求与基地人员实质性合作。

(3)开放基金申报时间2011年12月6日至2011年12月21日，12月28日前确定资助项目并公示。开放基金资助项目申请者从网站下载《开放基金资助项目申请书》且 2

认真填写。

申请书(一式4份)随同、个人简历(本校在职在读博士生导师推荐信)一份，于2011年12月21日前寄(送)到长沙理工大学土木与建筑工程学院科研与研究生办公室，逾期申请书不予受理。

(4)申请者必须是项目的实际主持人。申请者一次只能申请1个项目；申请者和项目组主要成员(副高职称)的项目申请数，与在研的开放基金项目数不得超过2项，不能同时主持2个项目。已获得资助者完成项目研究后，再次申请，申请书须附已资助项目的结题报告和主要研究成果(一式一份)。

三、开放基金资助项目成果要求

1．项目成果要求

(1)重点项目：在CSCD来源期刊（核心版）上公开发表论文4-5篇以上，或在长沙理工大学认定的中文权威期刊上发表论文2篇及以上，或获得与项目研究相关的发明专利，或在国内外期刊上发表2篇SCI和EI收录论文才能结题2项。长沙理工大学以外单位人员申请获得的重点项目结题时，要求成果体现与基地人员的实质性合作证明、并提交使用基地试验设备的使用记录。

(2)一般项目：在CSCD来源期刊（核心版）上公开发表论文2篇以上，或在国内外期刊上发表1篇EI收录论文，或在长沙理工大学认定的中文权威期刊上发表论文1篇以上，或获得与项目研究相关的发明专利1项。2．项目结题材料

项目完成后须提交结题报告、项目研究成果原件或扫描件。3．项目成果标注要求

（1）所提交的全部学术论文必须注明为本研究基地开放基金资助项目。若开放基金项目承担者为长沙理工大学的科技人员，所提交的全部学术论文必须以研究基地为第一署名单位；若开放基金项目承担者为外单位研究人员，所提交的学术论文必须以本研究基地为第一署名单位。

（2）成果单位署名：桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室(长沙理工大学)，英文：Key Laboratory for Safety Control of Bridge Engineering(Changsha University of Science & Technology), Ministry of Education and Hunan Province；桥梁工程安全控制技术与装备湖南省工程技术研究中心(长沙理工大学)，英文：Hunan Province Research Center

for Safety Control Technology and Equipment of Bridge Engineering(Changsha University of Science & Technology)；桥梁工程湖南省高校重点实验室，英文：Hunan Province University Key Laboratory of Bridge Engineering(Changsha University of Science & Technology)。

（3）成果标注。开放基金资助项目的论文发表、专著出版和奖励申报等都应进行标注，未标注的，验收时不计入成果。

 长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室开放基金资助项目，英文：The project was supported by Open Fund of the Key Laboratory for Safety Control of Bridge Engineering(Changsha University of Science & Technology), Ministry of Education and Hunan Province；

 长沙理工大学桥梁工程安全控制技术与装备湖南省工程技术研究中心开放基金资助项目，英文：Hunan Province Research Center for Safety Control Technology and Equipment of Bridge Engineering(Changsha University of Science & Technology)；

 长沙理工大学桥梁工程湖南省高校重点实验室开放基金资助项目，英文：The project was supported by Open Fund of Hunan Province University Key Laboratory of Bridge Engineering(Changsha University of Science & Technology)。

长沙理工大学

土木与建筑学院(代章)

浅析水利水电工程地质与水文地质 篇3

引言

水利水电工程的发展与地质勘测不可分割，近些年来，水利水电工程方面的地质勘查已经有了比较快速的进步，尤其是在全球卫星定位技术、地理信息技术以及遥感技术和物探技术等四个方面的发展，更是为水利水电工程水文地质勘测奠定了坚实的基础。

一、水文地质勘查概述

水文地质简而言之就是岩土结构中的地下水情况，地下水是影响岩土体工程特征的主要因素，在水电水利工程的施工设计中，需要将这个问题作为重点的研究内容，必须要经过一系列全面系统的勘查和分析之后，才能够制定和设计施工技术。要明确水电工程的地质条件以及地下水赋存，形成以及变化规律等。工作人员在实际勘查过程中，需要从地质性质，岩土类型以及地质结构等方面入手，全面分析和了解水文地质的各项参数，水文地质勘查讲究方法和策略，如果那个方面做的不够，不到位，必然会影响勘查的结果，导致地下水危害，并给工程带来一定的不安全隐患。基于这个方面，水文勘查过程中，除了要做到明确水利工程项目的各种地质问题，还应该充分考虑地下水所带来的影响，有效方式地下岁对建筑物以及岩土工程所带来破坏。并积极制定各种合理的建议以及预防措施，最大限度降低危害以及损失。

二、水利水电工程地质勘查的主要方法

1.地理信息系统的应用

通常人们又将这项技术称之为GIS，是一信息系统为基础，通过制动柱状图、平面图以及等值线图工程图片而进行相关数据分析的一种技术，目前在水利水电工程的地质勘查中中应用比较广。

2.全球定位系统的应用

全球定为系统我们并不陌生，在我国应用的时间也相对较长，针对水利水电工程地质的定定位以及测量方面发挥着不可替代的作用，能够非常有效的解决跨沟，跨河以及传递等多种问题，同时还能够进行一些高精度的测量，实现了勘查水平与质量的双重提高。

3.工程物探技术的应用

从目前我国工程物探技术的发展来看，其中钻孔彩色电视系统以及地球物理层析成像技术是比较完善的额，其中钻孔彩色电视系统具有非常明显的优势，在性能方面非常稳定，同时集成度高，并且在电路设计上也十分合理。除此之外，在图像方面的直观非常高，还原度高，具有良好的重现性，同时使用时限长，便于携带，耗能低，因此是非常受欢迎的产品。

（1）电磁勘探，包括天然场源的电波勘探等多种方法。近年来，电磁勘探在丁程中的应用越来越广泛，例如，可控源音频大地电磁法、人工与天然两种场源、多场源、二维和三维电阻率成像等技术，在工程中可用来推测深埋长隧洞围岩介质的结构特征、隐伏断层、破碎带及异常区等各种有可能影响工程的因素，取得了显著的经济效益，

（2）电法勘探。主要有电阻率、充电和自然电场、激发极化、电磁感应等方法，电阻率法应用相对较多，近年来，高密度电法勘探借鉴地震勘探的数据采集办法，实现了数据的快速、自动采集，以二维方式实时处理和显示勘探成果，并发展为多源、多点、多线测量，基本实现了三维观测技术

（3）地球物理测井，由于数值模拟和计算机技术的发展，地球物理测井基本实现了动态测井技术，钻孔彩色电视技术更广泛地应用于地质勘测领域，使地质勘测向定量数据化方向发展。

（4）物探技术目前在我国的应用非常普遍，并且优势十分显著，业内认识对于物探技术的研究和开发也在不断深入，物探技术在工程地质勘测中的作用必然会得到最大限度的发挥。

4.遥感技术的应用

（1）水库区滑坡、崩塌、泥石流调查

我国水利工程项目不断增多，在水库区崩塌以及滑坡方面等控制力度也需要更大，为了防治这些问题的发生，采用卫星遥感技术，利用彩红外片、航卫片对其进行地质解译，并通过野外现场的观察、复查和检查，明确塌滑体的数量、分布、稳定程度等情况，客观地对水利水电工程所在区域的地质稳定性进行评价。

（2）岩溶调查

采用遥感技术所形成的影响在彩虹外片对岩溶以及水文地质方面的调查，具有不可比拟的优势，它能够精确的勘测出各种不同岩溶的地貌，并可以充分利用其与其他介质红外光谱之间的不同进行泉水以及地下水的分布情况进行分析。

（3）区域构造稳定性研究

在水利水电地质勘查中，遥感技术可以提高大量的地质情况宏观线性构造信息，从而较为准确地反映区域的水系分布特征、地质特征以及地貌形态，并对研究断裂体系的活动性、区域地质构造格架、工程所在区域及周缘区域的地质构造稳定性进行分析和评价。

三、水利水电工程水文地质问题分析

在进行水利水电工程地质水文勘查的时候，还需要注意以下几个问题：

1.边坡的工程地质分析

在水利水电工程中边坡处理是非常关键的环节，由于水利工程地质环境比较复杂，并且会经常出现一些形变的问题，同时还包括松弛张裂，滑坡以及崩塌等，影响边坡稳定的因素还有沿途的类型以及性质，地形地貌等等。

2.坝基岩体的工程地质分析

不同的堤坝类型，对地质条件的要去也不同，所以必须要全面分析和了解各种类型堤坝的具体要求与工作特点，才能够知道如何开展水文地质勘查，并制定相关的缺陷防治措施。

3.水庫工程地质问题分析

具体来说水库主要有种类型，一种是地下谁蓄水构造，是人工打造的水库，而一种则是在河流上筑坝拦水形成的水库。在水库蓄水之后，其周围的水文，地质都会出现相应的变化，并对周围的地质环境带来一定的影响。比如：风浪作用冲蚀库岸、库水升高侵润库岸、地下水位上升浸没洼地等都会造成各种地质问题，如水库浸没、水库渗漏、水库淤积、水库塌岸、水库诱发地震等。

结束语

水利水电工程规模不断扩大，项目数量也越来越多，因此国家政府以及人民对于工程质量更加关注，而地质勘查是进行项目施工的前提，是确保工程安全，顺利运行的基础，这就要求勘查工作者全面掌握勘查技巧，了解技术种类，能够更具实际的需求，综合运用勘查技术，做大因地制宜，这样才能够得到事半功倍的效果。

工程水文与水利计算 篇4

关键词：基于工作过程,典型工作任务,教学改革

工程水文及水利计算主要培养学生水文统计分析、水库兴利调节计算、防洪调节计算、中小型水电站水能计算等专业技能,我院自2007年在农业水利工程、水利工程、水利工程施工技术专业开设本课程以来,经过近几年的教学实践,结合学生、督导评价取得了一些成绩,但仍然存在一些问题。

一、传统教学中存在的问题

(一)课程开设时间不合理

首先,根据水文现象具有随机性的特点,需要学生具备一定的概率论和数理统计的知识,但我院学生第一学期只开设了高等数学,所以学生在初次接触本课程时不具备概率及数理统计知识;其次,本课程在学习中应具备水力学的相关知识,本课程开设在工程水力计算之前,时间上不合理,应该开设在工程水力计算课程之后。

(二)学生工程实践能力不足

目前,本课程理论教学部分以工程水文学为主,在教学知识点的选取上,忽视了学生工程水利计算能力的培养;在实践教学方面,学生只从认知的角度对雨量器、蒸发器、水尺等水文仪器设备有了初步认识,缺乏对接实际观测现场场景的实际观测操作,无法融入工作角色中,降低了学生责任意识的培养。

(三)课程考核缺乏实践环节和过程评价

传统的考核方式一般采用期末考试来评价学生的学习情况,缺乏实践环节的考核和过程性评价,不能真实客观地反映学生的学习情况。在后续改革中应采用实践成绩、课堂考勤、平时表现、课堂提问等相结合的过程化考核方式,以学生的学习过程定考核成绩。

二、教学改革主要内容

(一)课程设计理念

通过开展水利工程施工、设计、运行管理单位工作岗位的调研,归纳整合出各工作岗位对本课程的知识、能力、素质等要求,再融入行业及国家标准,结合学生的素质培养和职业能力需求来选取教学内容,设计学习项目。

(二)重组学习项目,设计典型工作任务

结合我院已建的水利枢纽实训中心,设计实用性好且操作性强的典型工作任务,将课程教学场地迁移到实训中心进行,充分利用我院对接实际工程项目创设的八种真实工程场景开展水文测验及数据监测处理等实践性任务。

(三)改革考评方式,重视实践技能评价

本课程自采用任务化、模块化教学开始、逐步实施了过程评价与期末评价相结合的方式,考评贯穿于整个学习过程中,课程成绩由平时成绩(50%)、期末成绩(50%)组成,平时成绩根据课堂考勤、提问、工作任务完成情况等方面由教师评定,期末考试采取教考分离模式组织考试,全方位考查学生对知识技能的掌握情况。

三、教学改革初步成效

经过本课程的初步改革与实践,现简要总结初步成效:

成效一,实现了课程教学内容的重构。在课程授课过程中,以工作过程为主导,构建工作任务,具体实施了包括流域面平均雨量的计算、随机变量统计参数计算、水库调洪计算等任务,通过细化典型工作任务,通过促使学生对工作任务的理解、分析及掌握,达到了学习探究、团结合作的教学目的。

成效二,充实了课程教学资源。在改革过程中,根据教学需求完成了课程教学课件、电子教案、典型工作任务指导书、各类实验实训指导书、课程重难点指导、各类视频图片等教学资源的编写与搜集工作,在后期的教学过程中会及时更新前沿领域的各类知识,学习操作相关软件,以更好地服务教学工作。

成效三,提高学生的工程实践能力,通过对2014级学生的调研工作显示,80%的学生非常认可基于工作过程的工作任务划分的教学模式,认为能够锻炼实践能力,培养团队意识,对步入社会打下了基础;90%学生认为多媒体课件能生动地展示各类水文现象,教师讲解清楚,能获取新知识、新理论;70%的学生认为课程改革形成了一套系统完整的教学体系,说明本次改革取得了初步成效。

四、结语

为了使我院工程水文及水利计算课程进一步适应工程过程的需要,还需在以后的教学过程不断探索实践,就教师调研及学生意见反馈,提出以下建议:(1)进一步完善典型工作任务,提取实际适用的教学内容;(2)增加学生的认识实习,通过水文站的走访调查、实时监测等工作,提升学生的责任意识;(3)开设针对水利计算的课程设计,注重学生计算机能力的培养工作,为学生的工作实践能力打下基础。

参考文献

[1]黄泽钧.高职工程水文与水利计算课程设计理念与思路[J].长江工程职业技术学院学报,2012(3).

水利工程中的工程地质和水文地质 篇5

关键词：水利工程;工程地质;水文地质

由于我国地域辽阔，地形也复杂多样，各地区的气候也具有明显的差异性，这就导致各地区的工程地质以及水文地质也不尽相同。水利工程建设中，因其需要的工程投资较为巨大，工程量也较为艰巨，在工程建设前夕如果不能进行有效的勘测，对整个工程所在地的工程地质与水文地质没有足够的了解，就容易导致在建设中遭遇各种问题，不仅不能保证工程的顺利完成更甚至影响整个工程的质量，从而带来巨大的经济损失。施工前夕，通过对施工地进行有效的地质勘测不仅能够为整个工程建设的工程质量及安全运行提供详尽的基础资料，还能够保证整个工程的顺利进行。就目前我国水利工程建设的发展来看，在建设中造成问题出现的原因不仅仅是整个施工质量存在问题，更主要的是施工之前没能够对工程地质及水文地质进行有效的地质勘测。由此来说，在水利工程建设中做好对工程地质及水文地质的勘测是至关重要的。

一、水利工程中的工程地质和水文地质的评价内容

一般来说水利工程建设中土石的类型和性质、地质地形结构及特点、水文地质以及天然的建筑材料等工程地质和水文地质对整个工程建设的建筑物具有重要的影响。在以前的水利工程勘测中因为对地下水对岩土工程的影响的评估较为片面，没有结合建筑的基础设计以及施工的需要，因而导致在水利工程建设中发生一些因为水文地质基础开裂或者是下沉而引起的水利工程建筑事故的发生。尤其是在山区，更容易引发一些泥石流或者山体滑坡等地质性灾害。因此在后期的水利工程建设中更应该加强对施工地的工程地质以及水文地质的勘测，并结合以往的经验教训，保证现阶段水利工程建设的顺利实施。

（一）整个工程勘测的重点应该放在地下水对岩土以及建筑物的影响作用上，从而对其危害做出适时的评估，并能为解决此问题提供最优质的方案，保证水利工程的安全性。

（二）在水利工程建设中，要先设计好所建设的水利工程建筑物的基础类型特点，并能够结合施工地的水文地质条件进行合理调整，使两者之间能够和谐共存，从而保证水利工程建设的顺畅性。

（三）在建设中应该时刻关注地下水位的动态，对其有足够的了解。并且要调查人类的工程建设对地下水位所造成的相关影响，除此之外也好关注地下水所带来的反作用力。

（四）从整个工程的建设角度上来看，为了能够保证工程的顺利进行，需要结合地下水对工程的影响，从不同条件下的施工项目进行不同的分析及评估。首先对于埋在水中的地下水位下的一些建筑物，这就需要考虑到地下水对混凝土中所含有的钢筋的腐蚀力度。同时在一些软岩、残积土风化岩这一基础上进行水利工程建设，就需要考虑到有可能会发生的土壤以及岩石的软化或者崩解。对于在地基基础压缩范围内所出现的一些细砂就需要考虑到后期可能会发生液化以及会造成一些潜在的侵蚀。

二、水利工程建设中的地质问题分析

（一）坝基岩体的工程建设中地质问题的分析

由于不同类型的坝体，所采取的工作特点也不尽相同，这就导致坝体对地质环境的要求也不同。在整个水利工程建设中，首先要对各种不同的坝体所具备的特点有较为熟悉的了解。同时还需要了解不同的类型的坝型对工程地质所需要的提交以及对地质条件的适应能力。从而能够在水利建设中基于施工地的实际地质环境选择合适的坝型，从而确保工程的顺利建成。除此之外，在坝区的一些岩体之中也会存在某些地质缺陷的地方，这样有可能就会导致一些坝基不稳定以及坝区渗漏等工程地质问题。这些都是需要在水利工程建设时，对坝基岩体进行必要的了解与勘测。

（二）水利工程建设中边坡工程的地质分析

边坡的松弛张裂、滑坡、崩塌以及蠕动变形是四种常见的边坡变形所造成的破坏。一般来说地形地貌的特点、地质与岩石的构造、岩石的类型及性质、水以及一些其他的影响因素共同影响着边坡工程建设的稳定性。

（三）地下洞室围岩工程的地质分析

为了能够建造良好的地下洞室一般需要满足一些建设条件，首先施工地的地质构造需要简单，同时对于岩层也有较高的要求，需要选择一些岩层厚并且节理组数较少的岩层，岩层之间的间距大，并且需要在整个选址中没有一些关系到山体稳定的断裂带。整个地下洞室需要岩体的坚硬与完整。如果在建设中不能进行很好地质工程及水文工程的勘测就容易形成一些围岩的脆性破裂、块体的活动及塌方等问题。

（四）水库工程的地质问题分析

一般来说水库分为地面水库以及地下水库。地面水库是指一些在地面河流上建坝拦截所形成的水库。而地下水库则恰恰相反，它是由人工控制，利用地下水的蓄水结构而形成的。通常情况下，水库进行蓄水之后都会对周边的水文地质条件、水文条件引发相当剧烈的变化，甚至会影响到水库周边以及邻近地段的的地质环境的变化。通常由于水库的建立会产生一些不同程度的地质问题，例如书库的渗漏、水库淤积以及水库诱发地震等，这都是因为水库蓄水后水位变高不断对岸进行侵润，同时风浪也会对库岸产生一定的侵蚀。

（五）软土路基工程的地质问题分析

水利工程建设中，边坡的稳定性以及基坑的排水性共同构成了软土基坑工程的地质问题。为了能够保证边坡的稳定性，防止边坡出现失稳的情况，就需要在软土基坑工程的建设中采取一些有效的手段。首先要设计一个较为合理的坡度，同时要在边坡建立一定的防护措施，并开挖一些基坑进行支护，以便能够降低地下水位。为了能够保证边坡的稳定性，有效防止一些细砂及粉砂土质类型的边坡出现流砂以及管涌的现象，保证下卧式承压含水层粘土基坑的坑底出现隆起，为了能够保证工程的顺利施工，确保基坑的干燥性，就需要建立一定的软土基坑进行排水作业。在整个软土基坑开挖的排水法中主要包括明排法以及人工降水。而轻型的丼点以及管井井点降水是较为常用的两种人工降水排水方式。

结语

通过水利工程的不断发展，水利水电工程的地质勘测也逐渐得到发展。水利工程的地质勘测因其涉及的面较为宽泛、勘测中所遇到的问题较为困难，这就更需要不断加强地质工程的勘测手段来保证整个水利工程建设的顺利开展。同时在建设中也需要对水利工程地质环境进行一定的现状分析，通过对区域地质、水文地质的合理分析，来进行相关的地质环境预测，从而能够保证在面对工程问题时能及时的采取相应的解决措施，保证工程顺利进行。通过对水利工程地质环境的有效分析，不仅能够为工程的后续发展提供规划，设计的基础数据资料也能够为水工程成的正常运营提供一些合理化的建议。

参考文献：

[1]文战国.水利工程中的工程地质和水文地质分析[J].黑龙江水利科技，2014，08：193-194

[2]马均安.水利工程中的工程地质和水文地质[J].陕西水利，2011，05：128-129.

[3]赵波.关于水利工程地质和水文地质的刍议[J].中国新技术新产品，2011，24：66-67.

浅谈水利工程中的水文问题 篇6

关键词：水利工程,水文设计,发展方向

我国的国土面积非常大, 同时也有很多的河流, 水资源在时间分布上非常的丰富, 但是在空间分布上却非常的短缺, 这主要是因为水资源在地域分布和季节上有着明显的特点。改革开放以后, 我国的经济得到了快速发展, 我国在发展经济的时候是以农业和制造业作为发展主体的, 这两种经济发展方式对水资源的需求量是非常多的, 因此, 在发展经济的同时如何做好水资源的合理利用成为了非常关键的问题。水资源是一种非常宝贵的能源, 在利用的时候一定要非常合理, 这样才能更好的保证水资源的可持续发展, 也是为了更好的保证我国经济的稳定和可持续发展。水资源为我国的经济建设提供了能源动力, 这也成为了水利工作者的要解决的重要问题。为了做好水资源的可持续发展, 一定要做好水文信息的收集和整理工作, 同时一定要保证信息想准确性和及时性, 这样能够保证水文信息收集更加的科学合理, 同时也能更好的更新水文信息的硬件系统。在进行水文信息收集的时候, 相关的工作人员自身素质和能力也是非常重要的, 这样可以保证水文信息系统在硬件和软件方面都得到提高。水文资料是水力工程建设的重要基础, 进行水利工程建设也会影响水资源的合理利用和调度。水利工程对人们生活也是有很大的影响, 因此, 水利工程对人们的生命和财产安全也有很大的影响。水文资料的可靠性能够保证水利设计的科学性, 同时水文资料也是水利工程建设可以顺利进行的重要保证, 同时也能保证水利工程建设的安全性。因此, 在水利工程建设中一定要重视水文资料的收集工作。

1 水利工程中的水文问题

水利工程在设计和规划的时候, 要利用水文计算将水利工程建设完成以后的径流过程进行模拟, 这样更能对水利工程建设的成果进行分析, 同时也能更好的保证水利工程的正常建设。在进行水利工程建设的时候要根据模拟的情况保证水利工程是非常可行的, 这样更能保证水利工程的安全建设, 同时也能保证以后的运行效果。但是在实际的建设工作中, 经常会出现利用水文资料进行模拟建设通常要经过很长的时间, 这样就会导致径流过程要经过漫长的时间, 同时在进行模拟的时候, 过程也是非常的复杂的, 同时模拟的可靠性在一定程度上也会引起人们的怀疑, 这样就使得其可靠性在一定程度上不能得到保证。在进行水文资料分析和计算的时候, 通常选择的是一段时间内的水文资料, 这样得到的水利工程在未来更能预测水文的发展形势。在水利工程设计中要注意的水文问题主要体现在以下几个方面。

1.1 水文预报

水文预报工作可以对工程建设以及投入使用后的安全性和效益性有很直接的影响, 因此, 在水利工程建设中水文预报是非常重要的工作。水文预报分为枯水季节的径流预报和丰水季节的径流预报。在枯水季节进行径流预报的时候, 工作的重点不仅要在短时间内进行实时的预报, 同时也要重视对径流的长期情况进行预测, 这样可以对电站和水库运行计划制定非常有帮助, 是其运行计划制定的依据。在丰水季节进行径流预报的时候主要是对水利工程的汛期提供依据, 丰水季节的预报是枯水季节的预报是有很大的不同的, 在这个时期要将预报的工作重点放在短期的实时预报上。

1.2 水库水量平衡

在进行大型水利水电工程建设的时候, 水库的水量平衡也是要进行计算的, 而且在进行计算的时候也是有很多的影响因素的, 其计算的意义也是非常大的。在进行水库水量平衡计算的时候, 要对入库流量、出库流量以及水库本身存在的各类损失量进行计算, 在进行水库本身损失量计算的时候要涉及的部分是非常多的, 通常水库自身出现的渗漏、蒸发造成的损失和结冰过程中出现的损失情况都是要考虑的。水库自身产生是损失情况和水利入库及出库流量相比, 计算的难度更大, 在进行计算的时候通常会出现观测数据匮乏的情况, 因此, 在进行计算的时候通常会采用间接分析的方法。

1.3 设计径流

设计径流是进行水库设计以及调节水库径流的主要依据, 根据水利工程实际情况的不同, 设计径流需要涉及到的深度和内容也不尽相同。设计径流的内容包括时段径流分析、年径流分析等, 一些水库具有多年的调节性能, 所以不仅要对年径流和年内分配进行必要的分析, 同时要对年际持续的枯水段进行分析, 但是对于一些调节库容较小的径流式应税工程而言, 对于每日的枯、丰、平水年径流和枯水期的径流分析具有较高的要求。

1.4 设计洪水

在一般情况中, 设计洪水指的是某一频率的洪水, 所以在设计供水的推求中一般要涉及到洪水总量的推求、洪水过程线的推求以及洪峰流量的推求, 对设计洪水的推求可以为大坝高程的确定以及泄洪设施尺寸的确定提供必要的依据。计算设计洪水的途径一般有两种即数理统计法和水文气象法, 而两者最大的不同点在于前者将洪水或者暴雨视为随机事件, 而后者将洪水或暴雨假定为必然事件进行计算和推求。除以上所提到的五种水文问题外, 水利工程规划设计与施工中需要考虑的水文问题还包括厂坝区的水位流量关系线、水库调蓄的演算、水质的分析、冰清的分析、溃坝的洪水分析等。

2 水利工程中水文设计应当注意的问题

在水利工程的规划设计和施工中, 水文设计工作必须以工程的需求和实际情况为依据来确保自身的可靠性, 所以在水利工程中水文设计工作内需要注意以下几个问题:首先要对工程的性质作出了解。水利工程一般都要具备防洪功能, 有的防洪功能是为了缺乏工程的安全, 有的则还需要承担起对下游工程的保护责任。而不同的工程所需要考虑的内容也不尽相同, 如泄量较小而库容量较大的工程需要重点考虑设计洪量, 而与之相反的工程则要重点考虑设计洪峰;其次要对工程的任务作出了解, 与工程性质相同, 不同的工程任务需要重点考虑的水文内容也不尽相同, 所以对工程任务作出了解能够提高水文设计的针对性;在此要对工程的设计阶段作出了解。当前我国的水利工程建设在设计阶段主要分为流域规划和具体工程规划两个阶段, 在具体工程规划中又包括项目建议书、工程的可行性研究、初步设计、施工, 其中, 初步设计阶段和施工阶段对水文计算的精度具有较高的要求。

3 结束语

水利工程的建设, 对我国的经济是有很大的影响, 同时对我国水资源的供应也有很大的影响。水利工程在发电、运输、供水和防洪方面都有很大的作用, 这样就使得水利工程的意义非常的大。在进行水利工程建设之前要对水文资料进行收集, 水文资料会直接影响水利工程的建设是否可以正常进行, 同时水利工程的建设也会对水文资料产生一定的影响, 因此, 在进行水利工程建设的时候一定要重视水文资料的收集和分析工作。

参考文献

[1]雷冬梅, 徐晓勇, 胡斌, 张星梓.水电开发对流域自然生态系统影响的研究[J].安徽农业科学, 2010年29期.

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[3]姜振玲.用科学发展观指导水利可持续发展[J].现代农业科技, 2008年24期.

水文频率在水利工程设计中的作用 篇7

关键词：水文频率,水利工程,作用

1 水文频率等级的确定

水文频率一般以%号来标示, 在水文上时, 用正数百分比来测算不同等级的洪水。如果数据频率非常小, 则显示出这一等级数据以上的洪水出现的可能极低。洪水除了用频率来标示洪水的量级数据以外, 也常使用重现期来标示洪水在多少年内出现一次, 比如出现某个量级的洪水重现期是100年, 就是指这个等级的洪水平均100年才出现一次的可能, 但是不能完全认为这个量级的洪水100年就出现一次。现实情况是, 一个重现期为100年的洪水有可能在今年出现, 明年又出现。水文频率与重现期只是一个衡定洪水量级的指标, 是水利工程在设计时所需的重要参考数据。对重现期的洪水量级划分为以下几种:

重现期在10年以下的洪水, 为一般洪水;

重现期10年至20年的洪水, 为较大洪水;

重现期20年至50年的洪水, 为大洪水;

重现期超过50年的洪水, 为特大洪水。

洪水的等级制定, 并不是指某一个测试数据的站点, 也不是指全国范围内的数据, 而是某一个水系流域的标准, 是当地数据测量的主管部门经过综合考虑后审核并发布的。

2 水文频率计算方法与工程设计标准

2.1 频率计算方法

绘制理论频率曲线, 主要目的是为了解决经验频率曲线的延长问题。水文行业目前普遍选用的理论频率曲线为p-m型曲线, 它是由3个统计参数决定的。3个参数从理论上讲应是总体的统计参数, 但水文变量的总体是未知的, 通常只能由样本资料求出其3个统计参数, 而样本统计参数都具有抽样误差, 这就使由样本统计参数确定的p-m型曲线不能很好地反映总体的分布规律。实际工作中, 通常采用调整样本的统计参数及相应p-m型曲线来拟合样本的经验频率点据, 以减少参数估计的抽样误差和系统误差。通过适线法得到的数据仍有一些误差, 这种误差估算比较困难, 所以水利工程最终所使用的频率曲线和相应数据还需要从水文统计数据上来分析, 并且还要根据该水域水文发生的物理原因和整个地区的分布规律详细分析。

2.2 水文频率在工程中的作用

水利工程设计的规范标准, 就是指用水部门允许破坏的程度以及该水利工程所保护的对象允许破坏的程度。允许破坏的程序必须要经过水文频率基础的衡定。水利工程从设计标准上来说, 分别有兴利标准和防护标准。

2.2.1 水文频率在兴利标准中的作用。

兴利的标准必须要用所设计的保证率来表示。兴利所包含的范围非常广泛, 包含了航运、养殖、发电等等。整个水文工程如果需要最大限度的满足用水部门的要求, 就必要更大的规模, 水文频率更小, 但所需成本必然也会增加。如果要使得水利工程能够保证最大的经济效益和投资合理, 就必须要根据测定的水文数据来衡定标准, 如果计算出来的数据显示出工程完成后的经济效益小于投资所需, 就无需扩大工程规模。所以, 在设计水里工程的时候一般没有要求完全满足用水部门的需求, 可以适当的减少用水部门所需的供水量, 而这就需要研究出用水部门能够承受的减少供水范围, 测定出在一定时期内, 不影响用水部门的正常运作, 这个保证就叫做保证正常使用的用水频率, 也叫做设计保证率。通过对用水合理度以及经济效益的合理权衡, 从而选定设计保证率。设计保证率一定要合理, 若过低, 用水部门的所遭到的用水破坏几率会被增加, 蒙受经济损失。与之相反, 设计的保证率设定过高, 用水部门的用水保证率虽然得到了提高, 但是水利工程的投入就要增加, 使得该水利工程失去较大的经济效益。所以, 设计保证率不但要经过与经济效益的比例计算, 还需要根据水文频率来确认。

2.2.2 水文频率防洪标准中的作用。

水利工程除了兴利外最大的作用就是防洪。防洪的能力标准就是防洪对象所需的洪水防御标准。这些防洪对象不单是包含了自身没有任何防洪能力的对象, 比如说农村、学校、居民楼等等, 还包含了能够保护其他对象的水利工程自身, 比如说水坝、水库等等。防洪的标准严格来说应该在准确预报的未来洪水量级之上, 再根据综合经济来进行选定。从而保证设计的保证率相同, 根据实际情况选择水文频率。所以必须使用同一规定的洪水标准, 根据工程的核心重要性和经济的因素来综合确定。

目前的防洪的防洪标准有两个级别, 分别有设计一级标准和设计、校核两级标准。标准的使用根据实际情况不同采用不同的设计标准。设计标准的指标所预防的洪水应该是高于或等于的, 以保证所设计的防洪设施在安全的范围内, 正常运行。

3 结论

水文频率在水利工程设计中的作用 篇8

1 水文频率等级的确定

水文频率通常都会用百分率的形式来描述, 水文频率和洪水出现的频率之间成正比。另外, 洪水出现机会的大小还可以用重现期来表示。所谓的重现期主要是指某量级的洪水出现的频率, 以年为单位。例如, 如果某一量级的洪水每十年出现一次, 则说明这是十年一遇的洪水, 但是从其实际出现的频率上看, 可能十年之内不止出现一次, 但也有可能十年之内也不出现一次。年份这是一种计量洪水出现率的单位而已。

在水文频率计算工作中, 频率和重现期是重要的衡量标准, 在水利工程建设中, 设计者需要根据这一标准来对水文状况进行了解。将实际水利工程的防洪能力考虑到其中, 这样设计出的水利工程结构特点更加具有准确性和科学性。

另外, 水文频率的等级计算和检测也是一种系统性的工程, 需要由各个部门进行联合审核于发布, 是对某一个流域的洪水出现机会进行统计, 不能仅仅局限于某一个检测站的水文状况。

2 频率计算方法

为了对水文频率进行精准地计算, 通常都会根据实际的数据特点和分布状况绘制成曲线图。从现如今水文行业的发展上看, 主要应用的频率曲线为p-m型曲线。构成这一曲线主要因素是三个参数, 这些参数主要为统计参数, 可以通过对其进行计算来获得水文变量。但是, 不得不提到的是, 统计参数之间都会存在着一定的误差, 所以, 在计量和抽样工作中, 要将总体的分布规律表现出来, 尽量减少系统的误差。这种水文计算方法被称为适点配线法。这种方法的抽样误差量是相对较小的, 精准的计算方式还有待研究和改进。为了完善水文频率计算方式, 工作人员还要根据水文现象的成因和分布情况进行综合分析。

2.1 频率曲线的绘制方法。

2.1.1适线法。在概率格纸上用频率曲线去配合样本系列的经验频率点据, 取用配合较佳时的统计曲线。这种方法常用的有目估适线法和优化适线法。目估适线法是通过工作者的目测, 以他认为曲线与点据配合较佳时的曲线为准;这种方法具有一定的任意性, 不同工作者会得到不同的结果, 但它能照顾精度较高或占重要位置的点据。优化适线法要用一定形式的目标函数, 使其最小而得, 最小二乘法和离差绝对值之和最小法属于此类。2.1.2矩法。是用头几阶矩来估计频率曲线统计参数的方法, 矩的阶数同统计参数的个数相同。2.1.3极大似然法。是使估出的统计参数代入频率曲线的密度函数中, 得到系列中各水文值对应的频率密度之乘积为最大。中国主要采用适线法。

2.2 成果合理性检查。

现有的水文观测资料一般较短, 至多百年左右。在推求千年一遇或万年一遇水文设计值 (如千年一遇或万年一遇的洪峰流量) 时, 必须把频率曲线外延, 外延愈远, 估计所得的水文设计值的误差愈大。因此, 水文频率分析时, 要求尽可能地调查历史上发生过的大洪水, 参证审查后加入频率分析。同时, 必须对频率分析成果在时间上 (单站各长短时段) 和空间上 (情况相似的地区上) 作合理性分析。例如, 相同频率时短时段的水文值不能大于长时段的水文值, 相邻站同类水文系列的统计参数不能相差太大等。

3 工程设计标准

在水利工程设计工作中, 工作人员需要将水文频率作为重点的设计因素, 同时还要充分考虑到对工程的破坏程度。这也是水利工程的基本功能和作用。另外, 保证水利工程附近地区的安全也是设计工作的要点。水文频率的设计作用可以从以下几个方面来分析:

3.1 兴利标准。

在水利工程灌溉、发电以及航运等各项功能发挥的过程中, 用设计保证率来对水利工程的兴利标准进行描述。要在满足用水的基础上, 扩大水利工程的规模, 提升水利工程建设的投资量。在实际的设计工作中, 只有对水利工程的经济效益和社会效益进行控制, 就要对兴利标准进行分析。通常情况下, 要保证供水量和其安全程度都在可控的范围内。这也是设计用水的保证率之所在。对工程设计的保证率进行确定也需要各个专业人士对其进行权衡, 一般来说, 设计保证率和水体破坏程度之间存在着反比例关系。因此, 需要以这一原则为重要的依据, 合理地安排资金和资源的投入, 最大限度地获取经济效益。其中重要的影响因素就是水文频率。

3.2 防洪标准。

防洪是水利工程建设工作的另一个重要的功能, 因此, 防洪标准就是水利工程设计工作的重点依据。所谓的防洪标准就是指水利工程抵御洪水的能力, 在防洪标准上, 人们通常都会存在着一定的误区, 认为水工建筑的防洪只是自身的防洪能力, 其实不然, 水工建筑物还需要对其他水利工程进行防护。在应用的过程中, 要对洪水进行预报, 防护, 防洪。防洪标准是水利工程设计工作的关键要点。现行的防洪标准分为设计一级标准和设计、校核两级标准两种情况。根据防护对象的不同, 其防洪标准可采用设计一级或设计、校核两级。这里的设计标准是指当出现小于或等于这种标准的洪水 (设计洪水) 时, 应保证防护对象的安全或防洪设施的正常运行。校核标准是指遇该标准相应的洪水 (校核洪水) 时, 采取非常运用的措施, 在保障主要防护对象和主要建筑物安全的前提下, 允许次要建筑物不同程度的损坏及次要防护对象受到一定的损失。

4 结论

由本文上述分析可知, 在实际的水利工程设计中, 若要实现投资与收益的最佳效果, 就必须要将工程设计标准建立在水文频率的基础上, 通过水文频率的数据分析, 来判定水利工程的修剪规模程度。使水利工程在既满足当地水利需求的前提下, 又能尽可能的降低工程造价, 实现水利工程的收益最大化。由此可见, 水文频率的计算准确性是非常关键的, 其所得数据的合理性、准确性程度都是影响水利工程的关键因素, 为此, 提高水文频率计算方法和计算水平也是完善水利工程设计中必不可少的环节。

参考文献

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[2]朱荣华.把握“三个代表”精神实质促进水文经济可持续性发展[J].河南水利, 2002 (1) .

[3]李国栋.试论水文行业职工教育长效机制的建立[J].河北水利, 2007 (7) .

论述水利工程中的水文地质问题分析 篇9

水利工程地质勘察的基本任务是运用地质和力学知识回答工程上的地质问题,其目的主要是查明工程地质条件(与工程建设有关的地质要素之综合,包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件等)、分析存在的工程地质问题、对工程建设场区作出工程地质评价,从地质方面保证工程建筑与地质环境相适应,使工程安全、经济、运行正常。

任何建设工程项目的设计,一般均需通过一系列的观测、勘探、试验,查明调查区的水文地质条件,掌握调查区地下水的形成、赋存、运动特征、水质水量变化规律,提供在制定利用或排除地下水措施时的水文地质依据。

但是在实际的工程地质勘察工作中,人们通常更加注重对勘探揭露出来的岩土类型及其工程地质性质、地质结构的研究,很少直接涉及水文地质参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察报告中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。

在一些水文地质条件较复杂的地区,由于对水文地质问题研究不够深入,导致经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。

1应明确工程地质勘察中水文地质问题的评价内容

对工程有影响的水文地质因素有:地下水的类型、地下水位及变动幅度、含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系、土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数、承压含水层的特征及水头等。

为提高工程地质勘察质量,应在工程地质勘察中加强对水文地质问题的研究,不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建设工程可能产生的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对工程建设的危害。

但在工程地质勘察报告中,通常缺少结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,今后在工程地质勘察中应从以下几个方面对水文地质问题进行评价:

1.1应重点评价地下水对岩土体和建设工程的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

1.2工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型,查明与该地基基础类型有关的水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。

1.3不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律,更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况,及其对岩土体和建设工程的不良作用。

1.4地下水位的高低对各种建筑物及水利工程建设都很重要,在分析工程地质问题时,地下水位以上和以下要分别对待。

应从工程角度,按地下水对建筑工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。

2要重视岩土水理性质的测试和研究

土的水理性质是指岩土与地下水相互作用时岩土显示出来的各种性质,主要有容水性、持水性、给水性、毛细管性、透水性等,这些特性与构成岩士的固态、液态、气态三相紧密相关。

地下水在岩土体中有不同的赋存方式:按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水,按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同。而且影响程度又与岩土的类型有关。

通过测试岩土的水理性质指标,可以为今后地下水位水量发生变化时应采取的工程措施提供设计依据。有研究表明岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到水工建筑物的稳定性。以往在工程地质勘察中对岩土水理性质的测试多被忽视,这种情况下对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。

3充分认识地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起的危害可分为三种:

3.1潜水位上升引起的岩土工程危害。

造成潜水位上升的因素包括:附近修建水库,附近河流、湖泊、水库的水位升高,灌溉工程包括引水渠道和水浇地渗漏工程施工、工业废水和各种地下给排水管道的渗漏等。

潜水位的上升对建筑物的安全是极其不利的:

a.它会软化地基,使粘性土含水率增高而强度降低压缩性增高,进而使建筑物产生较大的沉降变形;

b.使地基隆起或产生侧向位移,引起基础上浮,建筑物失稳;

c.使原本并没有达到饱和状态的砂土及粉土达到饱和状态,引发砂土地震液化问题,或者引发流砂、管涌等现象;

d.斜坡、河岸临空面因潜水位上升降低了岩土体力学性能而产生滑移、崩塌等不良地质现象,导致破坏或失去正常的使用功能;

e.还可使原来未加防护的地下室浸水而不能用于原来目的;

f.引起土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

3.2地下水位下降引起的岩土工程危害。

地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。

地下水位的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,有些地区可能产生沙漠化或海水倒灌情况,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

3.3地下水位升降对岩土工程造成的危害。

造成地下水位波动的原因可能有:气候的年份,季节变化,地球与月球引力变化,河流、湖泊、水库水位变化,潮汐变化及气压变化等。

地下水位反复升降可能造成以下结果:a.地下水位的波动总是导致土的压密,因为土体卸载后接着再加载其密度总比原来的大;b.增加建筑基础工程材料的腐蚀性破坏;c.使木桩干湿交替容易腐烂,使泥炭土地基比永远埋于水下更加不利;d.使一些含盐地层如石膏层和钠盐层发生溶解作用从而使建筑物产生相当大的位移;e.能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。

地下水在天然状态下的动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件。在浮压力或扬压力的作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述,这里不再重复。

结束语

综上所述,水文地质工作在工程地质灾害防治、建筑物基础持力层选择、基础设计等方面所起的重要作用显而易见,希望通过本文进一步引起勘察同行对水文地质工作的重视,在工程地质勘察中切实加强对水文地质问题的分析,使工程地质勘察成果的实用性和预见性更好,更好地服务于工程建设。

摘要：本文主要针对水利工程地质勘察中应从哪几方面对水文地质问题进行分析论述,仅供参考。

关键词：水利工程,地质勘察,水文地质

参考文献

工程水文与水利计算 篇10

随着科学技术与经济的快速发展, 我国近几年都在不断的发展水电、水利工程, 当然, 水电水利工程的建设大大减少了洪涝灾害的发生, 并为许多地区, 尤其是中东部的发展提供了水电基础能源, 让更多的人民享受到了水利水电工程带来的好处。但另一方面, 水利水电工程的建设也对水文的测验带来了许多困难。主要因素是因为水文测验需要在未被开发的状态下对流水量、含沙量等方面进行观察监测, 而水利水电工程的建设破坏了区域的原始状态, 因而导致水文测验失真。文章根据某水电站对水文站的影响做了调查研究, 以探讨水利水电工程对水文测验的影响。

1 水利水电工程对水文测验工作的影响

水利水电工程对水文测验工作产生影响主要是通过开发破坏原始状态, 致使水文测验所需要的相关数据受到了破坏来达到目的的。但水电工程对水文测验的影响有多大, 可以通过水库的回水量来测量和分析。

本文以浙江湖州的其中一个水文站受新改建的电站工程的库区回水影响情况作为研究对象。该水文站在要建设的电站的上游方向, 距离电站大约有9.0km。水文站建站已有40年, 级别是国家一类水文站, 它在水文测验方面不论是设施还是项目都非常完备, 集水面积有7012km2。而电站则已建站37年, 拦河坝的高程原来是120.50m, 大坝的高度是8.0m, 装机容量是4×125k W, 2011年水电站进行了技术方面的改进, 改建后的大坝的高度是9.8m, 坝顶高程是118.00m, 装机容量也改为了3×500k W。

1.1 水电站对水文测验的影响和回水计算结果

从大坝位置到水电站尾水处, 库区的回水距离大概是12k W, 一共布设了13个断面, 断面之间的差距大约在398~1700m之间, 在这里本文采用伯努方程式来计算回水水面曲线。

伯努利微分方程是形式如y′+P (x) y=Q (x) y^n的常微分方程。

在此基础上算出各种情况下的洪水回水线和正常情况下的蓄水位的回水线, 然后根据这个来推算出受回水影响后水文站的水面比降, 如表1所示。

1.2 回水后的糙率计算

该水文站受到大坝的回水的影响后, 根据回水计算的水面比降以及水文站2000年实际测量的大断面的结果, 可以计算出水文站的各级水位及其所占的大小面积, 水位~水利半径, 见表2。

在水电站改建并增加了它的大坝高度之前, 从水文站的水位流量关系来看, 中部和低部的水位流量还是处于平衡稳定的状态, 而中部和较高处在受到洪水涨落之后, 影响比较大。在加大了大坝的高度之后, 水位流量受到回水顶托的影响, 其关系有了很大的变化。具体见表3。

水文站在受到大坝回水顶托的影响之后, 其各级水位计算流量的比较结果见表4。

从1975年和1989年的历史洪水调查中, 可以看到水文站到大坝在大洪水的落差都大于1.63m以上, 大坝工程改建之后, 测到的实际落差则为30.53m。由此可见水文站受大坝回水顶托影响是比较大的。

2 水电工程对水文测验的影响分析

从上述的结果来看, 这几年我国大力发展的水利水电工程对于水文站的测验工作还是有很大影响的, 受回水顶托的影响, 水文站的测验工作加大了难度, 准确性也没有以前那么高了。除此之外, 水电工程对水文站的测验工作带来的难度还有河沙量的改变等, 具体影响如下文所述。

2.1水电工程改建次数比较多。随着科学技术和经济水平的发展, 还有环境、社会生活的需要, 我国的水电工程在不断的改建, 在重建的过程当中, 为了适应需要而人为的改变了原来的河道的流量, 水文测验工作难以跟随水电工程改建的速度而改变测量, 使得水文测验变得不精确。另外, 频繁的改建工作让河流水道的水位和水流情况都变得复杂起来, 快速的变动让水文测验的工作人员没有办法在最后的测量时机了进行测量。而且水电工程的建设势必会使水文站断面中的河沙淤泥严重堆积, 致使工作人员很难找到可以准确反映河流水道的整体的水文情况。

2.2建在水文测验站下游的水电工程还会造成回水的问题, 如上述工程则是如此。回水会让水文断面位置处于被开发的状态, 原始状态的破坏, 会使垂线平均的流速与侧电流速之间关系的稳定性, 工作人员因此很难做到对整个水文测验的整体把握, 这样一来自然会让测验资料出现不准确的情况。如果水电工程建在水文测验站的上游, 就容易使得水文和水位的变化差距太大, 且过于频繁, 对于水文测验工作也有很大的影响。

2.3西水东调、城市景观引水等使得水电工程还在大力发展之中, 这也会影响到河流水道原来的水流量。大量水电工程的建设使得河流的低、中、高不同区域的水位流量变化差异太大, 加大了水文测验的难度。另外, 在城市、乡村的建设过程中, 免不了有道路、大桥等会穿越河流, 破坏了河流水道最开始的状态, 水文测验也因此受到了阻碍。而且相关建设人员在工程建设中不注意环保, 将建设过程中不需要的淤泥河沙都倒入河水中。

2.4设备的改变致使水文测验工作受到影响。随着科学技术的发展, 现代的水电工程大力快速的建设之中, 这样一来, 水文站就会受到影响, 甚至要迁移, 这就需要水文站不断的改变原来的工作方式方法, 增加新的设备以跟上水电建设的节奏。如此一来就会使得水文测验工作原来的计划被破坏, 不得不停下来做新的工作计划。另外, 水文测验工作还很容易面临索赔和缺钱的问题, 致使水文测验工作难以得到进一步的提高。

3 水文测验应对水电工程建设的策略

3.1因为水电工程频繁的建设和改建, 对于水文测验工作带来的不仅仅是搬迁、索赔的问题, 还有难以及时了解到相关信息, 致使测验工作难以进行。所以, 为了提高水文测验工作的顺利进行, 便于工作人员快速及时的搜集到最新的资料, 相关的部门应该配合其工作, 在资金上给予水文站大力的支持, 另外, 可以制定相关的政策, 规定水电工程在建设和改建的时候应该主动将相关的信息提供给水文站。

3.2水电工程的大力建设让水文站的测验工作难度大大提高, 除此之外还面临着索赔、搬迁和重建的问题, 这时候很容易使测验工作中断甚至无法进行, 所以需要其他部门的支持, 比如辅助观测站。在确定搬迁或者改建之后, 相关部门可以在调查之后, 增加一些相关的辅助站和调查点, 并给以相关的设备支持, 让其收集相关的流域内的雨量, 水文测验工作人员在此基础上可以根据相关计算进行分析研究, 这样一来可以在一定程度上提高水文测验工作的准确性。

3.3近几年来, 水利水电工程大力开发建设, 虽然给社会和人民带来了许多益处, 但频繁的新建工作和改建工程, 让水文站受到越来越大的影响, 水电工程在放水、蓄水的同时, 河流水道的流速、水位都处于快速变化的过程之中, 但相关的水文测验设备却无法跟上其变化的速度, 普通的测验设施和仪器都无法圆满完成对水文工作的测验, 导致测量的结果存在的误差非常大。所以, 工作人员不仅要在资金和法律上支持水文测验工作, 在科技上也要支持水文测验工作。稳定水文网, 研发或者引进国外先进的水文测验设施和仪器, 让水文测验的技术跟上水电建设的速度, 才能减少水电工程对水文测验带来的影响。

4 结束语

随着社会的进步, 经济的发展和时代的需要, 建设水利水电工程是必不可免的, 但水文测验工作也关系到准确反映河流的相关问题, 对于避免洪水等自然灾害的发生有关键的作用。所以, 在发展水电工程的同时, 还要仔细调查分析水电工程建设对水文工作的影响, 并积极探讨出应对的策略, 才能真正使水电工程利国利民。

摘要：近几年, 我国在水利水电工程方面大力开发, 继而使水文测验工作受到了很大的影响。兴建了水电水利工程的地方, 其水流量、河沙量等都发生了很大的变化, 致使关于这些地区的河流水文资料不再像原始状态下一样真实。文章结合相关的水电站改进工程, 分析水利水电工程建设对水文测验工作的影响, 并探讨研究水文站对此该如何应对的策略。

关键词：水利水电,工程建设,水文测验

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