理工水文统计学论文

摘要：澳大利亚拥有世界一流的高等教育，且国际化程度较高。文章主要阐述澳大利亚水文水资源专业的培养方案和典型课程教学大纲，并在此基础上，提出了澳大利亚水文水资源专业特色对我国相关专业的启示意义。下面是小编整理的《理工水文统计学论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

理工水文统计学论文 篇1：

水文与水资源工程专业本科教学存在问题及教学改革

摘 要：水文与水资源专业是一门发展迅速且目前较为热门的学科，旨在培养掌握水文、水资源和水环境等学科专业基本知识与技能，能在水利、水务、能源、交通、城建、農林、环保、地矿等部门从事水文、水资源和水环境勘测、评价、规划、设计、预测预报和管理等方面工作以及教学和科学研究工作的高级专门人才。如何完善水文与水资源工程专业的本科教学体系，是培养与社会需求相契合的水文与水资源工程专业人才的关键所在。该文以吉林大学水文与水资源工程专业为例，针对本科教学人才培养现状，分析了教学方案及教学过程中存在的若干问题，并针对存在问题提出相应的改革措施，为进一步培养适应社会生产需求的应用型专业人才奠定基础。

关键词：水文与水资源工程专业 教学方案 课程改革 教学体系

我国现有45所高等院校开设水文与水源工程专业，所培养的水文人才也数以万计，本科毕业生就业率高，但由于该专业开设的年限较短，加上不同时期社会对该专业人才要求的变化，使得该专业的学生虽然就业形势表面良好但却存在许多实际问题没有解决[1]。该文以吉林大学水文与水资源工程专业为例，在分析目前本科教学人才培养方案的基础上，总结了教学过程中存在的若干问题，并针对存在问题提出了相应的改革措施，为培养与社会需求相契合的水文与水资源工程专业人才提供建议。

1 培养方案及就业形势分析

国内各高校水文与水资源工程专业的基础课基本是一致的，主要包括自然地理学、水力学、水文气象学、水文学原理、水文统计学、水文水利计算、水文测验与调查、水文预报[1]。由于各个高校又根据自己所研究的侧重点不同，又增加了一些其他相关专业课，例如水环境监测与评价、水资源管理与保护、水文地质学基础、地下水动力学等。吉林大学水文与水资源工程专业由原来长春地质学院的水文地质工程地质专业分化而来，因此地下水是该专业的一大特色，所以开设的内容包括地表水和地下水的课程。除了正常开设的上述地表水课程之外，还增加了地质学基础、水文地质学基础、地下水动力学、专门水文地质学四门与地质及地下水有关的必修课以及地貌及第四纪地质学、水流数值模拟等一系列的专业选修课。自2011年以来，该专业每年招生人数40人左右，除了正常的理论教学之外，该专业还将实践教学作为专业人才培养的重要途径。

表1是吉林大学水文与水资源工程对本科专业兼顾地表水和地下水而开展的课程设置。体现了统筹兼顾、博学浅知的培养方式，因此，该专业的毕业生就业服务的方向比较广泛，包括水利、城建、环保、地矿等部门从事水文、水资源和水环境等相关工作以及教学和科学研究工作的高级专门人才。根据该专业2000—2012年的本科毕业生统计，就业率均达到了90%以上，其中2012年的就业率达到了98%。

2 本科教学过程中所存在的问题及就业反馈信息

从目前已毕业学生的反馈及相关单位对聘用我校该专业学生的反馈意见，当前我校水文与水资源工程专业的人才培养方案中存在着以下几个问题。

（1）专业课程开设较晚，我校的地下水作为特色，专门水文地质学的开设时间在大四第一学期，而在此之前的大三结束后的暑假大三生产实习中会涉及到大量该课的内容。所以为了满足学生的实习要求，带队老师需要在实习过程中对于专门水文地质学的一些基础知识进行补课，而大四的第一学期又重复其中的一部分内容，因此使得课程的安排与实践教学不能相互适应。

（2）课程课时需要调整。有些课程的内容相对较多，现有学时只能使课程教学点到为止而不够深入，例如水文水利计算这门课程为64学时，而原来的水文分析与计算的课时就达到48学时，后面的水利计算如果按照之前的讲解速度则只有16学时，因此要较深入细致的将整个课程全部讲完非常困难。

（3）部分课程之间的内容交叉较多，部分重叠。内容更新不及时，教案还用的老旧教案。例如水文统计与水文水利计算中关于频率分析与计算的内容重复[2]。

（4）学生学习以学分为目的。目前吉林大学水文与水资源工程专业的课程设置中必修课相对于选修课的门数相对较少，主要是希望学生根据自己的兴趣爱好选择相应的选修课，除了最低学分的限制，没有别的要求，因此部分学生一旦选够学分，就对其他课程不再重视，导致所学课程的体系不够完整。

（5）与工作有关的实践内容较少，有很多学生对于地表水的相关内容一知半解。目前学生的实践内容与地下水科学与工程专业的内容基本一致，因此对于地表水的内容缺乏工作经验。

（6）实验设备不完善，学生的操作能力低下，特别是地表水方面的测流，学生目前对基本的流速仪测流法仍不能熟练掌握。

3 水文与水资源工程专业人才培养改进措施

本科生学位教育一直以来都秉承以基础教育为大方向，在已设置的水文与水资源工程课程的基础上，应该以满足社会生产需求为前提，因此随着十几年专业教学的积累，针对上述不足，应对课程的教学体系进行优化，进行适当的调整。主要从以下几个方面进行。

3.1 优化教学体系，调整课程设置

（1）选用更适合教材，同时课程小组对于教材进行内容的审定，根据需求删减或增加教学内容。目前吉林大学水文与水资源工程专业的专业课程的教材选用基本是按照以前执教老师的讲课理念和习惯来选择的，之后一直沿承下来，所以没有进行统筹规划，使得有的课程之间教材内容交叉重复，而有的课程的教学又不够系统。

（2）课程设置方面重新评估安排。随着讲课经验的累积，目前该专业的课程已经进行了一些调整，例如水资源利用与保护课程，安排在大四来讲授，同时其中的大量内容与大一的水资源概论有重复，从时间上和内容上都不合适，因此目前已经取消该课程。又如专门水文地质学，建议提前到大三第二学期讲授，以保证学生在参加大三生产实习之前对于水文地质的内容有系统的掌握，利于将所学知识融入到实践中去。

（3）增加新任课教师助课、教学小组听课制度。目前吉林大学地下水科学与工程系有地下水科学与工程以及水文及水资源工程两个本科专业。全系老师（包括实验员）合计却只有32人，所以有许多课的授课重担就交到了年轻教师的手里，有时由于特殊情况甚至没有助课，直接上台授课，这对于讲课效果来讲是没有保证的。所以建议新任课的教师至少助课1～2次才能接受新课程的讲授。另外对于新教师的讲课效果应进行评估，教学小组应不定期的由老教师听课，提出意见以帮助新教师改进教学方式，提高教学效果。

3.2 丰富教学手段，激发学生学习兴趣及想象思维能力

充分运用现代教育技术，在课堂教学中将板书和多媒体有机结合。在教学过程中对于一些图、表以及视频等借助现代技术PPT、Flash等传达水文信息，表达水文过程，解决理论课课时不足的问题，同时也能提高学生学习的兴趣[3]。

3.3 调整实践教学，提升实际操作能力

水文与水资源工程作为工科专业，目的就是为了培养具有扎实理论基础和较强实际工作能力的学生，满足社会经济发展的需求。因此实践教学对于培养合格的水文与水资源工程专业毕业生具有重要意义。吉林大学水文与水资源工程专业每年的暑假都有实习内容，在这过程中除了传统的水文地质调查等内容外，还包括水文测验与调查、环境水文地质调查、水分析化学[4]。同时重要课程均设计有课程设计，如水文计算、水文预报、专门水文地质学、水流数值模拟等。

3.4 开放先进实验设备，让本科生真正走进实验室

吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室是2010年度立項建设的教育部重点实验室，拥有多个先进的分析测试平台，但之前该实验室只针对教师和研究生开放，本科生不允许进入。但近3年随着学校对于大学生创新实验和开放性创新实验的大力支持，许多本科生开始走入实验室，但只是在水利工程教学实验中心的水分析化学实验室，虽然除了常规分析仪器设备之外也有一些如紫外、液相色谱、气象色谱等先进仪器以供使用，但仍远远不能满足学生的需求，因此建议该重点实验室能对本科生开放，做到真正的让实验室为所有学生所用。

3.5 与相关单位形成稳定关系，产学研相结合

到相关单位实习，是学生从学校的学习走向社会的重要纽带。一般学生毕业后都有个实习期，如果能有固定的工作单位提供这一实习机会，就能使学生尽快适应社会、胜任相关工作，对于就业将会起到重要的帮助。因此与相关单位形成稳定的关系，产学研相结合，发挥各自的优势，对于学校、单位都有益处。对于学校而言，让学生进入相关生产单位实习，提高教学质量和培养学生的实践能力，团队协作能力，增强学生的社会竞争力，同时也能提高学校的知名度；而对于单位而言，若能在学生实习过程中培养和找到符合自己单位要求的毕业生，则是个一举两得的事。

4 结语

目前，水文学的理论发展进入到了一个瓶颈，而水文与水资源工程的教学环节却还与实际应用之间存在着较大的差距，还有很多工作需要开展和改进。针对目前水文水利计算教学方案及教学过程中存在的若干问题，该文以吉林大学水文与水资源工程专业为例，提出了从教学体系优化、教学手段丰富、教学实践调整、实验设施开放、产学研相结合五个方面的改进措施，以期望为建立与社会生产需求更适应的水文与水资源工程专业的教学方案提供建议，为培养应用型专业人才，增强学生的专业技能，提高社会竞争力提供帮助。

参考文献

[1] 郭纯青，周蕊，代俊峰.水文与水资源工程专业应用型人才培养与教学改革——以桂林理工大学水文与水资源工程专业为例[J].当代教育理论与实践，2012，4（11）：83-85.

[2] 王龙，龙晓敏，杨蕊.《工程水文学及水利计算》课程教学中研究性学习探索[J].教育教学论坛，2014（15）：98-99.

[3] 方樟，马喆，梁秀娟.等.《水文水利计算》课程教学模式改革与研究[J].科技创新导报，2013（35）：157.

[4] 赵华荣.环境学科背景下水文与水资源工程专业教学改革与实践[J].大学教育，2013（4）：61-62.

作者：方樟 马喆 肖长来 梁秀娟

理工水文统计学论文 篇2：

澳大利亚水文水资源专业特色及启示

摘 要：澳大利亚拥有世界一流的高等教育，且国际化程度较高。文章主要阐述澳大利亚水文水资源专业的培养方案和典型课程教学大纲，并在此基础上，提出了澳大利亚水文水资源专业特色对我国相关专业的启示意义。

关键词：澳大利亚；水文水资源；高等教育；培养方案；教学大纲

澳大利亚高等教育主要由大学教育、职业教育与培训两部分组成，其教育体系主要沿袭英国传统，后期也受美国模式的影响。1850年，悉尼大学创办，是澳大利亚第一所大学。1853年，墨尔本大学开办，是澳大利亚第二所大学。这两所大学都继承了当时英国牛津大学和剑桥大学的模式[1]。至1911年，澳大利亚共创办有6所大学。1946—1975年间，13所大学相继在澳大利亚开办。20世纪70—80年代后，澳大利亚高等教育获得了快速发展。目前，澳大利亚已经发展为世界高等教育大国和强国，全国共有37所公立大学、2所私立大学、4所联邦政府开办的特种高等专业学校，以及许多职业技术学院[2]。

全国实行统一的学历学位和高等教育文凭，设有博士学位、硕士学位、学士学位和专科文凭。推行三年本科、二年硕士和三年博士学位体系。博士学位以研究方式修课为主，也有一些学校按授课方式培养，修业年限至少三年。硕士学位分为研究和授课两种方式进修。研究为主的硕士修业年限则为一年半到两年；上课为主的硕士课程修业年限为一年到一年半，并提交一篇小论文。学士学位分为普通学士学位和荣誉学士学位。普通学士学位需要3年全日制学习或半脱产时间学习。荣誉学士学位是完成普通学士学位学习课程的优秀学生，再进行一年学习。21世纪以来，澳大利亚政府改革高等教育，扩大高校办学自主权、增强高校国际竞争力、推动高等教育服务产业化[2]。学校积极吸引外国留学生，增加职业教育。目前，原有96个学位压缩为文学、理学、商学、生物学、环境学和音乐6个学位，要求学生至少选择一个专业方向，但25%的课程内容需在主干课程以外选择学习。

澳大利亚具有完善的高等教育制度和世界一流的高等教育水平，国际化程度相当高（国外学生占1/12）[3]。因此，笔者对澳大利亚的水文水资源高等教育的教学规模、培养方案和教学大纲进行了调查研究，为我国高等教育的水文水资源专业的教学改革提供有力的现实依据。

一、澳大利亚水文水资源专业现状

澳大利亚没有与我国同名的水文与水资源工程本科专业，许多学校开展培养水文与水资源方向的研究生。水文水资源方向本科教育分布在两类学校。第一类是开办水文与水资源和水科学专业的大学，第二类是开设水文水资源课程的大学。

（一）开办水文与水资源专业和水科学专业的大学

澳大利亚开办水文与水资源和水科学专业的大学较少，主要有弗林德斯大学和澳大利亚国立大学。

弗林德斯大学以英国航海家Matthew Flinders命名，创办于1966年，学校有90名职员和400名学生，开设不到10门课程。2014年，弗林德斯大学拥有2679名职员，24702名学生，其中4161名学生来自100多个国家和地区，开设350门课程，培养60000名毕业生。弗林德斯大学工程与科学学院环境部环境学院开设理学学士—环境水文与水资源本科专业（Bachelor of Science - Major in Environmental Hydrology and Water Resources）。理学学士分为普通理学学士（3年制）和荣誉理学学士（4年制）。涉及环境科学、水科学、海岸和空间科学等多学科前沿研究，并提供创新型本科生培养计划（innovative undergraduate program）和专业型研究生培养（specialized postgraduate courses），积极倡导国内国际交流环境研究成果。

澳大利亚国立大学于1946年创办，是澳大利亚唯一一所由联邦国会专门单独立法而创立的大学，也是澳大利亚排名前两名的大学。医学、生物与环境学院拥有Lord Howard Florey（1945）诺贝尔医学奖、John Eccles （1963）诺贝尔医学奖、Rolf Zinkernagel（1996）诺贝尔医学奖、Peter Doherty （1996）诺贝尔医学奖、Brian Schmidt （1963）诺贝尔物理学奖。医学、生物与环境学院开办资源与环境管理学士学位并设水科学（Water Science）专业。

（二）开设水文水资源课程的大学

澳大利亚许多大学的土木工程和环境科学专业开设水文与水资源课程。代表性大学有昆士兰大学、南澳大利亚大学、新英格兰大学、新南威尔士大学、悉尼大学、詹姆斯库克大学和西澳大利亚大学。

昆士兰大学始建于1910年，是世界百强高等科研学府之一，也是澳大利亚最大最有声望的大学之一。拥有6816名职员，50749名学生，其中本科生37631名，研究生13118名。至今培养了220000名毕业生。工程、建筑与信息技术学院土木工程系开办土木工程、土木与环境工程、土木与岩土学士学位本科专业，并设水文水资源课程。

南澳大利亚大学1991年创建，由1889年开办的南澳理工学院和成立于1856年的南澳高等教育学院的三个校区合并而成。有27000名学生，其中3000名国际学生。工程与环境学院开设水文水资源课程。

新英格兰大学是澳大利亚第一个建于地方首府之外的大学，其历史可以追溯到20世纪20年代，1954年独立成为今天的南澳大利亚大学，是澳大利亚最大的教学和科研的大学之一，培养了100000名毕业生。环境与农村科学学院培养3年环境科学学士学位。

新南威尔士大学创办于1949年，是世界排名50位的大学，是国际著名的研究型大学。目前，学校有来自全世界120个国家和地区的50000名学生。新南威尔士大学工程学院是澳大利亚最大的工程学院，具有60多年的办学历史和国际高水平的教学科研。工程学院土木与环境工程系开办工程学士学位环境工程方向本科培养，4年制。

悉尼大学始建于1850年，是澳大利亚第一所大学和国际著名研究型大学。学校有52000名学生，分别来自134个国家和地区。澳大利亚1/3的诺贝尔奖获得者来自悉尼大学校友，是澳大诺贝尔奖获得者最多的大学。拥有水文与地理信息科学实验室，开展水文模型、GIS与遥感、水质与生物、环境模型、生态水文与统计学研究。

詹姆斯库克大学成立于1970年，是一所规模大型的公立研究型综合大学。詹姆斯库克大学是澳洲的第一座热带大学，在与热带地区有关的一些学术领域内有很强的实力。大学与诸如大堡礁海洋公园组织，澳大利亚海洋学院、基础工业部等机构协作紧密。受到全球认可的学科有海洋生物、沿海与环境科学、热带雨林、海洋考古学等，其海洋学科是全球顶尖学科之一。

西澳大利亚大学1911年建校，位于西澳洲首府珀斯，是西澳洲最古老、最出名的大学之一，也是顶尖八校集团（GROUP OF EIGHT）的成员。学科包括农业、工程与机械科学、科学类等。设置的专业有土木工程、机械工程和地理地质学等。

除此之外，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）也从事水文水资源研究，它是澳大利亚最大的国家级的科研机构，前身是1926年成立的科学与工业顾问委员会，总部坐落在首都堪培拉。其研究机构遍布澳大利亚全国各地，而且国外有一些分支机构，在澳大利亚的国民经济建设中起着举足轻重的作用。CSIRO在全澳大利亚有15个研究所和研究中心，水土研究所（land and water）是CSIRO研究水文水资源的一个专门研究部门。目前该部门承担澳大利亚“健康国家水发展旗舰计划项目——流域未来”的旗舰项目。

二、澳大利亚水文水资源专业本科教育培养方案

本节以澳大利亚弗林德斯大学为例，介绍澳大利亚水文水资源本科教育培养方案。弗林德斯大学工程与科学学院环境部环境学院开设普通理学学士学位和荣誉理学学士学位环境水文与水资源专业。

（一）普通理学环境水文与水资源专业

培养目标：（1）掌握水文系统机理；（2）具备水文学、水资源知识；（3）应用科学方法研究水文水资源问题；（4）使用各种分析方法，包括计算软件分析数据；（5）提供学生水起源、水量和水运动的过程知识以及澳洲的水问题。

具备能力：（1）环境水文与水资源相关学科知识；（2）应用科学方法；（3）评论和解释科学信息；（4）科学想象能力；（5）交流能力；（6）独立工作和团队合作；（7）正确的价值观。

学制三年，教学计划108学分。其中，水科学主题课程45学分（见表1），其他专业（数学、物理、化学、计算机、生物科学、生物信息学等）选修课程63学分。

（二）荣誉理学环境水文与水资源专业

荣誉学士学位是完成普通学士学位学习课程的优秀学生，再进行一年学习，学生完成高质量的研究论文并答辩后获得学位。荣誉理学学士学位环境水文与水资源专业为学生提供环境水文与水资源的科学研究，培养环境水文与水资源专业人才。具有荣誉科学学士学位的同学在就业方面具有很强的竞争力，而且能够直接攻读澳大利亚的该专业的博士学位，而无须完成硕士学位。

三、南澳大利亚大学“水文与水力学”和悉尼大学“水文学基础”课程教学大纲比较

（一）南澳大利亚大学“水文与水力学”课程教学大纲

教学目的：提供学生明渠水力学和工程水文学的知识与技术。

教学内容：本课程4.5学分。主要内容有：（1）明渠水力学导论；（2）明渠设计；（3）水流分类；（4）基于Direct step和Standard step法的水流计算；（5）水文循环和水量平衡；（6）水文气象数据采集与处理；（7）水文模型；（8）设计暴雨和设计洪水计算；（9）河网系统HEC-RAS模型。

教学方法：课程教学总学时63学时，其中课堂讲授39学时，实践2学时，计算机上机22学时。

成绩评定：课程成绩评定期末考试（3小时）占总成绩的50%，计算机实践和作业占40%，平时测验占10%。

（二）悉尼大学大学“水文学基础”课程教学大纲

教学目的：介绍澳大利亚流域和世界流域综合管理的水文和水管理科学知识。

教学内容：水量平衡，降雨径流模型，径流和环境流量的分析与预测，水质和水资源管理的可持续实践。分为理论讲课和野外实习两部分。

主要阅读书目：

[1]Ladson.Hydrology an Australian Introduction[M].

Oxford University press.2007

[2] McMahon，T.A.，Finlayson，B.L.，Gippel，C.J.，and

Nathan，R.J.Stream hydrology：an introduction for ecologists [M].John Wiley & Sons Inc.2004

成绩评定：期末考试（2小时）占50%，实验和实践报告（3次）占30%，野外实习报告占20%。

四、澳大利亚水文水资源专业特色对我国的启示

澳大利亚是世界高等教育大国和强国，虽然水文水资源本科教育的规模远不及我国，但澳大利亚水文水资源本科教育有许多成功经验值得我国学习。

（一）注重培养学生主动学习的理念

联邦政府积极引导教师从“注重教”转向“注重学”。在课堂教学活动中，学生始终处于学习过程中心，教师处于辅助地位。澳大利亚水文水资源专业课程基本上按小班授课，班级规模在15—20人。一些公共课则采用大班授课，教师会对大班授课内容进行分组讨论，以达到理解和消化目的。课堂讲解中，许多教师讲解知识要点不超过一半授课时间，组织分组讨论、回答问题、案例分析、各类实验等活动，体现了精讲多练的教学特点。

澳大利亚认为高等教育质量提高关键在于学生的研究学习，鼓励教师开展“以学生为中心”的学术活动，并将这种学术研究转换为促进学生学习的重要手段。因此，教师可以选择部分内容讲解，不追求知识的系统性和逻辑性，讲授课时较少。注重学生自学能力、信息收集与处理能力和动手能力的培养，并设置许多课题方案，注重培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

在我国教育中，教师是学生学习的主导者。教师通常以灌输具体知识的课堂讲授为主，学生的动手实践能力很难得到锻炼[4]。因此，我国水文水资源教育有必要加强这方面的改革，教师角色逐渐向学生引导者转变，将学习自主权归还给学生，提高学生学习的探索性和创新性。

（二）拥有灵活的管理及考核机制

学习时间灵活。澳大利亚普通水文水资源专业本科学士学位3年制，一学年分为2个学期，每学期最多4门课程，一学年可学习8门课程。每门课程每周一次大课和一次小课，每周共有12个课时。许多学校采用每门课程每周一次3小时讲授（Lecture）、一次1—2小班辅导（Tutorial）。学生可以申请暑期上课，可以提前毕业，也可以延长修完学业。学校留出学生充足的时间做作业、体育锻炼、社会活动和打工等。在我国学生的开学时间是固定的，水文水资源专业课程一般以60人左右的大班进行授课，学生暑期一般不安排课程学习，在4年的学制中，完成不了既定学分的同学可以申请延长学业。相比较而言，我国的课程设置可以更加灵活，给学生更多的自主时间完成学业。

教材选择灵活。一些高校专业课程教材可根据本校学生特点量身定做，主要教材称为“Student Manual”。教师可根据学科发展更新这些教材，为内部使用教材，价格便宜。除此之外，每门课程还配有阅读和练习材料（Readings and Activities）以及教学参考书（Teacher Manual）。因此，教材体系比较完善，能够保证课程教学质量。也有学校不指定唯一教材，教师会列出长长的参考书目清单，鼓励学生查找，锻炼学生的独立研究能力。中澳两国在水文水资源专业的教学中选择课程教材上存在着一定差异。我国水文与水资源工程专业课程一般会选择正式出版的教材，教师根据教材以课程教授的方式讲解课程内容。另外，教师会推荐一些参考教材和参考文献开拓学生视野。因此，我国在教材选择方面仍有进步的空间[5]，我们应该给教师和学生更多的自主空间去探索和创新水文水资源的专业知识。

课程考核灵活。水文水资源专业课程的考核完全由任课教师确定，学校不会过多干预。教师评定学生成绩时会考虑：社会反馈、个人总结、学习心得、测验单、课堂笔记、实验和实验报告、问卷调查、工作记录、图表、照片、流程图、日程表、计算机文档等。期末成绩笔试是主要的考试形式，按得分评定，一般包括回答问题、案例分析等。除此之外，大部分考试题目为开放性题目，无论学生同意还是反对题中观点，只要能够提出自己的看法、论据充足、论述充分就可以获得高分。课程成绩由平时成绩、期中和期末考试组成。平时成绩占10%—20%；期中考试占20%—30%；期末考试占50%—70%。考试不及格者，需要交纳该课的学习全部费用，利用假期重修该课程。我国该专业的考核多以笔试为主，偶尔会有课程报告等形式的考核。考核成绩通常会由平时成绩（30%—40%）和期末成绩（60%—70%）组成，偶尔会加入其中成绩。考试不及格者，学校不收取学生的补考费用，利用假期学习该课程后，在学期开始的前1—2周给学生重新补考的机会。若补考不通过，学生在下一学年继续重修该课程。较澳大利亚的课程考核，我国的课程考核的形式可以更多样化[6]。学生重修课程的时间可以更灵活。

（三）提供高效的教学支持条件与多元化学习形式

设立学习与教学中心（Learning and teaching center， CLT）支持性机构，应用信息技术为学生提供多样化的学习支持，为教师教学发展和提高教学效率提供支持。遍布校园的无限网络和计算机终端为水文水资源专业学生自主学习提供了极大的帮助。另外，课程学习网站的建立为学生高效灵活的学习提供了极大的方便[7]。悉尼大学超过70%的课程建有课程学习的网站，还有约5%的课程完全通过网络或远程学习的形式来完成。新英格兰大学为全澳洲经验最丰富的远距教学单位，可以确保参加远距教学的学生们享受到最便利和最专业的课程内容。全校1.7万名学生中约有1.2万名学生目前正通过线上教学系统学习，而所有新英格兰的学生也都拥有独自的网络系统和电子邮件账号。将近200门学科已经通过网际网络教学，除了提供最快速便捷的学习环境外，也提供更实时互动的渠道，让学习者和教授者之间能经由电子网络搭起沟通的桥梁。

我国在网上教学这方面起步较澳大利亚晚，但多数高校已经开始建设网上教学资源[8]。而且中国正积极地加入“大规模开放式网络课程”（MOCC），与全国顶尖大学共享教学资源，在线学习领域正在重塑高等教育的新版图。我们相信中国的水文水资源高等教育会在不断向国外的学习中取得长足的进步和发展。

参考文献：

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新人才的培养[J].教育研究，2011，（8）.

[8]宋瑞明，马细霞，赵培培等.基于现代化水利建设需求的

人才培养方法探讨[J].中国科教创新导刊，2013，（20）.

作者：宋小燕

理工水文统计学论文 篇3：

金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度决策支持系统研究

摘 要：为充分发挥金沙江下游—三峡梯级水库群的巨大综合效益，需建立决策支持系统以提高梯级水库群调度管理水平和决策效能。分析了建设金沙江下游—三峡梯级水库群联合调度决策系统的必要性和可行性，对决策支持系统的结构、需重点解决的问题及所采用的技术手段展开了研究，提出了决策支持系统软件的设计思路，可为金沙江下游—三峡梯级水库群聯合优化调度管理决策提供技术支持和参考。

关键词：水库群;优化调度;决策支持系统

中图法分类号：TV697.1               文献标志码：A            DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0106

水库群联合优化调度一直是水资源管理领域的重要研究热点。由于入库径流的随机性，决策过程的动态性、实时性，系统的非线性，以及管理的多目标性，使得水库群联合调度决策过程非常复杂，仅依靠个人能力对水库群优化调度做出正确的决策十分困难。另一方面，科学家们已建立了较完善的经验模型、物理模型和数学模型来模拟流域水文过程、水库调度效益及影响等问题，而这些是管理者决策过程中所需的重要信息。为建立决策者与科学家之间的桥梁，Fedra[1]首先将决策支持系统的思想引入到水资源管理中。

所谓决策支持系统是以运筹学、控制论和行为科学为基础，其主要特点是能够解决复杂的非结构化和半结构化问题，重点是定量模型应用、数据分析和为决策者提供决策依据[2]。而梯级水库群联合优化决策支持系统就是将水库群联合优化调度涉及的决策问题通过建立的模型进行定量表达，使水资源管理决策者在科学的基础上把握决策过程，从而提高决策的效能，最大程度发挥流域水库群的综合效益。

1 联合优化调度决策支持系统建设的必要性和可行性

1.1    必要性

金沙江下游—三峡梯级水库群是长江流域最大的水库群，包含乌东德至葛洲坝等6座巨型水电站水库。目前，溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站已经全面投入运行，乌东德、白鹤滩水电站将分别于2020年、2021年蓄水运用，金沙江下游—三峡梯级水库群总装机容量将超过7 000万kW、年均发电量超过3 000亿kW·h，装机容量和年发电量均居世界水电行业首位。金沙江下游—三峡梯级水库群担负着防洪、发电、航运、供水、生态环境保护等多项功能，综合利用要求高、电网拓扑结构复杂，是典型的多目标、非线性、随机动态系统。

为解决金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度面临的长距离河道演算、大面积流域水雨情预报、实用的多库多目标联合优化调度算法、调度效果评价等关键科学问题和工程应用技术瓶颈，急需一套梯级水库群联合优化调度决策支持系统，为决策提供合理建议和科学依据。

另外，随着计算机技术发展与实际需求增加，现有的水库调度应用系统已不能满足电力系统改革和生产管理的需求，原因如下：①已有水库调度系统多是针对流域上单个水库开发的，每个系统控制的是局部范围，很难进行流域梯级水库群联合优化调度。②少量水库调度系统只能完成溪洛渡—葛洲坝四库的常规联合调度计算及中短期优化调度计算，不具备中长期优化调度计算功能，更无法进行梯级水库群调度效益评价分析。③受当时所采用开发框架与技术的限制，现有水库调度系统的技术更新、功能升级和调度方案扩充十分困难。

因此，为了给水资源管理决策者提供最优的调度决策方案，提高梯级水库群管理水平，充分发挥金沙江下游—三峡梯级水库群的巨大综合效益，研制方便、快捷、准确的水库群联合优化调度决策支持系统成为当务之急。

1.2    可行性

梯级水库群联合优化调度研究源于欧美工业发达国家，我国也于20世纪80年代开始水库群多目标优化调度方面的研究。目前，国内外学者和研究机构在流域水文特性分析与预报、梯级水电站发电、防洪及生态调度、水库群多目标优化调度，跨电网、区域联合优化运行等方面都有深入的研究并建立了相应的理论体系。

国内外梯级调度机构在流域梯级水库群调度管理技术方面也积累了成功经验。对于金沙江下游—三峡梯级水库群，目前已建成了覆盖长江上游流域的水情遥测系统，长江上游水库群信息共享系统正不断推进，跨区域的梯级水库调度自动化系统和监控系统已形成并得到充分利用，多年的三峡—葛洲坝梯级以及溪洛渡—三峡梯级联合优化调度的经验技术和取得的巨大效益，也为金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度决策系统提供保障。

水库群联合优化调度模型和工程应用系统的研发一直受国内外梯级调度机构重视，然而现阶段较为成熟的应用系统均以国外为主。有影响力且应用较广的产品有丹麦水力研究所（DHI）的MIKE11，美国陆军工程兵团的ResSim，乔治亚理工的水资源管理决策支持系统（GTDSS）等。对于复杂系统针对性开发的应用产品有加州伯克利分校研究教育中心为加州水资源管理开发的CalSim。该系统包括了加州所有州属和联邦政府所属的20多个水库和北水南调设施，主要功能有短期运行和中长期调度方案模拟，采用的优化算法是线性规划。田纳西流域机构（TVA）开发的RiverWare也是针对所属的田纳西河十几个水库开发的生产调度系统，包括预报、中长期短期调度及实时控制模型。国外的应用系统将具有普适性的算法都固化成通用模块，可针对不同的应用对象和特殊要求进行二次开发。

因此，基于国内外理论研究成果以及国外先进的水库群联合优化调度应用系统，结合三峡—葛洲坝和溪洛渡—三峡梯级水库的联合调度技术经验，开发金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度决策系统是可行的。

2   联合优化调度决策支持系统设计

2.1   系统目标

围绕长江上游水电绿色发展的重大战略需求，解决金沙江下游—三峡梯级水库群防洪、航运、发电、供水、生态等综合调度存在的技术难题，研制快速有效的水资源模拟、优化及评估模型，建立梯级水库群联合优化调度决策系统，逐步形成满足不同决策时段和需求的水资源管理机制，为长江流域的水资源配置、水库及电力生产调度等工作和决策提供技术支持。

2.2   系統结构及功能

根据金沙江下游—三峡梯级水库联合优化调度特点及任务，决策支持系统以水库及河道仿真模拟研究为基础，围绕梯级水库群优化调度、预报及调度运行评估两大焦点问题，开展方法研究和技术攻关，以系统集成为手段，开发能应用于生产实践的金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度决策支持系统。

系统主要分为水库及河道仿真模拟、梯级水库群优化调度模型、预报及调度运行评估、梯级水库群联合优化调度决策支持系统软件四大部分，系统逻辑结构如图4。

2.2.1  水库及河道仿真模拟

水库及河道仿真模拟是梯级水库联合优化调度的水文基础和技术支撑，主要研究梯级水库群调蓄下的径流变化特性以及水库群调控方式与汇流过程的响应—反馈机制，以提高水库及河道径流模拟计算精度、速度。

该系统重点解决以下问题：①长江上游控制性水库调度运行规则的模拟;长江上游水库群调蓄对金沙江下游—三峡梯级水库群调度运行的影响分析。②建立快速有效的河道径流演算模型，分析金沙江下游—三峡梯级水库群中两坝间径流的传播规律及水量不平衡问题。③梯级水库实时调度的仿真模拟，实现给定调度方案和调度策略后，梯级电站的调度计算及库区水面线、下游控制断面水位变化情景的模拟。

所采用的技术手段为：利用大数据分析等数据挖掘技术，识别梯级水库群建设运行对径流影响的关键因子，分析、预测长江上游控制性水库的蓄泄规律。基于规则拟定、水动力学、机器学习等方法，建立水库、河道仿真模拟模型，研究指定运行方式下的流域梯级水库联合运行情景及相应的调度影响分析，解决实时调度中两坝间水量不平衡问题，提高水库的水位和流量实时调控能力，保证不同时间尺度优化计算中入库流量的一致性。

2.2.2    梯级水库群优化调度模型

梯级水库群优化调度模型是决策支持系统的核心模块，主要研究和建立可指导生产管理的金沙江下游—三峡梯级水库群优化调度模型，以提高梯级水库群的科学调度水平及综合效益。

该系统重点解决问题以下问题：①构建分别面向不同层面的长中短期及实时优化调度模型;分析中长期、短期及实时控制模型的层次关系，研究以分层互馈关系为基础的、能滚动优化的综合调度集成技术。②建立快速有效的优化算法，包括对各层次的调度模型采用不同优化算法，提高计算效率。

所采用的技术手段为：结合综合调度需求、电网约束及电力市场改革，理清约束条件，构建满足其他综合利用需求条件下的以发电量最大或发电效益最高为目标的优化调度函数。长中短期及实时优化模型采用分层互馈结构（见图5），模型之间的信息相互传递，保证决策的一致性。每层模型的约束及重点又有差别，反映不同层面决策机构侧重点不同。模型建立的顺序为短期到长期。实际应用时的顺序则相反，为长期到短期。中长期优化模型的决策引擎包括各种先进优化算法和规则控制多种选择，实时优化模型采用动态规划算法。

2.2.3    预报及调度运行评估模型

预报及调度运行评估模型主要研究和建立水文预报和梯级水库调度效果评估的数学模型，以科学评价梯级水库群调度的效果。

该系统重点解决以下问题：①预报成果评估修正，建立实时预报修正方法，推求集合预报成果，提高预报水平。②梯级水库群调度运行评估，分析系统结构和调度规则变化相应的效益增量并推荐优化调度方案;分析梯级水库群中各水库的贡献，厘清综合调度效益中的人为与自然因素影响，以确定利益分配机制。

所采用的技术手段为：利用可靠性、相关系数、不确定性等指标对历史水文预报成果进行评估分析，建立预报评估模型;根据评估结果，分析预报修正手段，并将水文预报单一成果推求至集合成果，作为优化调度模型的输入。以中长期优化调度模型为基础，建立评估模型;利用长系列历史资料，在给定的综合利用约束条件下，按照实际调度运行方式，逐时段地自动模拟系统的演变过程，记录感兴趣的系统表现参数（水位，流量，发电量，供水保证率，生态约束保证率等）并进行统计分析，得出影响结论，推导适应性调度规则。评估分析通过比较多种待评估方案和基准方案来研究系统的变化。

2.2.4    梯级水库群联合优化调度决策支持系统软件

梯级水库群联合优化调度决策支持系统软件是以上述研究的理论成果为基础，构建集模拟、调度、评估、决策于一体的金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度决策支持系统服务平台。

该模块重点解决问题为：①研究梯级水库群系统数据支撑和交互技术，构建基础数据库并设计接口。②根据需求及系统特点，进行系统架构设计，优选系统开发技术。③结合已有的水调自动化系统及上述理论的研究成果，进行仿真模拟、联合优化、评估分析、可视化等核心应用功能的开发。④进行系统集成，形成一套快速实用的梯级水库群联合优化调度决策支持系统。

采用的技术手段为：①统一的数据库平台设计和搭建。针对联合优化决策支持系统数据内容和应用需求，建设用于存储决策支持信息的数据库，数据库表结构与现有水调自动化系统数据库保持一致，实现对实时水情、水库基本信息、预报调度信息及决策支持数据信息的规范存储。②数据通信与处理模块的设计和开发。根据联合优化决策支持系统数据要求，设计与实现各种数据传输所需的通信协议，满足各类基础数据交换要求。③信息配置管理功能模块的设计和开发。设计和开发联合优化决策支持系统的图形化管理配置功能，可实现数据对象、信息类型、信息点号、传输机制、校验标准、数据库源等内容进行配置，能够对各种信息交换、存储、发布及展示内容进行统一应用、集中管理。④实现与现有水调自动化系统的接口。建立统一的数据处理流程，实现各类数据信息在水调自动化系统中的统一应用，并支持从水调自动化系统中直接应用和关联决策支持系统的相关功能和组件。联合优化决策支持系统软件接口采用标准的通信接口协议。⑤仿真模拟。在充分分析历史数据的基础上，实现长江上游主要河道、重点水库的全周期仿真模拟，实现在短期—中期—长期预报结果支持下的流域径流仿真模拟、固化仿真模拟算法。该应用模块按照标准服务方式进行封装。⑥联合优化。以多目标约束条件下的水库群短期—中期—长期调度方案为目标，以仿真模拟结果为基础，构建水库群联合优化调度算法。该应用模块按照标准服务方式进行封装。⑦评估分析。对水库群模拟仿真、联合优化后的调度结果集按统计学方法进行评估，分类，优选，供决策者使用。对金沙江下游—三峡梯级水库群入库站水文预报结果进行评估，与国内外已有数据进行比较，以反映梯级水库预报整体水平。⑧可视化。利用多维图表、遥感和地理信息系统，构建覆盖长江上游流域多尺度调度过程交互及结果展示平台。在流域范围内进行优化方案的全要素对比，全面反映联合优化效果。

3   結语

本文分析了金沙江下游—三峡梯级水库群联合调度决策系统建设的必要性和可行性。根据梯级水库群的调度运行特点及任务，对决策支持系统的结构、需重点解决的问题及所采用技术手段展开了研究，提出了决策支持系统软件的设计思路。系统主要包括水库及河道仿真模拟、梯级水库群优化调度模型、预报及调度运行评估、梯级水库群联合优化调度决策支持系统软件四大部分，开发能应用于生产实践的金沙江下游—三峡梯级水库群联合优化调度决策支持系统，以提高梯级水库群调度管理水平和决策效能，充分发挥金沙江下游—三峡梯级水库群的巨大综合效益。

参考文献：

[1] Fedra K. Interactive water-quality simulation in a regional framework：a management-oriented approach to lake and watershed modeling [J].  Ecological Modeling，1984，21（4）：209-232.

[2] 盖迎春，李新.水资源管理决策支持系统研究进展与展望[J].冰川冻土，2017，35（1）：57-60.

Research on Decision Support System for Joint Optimal Operation of the Lower Reaches of the Jinsha River and Three Gorges Cascade Reservoirs

Xu Yang  Wang Yongyi  Du Kanghua  Yang Xu

（China Changjiang Electric Power Co.，Ltd.，Yichang，443002，China）

作者：徐杨 汪永怡 杜康华 杨旭