水库优化调度管理论文

摘要：在水资源日益短缺的情况下，计划节约用水管理中水库联合调度成为了解决我国水资源问题的重要途径，并凸显出相较于单方面水量配置或是水质配置的优越性。本文阐述了现行水库调度的特征及其主要方式，对计划节约水管理中的水库联合调度必要性以及计划节约水管理中水库联合调度实施的优点及其措施进行了论述分析。今天小编为大家推荐《水库优化调度管理论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

水库优化调度管理论文 篇1：

基于水库的防洪调度运用探究

摘 要：水库的防调度工作是根据该区域的实际情况来调整水库的运行方式，以此来保证水库和下游区域的安全，在不同的情况下选择的防洪调度方式不同，要结合整体情况来进行选择，这样才可以保证防洪调度工作的实际应用效率。在实际开展的过程中，要对各个地方的水位情况和降水情况进行有效的掌握，只有对各方面内容的有效掌握，才可以进行针对性的作业。在实际开展时会有一定的风险，相关部门对风险内容进行了解，避免对防洪调度的实际运用造成影响。

关键词：水库；防洪调度；运用

一、水库防洪调度的概念

水库防洪调度指的是利用水库合理运行过程中的防洪功能，来进行防洪工作。在应用的过程中首先要满足工程建设的要求，保证水库可以正常运行。实际操作之前，要根据工程来设计科学是的蓄泄方案，保证水库防洪调度的效果。

在水库防洪调度开展的过程中，其主要的工作内容就是以保护工程的正常运行为前提，在水库的安全标准范围内对水库水位进行合理的调度，不同情况下使用的调度方法是不一样，要根据水库和下游区域的实际情况来选择合适调度方式，保证水库大坝、工程和上下游区域的防洪是的安全。如果出现雨水过多的情况下，要重点保护水库大坝，在考虑到水库下游区域的安全问题，因为水库大坝对于整个防洪作业的作用是非常大的。在进行时水库的防洪调度工作时，需要遵循以下几个原则：

（1）一定要保證工程建设和运行的安全，这个是重中之重。

（2）进行防洪调度的过程中，要将水库下游的受到的破坏降到最小。

（3）要将水库的防洪调度工作与兴利调度组工作相互协调，在防洪调度工作期间也要合理进行兴利调度工作。

（4）在设计防洪调度方案时，所参考的资料和数据不能保证其是非常正确的，所以在制定相关计划时，要将可能发生的风险考虑进入，设置合理的方案，要保证实际运行的安全性。

二、水库的防洪调度运用

1、案例分析

制订科学、合理的防洪调度措施能够有效降低洪水灾害，提高洪水资源的利用效率。比如辽宁大伙房水库研究的“应用降雨二级分辨预报，洪水总量预报信息的防洪预报调度方式”，有效地提高了沈阳区域的防洪标准，将汛期限制水位从原来的126.4m提高到了127.8m，虽仅有1.4m之差，却增加该区域工业供水达4.3×107m3。位于河北省的岗南水库，在防洪调度思想的引导下，每年蓄水总量高达1.0×1010m3，有效地缓解了该区域发生的特大洪水灾害，实现了抗洪减灾与赢利的双重经济效益。莱芜市大、中、小型水库约有197座，塘坝约有1000座，其总蓄水量为4.5×108m3，全市年平均降水量为708mm，尤其是最近几年来，夏季暴雨频发，且在高水位水库不利于运行的情况下，通过采取科学调度措施，仍抵御特大暴雨侵袭，防洪抗灾效益十分明显，维护了全市的财产安全，促进了社会建设的平稳、健康发展。由此可知，防洪调度指导思想和科学、有效的防洪调度措施能够为水库的平稳运行提供重要支撑。

2、水库防洪调度运用的几种类型

调度期规划设计和实时防洪调度是水库防洪调度研究的两个不同阶段。防洪调度类型的选用、防洪调度计划的设定属于调度期规划、设计阶段；而防洪调度实施和防洪调度措施的确定属于实时防洪调度范畴。由于两者性质不同，其目的也不同。调度期规划设计阶段的主要工作内容是对事先已经设计好的洪水统计参数进行详细的复核后，选择合理的调度方式、拟定调度方案，并对其进行综合性的评判，选定相对满意的调度方案；实时防洪调度工作的首要内容是针对“实际降水量与事先设计好的频率标准不一致”的问题，收集具体时刻的水情、雨情和工作情况，并制订维护水库本身安全以及水库上下游安全的调度方案，指导实际防洪工作的开展。

3、水库防洪调度存在的风险问题

一般情况下，水库防洪调度的影响因素为洪水的大小、水库实际调度操作方案、水库的实际泄洪能力、洪水降雨预报不确定性等。由于存在这么多不确定因素，特别是汛期水位的不断上升，导致水库防洪控制阶段可能出现泄洪量超出下游河道所能承受的安全排泄量以及水库水位超标等，因此，在维护水库防洪安全性的基础上，应加大水库的蓄水量。要想实现防洪与兴利产生的效益最大化，就要对该过程中出现的各种不确定风险因素进行分析和预防。当前国内外防洪调度风险分析法主要分下面几步：①识别风险源。其中，可能存在的风险源为防洪调度操作、入库洪水量、水库泄洪能力和气象预报误差等。②识别风险主体，即水库上下游、水库大坝本身等。③根据防洪调度风险设定模型分析法。现阶段，国内外并没有十分标准的风险模型分析法，一般从可能导致的经济损失、调洪水位超过防洪水位等方面进行分析、评估。④评估汛期限制水位调整完成后可能出现的风险等。

4、做好防洪调度工作的几点建议

（1）不断提升防洪调度的现代化建设水平

在进行水库的防洪调度过程中，一定要根据水库的实际情况来进行合理的调度工作，以往的调度方式的效果不是很好，在当前的发展阶段，要对其进行改善，利用先进的科学技术来进行水库的防洪调度工作，使用信息设备来掌握各个方面的情况，可以在一定程度上提高信息情报的准确性，这样就可以制定出合理的防洪调度方案，保证该工作的工作质量。可以计算机技术来建立一个防洪调度系统，将各个方面的信息都收集到该系统中，比如利用卫星遥测技术观测到雨水情况，这种方法获得的数据信息的准确性是非常高的，而且具有时效性，对降水情况可以实施监测。科学技术设备的合理应用可以提高防洪调度的实际运用水平。

（2）不断完善防洪调度紧急度汛方案

在不同区域，需根据水库运行的实际情况修订汛期所使用的防洪应急方案和大坝安全管理紧急方案，编制完整的水库应急抢险手册，针对正在建设的工程制订特定的应急度汛方案，力求汛期安全施工、安全度汛。另外，还要做好水库中下游群众紧急转移方案，保证防洪调度方案的科学性和合理性，确保防洪抗灾工作的有序进行。

（3）不断完善防洪调度方式

要实现防洪调度优化，就需要不断完善工程、预报和调度等方面的综合措施。尽可能地在下游河道建设拦蓄工程，建立完整的防洪调度网络体系，合理分配水量，优化调度方式，逐步实现联合调度法，并优化现代化管理手段，从根源上解决区域性缺水问题。另外，还要不断加强汛限水位的研究工作，对水位进行动态化管理监测，提高水资源的利用效率。

（4）强化防洪调度方案审批的严谨性

水库防洪调度工作的开展必须向地方防办相关部门提交审核方案，经地方防办统筹规划后，再根据水库、河道行洪能力的情况削峰、错峰，确定开闸泄洪时间，下达调度指令之后方可执行。

结语：水库防洪调度的根本目的在于维护水库自身安全以及上下游安全，确保人民群众的生命财产安全不受损害，最大限度地发挥水资源的综合效益，最终达到兴利避害的目的。因此，在实际调度工作开展的过程中，要明确防洪调度指导思想的重要性，根据防洪调度工作的目的、性质和理论知识，确定好泄洪类型。

参考文献：

[1]董占飞.英那河水库防洪调度方案研究与应用[D].大连理工大学，2016.

[2]焦立国.浅谈我国水库防洪调度体系运用[J].城市建设理论研究：电子版，2014（5）.

作者：王志远

水库优化调度管理论文 篇2：

浅谈计划节约用水管理中的水库联合调度

摘 要：在水资源日益短缺的情况下，计划节约用水管理中水库联合调度成为了解决我国水资源问题的重要途径，并凸显出相较于单方面水量配置或是水质配置的优越性。本文阐述了现行水库调度的特征及其主要方式，对计划节约水管理中的水库联合调度必要性以及计划节约水管理中水库联合调度实施的优点及其措施进行了论述分析。

关键词：水库调度；特征；方式；计划节约用水管理；联合调度；必要性；措施

一、现行水库调度的特征及其主要方式

1、水库调度的特征。（1）跨地区调水的特征。我国的河流和水利枢纽工程较长，这需要针对生态、社会、环境等因素进行梳理资源调整。（2）线路中所涉及水工建筑较多的特征。水工建筑容易受到给水、送水的影响，所以水库工程的运行和稳定性要求很高。并且需要通过最为合理的计算机平台进行监控和调度管理，通过对其监控系统和调度运行作为整体的调度管理系统，这样不仅能够对相关建筑、设备进行远程监控，同时主体线路中水量、水位、水质等情况进行调水信息的统计和管理。（3）工程项目用水巨大的特征。我国处于经济高速发展的阶段，在这一阶段中对于水利生态、社会、自然等现象容易产生深远的影响。尤其是工程建设过程中对水的用量要求巨大，并且使相应的工程项目针对用水问题存在较复杂、多样的特征。

2、现行水库调度的主要方式。现行水库调度方式主要分为两大类，即防洪调度与兴利调度。（1）防洪调度。防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾，利用水库的滞洪、错洪作用，有效地拦蓄洪水，消减洪峰流量，保证汛期下游人民生命财产的安全。对于不承担下游防洪任务的水库而言，防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下充分发挥水库兴利效益；对承担下游防洪任务的水库，防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下处理好防洪与兴利之间的矛盾。（2）兴利调度。兴利调度是指利用水库重新分配天然径流，以达到满足各兴利部门用水需要的目的。兴利调节计算的任务是在已知河川径流过程及用水要求的前提下，对研究时期的各个计算时段内水库的水量供需平衡进行计算，求出供水量、水电站出力、水库水位、蓄水量等水利水能要素的时间过程。一般是在非汛期，按照水库所承担兴利任务的重要程度，合理分配水资源，谋求经济效益最大化的调度方式。

二、计划节约用水管理中水库联合调度的必要性分析

结合实例对计划节约用水管理中水库联合调度的必要性进行分析。由于该地区降雨的时间与空间不均匀分布导致A水库入库量严重不足，以及A水库库容量的先天不足，自身调节能力较差，对较大的洪水无法进行有效的调节，遇较大洪水时只能弃水。因此需要新建B水库实施联合调度。

1、水库工程的概况。（1）A水库设计流域面积310km2，其年均入库水量4.4亿m3，正常库容量5000万m3，是当地一个季节调节水库；为解决本地区远期用水与市民供水安全，并提高城市防洪能力，在A水库上游计划新建B水库。（2）B水库设计流域面积143km2，约为A水库的流域面积的40%，年均入库容量1.75亿m3，正常库容量7275万m3，该水库为当地多年调节水库。

2、实行联合调度的必要性。随着社会经济的发展，城市用水显著增加，水资源无法满足生产与生活的需要，随着时间的推移，水资源供需矛盾更加突出。为了缓解生产生活中城市用水的紧张状态，对城市周边水利工程进行合理配置，充分挖掘潜力，使有限的水资源得到合理的调配，从丰富水资源地向水资源短缺地进行合理调配。首先需对A水库大量弃水的现象进行改变，根据A水库区域流量特征，进行A水库跨流域水量调配，增加其覆盖面，提高社会经济效益。针对过去A水库落后的管理模式，进行优化，最大限度发挥其潜能。结合上游B水库容量调节范围较A水库的大的优势，进行A/B水库联合调度，可对A水库的调蓄能力进行有效增强，进一步增加了在枯水期A水库的调水范围，提高其调水量，降低其在丰水期的流量，实现不同季节的流量均衡，提高其利用率。通过A/B水库的联合，也可对A上游河段的汛枯水量进行有效调配，增加水库的发电时间，提高经济效益。

三、計划节约用水管理中水库联合调度的优点及其措施

1、计划节约用水管理中水库联合调度实施的优点。计划节约用水管理中水库联合调度目的是提高水资源利用率与自身的经济效益，同时最大限度发挥其社会效益。人们为兴利和防洪的目的，在流域上中游修建水库。随着水库下游社会经济发展，对水库洪水调节的期望越来越高，水库防洪调度任务日益繁重。利用水库调蓄洪水，削减洪峰，是减轻或避免洪水灾害的重要防洪工程措施。因此，搞好水库洪水调度，在确保水库安全前提下，充分发挥水库防洪效益，是各级防汛部门的一项十分重要的工作。基于A/B水库均位于同一流域，且相距较近，从地理地质特征来看，两水库均有共同的水文特征，从雨量测报站、水情自测系统均可以采用数据共享，通过新一代数据处理软件可对A水库上游区域内水文信息进行实时处理与分析，为两水库在防洪、供水与发电的联合调度提供了先进的平台，也为进一步的统一调度提供了科学依据。由于A/B水库在水文测报系统与发电自动化系统采用数据共享，减少重复性投资，节约了工程投资，另外B水库可充分利用A水库相关管理人员，节约运行成本。采用联合调度以后，一方面增加了自身收入，另一方面，可很好的结合当地气候条件，将流域中流量与洪水进行很好的调节。通过统一调度，在水力、水量等方面取长补短，提高流域水资源的社会、经济与环境效益。

2、计划节约用水管理中水库联合调度实施的措施。计划节约用水管理实行水库联合调度，首先可以使流域的水资源得到充分合理的利用，全面发挥梯级枢纽的综合效益。（1）改变B水库施工方案。结合当地气候条件，对于台风季节台风雨较多的情况，应根据天气预报，在台风来临之前，将B水库的水位进行调低，为保证A水库能够正常工作，根据A水库发电量对水量的要求，增加B水库引水隧洞的尺寸，确保A水库发电用水。在水库运用方面，可根据不同水沙情况，合理优化调度，减少泥沙在水库的淤积，减少库区滑坡和泥石流等灾害的发生。（2）建立联合调度机制。A/B水库联合调度的产生，需要成立联合调度的机构，由双方共同管理，科学并合理对流域内的水资源进行调配，使之发挥最大的效益。针对A水库所处位置以及发电能力，应将其采用完全企业化建制与管理，而B水库在兼用发电的模式的同时，发挥公益性的事业单位建制。一方面水库需要站在水资源合理分配和利用的角度来考虑其社会效益，另一方面也需考虑自身的经济利益。（3）建立经济补偿机制由于采用联合调度以后，会形成两水库的功能出现主次之分，发电量会造成很大的差别，造成B水库经济效益下降，自身收入减少。如果未对B水库进行补贴以调动两水库的积极性，将造成A水库经济效益下降，不能使得两水库发挥最大的社会效益与经济效益。同时在防洪方面，可以充分利用梯级水库的防洪库容，进行防洪补偿调度，减少洪水灾害。

结束语

综上所述，计划节约水管理中水库联合调度对解决地区水资源贫乏，促进农业生产和经济的发展有着举足轻重的作用，并且对改善人民生活水平具有重要意义。通过上述对A/B水库联合调度的分析，将提升流域电厂水情预测、分析能力，有效的提升水资源利用率。

参考文献：

[1]刘兴武等.大中型水库现行调度方式的问题初探[J].农业与技术，2009

[2]赵显波.内陆干旱地区水库水质水量联合优化调度研究[D].新疆农业大学，2007

作者：姚静

水库优化调度管理论文 篇3：

工程认证背景下的课程实践教学创新体系

[摘 要]以训练学生的综合性创新能力和实践能力为教学目标，面向工程认证要求的水库优化调度课程实践教学，是培养水文水资源工程专业创新人才的全新模式。本文从课程特色着手，结合工程教育专业认证要求，具体阐述了水库优化调度课程的上机安排、实验教学、课程设计三个实践环节。水库优化调度课程既有丰富的专业理论知识实践，也囊括了宝贵的水电站优化运行技术，将教学过程与工程实践紧密结合，并提出了实践教学过程中的创新改革及后续改进措施，以调度学生的实践兴趣，提高课程教学质量和水文水资源工程专业的培养水平。

[关键词] 实践教学；创新体系；水库优化调度；改革探索

工程教育专业认证是实现工程教育国际互认的重要途径，教育部自 2006 年起在全國实施工程教育专业认证，并在试点过程中不断修改和完善相关标准，增强工程教育人才培养的适应性[1][2]。面向工程教育专业认证人才培养的最终落脚点是在设计课程体系时所确定的课程理论和实践培养体系，主要通过专业课程的教学来实现这一目标，因此，专业课程教学要求学生在掌握课程理论基础上，着重提高动手能力和工程实际应用能力，注重实践能力和创新意识以及科研工作和应急处置能力的培养[3][4]。

水库优化[3][4]调度课程是水文学与水资源工程专业的核心主干课程之一，是一门包含水库实时、短期、中长期发电调度，防洪调度及综合利用调度等课程理论知识单元，同时又包含实验、上机、课程设计等实践教学环节的综合性课程，也是反映华北电力大学水电“电力特色”的专业主干课程。课程理论性和实践性都很强，要实现从课本的基本理论方法到实际问题的实践应用，需要加强实践教学，从而增强学生的社会适应能力，有利于学生实际操作能力的培养，使他们在激烈的人才竞争中掌握主动权。本文从课程特色着手，结合工程教育专业认证要求，具体阐述了水库优化调度课程的上机安排、实验教学和课程设计三个实践环节，将教学过程与工程实践紧密结合，并提出了实践教学过程中的创新改革及后续改进措施，以提高课程教学质量和水文水资源工程专业的培养水平。
一、课程特色

水库优化调度课程作为水资源可持续利用的科学基础，将有力促进水资源，特别是流域水资源调度管理问题的解决。课程以水电系统优化运行为理论基础，利用现代计算机技术和各种优化技术，寻求满足调度原则的满意的调度规划方式、调度计划、调度方案，呈现出很强的应用性[5][6]。为此，应高度重视课程的实践教学，要求教师面向生产与科研实际，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。

另一方面，专业学习是按一门门课程分块学习的，但专业本身不是条块的，而是一个有机体。水电站水库优化调度课程是水文水资源工程专业的核心专业课，内容章节和其他专业课程之间有千丝万缕的联系，将综合运用专业培养前期的高级语言程序设计（C）、VC++程序设计等计算机语言课程，水力学、水文学原理、水利经济、水文水利计算等专业基础课和水资源开发利用、水文预报等专业课的内容，教学中应让学生清楚该课程所讲的知识在专业体系中的位置和作用，以及和先修课程并行开设的其他专业课间的相互联系，帮助学生把分散于各个学期学习的专业课程建立起联系，形成知识体系，从而深入理解本课程实践教学的重要性。
二、实践教学体系

实践环节（实验课、实习、上机、课程设计等）是学生将理论应用于实践的机会，是应用专业理论来解决工程实际问题的具体体现形式，对培养和提高学生的专业实践能力具有举足轻重的作用，是理论教学无法替代的[7]。对现行的实验、课程设计等实践环节，学校教师足够重视，但没有引起部分学生的足够重视，部分学生甚至相当不重视，导致学生的参与度不够，实践效果不佳。需要合理安排实践环节，把学生的兴趣和注意力吸引过来，激发他们的积极性和热情，真正起到对学生实践能力培养的作用。结合工程认证背景，本课程以能力为中心构建课程实践教学体系，拓宽基础，注重实践，加强能力培养，提高综合素质。具体来说，水库优化调度课程的实践教学，配合课堂理论教学讲授进度，适时安排课程上机，巩固所学的理论知识；通过水库调度高级应用软件相关的实验操作，使学生加深理解和掌握水库运行调度的主要原理、方法，增加学生的感性认识、动手能力和创新意识。再通过课程设计，进一步巩固和加深水库中长期调度的理论知识，使学生了解水库中长期优化调度的步骤和方法，培养和提高学生独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。课程的实践教学环节部分学时占该课程总学时的三分之一，比其他课程的实践教学明显偏多，实践体系框架详见图1。

（一）课程上机安排

计算机编程能力是学习水库优化调度课程的重要条件，结合课程特色和内容要求，共安排了两个不同目标的上机任务，主要让学生进行上机编程作业训练，内容分别为某水电站水库的实时（短期）厂内优化调度和常规调度图调度。第1次上机任务，主要结合课程理论教学的实例，让学生编制3台机组组成的简单水电站的厂内实时优化调度程序，得到电厂最优运行策略，主要让学生熟悉编程的思路和用计算机语言实现专业知识的方法；第2次上机任务，根据已知水库的水位库容曲线、耗水率、预想出力等基本资料和水电站常规调度图，推求某一年水电站中长期运行计划，需要学生根据数据离散化后的中长期常规调度图，具体编制常规调度程序，得到水库水电站某一年运行计划过程，输出各时段的电站出力、发电流量、发电量、库容及对应水位，并计算全年的总发电量，这部分也是课程设计的前期基础。计算过程中整个调度期（一年）的计算时段长不统一，汛期每旬为一个时段，其他每月为一个时段，且注意每月天数的变化。全班同学分为4个大组，每个大组计算的水库起调水位不同，每个大组内各位同学计算的入库流量又不相同：原始各时段的流量×k（k=0.8-1.4，间隔0.1）。

（二）课程实验环节

水库运行调度实验的总体目标是培养学生在掌握水库运行调度的基本理论和知识的基础上，应用水库调度的常规方法和常用优化方法，能够独立设计简单的水电站水库运行调度自动化系统软件。实验的难点是水库运行调度自动化系统软件的设计不仅需要扎实的专业基础，还需要一定的计算机能力。

1.实验指导书编写与多媒体课件开发

充分利用现代化的媒体技术，采用多种表现手段和方法，编写了《水库调度实验指导书》，并开发了实验操作过程多媒体辅助课件，已使用6年。针对专业课程的特点和具体要求，在实验教材编写过程中，侧重对实验目的、实验原理、仪器结构、实验步骤、资料整理及思考题等部分进行详细介绍，配有清晰的彩色实验仪器结构示意照片，力求详细、直观地将各个实验的整个内容体系和操作过程完整地呈现给学生。在实验操作过程中多媒体辅助课件将实验操作过程直观、详细展现出来，便于学生自学。学生可根据自己的实际时间和需要，采用灵活的方式（包括网络）完成实验理论学习，了解实验的整体过程。

2.课程实验内容及要求

通过分组实验，学习训练和系统设计以及小组同学之间的相互交流、沟通、方案设计、最优方案选择，让学生们加深了解水库调度的原理过程，培养大学生团队合作能力、独立思考能力、动手能力以及解决问题的主动性[8]。设置了水情数据自动测报系统演示实验、水电站水库单库运行调度、水电站水库群运行调度、水电站水库运行调度自动化系统和水电站水库运行调度自动化系统软件总体设计，共计五个实验。

实验一是后续实验的基础，利用实验室的水情数据自动测报系统，演示水情自动测报系统的基本知识（包括系统组成、功能等）和水情自动测报系统软件的使用方法（包括登录管理、数据下载、检测状况管理、基础信息维护、用户管理、原始数据管理、日志管理、数据导入、退出系统），全面、及时地反映流域的基本状况，为防汛和水资源管理提供调度依据，让学生详细和深入地了解水情数据自动测报系统的功能和使用方法。实验仪器包括：计算机、遥测终端（由监测中心设备——RTU设备、中心站和远程雨量、流量、水位等水文、气象要素采集、传输和显示设备等组成）[9]。

实验二利用实验室的计算机及单库调度演示软件，具体了解和掌握单一水电站水库运行调度的基本内容、模型和求解方法，主要是常规调度图和调度函数方法和优化调度的动态规划、遗传算法。通过实例，分别演示了上述方法应用于单库日负荷曲线运行和集中调峰运行时的优化效果。

实验三则侧重于水电站水库群运行调度的基本内容、模型和求解方法，主要演示同一河流的梯级水库群互相协调、共同调节径流，满足流域整体各部门的多种用水、用电需求。通过梯级电站蓄能调度图常规方法、动态规划及改进其算法和遗传算法，实现梯级水电站群的联合短期运行，实现电站间水量的相互补偿，提高梯级水电站群综合效益。

实验四为综合型实验，利用计算机及水电站水库调度自动化系统软件，让学生具体了解和掌握水电站水库运行调度自动化系统软件開发的基本内容、系统功能和系统使用方法。通过教学软件，可实现水库调度图查询、水电站水库中长期调度和短期调度。水电站水库运行调度自动化系统是电网调度自动化系统的一个重要组成部分，它是集电力、水文、计算机、网络、通信等多专业的综合性应用系统，主要进行与水库运行有关的监测、预报、调度和管理。该系统基于对历史资料的收集与整理，依靠先进的采集和传输技术，及时准确地获取水电站流域和其他相关系统的水文、气象和水库运行信息，利用数据库管理技术，进行在线水文预报和水务综合管理等，依据相关数学模型和大型数据库进行计算和处理，迅速提供包括防洪和发电在内的综合调度决策方案，其中的某一运行界面见图2。

实验五为利用水电站水库运行调度自动化系统软件总体设计教学多媒体软件，展示水库调度自动化系统的开发流程，从可行性讨论、需求分析、系统设计、程序开发、编码和单元测试、系统测试及系统维护等方面对水电站水库运行调度自动化系统的开发。

（三）课程设计

课程设计是对水库优化调度课程的总体检验，是将书本上学习到的理论知识应用于实际工程的综合训练。选择调度内容相对比较全面的水电站水库中长期优化调度为课程设计内容，利用离散微分动态规划的方法，进行确定性来水条件下的单一水电站水库的长期最优调度。具体的设计任务为：（1）编制确定性来水情况下用离散微分动态规划（Discrete Differential Dynamic Programming，DDDP）制订水电站水库长期优化运行方式的通用程序；（2）应用实际资料进行计算，验证程序的正确性和计算结果的合理性。在课程设计中需要先利用第2次上机完成的常规调度策略，作为优化的初始轨迹，再采用DDDP法进行优化计算，输出优化后的最终的一年运行计划，包括各时段的电站出力、发电流量、发电量、库容及对应水位，计算全年的总发电量，绘制水库调度的最优轨迹图，并与第2次上机的常规调度发电量、水库实际运行的发电量进行对比，分析优化的合理性和有效性。要求学生必须编程计算，与上机任务的布置方法类似，保证每人的初始条件不同，每人所做的结果不同。
三、实践教学创新改革及措施

（一）分组方法多样

为促进学生积极主动参与到水库优化调度课程的上机、实验和课程设计中，在不同实践环节中采用不同的分组方法。（1）根据编程语言分组。由于本科阶段学生选课不同，掌握的编程语言和水平不一，因此学生可以选择自己最为熟悉的编程语言完成任务，不要求采用统一的编程工具。（2）根据完成任务不同分组。完成上机任务中的中长期常规调度图和课程设计的优化调度任务时，根据起调水位不同，把全班分为4～5个大组，大组内各位学生则又根据各时段入库流量不同进行区分，避免学生相互抄袭。

（二）实验方法改革

常规实验和创新性实验相结合。在常规实验的基础上，让学生组建创新小组，利用现有的实验设备和软件系统，自行设计实验，一般6～8人一组，并配备实验指导教师，以此提高学生的科研意识和动手能力。进行单库和梯级调度实验时，让学生结合实验课件和软件系统，到图书馆网上检索系统查阅国内外水库调度的新方法，尤其是现代智能优化算法；调度自动化软件部分，让学生尝试编制新的目标函数调度程序，以对比不同目标下的调度结果的差别，这样既扩大学生的知识面又丰富了实验教学内容，有助于明显提高实验教学质量，进一步提高学生的学习兴趣，为培养创新应用型人才提供了有力的保障。

（三）考核机制改革

实践环节的考核手段很重要。实验考核机制应充分考虑能否真实体现出学生的真实水平，做到公平、有效、正确的评价学生实践能力。针对实践教学中普遍存在着学生实验、上机以及课程设计等环节质量考核评价指标含糊，成绩评定随意、主观等问题，采取分组考核、组内检查、过程监督相结合的全方位综合考核方法。分组考核：对学生进行分组，每个班分成4组，每组设组长，每组分别完成不同起调水位的水库调度任务。组内检查：主要考核学生的出勤情况和对成果的贡献，由各组长对组内每位学生给出相应分数。过程监督：主要采取教师定时或不定时巡查的方法，同时，完成解答疑问的教学任务，并适时根据实践环节的开展情况采取必要的响应措施。最后，依据学生在整个实践教学环节中的表现和各实践环节计算结果合理性、有效性和提交的实践报告的质量给出各环节的成绩，最终成绩分为优、良、中、及格和不及格五个等级，并与理论教学的平时成绩及结课考试成绩共同构成课程成绩。

（四）后续改革措施

1.提高实验课时和实验项目数量，开设综合性和创造性实验。利用实验指导书及实验软件，鼓励学生探索新方法，并在实验室老师的指导下独立进行实验，从而提高实验室的利用效率和实验教学效果[9]，解决了原来由于实验课人多拥挤、多人共用仪器而带来的实验效果不理想的问题，并使实验室大量空闲时间得到合理的利用。

2.加大实验经费的投入，建立高水平的实验平台。多方筹措资金加大实验教学投入，自行设计制作与购置相结合，更新实验教学设备，继续设计开发相应开放性创新性实验，为培养学生的创新意识和创新能力提供平台。

3.与教师科研相结合，利用主讲老师积累的实际科研项目资料，借助于计算机，把教材中的重要原理、重要算法以及重要步骤，通过实际操作对学生进行演示并加以解釋，以培养和提高学生解决实际问题的能力。将教学与科研紧密结合，一方面有利于高质量人才的培养，另一方面对教师的科研课题的完成将起到推动作用。
四、结语

实践教学是加深和巩固理论知识的有效方法，也是培养学生动手能力、创新能力的重要环节。培养和提高学生的专业实践能力是一个长期系统的工程，需要不断地探索、思考、创新与发展，需要不断地探索出更多的实践资源与实践途径，进行全方位的立体改革。同时，按照实践教学与理论教学并重方针，在培养学生实践操作能力的同时促进对理论知识的理解和深化。只有这样，才能更好地适应现代高等教育教学模式，与现今工程认证的大背景相融合，培养更多的社会需要的水文水资源工程专业应用型人才。
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[责任编辑：钟 岚]

作者：李继清 吴月秋 纪昌明