水利水电概论论文范文

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二、专业的发展机遇

挑战与总是机遇并存，新办的水利水电工程专业的发展适逢建专业以来最好的机遇，主要表现在以下两方面：（1）为了配合我省提出“粮食增产百亿斤”计划，我省计划在全省开展六项水利重点工程：中部城市松花江调水工程、哈达山水利枢纽“、引嫩入白”工程、老龙口水利枢纽、大安灌区、四湖沟水利枢纽工程，从而对水利人才的需求大增。（2）我院于2011年顺利通过本科教学水平评估，学校增大了对各专业尤其是水利水电工程专业实验室的建设投入力度。

三、教学和实践的改革

只有认清了专业的优势、特色与不足，才能在人才培养模式、课程教学体系建设、实践教学体系、师资队伍建设各个方面做一些有益的尝试，从而力争将水利水电工程专业上新台阶、新水平。

（一）人才培养方案的改革

人才培养方案应注重基本知识和工程能力的有机结合，主要培养面向水利水电工程建设施工一线的高级应用型人才。这就要求我校的水利水电工程人才专业培养方案应以现场施工技术应用和管理等专业岗位为主，构建合理实用的人才培养方案；优化和调整现有的专业教学模式，对传统的课程设置进行改革，把相关课程的内容进行整合，突出以专业的核心知识为中心线，以能力锻炼和就业导向为本合理设置课程，构建实具有实用技术的理论课程体系与实践课程体系。

（二）课程、教学体系的改革

打破原来以学科为主线的课程教学体系，突出各项基本技能的综合应用，根据水利施工企业一线的技术进步改革课程结构，更新教学内容，探索新的课程体系模式，突出工程能力的培养，打破原有的公共基础、专业基础和专业课程的“三段式”课程结构。新的课程体系模式主要包括五个部分：公共基础课、专业基础、专业技术、专业选修及综合实训，以上五部分相互联系，相互制约。从原有人才培养方案的运行来看，个人建议将所有的专业课程前提至第六学期来教学，第七学期主要是选修课，这样调整才能保证重要专业课的课堂教学效果。从2011届学生的的课堂教学中，我们发现有这样一些比较突出的问题，一部分学生出于毕业找工作或考研的需要，往往在第七学期几乎放弃了与自己考研或就业不相关课程的学习；大部分同学即使在校也是心不在焉，从而课堂教学效果很不理想。所以，我觉得有必要对专业课的教学时间作出适当的调整，给学生充足的时间准备找工作或是考研复习。

（三）积极进行实验室建设

由于本专业2011年开始招生，实验设备不足或是根本无相关的设备，导致部分实验项目根本无法按时在实验室正常开出，有的即使能够开出也因为设备数量不足和实验环境的限制达不到实验预期效果。为此应结合“国家和省财政实验室专项”的大好时机，积极争取学校对实验室的建设，使理论教学和实验教学能够有机的结合起来，这样对于学生全面掌握和深入融汇知识、培养思维和创新能力有着至关重要的作用。

（四）强化实习、实践工程能力

实习是学生对各种水利工程设施建立感性认识，并运用专业知识来对各种水利工程设施进行再认识并深化理解、升华专业知识的重要步骤，尤其是毕业实习是水利水电工程工程专业学生顺利走上工作岗位的重要环节。

1实习实践教学中存在的主要问题及原因

一方面，随着近年高校扩招，学生人数增加，实习经费投入力度大大降低，致使实习地点较少，实习时间短，即使到达一个实习地点也仅仅是看与听，几乎没有让学生在实习现场动手操作，不能深入理解水利工程的特点与功用；再加上实习高水平讲解人员少，实习学生人数较多，只能所有学生一起参观、听讲，加之实习内容少，项目单一，致使实习效果不理想，没有较好的培养学生的动手能力，使实习实践教学成为形式，没有完全达到预期实践教学的目的。另一方面，水利工程学科的实践教学往往需要与很多大型水利工程管理单位进行直接联系，作为教研室教师具有局限性，联系起来很不方便，从而影响了实习的顺利安排和实施。

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中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）01-0035-02

目前，有关大型水利工程对生态环境影响的争议不少。正确处理修建大型水利水电工程与环境保护的关系，提供对环境影响尽可能小的设计方案和合理路线，要求工程建设的规划、决策、设计、勘测、建设、管理等人员具有较强的、自觉的环保意识和环境素养。学校作为主要的水利工作者培养、输出单位，开展相关环境教育尤为重要。

一、课程体系现状

我国开设水利水电工程专业（水工专业）的高校有50多所，占全国本科院校的4.8%，年招生约3500人。这些工科院校对工程项目的环境影响及破坏作用早有认识，对环境教育也十分关注。通过登录相关高校网站调查，开设水利水电工程专业的有5所985高校，6所211高校和9所普通本科院校，仅清华大学将《地球与人类环境》课程纳入水工专业基础课，其他学校没有明确的环境教育课程。其中某高校水工专业本科课程见图1。

图1 水利水电专业课程体系结构

其中，公共基础课15门，专业基础课9门，专业限定选修课必选10门，无环境教育类课程；专业任意选修课必选4门；另外，可从27门课程中选修5门，在27门中涉及环境保护的仅有《环境学概论》和《生态水工学》。素质类选修课变化较大，占总学分的4.4%，学分少，选择机会少，由此不难理解部分水利工作者出于对水利工作的热爱，夸大自己所从事的水利水电工程建设的经济效益，对可能造成的环境影响不以为然，甚至想当然认为发展就是要以牺牲环境为代价。

二、存在问题分析

（一）学校教育与国家政策脱节

我国专业环境教育在全国高校环境类专业指导委员会的指导、协调和制定专业教学基本要求以及组织编写专业教材方面取得了长足进步[1]。对于非环境专业，长期以来，学校环境教育的内容仅仅停留在珍惜自然、爱护环境上。环境保护也被认为是专业机构和部门的环境污染治理。很多工科院校非环境专业学生接触环境类课程的机会不到10%[2]，更多学生接受环境信息的渠道为零散的新闻传媒或生活积累，缺乏系统的环境教育，环境感知能力也随着离开学校而逐步削弱和日渐萎缩[3]。《全国环境宣传教育工作纲要》明确“环境教育是素质教育的重要组成部分；非环境专业要开设环保课程或讲座；到2010年，实现全国环境教育体系趋于合理和完善，环境教育制度达到规范化和法制化的目标”。目前，既定目标并没有得到圆满的实现。

水利水电工程专业学生要想从理论课中接受环境信息和知识，只能选修学校开设的素质类选修课或专业任意选修课。而必修课和专业限定选修课以及专业任意选修课中的必选课都没有设置环境教育相关课程。加之工科学生学业压力大；学校跨专业选课管理办法，如受开班人数下限、学分、限定选课学期、个人兴趣等因素限制，每个学生都能接受到课堂环境教育的几率很小，使得有兴趣学习环境保护相关知识的学生错失机会，只能从众选课。

学校由于缺乏经费支持和专业指导，开展环境教育的积极性不高。环境保护部宣传教育中心开展的“贝迩（BELL）高校可持续发展创新课程推广计划”，2009年实施以来，试点高校分别为2009―2010学年25所，2010―2011学年22所，2011―2012年学年16所，但是环境教育课程主要开设在这些高校的商学院、管理学院、环境学院和人文学院，没有工科专业。

（二）教材内容与社会需求不符

对非专业性的高等环境教育，目前还没有形成完善的教育体系，只是以普及为原则，讲授基本的环境保护知识和技能[4]。可供选择的融入环境教育的专业课程相关教材比较少。在水利水电工程专业课教材中，大部分专业课教材对环境保护知识“心无旁骛”，小部分包含环境保护的章节或内容，但更新缓慢，或侧重于理论，或过于泛泛，针对性不强，难以适应我国国情水情的严峻形势。水利水电工程专业可选择的环境教育课程之一的生态水工学专业性较强，而环境学概论侧重各种污染防治。既然环境与资源密不可分，环境保护重要内容之一又是资源保护，而水利水电工程建设在一定程度上体现在水资源的开发利用，但是本科专业课程设置和教学上却很少结合和反映两者间的联系，有关可持续发展、环境伦理学、环境哲学等内容的课程也未体现在教学计划中。

（三）师资力量不足

开设环境课需要授课教师知识面广，对教师的素质、师德要求较高。目前，我国非环境专业很多从事环境教育的教师并非环境专业毕业生，水利水电工程专业性强，任课教师多是水利水电工程专业毕业，未接受系统的环境教育知识培训；教师继续教育滞后，没有环境教育培训的主动和被动要求，教师自身的环境保护意识和环境科学知识都不到位；经济发展兼顾环境和环境优先的观点没有得以有效传播。教师队伍环境素养的缺乏导致专业课程设置较少考虑环境教育，即使有也流于形式，不能将环境教育融合到材料力学、土力学、规划、设计等课程教学中。学校规定素质类选修课没有实验（实践）学时，主要以教师讲授为主的灌输式教学方式无法有效启发学生的思维，不符合环境教育应有的教学特点，效果不佳。

（四）缺乏激励机制

保护环境，人人有责；落实不到，人人无责。在传统观念的基础上，爱护环境、节约资源是美德，是发自内心的，不讲回报，不图奖励。在整个社会价值观潜移默化中，可以对坚持环境教育的教师和身体力行的学生给予尊重，进行物质和精神奖励，既可以增加环境保护践行者的精神愉悦，又可以鼓励更多的师生加入到环境教育的队伍，改变目前“口的巨人，行动的矮子”的环境保护知行分离现象。

三、应对措施

水利水电工程专业跟环境联系直接、密切，开设环境保护必修课是环境教育的一个重要方面，但不是全部。借鉴建设项目环境保护设施与主体工程的“三同时”制度，学校环境教育应体现全方位、多元化。学校总体规划、学院课程设置、教师教材编著应同时启动，形成上下联动、齐头并进的态势。

（一）领导重视

学校领导应积极响应国家“绿色大学”建设的号召，支持学校的环境教育事业，使学校成为实践环境理念的典范。通过改进传统教育，宣传和构建新的世界观和价值观，将环境教育、教育改革和经济发展联系起来；组织完善教学评估体系，建立专门机构或利用现有的教学督导团监督环境教育融入专业课程的实施情况；将环境教育纳入教师资格评审中。

（二）课程设置

环境教育是发展必要的技巧和态度以了解和欣赏人、文化、生物物理环境之间的相互关联性，是一种辨识价值和澄清概念的过程，不是要所有的学生都成为环保专家。根据学校课程体系结构，分别在必修课、选修课、专业实验和实践性教学环节中增加环境教育是比较理想的课程设置。然而，将环境教育作为水利水电工程专业必修课，不仅增加学校、教师、学生的负担，还会降低大家的积极主动性，失去兴趣。环境教育课程的设置建议遵循“少就是多”的原则，学习质量的重要性应该超过教授质量。在现有课程结构中，将环境教育融入到每一节课堂中，将环境保护内容加入到毕业论文（设计）的写作中，有专门谈及工程的环境影响及对策措施等相关内容也强调将环境教育融入形式，也可以用环境教育课程替换1―2门必修课程或减少必修学分，增加选修学分。

（三）教材选编

学校是课程发展中心，而非外在机构的课程实验场所。每个学校都具有独一无二的品质，国内外高校的环境教育成功经验可以参考，但绝不能复制，教材也一样。水利水电工程专业进行环境教育的教材可以借鉴国外或校外教材，但随着教学实践的积累和体会，课程发展应遵循从下而上的发展模式。鼓励教师尽其所能，发挥专业自主，结合教学、科研经验和实践智慧，主动创新、改编教材，从而形成课程、教授、学习、评价、专业发展和校外环境一贯的整体。对在专业课教学中坚持讲授环境教育的教师，进行修订融入环境教育的专业课教材的经费支持。这对从业教师提出更高的职业要求，对教师继续学习和主动思考具有较大的促进作用。

（四）教育形式多样化

学生接受环境教育的渠道为课堂讲授和课外实践；可采用必修课、选修课以及实践性教学环节、讲座、研讨会、学习班、社团、展板、影视、文学作品等形式。大力宣传“保护环境，我有责任”的观念，加大对身体力行、节能降耗行为的个人或单位进行表扬或奖励。

水利水电工程对环境的影响涉及水、土壤、大气、生物、地质、声环境等自然环境和包含农业、经济、土地利用、文物古迹、人群健康等在内的社会环境，具有复杂性和潜伏性。许多环境影响一旦形成，不可修复。深入、细致地进行水利水电工程专业环境教育是所有开设该专业的学校、教师义不容辞的责任，也是时代赋予我们的重任。将环境教育与教学改革结合，内化于专业课程和教学实践性环节中，融会贯通到学生的每一堂课中，对于学生大工程观的培养、环境理念的建立和传统思想观念的转变，能够起到潜移默化、事半功倍的作用。

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水工建筑物的基础有两类：岩基和软基，其中软基包括土基与砂砾石地基。由于受地质构造变化及水文地质的影响，天然地基存在不同程度的缺陷，需要经过人工处理，才能作为水工建筑物的可靠地基。

水工建筑物的基础处理，就是采用特定的技术手段来减少或消除地基的某些天然缺陷，改善和提高地基的物理力学性能，使地基具有足够的强度、整体性、抗渗性及稳定性，以保证工程的安全可靠和正常运行。随着水利水电建设事业的发展，对基础处理的方法与技术提出了越来越高的要求。同时，地基处理属隐蔽工程，要根据水工建筑物对地基的要求，分析水文、地质条件，进行技术经济比较，选择技术可行、效果可靠、工期较短、经济合理的施工方案。

1 岩石基础灌浆

岩石基础灌浆(简称基岩灌浆)，就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的(裂)隙中，经过硬化胶结后，形成结石，以提高基岩的强度与整体性，改善基岩的抗渗性。基岩灌浆处理要在分析研究基岩地质条件、建筑物类型和级别、承受水头、地基应力和变位等因素后选择确定。

灌浆技术除运用于大坝的基岩处理，还广泛应用于水下隧洞围岩固结、衬砌回填、超前支护、混凝土坝体接缝以及建(构)筑物补强、堵漏等方面。

2 基岩灌浆的分类

水工建筑物的岩石基础，一般需要分别进行帷幕灌浆、固结灌浆和接触灌浆处理。

2.1 帷幕灌浆

布置在靠近上游迎水面的坝基内，形成一道连续的防渗幕墙。其目的是减少坝基的渗流量，降低坝底渗透压力，保证基础的渗透稳定。帷幕灌浆的深度主要由作用水头及地质条件等确定，较之固结灌浆要深得多，有些工程的帷幕深度超过百米。在施工中，通常采用单孔灌浆，所使用的灌浆压力比较大。

帷幕灌浆一般安排在水库蓄水前完成，这样有利于保证灌浆的质量。由于帷幕灌浆的工程量较大，与坝体施工在时间安排上有矛盾，所以通常安排在坝体基础灌浆廊道内进行。这样既可实现坝体上升与基岩灌浆同步进行．也为灌浆施工具备了一定厚度的混凝土压重，有利于提高灌浆压力、保证灌浆质量。对于高坝的灌浆帷幕．常常要深入两岸坝肩较大范围的岩体中，一般需要在两岸分层开挖灌浆平洞。许多工程在坝基与两岸山体中所形成的地下灌浆帷幕．其面积较之可见的坝体挡水面要大得多。

2.2 固结灌浆

其目的是提高基岩的整体性与强度，并降低基础的透水性。当基岩地质条件较好时。一般可在坝基上、下游应力较大的部位布置固结灌浆孔；在地质条件较差而坝体较高的情况下，则需要对坝基进行全面的固结灌浆，甚至在坝基以外上、下游一定范围内也要进行固结灌浆。灌浆孔的深度一般为5～8m，也有深达15～40m的．各孔在平面上呈网格交错布置。通常采用群孔冲洗和群孔灌浆。

固结灌浆宜在一定厚度的坝体基层混凝土上进行，这样可以防止基岩表面冒浆，并采用较大的灌浆压力，提高灌浆效果，同时也兼顾坝体与基岩的接触灌浆。如果基岩比较坚硬、完整，为了加快施工速度．也可直接在基岩表面进行无混凝土压重的固结灌浆。在基层混凝土上进行钻孔灌浆，必须在相应部位混凝土的强度达到50%设计强度后，方可开始。或者先在岩基上钻孔，预埋灌浆管，待混凝土浇筑到一定厚度后再灌浆。

长江三峡工程的部分坝基固结灌浆采取了浇筑找平混凝土的方法，找平混凝土的强度等级与大坝基础混凝土相同．浇筑厚度一般为30～40cm，以填平低洼坑槽为主，待找平混凝土强度达到70％的设计强度后，开始固结灌浆作业。

黄河小浪底水利枢纽进水塔基岩进行的无盖重固结灌浆在基岩面上浇筑了30～40cm的垫层混凝土，在垫层混凝土的保护下．先进行表层3m的固结灌浆，在基岩面形成盖板后，再进行下部岩体灌浆。

二滩水电站拱坝坝基固结灌浆原则上由无盖重灌浆开始，至有盖重灌浆结束。无盖重灌浆在岩石裸露条件下施工，主要进行3m孔深以下岩体的灌浆，3m以上通过接管引至坝后集中地点，在浇筑坝体基础混凝土后再进行灌浆。同一地段的基岩灌浆必须按先固结灌浆后帷幕灌浆的顺序进行。 　2.3 接触灌浆

其目的是加强坝体混凝土与坝基或岸肩之间的结合能力，提高坝体的抗滑稳定性。一般是通过混凝土钻孔压浆或预先在接触面上埋设灌浆盒及相应的管道系统，也可结合同结灌浆进行。接触灌浆应安排在坝体混凝土达到稳定温度以后进行，以防止混凝土收缩产生拉裂。

3 灌浆的材料

岩基灌浆的浆液，一般应该满足如下要求：

3.1 浆液在受灌的岩层中应具有良好的可灌性，即在一定的压力下，能灌入到裂隙、空隙或孔洞中，充填密实。

3.2 浆液硬化成结石后，应具有良好的防渗性能、必要的强度和黏结力。

3.3 为便于施工和增大浆液的扩散范围．浆液应具有良好的流动性。

3.4 浆液应具有较好的稳定性，析水率低

盐基灌浆以水泥灌浆最普遍。灌入基岩的水泥浆液，由水泥与水按一定配比制成，水泥浆液呈悬浮状态。水泥灌浆具有灌浆效果可靠、灌浆设备与工艺比较简单、材料成本低廉等优点。

水泥浆液所采用的水泥品种，应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用等因素确定。一般情况下，可采用标号不低于C45的普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥，如有耐酸等要求，则选用抗硫酸盐水泥。矿渣水泥与火山灰质硅酸盐水泥由于其析水快、稳定性差、早期强度低等缺点，一般不宜使用。

水泥颗粒的细度对于灌浆的效果有较大影响。水泥颗粒越细，越能够灌入细微的裂隙中，水泥的水化作用也越完全。对于帷幕灌浆，对水泥细度的要求为通过80m方孔筛的筛余量不大于5％。灌浆用的水泥要符合质量标准，不得使用过期、结块或细度不合要求的水泥。

对于岩体裂隙宽度小于200m的地层，普通水泥制成的浆液一般难于灌入。为了提高水泥浆液的可灌性，自20世纪80年代以来，许多国家陆续研制出各粪超细水泥，并在工程中得到广泛采用。超细水泥颗粒的平均粒径约4m，比表面积8000cm2／g。它不仅具有良好的可灌性．同时在结石体强度、环保及价格等方面都具有优势，特别适合细微裂隙基岩的灌浆。

在水泥浆液中掺人一些外加剂(如速凝剂、减水剂、早强剂及稳定剂等)可以调节或改善水泥浆液的一些性能．满足工程对浆液的特定要求，提高灌浆效果。外加剂的种类及掺人量应通过试验确定。

在水泥浆液里掺人黏土、砂、粉煤灰，制成水泥黏土浆、水泥砂浆、水泥粉煤灰浆等，可用于注入量大、对结石强度要求不高的基岩灌浆。这主要是为了节省水泥、降低材料成本。砂砾石地基的灌浆主要是采用此类浆液。

当遇到一些特殊的地质条件，如断层、破碎带、细微裂隙等．采用普通水泥浆液难于达到工程要求时，也可采用化学灌浆，即灌注以环氧树脂、聚氨酯、甲凝类等高分子材料为基材制成的浆液。其材料成本比较高，灌浆工艺比较复杂。在基岩处理中，化学灌浆仪起辅助作用，一般是先进行水泥灌浆，再在其基础上进行化学灌浆，这样既可提高灌浆质量，也比较经济。

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