環境學科背景下水文與水資源工程專業教學改革與實踐論文
環境學科背景下水文與水資源工程專業教學改革與實踐論文
[摘 要]隨著我國社會和經濟的開展，水資源呈現出水質性缺水問題，水文與水資源工程專業的培育目的也發作了相應的調整。文章討論了在水文與水資源工程專業增強環境類課程的教學，提出在水文與水資源工程專業中應展開水質剖析、水生態系統、水質模型和水環境經濟四個方面的環境類內容的教學，在教學理論環節增加相應的實習內容，以順應我國社會和經濟開展的需求。
[關鍵詞]水文與水資源工程專業 環境類課程 教學
一、前言
水文與水資源工程專業是以地球科學根本理論為根底，以水資源為主要研討物件，經過系統學習水資源的散佈、構成、遷移和轉化等方面的專業學問和技藝，為人類社會和經濟開展效勞的一個新興專業。水文與水資源工程專業在我國大致閱歷了三個開展階段：陸地水文階段、水文及水資源應用階段和水文與水資源工程階段[2]。水文與水資源工程專業開展的總趨向是，越來越注重水環境問題的教學與研討。
我國當前面臨的主要水資源問題可歸結為：水多、水少和水髒。由於我國所處的天文位置，決議了我國的水資源存在南方多、北方少的空間散佈不均問題；由於受季習尚候的影響招致我國水資源存在年內分配不均的問題，即夏秋季多、冬春季少的特性，大區域性地域70%～80%的降雨集在3～4個月內，從而形成水資源的時間上分配不平均。隨著我國社會經濟的開展，水汙染問題也越來越突出，許多水資源豐厚的地域呈現了水質性缺水的問題。
依據當前我國的水資源情況和水汙染的形勢，在水文與水資源工程專業中增強環境類課程的教學和理論已獲得根本的共識，但關於增強哪些學問的學習和才能的培育還需求進一步討論。由於各學校的辦學條件和辦學根底不同，對水文與水資源工程專業的課程設計目前還存在比擬大的差別，以至區域性學校還存在依據師資條件設定課程的現象。在這樣的狀況下，討論並逐漸明白在水文與水資源工程專業中增加哪方面的環境類課程的教學和理論是非常必要的。
二、水文與水資源工程專業具備的環境科學學問
環境科學專業所觸及的內容非常普遍，關於水文與水資源工程專業的學生而言應具備以下四方面的學問。
（一）水質監測剖析方面的學問
隨著我國經濟的開展，水汙染現象日益凸顯。水文與水資源工程專業的學生應具備水質剖析、水環境監測方面的相關學問。理解每項水質指標的意義及其剖析原理辦法。水質指標大致可分為：物理指標、化學指標、生物指標和放射性指標。關於每一類指標所包含的內容及其剖析辦法應有所理解，熟習我國對水環境的分類和不同型別水體的適用範圍。
（二）水環境生態系統的學問
水是生態系統的組成區域性和物質根底。生態系統有其根本的組成：消費者、消費者、合成者及無機物質和能量。在水生態系統內消費者主要是水中的植物、浮游的藻類等自養型生物；消費者主要為各種底棲動物、浮游動物等；合成者為各種細菌等微生物；無機物質則包括氮、磷、硫、碳、氫和氧等組成生物體的各種宏量元素和微量元素；水生態系統中的能量主要來自於太陽能。水是生態系統中非常重要的組成物質，它是生物所需物質的載體，同時也是生物體的重要組成區域性。
關於水資源必需從生態系統的角度停止認識，將水資源的演化過程與生態系統的開展演化過程相分離起來。隨著生態系統的開展、演替，其相應的水環境條件會發作變化。如在水體中隨著各種植物的增加，水體中的各種營養物質會發作變化，進而影響水中動物、微生物的變化；由於人類城市生態系統的開展，還會形成城市河段水體的水質惡化等。
（三）水質模型方面的學問
水質模型是依據質量守恆原理運用數學言語和辦法描繪參與水迴圈的水質組分所發作的物理、化學、生物化學和生態學等方面的變化規律、互相關係的數學模型。水質模型是研討水環境的重要辦法之一，經過模型模仿水質變化過程能夠進一步認識汙染物在水體中的演化規律。水質模型能夠為分：零維模型、一維模型、二維模型和三維模型。依據不同的水體選擇相應的模型停止模仿，一維和二維模型在實踐中採用得比擬多。隨著散佈式水文模型的開展，具有散佈式特徵的水質模型也得到了快速開展。
水質模型的樹立可分為：模型概化、模型性質研討、模型引數估量、模型的考證和模型應用等步驟。水質模型的計算通常需求求解高階的動力方程。水文與水資源工程專業的學生可在學習水力學、數值法等課程根底上開設相關課程。
（四）水環境經濟方面的學問
隨著水資源問題的越來越突出，流域內水資源爭端也愈加劇烈。如何均衡好流域內水資源的利益問題顯得非常重要。普通而言，經濟比擬興旺的地域都位於一條流域的下游地域。同時，也需求更多的水資源來支撐經濟的開展。上游地域為了維護水資源而不能鼎力開展汙染比擬大的工業，這樣便形成了流域內地域經濟開展的不均衡。如何補償上游地域為維護水資源而作出的犧牲，需求運用環境經濟方面的學問。因而，水文與水資源工程專業的學生應具備水環境經濟方面的學問，以便在處置水爭端時，能充沛思索各方面的利益。
三、增強理論，進步水文與水資源專業學生運用環境科學學問的才能
針對當前水文與水資源工程專業環境科學學問理論內容較少的理想，有必要在課程設計上增加相關內容，同時在理論環節中增強對環境科學學問的運用。
（一）恰當開設水環境監測實驗內容
依據水環境監測的主要內容，在水環境化學課程或水環境維護概論課程中有針對性地增加水環境監測方面的實驗。實驗的內容主要為水質剖析中的常規指標的剖析，如水中溶解氧（DO）、pH、COD、氮、磷、葉綠素等指標的剖析。經過實驗培育學生的實踐操作才能。
（二）在消費實習中增加水生態調查內容
消費實習是水文與水資源工程專業學習過程中非常重要的一次實習，其目的在於經過實習，到達根本能綜合運用相關學問的才能。為了進步水文與水資源工程專業運用環境科學學問的.才能，能夠在消費實習環節增加水生態調查方面的內容。如調查不同汙染水平水體中底棲生物的品種、數量的變化，調查不同汙染河段中浮游動、植物的變化，水體中葉綠素的變化等，進而認識水環境汙染對水生態系統的影響。
（三）裝備高效能計算機，進步學生運用水質模型的才能
隨著科學技術的開展，關於水體中汙染物的擴散、遷移和轉化過程的模仿由零維和一維逐漸開展到二維、三維；模型引數也由最初的DO、BOD引數開展到更多引數，如N、P、葉綠素等引數；模仿的物件由以前單純模仿水中汙染物質的遷移、轉化開展到大氣―水體、水體―堆積物等介質中汙染物的交流、擴散等過程。隨著水質模型維數、引數的增加和介面過程的參加，水環境模型的計算量也成倍地增加。採用高效能計算機來求解水質模型是大勢所趨。水文與水資源工程專業的課程設定中應有針對性地開設水質模型的樹立、求解的相關內容。如能夠先讓學生學習如何樹立並求解較簡單的零維水箱模型或一維BOD-DO模型，然後再逐漸引入其他引數。水環境模型的樹立和運用還能夠交融到天文資訊系統（GIS），使模仿結果視覺化。經過樹立和求解水環境模型，使學生初步具備運用計算機處理水環境汙染問題的才能。
（四）小流域調查時增加水汙染調查內容，培育學生全流域管理理念
小流域調查是水文與水資源工程專業的比擬重要的一次實習。目的在於綜合運用所學的水文與水資源學問對一個流域停止剖析研討，其觸及的內容較多。隨著水環境問題的凸顯，在小流域調查過程中能夠恰當增加水汙染的調查，如流域內點源、非點源的調查，上、下游水汙染的關係。運用環境經濟學的觀念來剖析水環境汙染的經濟學關係，如剖析水環境汙染的外部性、流域內水環境汙染的受益者和受害者及如何堅持流域的可持續開展等。
四、結論
隨著社會經濟的開展，水文與水資源工程專業的人才培育目的也發作了一定的變化。由於環境汙染問題越來越突出，水文與水資源工程專業人才也必將面臨新的機遇和應戰。作為培育水文與水資源工程高階特地人才的高校，應順應社會經濟開展的需求，在水文與水資源工程專業教學內容中恰當增加環境科學的相關學問，在理論環節中增強對環境科學相關學問的運用，使培育出的人才愈加能契合社會和經濟開展的需求。
[ 參 考 文 獻 ]
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[義務編輯：雷 豔]