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中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:
1 系统分析
1.1 施工阶段质量控制业务流程
对于从事水利水电工作的工程师,其质量控制流程一般包括三个层次,第一层次是审核合同项目的开工准备工作;第二层是对该合同项目的子项工程进行质量控制;第三层次是对工序活动效果和工序活动条件进行质量控制。
1.2 系统目标分析
目前,国内对水利水电工程质量信息系统的研究、开发以及运用都处于起步阶段,只有在质量评定和材料控制等方面实现了计算机控制,大部分的质量控制信息管理需要人工处理。为了减轻工程师的工作负担,一方面代替工程师进行完整的行政管理工作;一方面做出数据处理、预测、计划及控制的报告和记录。这将有利于工程系统目标的分析和工程的顺利进行。
1.3系统功能分析
只有获得信息系统的信息支持,才能控制水利水电工程质量。因此,信息系统必须具有以下功能:①对有关设计文件和设计修改、变更文件进行储存,管理设计文档档案;②跟踪管理承包商的施工机械设备;③管理承包商的施工人员;④建立计算机台帐,跟踪管理主要的建筑材料、成品、半成品、构件和设备;⑤为工程师制定质量监控计划提供依据;⑥运用模糊综合评判法,合力评价施工组织的设计;⑦对有关的工程质量标准进行存储,能够以此标准为依据进行质量控制;⑧对分部工程、分项工程、单位工程以及隐蔽工程的质量检查评定数据进行处理,再以此数据为依据评定水利水电工程质量;⑨统计分析工程安全事故和工程质量事故,并能为多种工程事故提供统计分析报告;⑩运用数理统计方法,统计分析重点工序,并进行控制图、直方图等管理图表的绘制。
根据以上功能要求,水利水电工程质量控制信息系统由十个子系统组成, 分别是:①施工承包商及施工人员控制子系统;②设计质量管理子系统;③对材料的质量进行控制的子系统;④设备质量控制子系统;⑤施工机械控制子系统;⑥对施工过程的组织设计进行质量控制的子系统;⑦对施工过程的质量进行控制的子系统;⑧对质量进行控制计划的子系统;⑨对工程质量进行评定的子系统;⑩对工程质量出现的事故进行统计分析的子系统。
2 系统组成和功能
2.1 系统结构设计
系统结构设计必须利用优化的设计方法,统计核对承包商和合同上的相应条目,并将其层层分解,直到达到不能分解的层次,便于分析。
①施工承包商及施工人员控制子系统
此系统主要是将施工技术人员和管理人员的基本资料(如姓名、性别、职务、职责等)录入计算机内进行分类,同时,还可以将主要的施工人员及管理人员每天的到场情况及在场的施工状况进行统计和检查,通过对施工人员到场情况和施工人员的监控,对施工状况进行控制。利用该系统可以实现计算机对施工人员和承包商的管理和数据对比,进而减少施工系统的麻烦。
②设计质量管理子系统
利用该系统可以将工程设计文件的收集、修改、变更、分档等工作交与计算机管理,可以防止人为更改,也可以防止其资料由于时间过长而引起的丢失,为工程设计提供理论依据,方便工作人员对施工设计过程进行检测和管理。
③对材料的质量进行控制的子系统
此系统主要是对材料质量方面进行的管理与控制,即对施工所用的材料,在建工程的跟踪检查测试,对现场材料的采集、检验、材料入库,以及货物检验合格数据登录、修改、查询等。利用该系统可以对材料规格进行设置和控制,从而对其进行自动控制,有利于保证其质量,降低由于材料不合格造成的工程损失。
④设备质量控制子系统
此系统主要包括对设备的装配、安装、功能等进行管理,并对其质量进行监控。主要是对设备的检验情况、设备的调试运行情况以及设备的维护进行控制。此系统可以提高设备利用率加强对设备质量的控制。
⑤施工机械控制子系统
施工机械的控制子系统主要是对施工机械进行质量检验,对机械到场情况、型号、数量等施工机械目标数据进行比较,并进行调整和安排,以有利于提高施工机械的使用和利用效率。
⑥对施工过程的组织设计进行质量控制的子系统
对施工组织设计进行质量控制,主要是对施工后的质量控制。其主要记录施工设计提交的时间、参与质量审批的工作人员、审批的意见及其中的结论。可将施工过程的组织设计精细划分为施工方面的方案、质量方面的保证、暗场方面的管理、施工过程中的文明管理等方面,利用模糊评定的方法进行评定,最终得出合理的结论。
⑦对施工过程的质量进行控制的子系统
此过程主要是对施工过程中的质量进行检测,该系统可以对整个系统分部、分项进行统计和登录,以及删除,为查询提供理论依据。同时也可以隐蔽验收数据,避免其被人为的删除或修改,最后工程结束后,对其质量报表的输出,可根据质量控制人员的不同要求和不同工程所特有的需求输出各类报表。
⑧对质量进行控制计划的子系统
该系统主要是根据已审核通过的施工负责人提出的各种开工条件、建设条件及安装工程进行质量监控。此系统要发挥作用,必须建立质量指标,据此来确认原材料的质量、建设材料的质量、安装工程的质量,并建立一个数据库,为施工过程中出现的质量问题提供理论依据。
⑨对工程质量进行评定的子系统
该系统主要是针对工程本身的情况进行质量评定。通过工程质量评定子系统对工程质量进行全面的检测和鉴定,以期保证工程的质量。
⑩对工程质量出现的事故进行统计分析的子系统
该系统主要是利用统计的方法,建立工程质量事故记录数据库、工程质量事故分析数据库、工程安全事故记录数据库。此系统有利于对工程中所发生的事故进行统计和分析、保存,为以后的事故处理提供理论依据。
2.2数据库设计
本系统中,数据库设计是主要内容,主要包括两个方面:基础数据库的设计和各个项目数据库的设计。
①基础数据库的设计
此类数据库是每个工程必备的,而且是通用的,是所有系统的基础,有了此数据库,其他系统才可以发挥作用。但是,此类数据库有其固定的格式和内容,所以不需特意维护,其所需人工费用较低。
②各个项目数据库的设计
不同的项目对数据库的要求也不尽相同,且对数据库的准确度要求比较高,所以对其的维护需要相当大的费用。
3 结语
工程师的任务就是在质量、 投资、 进度和合同等方面进行管理。通过本文的研究,可以看出水利水电工程质量控制及信息系统控制具有较强的实用性和可操作性,对于每一个从事水利工程的工程师都是非常有利的;对于现行相关法律条文的修订也具有一定的参考价值;水利水电工程质量控制业务控制信息系统,可作为开发水利水电工程质量控制信息系统的基础。现在是计算机系统时代,计算机已经作为一种工具为人们的各项工作减轻负担,降低压力,所以如何利用好计算机系统实现水利水电工程的质量控制值得我们去研究。
参考文献:
[1] 刘一生. 建设项目信息管理[M]. 北京: 清华大学出版社, 1998.
[2] 张海藩. 软件工程导论[M]. 北京: 清华大学出版社, 1998.
[3] 张良成. 建设项目质量控制[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 1999.
[4] 刘永强, 陈璐, 黄寅浩. 模糊综合评判法在施工方案评价中的应用[J]. 水运工程, 2002(8):8-11.
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(b)-0168-02
教育是民族振兴的基石。为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展计划纲要(2010―2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》,提高高等教育人才培养质量,建立创新型国家,我国教育部于2010年6月启动实施了“卓越工程师教育培养计划”,简称“卓越计划”[1]。
为提高工程人才的实践能力和创新能力,“卓越计划”创立高校与行业和企业联合培养人才的新机制,要求学生在企业学习一段时间[2]。本科采用4年学制,推荐“3+1”模式,即3年在校学习,累计1年进行企业学习和毕业设计。
笔者学校水利水电工程专业于2013年被列入教育部“卓越计划”培养行列,学生有1年的时间在企业学习实践,因此需要对现有课程进行改革,在符合基本教学规律的情况下,尽可能地压缩部分课程的学时学分,让学生能尽快地到实际工程中学习锻炼。现以《水电站建筑物》为例,浅谈在“卓越计划”下,水利水电工程专业课改革的问题。
1 课程介绍
《水电站建筑物》是水利水电工程专业的一门专业必修核心课程,开设于第7学期。教学环节主要由课堂教学(36学时)、实验教学(8学时)、课程设计(2周)、实习(2周)四部分组成。该门课程主要介绍水电站输水系统、水电站厂房两大部分设计理论,涉及水电站进水口、渠道隧洞、压力钢管、水击与调保计算、调压室以及厂房布置设计等设计内容。通过该课程的学习,使学生获得有关水电站建筑物的基本理论、基本知识与基本技能,训练和培养学生综合的思维方法及分析问题和解决问题的能力,为今后从事水利工程的规划、设计、运行和管理打下基础。
考虑到水电站建筑物课程需要大量的基础课和技术基础课为先导,又为基础课尤其是技术基础课提供应用对象,增加这些课程的活力,将其结合起来,将大大提高教学效果和学生的学习积极性,亦将大大节省学时,解决学时不够的问题。为此,将水电站建筑物课程划为两块,由浅入深穿插在高低年级授课,课堂讲授、课程设计、实验教学、生产实习4个环节交替进行,从而符合学生的认识规律。
目前的培养方案中,关于水电站的课程有两门,即《水力机械及电器设备》和《水电站建筑物》。《水力机械及电器设备》为专业基础课,开设于第6学期,32学时,主要目的是让学生能根据水电站基本资料选择合适的水轮发电机组,确定水轮发电机组参数,进而确定水电站厂房尺寸。《水电站建筑物》为专业核心课程,两门课程各自教学内容完整,教材经多次修编,基本满足了教学的需求。
但就目前的教学情况来看,《水力机械及电器设备》仅仅服务于《水电站建筑物》厂房布置设计的内容。《水电站建筑物》厂房的布置设计内容中,需要根据水轮发电机组的参数确定厂房尺寸。前期学习过的《水力机械及电器设备》就是为了确定水轮发电机组参数。由于《水力机械及电器设备》目的单一且明确,单独开设,当学生在第7学期学习《水电站建筑物》厂房布置设计时,水轮发电机组参数确定等内容时已基本忘完了,需要重新花时间来讲解回忆,知识学习过于零散,不便于相关知识的结合运用。为了增强系统性、可用性及实用性,将《水力机械及电器设备》整合到《水电站建筑物》中,将《水电站建筑物》归纳集中为三部分内容:水轮机、水电站输水系统及水电站厂房,提高学生学习的目的性和知识的整体性。
2 课程改革内容
(1)结合水利水电工程专业“卓越计划”特点,将专业核心课程资源《水力C械及电器设备》和《水电站建筑物》两门课程进行整合,编写新教材。
在强调课程自身特点的基础上,结合新理论、新方法的介绍,增加最新工程实例,注重水利专业培养体系的完备性及课程教学知识的系统性。将两学科(或多门相关学科)最新科研成果融进教材,使课程内容具有前瞻性、新颖性;增强这两门课程教学内容的有机联系,注重知识的相互渗透,提高课程的综合化和系统化程度。
(2)加强专业导论、水利工程概论等概论课。
《水电站建筑物》课程的一部分内容不需要许多基础课和专业基础课知识,但可为某些基础课及专业基础课提供一定的工程背景。其教学方法可与认识实习结合,采用大量的现场教学及课堂讲授中穿插投影、幻灯、录像等多媒体方式授课,把水电站建筑物的概貌形象生动地授给学生,提前培养学生的工程意识。这部分内容可划进土木工程概论课及专业导论课,在低年级进行。因此,加强土木工程概论课及认识实习是水电站建筑物课程改革的重要部分。
(3)提高水电站建筑物基本理论的授课水平。
由于将水电站建筑物课程中大量的关于“分类”“特点”“优缺点”之类泛泛叙述剔除,移入专业导论课,变为低年级的生动活泼的现场教学和多媒体教学,使水电站建筑物课程的理论分量增加,平淡叙述减少。同时,删除过时的和繁琐的内容,腾出学时系统讲授水电站输水系统、水电站厂房的设计理论和方法,力求讲深讲透,使本课程的授课水平得以提高。
(4)形成合理的课程评价体系,建立教学大纲、教学周历等基础性教学资料,对课程方案实施过程、实施效果进行评价。
按照“理论够用、强化实践、综合提高、全面发展”的教学思路,以改革考试内容、考核形式和考核评价体系为核心,探索多元化课程评价体系,即在以往考虑实验成绩、考勤、作业等成绩的基础上,进一步降低期末考试所占比重,增加综合性课外训练、分知识单元阶段性考核及平时课堂讨论等考核形式,形成有利于学生综合素质提高和创新能力培养的考核模式。
3 课程改革思路
(1)探索新的教学方法。
在沿用主流的多媒体与板书相结合的教学方法的基础上,积极探索启发式、探究式、讨论式、参与式教学,从而培养学生自学能力及工程意识,增加学生对该课程的学习兴趣,活跃课堂气氛,从而提高教学质量。比如,可以在讲授完一个章节后,给学生布置综合性的大作业,培养自学能力;或者让学生自己在课后对比总结不同建筑物之间的差别与联系,在课堂上进行讨论等,培养学生的工程素养。
(2)采用高科技丰富教学手段。
通过收集、制作动画、图片、录像等资料,使抽象、复杂的建筑物结构、工作原理等内容形象化,进一步提高教学现代化水平。
(3)建立课程网站。
将教学大纲、教学周历、多媒体课件、课后练习共享在网站上,便于学生课后自学,提高自学能力。同时,可以在网站上设立互动渠道,通过网络答疑等措施,加强老师与学生之间的沟通与交流。
(4)实践教学改革。
《水电站建筑物》课程的生命力在于工程实践,实践教学的新鲜感、生动感是多媒体教学所不能代替的。针对目前该课程实践教学效果不良的问题,可以通过以下3种措施改进。
①丰富教师的工程实践经验。每年安排1~2名教师利用暑假等空余时间到设计院、施工单位进行锻炼,丰富、补充自身的实践经验,从而为提高教学质量奠定基础。也可以不定期邀请设计院、企业等具有丰富工程经验的专家到学校为学生开设专题讲座,进一步加深理解所学课程知识,培养学生的工程素养。
②进一步加强实验教学。充分利用学校每年给实验室拨发的年度实验教学仪器设备购置费,购置实验教学仪器设备,加强实验教学硬件环境,增加可以培养学生动手能力、创新能力的可操作实验设备及实验项目,从而提高实践教W的质量。
③增加经费,巩固和加强认识实习及课程实习。加强与企业的沟通与联系,通过各种渠道筹措资金,建立稳定的现场教学点和生产实习基地,加强水利水电工程专业低年级的认识实习以及《水电站建筑物》课程实习环节,从而提高学生的认知能力。
4 结语
在现有“卓越计划”培养目标下,水利水电工程专业课程改革需要不断地在实践中完善和发展。以能力培养为核心,以教学改革为先导,更新教育理念,才能培养出“厚基础、宽专业、强能力、善管理”的高级工程技术人才和管理人才。
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1、导论
在现代修建的水利水电工程中,钢闸门被广泛的使用着,同时它也是水工建筑物中的重要组成部分。闸门在水工建筑物中的主要作用是挡水、控制水流、同时根据要求全部或者部分开启闸门排泄水流、调节上下游的水位、放运船只木排、排冰、排污等。工程设计和运行管理是否科学合理,这对于钢闸门在寒冷地区的正常运行具有十分重要的作用。
2、当前我国闸门防冰冻工程技术发展的现状
目前,防冰冻工程技术的使用在我国寒冷地区比较广泛,如冬季气温比较低的西北、东北、华北和等地区,防冰冻技术总共可分为六类,包括破冰工程技术、排冰工程技术、化冰工程技术、输冰工程技术、导冰工程技术以及蓄冰工程技术。对于在渠道和枢纽区运行的闸门,主要是以化冰工程技术为主的,包括有保温法、射流法、加热法、吹泡法等。
3、冰冻对闸门的危害
对于没有采取防冰冻措施的钢闸门, 或者已经采取防冰冻措施, 但是在运行一段时间之后因为管理、维修等问题而被撤换的钢闸门,会在超负荷情况下运行, 使得闸门在冰荷载的反复作用下产生弯曲变形, 更甚者则产生强度破坏, 进而出现渗漏现象。冰冻对闸门的破坏的主要原因是冰冻形成的冰盖对露顶闸门产生了十分大的冰盖推力,这就使得门叶变形或者出现损坏。引水渠道闸门以及埋固件被冻死,这样闸门就不能正常运行,并且使冰块大量堆积堵塞,过水断面减少,不能或无法引水。因为潜孔工作闸门在整个冬季处于挡水状态,门叶迎水面会产生巨大冰包,冰包与门叶、埋件牢固地冻结在一起,这样会使得闸门不能正常启闭,进而影响水封及启闭设备的正常使用。若引水渠道闸门与埋固件被冻死,闸门不能启闭,在一段时间之后就会形成连底冻,这样的话就存在渠堤被冲毁这样的隐患,从而造成巨大的经济损失。
4、水利水电工程闸门防冰冻工程技术的分析研究
由于受时序的影响,闸门在冬季设计运行工况会与其他时节有所不同,所以采取的防冰冻工程技术措施也会有所区别,但闸门的冰冻问题是必须要解决的。在工程设计过程中,忽视或没有充分考虑闸门在冬季运行时的防冰冻问题,或者对当地的冰情规律、水文、气象等没有全面了解,所以就算采取了防冰冻工程技术,这也不一定可以收到理想的效果。
4.1、 闸门处于非运行工况
当闸门在冬季冰冻期处于非运行工况时,闸门在锁定梁上处于锁定状态,就不需要采取相关的防冰冻工程技术措施。
4.2、闸门处于拦蓄水工况
4.2.1、露顶闸门的拦蓄水工况
以恰甫其海水利枢纽工程表孔溢洪洞进口露顶闸门所采用的浮筒加热式露顶闸门化冰设备为例进行分析研究。恰甫其海表孔弧形闸门的尺寸为15m×13.2m,舌板闸门的尺寸在为8m×5m ;在冬季最低气温达到﹣20.17℃时,形成的冰盖厚度可达到660mm; 根据冰推力计算公式,得出闸门所承受最大冰盖推力应该不低于100t; 初步设计中提出以及解决在冬季处于挡蓄水工况时所承受冰盖的巨大推力对闸门变形这样的问题。那么运行单位就要根据当地的气候特征,对闸门防冰冻工程技术进行研究以及比较。在我国的通常情况是冬季风级大于6级的天气状况比较多,那么采用吹泡法往往不能实现化冰的作用;同时因为水库的水较深,以及冬季水库运行水位较高,水下地形复杂等情况,就很难把库底的水抽取出来,这样的话所用的增温法也就无法达到理想的效果;比如,门叶背水面就采用加热毯加热的方法,是可以达到融冰效果,但是他的缺点在于易漏电同时须根据水位的不断下降而必须不断地调整加热毯的高度,这样的话就存在发生危险的隐患。运行单位则就根据库水位在冬季不断下降这样的情况,自行开发出浮筒加热式露顶闸门的化冰设备,同时经过三年的运行实验,浮筒两侧各有0.010m-0.030m的冰盖可以被化开,同时有不会因水位的变化而影响使用这样的情况发生,同时化冰效果明显,这就有效的解决了冰盖对闸门的推力问题。
4.2.2、渠道露顶闸门处于拦蓄水工况。
冬季因为寒冷多数渠道都会处于非正常运行的状态,而少数渠道在冬季处于运行状态,一旦冬季需要引水发电或输水,那么闸门处于拦蓄水工况的话就应该采取有效的闸门防冰冻工程技术措施。新疆南岸干渠渠道露顶闸门就是一个比较鲜明的例子,那么就以它进行分析。新疆伊犁南岸干渠渠道纵坡比例是8000:1,因为水流速度较慢,他的环境气候也与恰甫其海比较接近,在冬季时需要输水到雅玛渡水电站进行发电。当露顶闸门在渠道上长时间挡水之时,就十分容易形成连底冻,同时当冰发生膨胀时就会有巨大作用力作用于门叶上,同时造成门叶的永久变形以及破坏,进而影响到闸门的使用和寿命。那么采用加热法的话就可融化门叶前的冰冻,加热法中三种闸门防冰冻工程技术措施固然有其优点但也存在缺陷。如采用热空气法和热水法的话就可解决闸门的冰冻问题,但是由于渠道过长,闸门比较多,而且投资很大,这样的话经济效果也不理想;而采用发热热电缆和热油法,就比较简单、容易、方便地融化门叶上的冰冻,同时它的投资比较少,也较经济一些。
4.2.3、 潜孔闸门在冬季处于挡蓄水工况。
潜孔闸门通常其上方会有封闭的闸房,泄水出口会和外部环境相通,这是用来排砂以及汛期泄洪的。一旦闸门设于有压洞进口,以恰甫其海中孔进口弧形工作闸门为例,因为他的背水面和洞口距离有较长的一段距离,而洞内并无穿堂风,那么洞内天然就有保温作用,同时闸门在冬季处于水下50m-70m的深处,底层水温和门叶在不断的进行热量交换,闸门的温度如果处于﹣0.01℃ 之上的话,就会处于一种不结冰状态,那样的话就没有必要采用任何闸门防冰冻工程的技术措施。潜孔闸门设在压洞的出口,门叶背水面应与外界相通,同时在一定的条件下,门叶迎水面就很同易产生冰包。这闸门距离洞口10m,闸门尺寸大约在6m×6m,水的深度大约在70m左右,运行单位如采用保温帘减少洞内外空气的对流,那么经过五年时间的运行,防冰冻效果将会比较明显。潜孔闸门设于渠道之上,因为渠道的水深比较浅,一般不会高于10m ,同时在冬季当闸门处于拦蓄水工况之时,闸门迎水面或这闸门洞就很容易形成连底冻。如这种情况发生的话,必须采取防冰冻工程技术措施,可以采取电热热空气法以及热水法,这种的方法的缺点在于不经济且投资较大,而采用发热热电缆法和热油法的话,那么它容易操作而且也比较经济。
4.3、闸门处于启闭工况
在寒冷的冬季一般为了控制水库水位或者为保证下游居民、工厂的生产、生活用水,渠道和枢纽工程的闸门经常需要进行开启和关闭。局部启闭或局部控制下泄流量。在我国的一些寒冷的地区,比如东北、西北,不论露顶闸门还是潜孔闸门,在冰冻期都需要使用切实有效的闸门防冰冻工程技术措施,用来保证闸门可以正常的运行。因为闸门开度在不断的变化中,就可采用发热热电缆法以及热油法在这种工况下是最行之有效的的防冰冻工程技术措施,但是值得注意的是门叶以及门槽埋件内都需要敷设发热热电缆以及热油管,并且一起进行加热,就可以使得闸门在冬季冰冻期依然可以正常的启闭。
5 、结语
我国的寒冷地区在设计水利水电工程钢闸门设计之时, 必须配套进行钢闸门的防冰冻系统设计。这样才可以保证钢闸门在冬季可以正常的运行,保证人民生活的正常运行。
Abstract: as the 20th century was established and developed a discipline, very close with the environmental engineering geological disciplines, with the speeding up of urbanization in our country, puts forward higher requirements on the engineering geological environment. At the same time, the quality of the engineering geological work of engineering plan is very important for the decision making and project construction smoothly. We will try to coordinate the relationship between the environment and engineering geology, to realize the harmonious development of man and environment. There are many problems in engineering geology, engineering accidents have occurred, to the people's life and property bring great losses, the phenomenon of decline in the quality of the engineering geological prospecting, engineering geology analysis in-depth, some even engineering geological evaluation of conclusive mistakes. So the development of engineering geology should realize the harmonious development, in the development of environmental protection, strengthen the quality of geological exploration, in-depth research and analysis, in order to meet the opportunities and challenges of the future.
Keywords: engineering geology, environment, talents, opportunities
中图分类号: P642 文献标识码:A文章编号:
当今社会的竞争越来越大,就工程地质学科来说,对对地质师素质的要求也将越来越高,
所以要使勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。工程地质学家和地质师承担着,防止灾害,造福人类,艰巨任务和不可推卸的责任,所以更要迎接机遇,为人类的发展贡献自己的力量。我们的工程地质工作存在的很多问题,只有理性的分析问题,找出解决的对策,才能是我国的勘探队伍有长足的发展与美好前景。
第一,工程地质工作存在的问题与对策
(1)工程地质勘察的质量问题
在工程地质勘察过程中,一般问题较多的是工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;地质报告中基本地质条件不清楚,主要工程地质问题界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性更大。
相关专业的理解问题。一种情况是地质师对其它专业不理解,这需要加强跨专业的学习。另一类现象是设计施工等相关专业对工程地质的不理解。有的不懂地质却偏要提出一些不切实际的勘探要求,有的工程由设计人员来布置地质勘探工作;有的设计人员对地质专业知其然不知其所以然,自以为是包打天下,不结合地质条件设计不当;也有的是不尊重自然地质规律,野蛮施工,严重破坏地质体的自然结构,造成重大工程事故。所有这些非地质专业的问题,往往在出了问题之后又向地质专业推卸责任,令地质师们不知所云。工程地质界知名专家学者孙广忠教授指出:“实际上,在地质工程实践中脱离地质实际的实例随手可拾,可以说,地质工程施工中出现事故的绝大部分是设计和施工脱离地质实际的结果,或者是对工程地质条件没有搞清楚或认识不清的结果,如果离开了地质基础,则其理论必将脱离地质实际必将作出错误的结论”。 潘家峥院士等前辈专家早已强调过地质学水工,水工学地质。足以可见专业之间的交叉渗透问题,早已被专家们的真知灼见道出了关键,就看我们作何行动。
勘测周期不合理的问题 。从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理。但有些工程没有基础性的前期投入,一旦要报项目,立即就要求提交地质报告;还有些工程是今天提交了可研报告,明天就提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,地质条件不清楚,投资控制不住,施工后修改设计,或由于地质问题造成承包商巨额索赔等等。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大工程事故。
规程规范的问题。规程规范的问题较多,甚至产生了一些混乱。水利系统与水电系统的勘测设计阶段不一致,规程规范也有区别。历经十多年的编写报批,1999年才颁布的国家标准《水利水电工程地质勘察规范》,在勘测程序和新技术的应用方面都已经明显地落后于时代的发展,一经颁布实施就难以把握。更为令人难以理解的是另一部国标《岩土工程勘察规范》并不完全适合于水利水电工程地质,而建设部的一些工程勘察监督机构则以此为依据对水利水电勘测设计单位实施质量检查,使勘测单位不得不准备满足两种规范的两套地质报告分别对付审查和检查。规程规范的修订和出台周期太长,完全不能满足工程建设的需要。水利与水电分家之后,对于工程地质这个专业来说其工作性质是一样的,但却存在不同的技术标准和勘测程序,这种情况还要继续下去,需要寻求解决或协调方案。
人才问题。十年造成的人才断层已经出现。有丰富工程实践经验的前辈地质师相继离岗,各勘测设计院明显缺地质总工人才,八十年代期间各院比较整齐的地质副院长和院级地质总工,近年来在一些勘测设计院已经相继断档,或后继无人,或后备人才尚不成熟。勘测行业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,人才资源开发机制的问题,择业行为中的浮躁动机等等,都不同程度地影响着优秀地质师的成长。高质量高水平的工程地质分析成果,出自于高水平高素质的地质师。有人说二、三年就可以培养出地质专家,实属无知。要培养出一个具有工程地质分析能力,能够解决复杂问题的地质师,没有十年以上的功夫,大量的工程实践,自身的敬业精神,理论联系实际,相关学科专业的学习和渗透,是决不可能的。十年树木百年树人,在地质师的培养过程中可以充分体现出来。培养优秀地质师的难度可以说远远超过培养博士、研究员和教授的难度。社会的发展和日趋激烈的竞争市场,对地质师素质的要求也将越来越高,最好是跨专业的复合型人才。竞争的实质是人才的竞争。勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。
技术管理问题。工程地质勘察质量的控制,技术管理是主要环节之一。近年来一些单位提交的勘测设计报告中的地质章节不是地质师写的,报告的编制人中没有地质专业负责人,或地质报告没有院级地质负责人审查把关,报告和图纸中的错误较多。这种情况给总院增加了审查难度,同时也有损勘测设计单位的质量和水平形象,还会延误工程报批的时机。当然也有上级单位工程审查把关不严,助长了这种技术责任心不强的现象。
第二, 解决问题的措施
解决问题首先要分清责任。规程规范和部分技术管理方面的问题应该由总院负责;勘测周期不合理,前期工作投入不够等问题应该是地方部门或者计划部门负责;质量、人才、相关专业的协调等问题自然应该由勘测设计单位负责;其它问题大家都有责任,但主要还是取决于大环境。责任分清楚了,落实到要有人来抓,所有问题虽然我们不敢说都能很好地得到全面解决,但至少可以前进一大步。最可怕的是大家都在畅谈必要性重要性,结果都是纸上谈兵,没有实际行动。笔者在这里也就是夸夸其谈而已,不可能提出可以操作的具体解决方案,这种方案也不该我们提,该谁提?当然应该是谁负责抓,谁就提方案追落实精指挥勤检查,最终归结到谁领导的关键问题上。到此为此,我们的对策就算出台了。其实,我们这里列出来的众多实际问题,本质上和深层次的是体制和机制问题,需要通过改革才能从根本上解决。随着勘测设计市场化进程的加快,新技术与旧管理的冲突,老观念与新思想的交锋,既是矛盾又是改革的动力,这是不难理解的。
我们要实现人与自然的和谐发展,必须把环境放到首位,在地质工程建设的同时,我们不能忽略环境的影响。同时,我们应该认真分析当前工程地质存在的问题,找出解决方案,才能实现我国地质工程的进步。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。应注重地质师的作用,培养良好高素质的勘探队伍,为我国地质事业做贡献。
参考文献:
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2崔政权,《系统工程地质学导论》水利电力出版社,1992.5
3孙广忠,论地质工程的基础理论,《工程地质学报》1996.第4期
4韦港 《工程地质随想》 1997年4月24日
2021广西大学放假时间公布广西大学放假时间是在7月31日,暑假开学时间是在9月3日,暑假时长35天。
广西大学教学建设质量工程
截至2018年4月,广西大学共获得教育部“质量工程”建设项目、“本科教学工程”项目共61项;其中,国家特色专业12个、国家级一流本科专业28个、国家精品课程3门、国家级双语教学示范课程2门、国家级专业综合改革试点专业4个、国家级人才培养模式创新实验区1个、国家级大学生校外实践教育基地5个、国家级实验教学中心7个、国家级虚拟仿真实验教学中心2个;自治区级实验教学中心27个、自治区人才培养模式创新实验区5个、省级一流本科专业22个。
国家级一流本科专业:金融学、国际经济与贸易、法学、英语、新闻学、物理学、应用化学、生物技术、机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学与技术、土木工程、化学工程与工艺、轻化工程、农学、动物科学、动物医学、公共事业管理、经济学、越南语、数学与应用数学、材料科学与工程、通信工程、矿物资源工程、包装工程、食品科学与工程、林学
国家级特色专业:新闻学、矿物资源工程、农学、英语、机械工程及自动化、水利水电工程、轻化工程、木材科学与工程、自动化、工商管理、电气工程及其自动化、林学
国家级新工科研究与实践项目:《地方高校以协同创新为引领,全程互动推动新工科专业人才培养模式改革的研究与探索》
国家级精品课程:木材学、家畜寄生虫学、化工热力学
国家级双语示范课程:环境科学与工程导论、病毒学
国家级精品资源共享课程:木材学、化工热力学、兽医寄生虫学
国家级精品视频公开课程:动物寄生虫学与公共健康卫生、碳减排与低碳生活、科技建材构筑美好生活
国家人才培养模式创新实验区:中国-东盟自由贸易区复合型创业人才培养模式改革实验基地
国家级实验教学中心:机械工程实验教学中心、经济与管理实验中心、植物科学实验教学中心、土木建筑工程实验教学中心、电气工程实验教学中心
国家级虚拟仿真实验教学中心:机械工程虚拟仿真实验教学中心、化学化工虚拟仿真实验教学中心
全国普通高校中华优秀传统文化传承基地:传承项目“彩调剧”。
省级一流本科专业:哲学、汉语国际教育、日语、广播电视学、数学与应用数学、材料科学与工程、能源与动力工程、电子科学与技术、水利水电工程、包装工程、环境工程、建筑学、植物保护、林学、工商管理、音乐学、汉语言文学、翻译、广告学、化学、车辆工程、园艺
省级实验教学中心:化学化工实验教学中心、物理实验教学中心、生命科学实验教学中心、林业科学与工程实验教学中心、动物科学实验教学中心、矿物工程实验教学中心、计算机与信息技术实验教学中心、传媒实验教学中心、轻工与食品工程实验教学中心、文科(公管、教育、外语)综合实验中心、思想政治教育实验教学中心、材料科学与工程实验教学中心等
省级虚拟仿真实验教学中心:计算机与信息技术虚拟仿真实验教学中心、林业科学与工程虚拟仿真实验教学中心、动物科学虚拟仿真实验教学中心、建筑与土木工程虚拟仿真实验教学中心、生物科学与工程虚拟仿真实验教学中心、植物生产与调控虚拟仿真实验教学中心
省级虚拟仿真实验教学(培育)中心:轻工与食品工程虚拟仿真实验教学中心、电力工程虚拟仿真实验教学中心、物理虚拟仿真实验教学中心
自治区人才培养模式创新实验区:中国-东盟自由贸易区复合型创业人才培养模式改革实验基地、面向北部湾经济区“创新创业型”信息类专业人才培养模式实验区、地方院校矿业学科本科人才培养模式创新实验区、农科类人才培养模式创新实验区、中国-东盟经济与管理复合型国际化创新人才培养基地。
假期打工的防范意识:1、防止中介的诈骗
有一些非法的中介机构,抓住大学生缺少社会经验又挣钱心切的心理,收取高额的中介费却不履行合同,不及时地给大学生找到工作。对于中介要看清中介是否有劳动部门颁发的《职业介绍许可证》或进行网上查询,了解其经营范围是否与执照现相符(应看其执照正本),最好到有资质、信誉好的中介找工作,而不要去小中介。
2、确认用工单位的合法性
对于自己满意的工作,在正式工作之前一定要确认用工单位是否具备法人资格,是否具备工商管理部门颁发的营业执照,是否拥有固定的营业场所。如果没有合法的执照、固定的营业场所等,一定不要同意工作。
3、不轻易交纳任何押金
当用工单位以管理为名,收取一定数额的押金或保证金时,要谨慎,以防缴纳后,被单位以各种名由扣留,不予返还。如果确实要交,应将费用的性质、返还时间等方面明确写入劳动协议,以免被随意克扣。
4、防止陷入传销陷阱
本来是以销售人员的名义上岗工作,公司却让应聘者如法炮制去哄骗别人,有些同学在高回扣的诱惑之下,甚至不惜欺骗自己的同学、亲戚、老师和朋友。结果是骑虎难下,最终只得白搭上一笔钱,使自己的身心受到巨大伤害。同时,通过同学或朋友介绍找工作的大学生,也要注意维护自己的合法权益,防止陷入传销陷阱。
5、不抵押任何证件
当用工单位要求以学生本人的有关证件作抵押时,一定要拒绝,谨防证件流失到不法分子手中,成为非法活动的工具,证件的复印件也要谨慎使用。
6、不到娱乐场所工作
娱乐场所鱼龙混杂,良莠不齐,常常有不法分子出没。为保障人身安全,尽量不要到酒吧、歌舞厅等一类的娱乐场所工作。
7、不做高危工作
有些工作危险系数高、劳动强度大,如建筑工地、机械零件加工等工作,容易发生意外,学生身体容易受到伤害,尽量不要从事此类工作。
8、要签订劳务协议
有些用工单位在学生工作结束时以各种理由克扣学生工资,侵害学生利益。大学生应在工作开始前与用工单位签订劳动协议,协议书一定要权责明确,如工资额度、发放时间、安全等关系到学生切身利益的方面一定要在协议中详细说明。
9、女生不单独外出约见
有的女生的自我保护和防范意识比较差,在对方约见时,不加考虑就去见面,有时会遇到危险。建议女生不要单独外出约见,尽量不要在夜间工作,如果可能的话,可以和同学结伴外出工作。
10、防止网上欺骗
0 背景
3S技术是遥感技术(Remote sensing,简称RS)、地理信息系统(Geographic InformationSystem,简称GIS)和全球定位系统(Global PositioningSystem,简称GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术,是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段,是地学研究走向定量化的科学方法之一,也是水利信息数字化的关键技术之一。
水利建设及管理是一个信息密集型行业,一方面,水利部门要向社会提供大量的水利信息,如汛情旱情信息、水质和水量信息、水资源信息和水利工程信息等;另一方面,水利部门也离不开相关行业的信息支持,如气象信息、地理环境信息、社会经济信息等。当今世界信息技术的飞速发展对水利信息的采集、传输、处理、共享方式等都提出了更高的要求,传统的信息采集技术在时间、空间、采集频度和精度方面与水利建设各项工作的整体需求已不相适应,质和量两方面也都难以满足水利信息化的要求,因此,水利建设及管理噩需借助3S技术提升水利建设及管理的效率及效益。
1 GPS技术及其应用
1.1 GPS简介
GPS(Global Positioning System,全球定位系统)是美国从20 世纪70 年代开始研制,历时20年,耗资200 亿美元于1994年全面建成的具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前,由于GPS 定位技术的不断改进和软、硬件的不断完善,传统上以测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术正逐步被一次性确定三维坐标的高效率、高精度、低费用、易操作的GPS 技术所代替。同时随着GPS 接收机的改进,广域差分技术、载波相位差分技术的发展和美国SA(Selective Availability)技术的解除,GPS技术在水利工程建设、导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域都有了更为广泛的应用。目前水利、铁路、公路、桥梁及隧道等大型工程控制网的实施均采用了GPS 技术,时至今日,GPS定位技术已经基本上淘汰了用常规测角、测距手段建立大地控制网的方法,其良好的精度、可观的经济效益已为水利建设领域所公认。
1.2 GPS的应用
GPS技术在水利建设中的应用范围很广,如GPS可应用于航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段,同时通过加密测试控制点,可应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形图并用于水利工程的施工放样。而与GPS导航和RTK技术相比,水利工程建设中应用最多的是GPS静态定位技术,GPS静态定位技术广泛应用在精密水利工程测控网布设、城市、矿区和油田地面沉降监测、水库大坝变形监测、同层建筑变形监测、隧道贯通测量等方面,可实现各种水利工程设施的实时监测和控制。随着我国A、B 级GPS 控制网的建立,水利部门基于这些GPS控制网提供的高精度平面和高程三维基准进行水利工程建设,将大大提高水利水电工程设计和施工质量。
2 GIS技术及其应用
2.1 GIS简介
GIS(GeographicalInformation System,地理信息系统)是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20 世纪60 年代至今只有短短的四十多年的时间,但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地学空间信息分析的基本手段与工具。GIS其技术优势不光在于它的集地理数据采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间分析、预测预报和辅助决策功能。目前,GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划、土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用,基于GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。论文格式。
2.2 GIS的应用
GIS是水利信息存储、管理、分析的有力工具,由于水利信息量大繁杂,既有实时数据又有历史数据同时还包含环境数据、经济数据、矢量数据、栅格数据等等。存储、管理这么庞杂的数据唯有地理信息系统能够胜任,同时借助GIS还可进行水利信息的可视化查询与网上。如在防洪救灾的过程中,可利用GIS进行防洪评估、洪涝灾害风险分析及城市防洪管理等等。而在水资源的管理方面,可利用GIS进行水资源信息的空间与属性双向查询、历史数据管理和实时数据的动态加载、水资源信息的时空统计、多种方式的可视化表达及各类信息的空间分布和动态变化过程模拟、区域水资源的空间分析、主要用水户的分布、区域水资源管理模式区划等等,所有这些应用都为合理利用及管理水资源提供了方便的途径。当然,GIS在水利建设的其他方面也有着广泛的作用,如GIS在水环境及水土保持方面的应用及水利工程建设及管理方面的应用等等。
3 RS技术及其应用
3.1 RS简介
RS(RemoteSensing,遥感)技术由于其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,因而得到了快速的普及及应用,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。目前,各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已经利用航空遥感进行城市的综合调查,并编制地质、水文、植被、交通、污染、土地利用等专题地图,获取了大量社会与自然环境资料,为城市规划建设及国土资源开发利用提供了宝贵的信息资料。随着遥感数据源向着高光谱分辨率和更高空间分辨率发展,加之遥感相关处理技术的日益成熟,结合GIS 和GPS,必将使RS 技术在工程等领域应用进一步普及和深化。
3.2 RS的应用
随着高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率卫星数据的日益丰富及普及,RS对水利建设及管理的影响和作用越来越大,目前RS在水利建设及管理方面的应用主要分为以下几个方面:洪涝灾害遥感监测、水资源监测、水环境监测、旱情监测、水土流失调查、河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查。
3.2.1洪涝灾害遥感监测
遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测,可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围,为防灾、抗灾提供准确信息。目前,我国各地、各部门已建成洪涝灾情预报系统(如黄河下游洪水预警信息系统),它们将在防灾、抗灾、救灾中发挥重大作用。
3.2.2水资源监测
水资源遥感监测方面,在地表水体提取上,20世纪80年代用近红外遥感图像比较多,而在近10年来则更多地利用SAR图像,提取河流、水库、湖泊等地表水体。遥感结合地理信息系统技术还可以寻找地下水,通过遥感图像可查明与地貌、岩溶地貌、第四纪地质和新构造有密切联系的水文地质条件,结合物探结果,可较准确地评价地下水资源。重视遥感资料的地质和水文地质分析是我国用遥感调查裂隙水准确率较高的原因。此外,主动微波遥感对地面有一定的穿透能力,可以发现地下古河网的踪迹,寻找地下潜水层。另外,遥感对雪盖范围、雪的状态以及雪盖融雪程度的监测十分有效。近年来,用SAR对雪盖厚度的测定有了新进展,从而对雪盖水当量的估算更加精确。论文格式。对1998年长江大洪水的成功预测与1997年冬和1998年春用遥感手段对青藏高原积雪的监测有密不可分的关系。融雪是我国西部地区水资源的重要组成部分,目前遥感是冰川、融雪水资源调查最为有效的手段。
3.2.3 水环境监测
利用航空红外扫描图像可以确定热电厂排水口外的水体升温及其空间分布,利用SAR图像或红外扫描仪确定海面油污染的范围和油膜的厚度,利用TM图像确定水生物(藻类)、赤潮的范围等等,都是在水环境监测领域应用遥感技术的例子。在水质遥感监测方面,近几年来,对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步,这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、PH值、总含氮量等等。
3.2.4河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查
遥感技术的优势之一是能够监测动态变化。几十年前的遥感影像可以真实、具体、形象地反映当时的下垫面情况。因此在河道、河口等的动态监测中遥感是首选工具,河道与河口的泥沙淤积以及引起的相应河势变化对防洪、航运等都至关重要。遥感在悬移质泥沙分布和河势监测中的应用也有技术优势。我国利用卫星遥感信息监测河道变化、预测河道发展趋势,并应用到水利规划、航道开发以及防灾减灾等方面,产生了十分可观的经济效益和显著的社会效益。尤其是近年来,开展了大量的河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积遥感调查工作。
3.2.5 水土流失调查
近年来,随着现代遥感技术的发展及其在水土保持领域的应用,定量或定性与定量结合的侵蚀评价在区域监测中得以实现,而地理信息系统技术又为较大范围的空间分析提供了快速、准确的技术手段,人们可以利用矢量和栅格两种类型的空间数据分析侵蚀因子的属性、数量值及其空间分布,进而评价侵蚀的类型、程度以及不同类型、不同程度侵蚀的分布规律。这就在技术、方法乃至理论上深化了区域土壤侵蚀监测的研究。论文格式。
4 结束语
当前在水利应用方面,3S(GPS、GIS、RS)技术的应用在国内外还处于起步阶段,但是已经取得了一定的进展。目前,“3S集成技术”已经在“全国江河洪水调度模拟系统”、“广西防灾减灾预警预报系统”、“广西洪水预警预报系统”、“天津城市防洪信息系统”、“天津引滦入港供水管道系统”及其他应用系统中得到充分应用。不可否认的是,国内GIS技术在水利方面的应用起步相对较早,但大部分只局限于二维的电子地图,并未形成一定发展模式,在实际应用中也只起到防汛分析的功能。国外,在防汛方面作了相当大的工作,并为此开发出相应的GIS 系统以解决科学分析、辅助决策等功能。而GPS、RS在水利中应用则相对较少。
“数字水利”是当今社会发展的必然趋势,而“数字水利”离不开3S技术。随着遥感、卫星及雷达等技术和地理信息系统的应用,可提供了多元化的更丰富和更准确的信息,如防汛抗旱信息。卫星和雷达信息的引进不仅弥补了地面观测信息的不足,而且提高了信息的准确度和可靠性。GIS 的应用,推进了“数字化流域”,从而使流域的规划、开发、管理全面实现信息数字化,而GPS技术在水利的监测应用方面可提供精确、可靠、及时的信息。因此3S技术是“数字水利”的重要技术基础。
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中图分类号 P426.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)01-84-05
Probability Characteristics of Heavy Precipitation Based on Bivariate Gumbel-Logistic Model at
Bozhou Area
Li Jiayun1 et al.
(1BoZhou Meteorological Bureau,Bozhou 236800,China)
Abstract:Frequent climate extremes often occur under changing climate. Using the long-term observed precipitation data,the two-dimension Gumbel model is applied at Bozhou station based on the new theory of extremes statistics. The empirical frequency and theoretical frequency of precipitation extremes are analyzed,and then the joint distribution of the heaviest precipitation and its corresponding heaviest total precipitation is investigated. The models of joint return period distribution and Conditions return period distribution are built,which is useful for the studies of precipitation extremes.
Key words:Extreme distribution;Bivariate Gumbel model;Heavy precipitation;Course precipitation
强降水实际上涉及到降水的历时、强度、面积、深度等多方面的时空分布特征,它既有一定的持续时间,又占据一定的区域面积或范围,更有量级和强度大小,因而这类极值问题仅仅运用一维极值分布模式来描述其特征,并不能满足实际工作的需要,而应用二维或多维极值分布模式描述其全方位特征则更为恰当。近年来,国际上已有不少学者利用二维极值分布模式研究区域和单站强降水概率特征,以便描述表征2个及2个以上变量同时达到极值的随机现象的概率问题。早在20世纪60年代,Gumbel等人[4-5]在一维Gumbel分布的基础上即已提出了Gumbel分布的二维形式,但并未引人注目。其后,由于水利水电工程技术科学的发展,许多学者纷纷研究了各种多变量的联合分布用于极端降水事件或暴雨事件的概率描述,并提出过各种形式的联合概率分布模型[6-8]。在国内水文气象学界除了水文学中有个别应用二维分布模式以外,绝大多数学者在研究水文气象学极值事件中,也只局限于应用一维极值分布模式,在大气科学领域运用极值分布模式也都以一维模式为主,仅在某些著述中提到或介绍过国外研究成果[1-3]。本文主要运用二维Gumbel分布研究了强降水过程的概率特征。运用二维概率分布模式的优点在于,它不但能较全面地描述一些极端天气气候事件的特征,而且在一定程度上更能揭示某些复杂的极端事件产生的原因。
1 数据的选取及处理方法
1.1 降水指标量的选取及时频变化特征
1.1.1 降水指标量的选取 由于本文所做的研究是汛期强降水事件的模拟,所以文中涉及各站每年5~9月降水量总和(单位:mm/a);各站每年汛期降水日数(单位:d);过程雨量是指每个降水过程的总雨量(单位:mm/过程);强降水雨量是指发生极端降水事件时,该站点该日的降水量(单位:mm/d),强降水事件定义如下:首先,我们定义了各测站极端强降水事件的阈值[8]。具体方法是:将各站建站以来≥0.1mm的逐日日降水序列的第95个百分位值求出,该值即为极端降水事件的阈值。当某站日降水量超过了该站极端降水事件的阈值时,就称该日出现了极端降水事件,记该站发生极端降水事件一次。在降水量相同的情况下,台站的阈值越大,意味着越难发生极端强降水事件。通过计算,亳州地区强降水事件的阈值在36.6~40.5mm/d变化,平均阈值为38.2mm/d。阈值均小于50mm,这说明国家气象局定义的暴雨(50~100mm/d)事件对于研究亳州的强降水事件是不太符合的。所以在下文研究二维Gumbel分布模型时,可以把强降水雨量而非暴雨雨量做为其中的一个指标。
1.1.2 汛期降水量及降水日数的时频特征 图1是亳州4个站平均汛期降水量和降水日数随时间的变化。从图1可以看出,亳州汛期降水量虽然呈波动变化,但是总体上表现为增加趋势。其多年平均汛期降水量在306~
1 120mm波动,最小值出现在1966年,为306.9mm;最大值发生在1963年,达1 118.3mm,最大值与最小值相差约810mm。汛期降水日数趋势线表明,整体而言,亳州的降水日有减少趋势,自20世纪80年代中期后,降水日数的减少趋势更加明显。亳州汛期降水量丰富,近50a来汛期降水呈增加趋势,其降水日却以-0.77d/10a的速度在减少。由此可见,近50a来亳州地区的降水强度必然有所增大。
图1 亳州汛期降水量及降水日数的时频特征
1.2 数据处理方法 由给定的逐日降水样本序列如何估计其极值分布参数,本文采用的是经典矩估计法。首先要对逐日资料作抽取极值的资料处理,以便组成极值序列(通常称其为有序样本序列),文中采用部分历时序列法(PDS)对降水资料进行抽样。并按以下二维Gumbel分布函数公式:
[F(x,y)=exp-(-lnF(x))m+(-lnF(y))m1m,(m≥1)] (1)
计算得出相应的理论累积频率[F(x,y)]。并计算两者的相关系数及关联指数,再由两变量各自的标准化变量便可求得各自的边际分布函数。同理,假定[X≤x],或[Y≤y]则可分别求得[y]的条件累积分布函数和[x]的条件累积分布函数,由此又可得到相应的各不同条件下的过程雨量或强降水雨量的重现期。
值得指出的是,为了确定经验的联合累积频率函数,参照Yue(2001)所采用的确定经验累积频率的方法,本文采用如下的公式:
[pkl=P(X≤xk,Y≤yl)=(k+l)2(N+1)] (2)
上式中,参数[k]和[l]分别为相应的变量[x,y]各自的序号,而[N]则为样本总容量即序列长度。之所以考虑这一公式,是因为两变量出现极值并非完全同步,有的年份出现强降水极大值,但未必过程雨量也是最大值。此外,根据前述的参数估计方法所得到的理论累积频率(即联合累积概率),就可在此基础上,作二维分布的拟合优度K-S检验,并估计其联合重现期。
2 描述逐日强降水概率特征的资料基础
强降水过程是由多次暴雨雨峰所组成的,在降水过程间隙雨量较少,因此,较为完整地描述一次强降水过程必然包含2种指标:总雨量和雨峰雨量。本文利用逐日降水资料中的过程降水量及最大强降水雨量来近似地描述其极值概率特征(即强降水概率特征)。选取亳州区域内4个站汛期的逐日降水过程来定义强降水极端天气气候事件,采用过程降水量和其间的最大强降水雨量这2个量同时达到全年最大值作为二维分布的基本资料。经计算可以得出4站强降水雨量和过程雨量的平均值和标准差以及Gumbel分布参数,其值列于表1。
为了解Gumbel分布的拟合优度,分别对强降水雨量和过程雨量的分布进行了K-S检验,检验结果见表2。检验结果表明,4站的强降水雨量K-S检验统计值分布在0.05~0.09,过程雨量K-S检验统计值分布在0.09~0.15,K-S检验中[λ0.05]临界值为0.19。因此,4站的强降水雨量以及过程雨量在[0.05]显著性水平上都符合各自的一维Gumbel分布。
3 结果与分析
3.1 联合分布 由前文所提方法,根据科尔莫哥洛夫-斯米尔洛夫(K-S)检验,首先可计算得到一维Gumbel分布函数[F(x)]和经验频率函数[f(x)],二维Gumbel分布函数,以及二维Gumbel分布的条件分布函数[F(xy)]和[F(yx)]。应用有序样本,计算各站各相应序列的K-S统计量,如表3所示:
在各站汛期逐日强降水过程中,过程雨量和强降水雨量各自均符合Gumbel分布,计算还表明,过程雨量和强降水雨量的联合分布也都符合二维Gumbel分布,经K-S检验,它们的拟合优度都在0.05显著性水平上符合二维Gumbel分布,检验结果见表3。图3为亳州、涡阳、蒙城、利辛4站的联合分布函数曲线与实测累积频率曲线对比。由图3可知,亳州地区内的4个站的强降水雨量以及过程雨量都符合联合二维Gumbel分布,强降水雨量以及过程雨量的联合分布函数曲线与实测累积频率曲线拟合效果较好。通过联合分布函数的计算,可以得出亳州地区强降水雨量及过程雨量的联合重现期。
由图4可知,当强降水雨量一定时,过程雨量越大,其条件重现期越长;过程雨量一定时,强降水雨量越大,条件重现期越长。以亳州为例,当出现50mm强降水时,条件概率为0.724 3,其过程雨量约为71.9,重现期为1.2a;当出现100mm强降水时,条件概率为0.214 9,其对应过程雨量为181.4mm,重现期为5a。为了更好的对比说明,表4分别列出了亳州、齐齐哈尔、广州3站的过程降水在强降水雨量分别为50mm和100mm条件下的条件概率、分位数。由表4可知,由北往南,过程的降水强度是逐渐增加的,在同级强降水雨量出现的条件下,过程降雨量愈往南方其条件概率愈大,而其出现的过程雨量也随之增大,这是符合气候实际的。而且条件重现期由北往南是逐渐减少的,从数据可见,广州每年的强降水雨量最大值几乎都超过50mm,其重现期相比齐齐哈尔、亳州而言更短。而在强降水雨量最大值超过100mm时,齐齐哈尔的条件概率仅为0.01,也就是说,其重现期要100a,这种情况是百年一遇的,亳州相比而言,超过概率为0.2,其重现期为5a,但是到了雨水充沛的广州,其条件概率竟达0.51,且其重现期为2a。可见,条件概率之间的差异不如过程雨量之间的差异来得大,强降水雨量为50mm时的条件概率远比100mm时的条件概率大,在条件重现期上体现的更加明显。
4 结论
选取亳州4个站点建站以来汛期的逐日降水数据进行二维Gumbel分布模式研究,得出以下结论:
(1)采用亳州4个测站的逐日降水资料,运用PDS方法进行数据的抽样,选用经典矩估计方法进行参数的计算,然后进行Gumbel分布的拟合,结果表明所选描述强降水过程的气象要素均符合该分布,且计算简单、效果稳定。
(2)利用二维Gumbel分布模式进行汛期单站点强降水特征模拟,经用K-S检验,表明二维Gumbel分布对汛期极值概率分布有着很好的拟合效果,并可模拟得出单站点的联合分布概率及联合重现期、条件分布概率及条件重现期。
(3)汛期降水极值统计的根本目的在于利用已知的分布模式推算极值的重现期,即某一极值再次出现的时间间隔,重现期的计算能为当地提供农业气象灾害的预警信息,而且本模式也能推广到对干旱重现期的研究中,这对于防灾减灾、保障人民经济生活都有着重要的意义。
参考文献
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[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)12-0137-04
工程作为实际的改造世界的物质实践活动,具有建造性、人文性、生态性、整体性和协调性等本质特征。因此,高等工程教育必须克服目前存在的学术化、学科化倾向,担负起工程自己的教育使命,回归工程本身。或者说,高等工程教育要超越“科学范式”(强调工程科学与理论分析),确立“工程范式”(强调工程教育的实学性、集成性和创新性)。
为此,我国参照《华盛顿协议》,按“国际实质等效”的要求,从2006年开始试点工科专业的国际认证,并于2013年成为《华盛顿协议》的预备会员。《华盛顿协议》是国际工程师互认体系6个协议中最权威、国际化程度较高、体系较为完整的协议,该协议提出的工程教育国际认证通用标准对工科专业学生毕业时的能力要求,正是对工程本质特征的反映。
工程教育专业认证的实践表明,“以学生为中心”的教育理念对于工科高校工程训练中心的建设和发展具有很好的推动作用。
一、工程训练面临的问题
工程教育的核心特征在于其实践性。我国工程教育实践教学主要包括实验教学(理论课程的实验和独立开设的实验课程)和集中实践教学(工程训练、认知实习、生产实习、课程设计、毕业设计)两大部分。然而,在我国本科工程教学体系中,存在重知识学习、轻能力培养的现象。2009年,中国工程院了一个调研报告,对国内高等工程教育的现状提出了批评:一是一些本科院校不能根据自己的实际,盲目争办“综合性、研究型”大学,导致学校建设目标趋同,人才培养目标单一;二是工科院校的实践教学被不同程度地削弱,使工程训练达不到最基本的要求;三是教师学术化倾向十分明显,学生创新能力不强,重论文、轻设计、缺实践。
由于高校与企业联系不密切,企业难以容纳大批学生实习等问题,生产实多是走马观花,学生很少有动手和提高实践能力的机会。因此,工科高校工程训练中心的建设就显得尤其重要。虽然我们在不断进步,改革的步伐从未停滞,但与国外相比,我国高校工程训练中心的建设还存在诸多不足,如:
(一)功能定位单一
以教为中心的教学功能几乎是所有高校工程训练中心存在的核心要素,忽视了学生的主体性和能动性。这种教学理念及相应的教学方法,不利于发挥学生的主动性、积极性和创造性,不利于培养学生主动实践的能力。
(二)训练目标不明确
训练目标与工科专业培养未来合格工程师的要求有差距,目标仍然以验证理论知识和掌握加工工艺为主,对培养学生的工程观、组织管理、团队协作等方面的要求比较模糊。
(三)专业课程体系设计不合理
专业课程体系设计盲目,训练目标模糊,导致训练体系层次偏低,训练内容与理论教学和其他实践环节脱节。对学生认识工程对于客观世界和社会的影响,考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素,综合运用理论和技术手段设计系统方案与思路创新等方面的训练不足。
(四)师资及硬件资源投入不足
师资队伍无法满足工程训练要求,软硬件资源投入不足。真正的工程师只有由工程经验丰富的教师,在一个充满活力的工程环境中才能培养出来。而我国工科教师学术化倾向十分明显,大部分教师热衷于申请课题、,对教学工作,特别是实践教学投入不足。
造成上述不足的原因是多方面的,“以学生为中心”的工程教育核心理念未能深入教育管理者和教师心中则是最主要的。由此,需要回答的问题有(但不限于):
1.什么是以学生为中心的目标导向?
2.如何设计训练体系?
3.训练体系如何与专业培养计划中的理论教学和其他实践环节贯通?
4.如何建设工程训练所需的师资队伍?
二、以目标为导向,进行训练体系的反向设计
以学生为中心的目标导向就是用期望全体学生获得的学习成果,反推出所需的培养过程、培养要素和培养环节,以及对应的持续改进机制。
(一)培养目标
培养目标是指教育目的在各级各类教育机构中的具体化,它是由特定社会领域和特定社会层次的需要所决定的。在工程教育国际认证语境下,培养目标可表达为学生毕业5年左右,成为所工作领域的合格工程师,即解决“能做什么”的问题。而在“科学范式”教育模式下,通常是教师(强调工程科学与理论分析)根据自身的认识,主观设定学生需掌握的知识,制订课程体系,课程体系实际上决定了学生毕业时掌握的知识,这会造成毕业生能力与培养目标脱节,更与社会需求脱节。
(二)毕业生的能力要求
毕业生的能力要求是指学生完成学业时应该取得的学习成果,即学生产出,实质上是学生毕业时“能有什么”的问题。本文对毕业生能力要求的参考体系是《华盛顿协议》的通用标准,具体为:
1.具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德;
2.具有运用工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识的能力;
3.具有运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力,具有系统的工程实践学习经历;了解本专业的前沿发展现状和趋势;
4.具备设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析;
5.掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;
6.掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;
7.了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;
8.具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力;
9.对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;
10.具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。
(三)训练体系的反向设计
训练体系的反向设计是指:调研内外需求,由需求确定培养目标;然后,由培养目标决定对毕业生的能力要求,把毕业生能力要求分解、落实到培养计划的各个环节(包含工程训练),形成课程体系。这里的课程体系是广义的,即为各个教学环节。尤其要注意的是,课程体系的改革,要改变讲课、实验、实习相分离的传统做法,充分利用工程训练中心的条件,实现讲课、实习、训练一体化。这样,在新生入校后,执行该培养计划,在质量保障体系(工程教育专业认证是质量保障体系的重要组成部分)的作用下,就能保证学生在毕业被授予学位时实现各能力培养要求,体现以学生为中心的成果导向,解决“能有什么”的问题;进而有效达成培养目标,解决“能做什么”的问题。培养目标、毕业要求、能力达成、训练体系之间的关系如表1所示。
三、训练模式的重构
重构训练模式与其他实践环节的贯通,是学生能力培养的实现手段。在学生产出导向视角下,机械工程训练教学体系必须摒弃“金工实习”的传统观念,树立“大工程观”。按国际工程认证通用标准划分训练层次,即认知、基本制造技术训练、先进制造技术训练、机电综合训练。随着科学的发展与技术的进步,现代机械产品已不是传统意义上的纯机械产品,而是机电一体化产品。因此,要开发以机械、电子、控制一体为核心,以工程性、综合性为特点的训练项目。
为满足专业补充标准的要求,还要对机械类专业的训练进行特殊设计和创新训练,设置课外创新训练课程。创新训练分为初级、中级、高级三个层次。对初级训练阶段的学生开展机械创新设计基础知识、机械运动方案创新设计、电路板设计等基础性的专题培训,夯实其基本理论与基本技能。对中级训练阶段的学生开展原理方案创新设计、机械系统创新案例、DSP系统设计、传感器应用技术等提高型专题培训,增强学生的综合应用能力。对高级训练阶段的学生开展大团队创新项目训练,引导学生自主研究,充分挖掘学生的创新潜能。
这样,就纵向形成了“认知、基本制造技术训练、先进制造技术训练、机电综合训练和创新训练”为主线的递进式、五层次训练体系。
机械工程训练中心的训练还覆盖能源动力工程、电气工程及其自动化、土木工程、水利水电工程、环境工程、轻化工程等工科专业,训练中心还要按专业模块划分训练环节,以满足不同专业的需要,横向形成多模块训练体系。
训练时间的安排要灵活,可实施分段训练。如,对安排4周工程训练(金工实习)的机类专业学生,可令其先进行一周的认知实习,再用2周时间与工程材料及热成型工艺、机械制造技术基础等课程结合,在完成图纸设计、教师审核后,分组、分批在一个学期内完成,最后一周则可与现代制造技术实习结合,完成工程实战。
根据以上思路,训练资源必须重新配置。要淘汰老旧落后设备,大量增加先进制造技术训练、机电综合训练、创新训练所需设备。
四、师资队伍的建设
“以学生为中心”的工程教育理念对工程训练中心的师资队伍建设提出了更高的要求。由于我国博士研究生的培养机制基本上属于研究导向型,缺乏工程实践经验方面的培养,很难胜任“工程范式”下的教学模式。因此,为了培养具有工程创新能力的工程人才,必须完善工科教师的培养机制。一要大力推动对工程博士的培养;二是利用省部共建引入的先进设备和技术支持,组织教师参加新技术培训;三是大力推进产学研合作模式,引导教师校企联合开展工程应用研究,提高他们的工程能力。唯有如此,才能将高质量的研究成果和研究方法传授给学生。
当前,重科研、轻教学的倾向在高校中是十分严重的。口里重视教学,实则以论文、科研项目为教师评价体系权重的最大指标,广大教师怎么会安心教学?所谓“教学出题目,科研做文章,成果进课堂”,讲的是教学以科研为基础,科研为教学服务。科研不为教学服务,以“学生为中心”就是一句空话。要以教师爱岗敬业、安心教学为前提,改革对教师的评价体系与职称晋升机制,能很好地调节教师在教学、科研和其他方面的投入。
工程训练中心需要教授、博士,更需要工程师和高级工程师,现场操作技师也是必不可少的。目前高校工程训练中心指导教师普遍存在职称、学历低,年龄老化,人员严重不足的现象。必须解放思想,打破事业编制的限制,大力实行人事制,从企业招聘全职工程师、技师;也需要从学校相关院系聘请机械、电子、材料、管理、自动化等专业的教授、博士,兼职帮助工程训练中心开展教学设计与建设工作。
五、典型训练环节的实例与推广
为探讨校外实习的部分环节在校内训练中心完成的可行性以及工程训练与理论教学贯通的可行性,2013年,我们对长沙理工大学机制专业2010级学生现代制造技术实习进行了改革试点。该级学生第四学年秋季学期开设数控技术、现代制造技术实习(时间为2周)。数控技术任课教师在课程教学过程中指导学生完成零件的编程,并通过数控仿真系统的虚拟制造考核(到工程训练中心)。实习环节在训练中心进行了1周,每个学生完成了3个零件的加工(线切割1件,数控机加工1件,快速成型1件),取得了非常好的效果。剩下一周时间再到大型先进制造企业参观,整体实习效果好,解决了到企业不能动手的问题。
在试点成功的基础上,我们对机制专业安排在机械工程训练中心的为期4周的实习进行了调整,实施过程及主要时间节点如下:
1.第一学年夏季学期机械工程导论与认知实习同时进行,时间1周。也为第二学年春季学期工程材料及热成型工艺课程教学做准备。
2.第二学年夏季学期进行2周的基本制造技术训练和先进制造技术训练。
3.第三学年秋季学期开设机械制造技术基础A、机械设计课程;随后进行机械设计课程设计,由课程任课教师与专业教师联合指导,完成正确的CAD图纸。在此过程中,数控技术任课教师介入,选择适合线切割、数控车、数控铣和加工中心加工的零部件重点指导。
4.第四学年秋季学期开设数控技术,在课程教学过程中完成零部件的编程,并通过数控仿真系统的虚拟制造考核(到训练中心),要求理论教师先期熟悉训练中心的虚拟制造系统;在现代制造技术实习环节(2周)时到训练中心完成零件的加工,时间1周。以上分段完成了4周的训练。现代制造技术实习的另一周时间要到大型先进制造企业进行参观实习。
该实例的流程及与学生能力培养的关系如图1所示。
对2015级学生,可全面实施图1所示的计划,学生将得到系统的工程实践经历。这使学生从2013年试点时只能完成3个零件的加工,发展到现在能完成机械部件乃至系统的设计制造,并得到综合运用理论和技术手段实施工程的能力训练,上升到一个新的高度――认识专业责任和专业伦理。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 袁广林.高等工程教育的理性回归――基于工程本质属性的思考[J].辽宁教育研究,2008(9):18-21.