实训要求
1、了解流体的主要物理性质和特点,了解水利工程中主要的水力计算问题。
2、初步掌握管、渠、闸孔、堰的水力计算分析,掌握常见的消能方式和水力计算。
3、建立水文循环、流域、河流、水文要素等基本概念,认识流域降雨形成径流过程的基本原理;了解流域汇流的物理过程;掌握流域平均降雨分析计算方法。
4、熟悉年径流的定义和我国年月径流时空变化特性,掌握不同资料情况下设计年径流及其年内分配的分析与计算方法。
5、建立设计洪水的基本概念,熟悉设计洪峰流量、设计洪量、设计洪水过程线推求。
6、熟悉水库兴利调节与防洪调节的基本概念,掌握水库特性曲线绘制及水库特征水位与特征库容,了解水库兴利调节与防洪调节计算基本原理。
7、理解液体运动的两种方法—拉格朗日法和欧拉法、测压管水头线、总水头线、水力坡度的概念以及测压管水头、流速水头、总水头三者间的关系、层流与紊流的特点、紊流的产生原因、水头损失产生原因。
8、了解流线、微小流束、总流、流量、沿程阻力系数在不同流区的变化特点、断面平均流速、水力半径等基本概念。
9、学生应具备一定的水利水电工程或相关工程专业的基础知识。了解水力学、水文学等基本概念和原理。
教学成果
实训背景
随着水利工程行业的不断发展,对专业人才的实践能力和综合素质要求越来越高。传统的教学模式往往侧重于理论知识的传授,学生缺乏对水利工程实际运行与管理过程的深入了解和实践操作经验。为了满足行业需求,提高水利工程专业教学质量,水利工程运行与管理仿真平台课程应运而生。该课程借助先进的计算机技术,构建高度逼真的水利工程虚拟场景,为学生提供一个接近真实环境的学习和实践平台。
设计原则
1、课程能够展示水库防洪调度场景,主要建筑物包括溢流堰闸门、溢流堰启闭机房、电站等。
2、课程支持对洪水自动预报,人工干预预报、非正常情况处置方法的认知学习。
3、课程中涉及的水文参数、气象参数、水文模型和水动力模型等数据应来源于实际观测和科学计算,确保数据的准确性和可靠性。例如,查询特定区域水文参数中各段时间的降水、月平均流量、流量过程线等数据,以及气象参数中各段时间的湿度参数、气温、月平均风速数据时,这些数据应与实际监测数据相吻合,为学生提供真实的学习依据
4、课程设计应涵盖水利工程运行与管理的各个方面,将理论知识与实践操作相结合。不仅要包括水利工程的结构、设备、运行原理等基础知识,还要涉及洪水预报、调度方案制定、风险评估等实际管理内容。通过综合性的学习,让学生全面掌握水利工程运行与管理的技能。
5、课程应注重培养学生的多种能力,包括空间想象能力、数据分析能力、决策能力和团队协作能力等。通过在虚拟环境中的操作和实践,让学生学会运用所学知识解决实际问题,提高学生的综合素质和职业能力。如,在进行会商调度时,学生需要根据洪水风险图和调度方案详情,进行分析和决策,选择合适的方案并执行。这一过程不仅考验学生的决策能力,还需要学生与团队成员进行沟通和协作,共同完成调度任务。
实训目标
1、实现对水库防洪调度场景的认知,掌握溢流堰闸门、溢流堰启闭机房、电站等主要水工建筑物结构特点及功能。
2、掌握洪水自动预报和人工干预预报的原理和应用场景。
3、掌握非正常情况(如设备故障、水利工程、农田续放水误差等)下的洪水预报处置方法,利用实时系统能获得的观测信息和一切能利用的其他信息对预报误差进行实时校正,以弥补流域水文模型的不足。
4、学会查询特定区域的水文参数,包括各段时间的降水、月平均流量、流量过程线等数据。
5、掌握查询气象参数(如各段时间的湿度参数、气温、月平均风速数据)的方法,理解气象条件与水利工程运行之间的相互关系。
6、通过实训,学习通过数据分析生成调度方案的方法,掌握不同模式(水位生成模式、出库生成模式、补偿生成模式、规则生成模式、指令生成模式和预报生成模式)下调度方案的生成原理和应用场景。
7、掌握包括洪水预报精度分析和防洪形势分析的方法和意义。了解如何评估调度方案的合理性和有效性,以便在实际操作中对调度方案进行优化和调整。
8、学习在会商调度下选择和执行调度方案的流程,了解如何在团队协作和决策过程中综合考虑各种因素,选择最优方案并实施,同时观察相应的三维模拟场景,直观地感受调度方案的执行效果。
