工程教育专业认证背景下水利水电工程专业人才培养模式的研究——以天津农学院为例

本文以"津京冀经济一体化"战略为背景,以天津农学院水利水电工程专业本科生培养为例,说明如何通过引导工程专业学生的方式来落实国际专业认证的各项要求,对水利水电工程专业的本科生提出了适合本专业熟练掌握的5种核心实践能力、基本掌握的10种核心实践能力、初步掌握的15种核心实践能力,并提出了核心实践能力的考核时间和考核方法。

校园人文景观的营造与大学精神的弘扬——以天津农学院西校区为例

作为高等学府,人文景观是其文化内涵的标志。天津农学院西校区作为新生校区,是学生进入大学的第一站。西校区作为学生和家长的必去之处,人文景观的营造也因此显得尤为重要。本文对天津农学院西校区校园环境进行分析,梳理其中人文景观存在的问题,并集合学校特点和实际情况提出校园人文景观改进建议,以期为学校未来校园环境改造提供参照。

基于水利工程特点的图样识读技巧分析

水利工程图的识读是每个从事水利工程设计、施工、管理工作的技术人员必备的工程素质。本文从水流方向、孔槽以及分缝的利用等5个方面分析了基于水利工程特点的图样阅读技巧。掌握好这些技巧,能够使技术人员更加快速、正确地阅读工程图样,提高工作效率。

天津市中心城区典型河道水质变化规律及污染成因分析

为实现天津市中心城区河道水环境的长效改善,以调水循环线路上的卫津河段流域为典型河道,选取八里台和纪庄子桥两个监测断面,分析NH_(3)-N、COD_(Mn)、COD_(Cr)质量浓度在年内的变化规律可知,非汛期三项指标质量浓度较低,汛期质量浓度均显著升高,严重超出地表水Ⅴ类标准。汛期泵站排水是引起河道污染物质量浓度增加的重要原因,利用系统聚类法识别引起河道断面污染物质量浓度升高的主要泵站。结果表明:八里台断面的污染物主要来源于双峰道泵站,其次为海光寺泵站;纪庄子桥断面的污染物主要来源于梅江泵站、体院北泵站和浯水道泵站。因此,在汛期应持续监测主要污染泵站的排水水质,并根据污染物质量浓度,调整泵站排水量。上述几个主要污染泵站的收水区未完全实现雨污分流,造成生活污水直接排放至河道,故落实泵站收水区域的雨污分流是改善卫津河水质的长效机制。

水利工程专业课程思政教学改革初探——以“水利工程学”课程为例

课程思政是高校思政育人的重要途径。"水利工程学"是水文与水资源工程专业的一门专业课,本文根据课程的内容和特点,以工程教育专业认证要求为基础,从教学内容、教学手段及方法等方面进行改革,对思政教育融入专业课程的途径进行了探索和实践。

农田水利工程建筑物的安全评价研究

农田水利建筑物的安全关系着整个灌区的安全运行,农田水利建筑物安全评价,可为农田水利工程维修重建提供了决策依据。根据农田水利工程建筑物的使用特点,建立了评价标准,确定了各影响因子权重,采用层次分析法对边家庄村进行了安全评价,安全评价等级为D级,应拆除重建。该方法可为农田水利工程建筑物安全评价提供支撑。

河北省农田水利工程运行管理系统的研发与应用

利用“大智移云”,通过现代通讯技术、互联网技术和信息管理技术,研发了覆盖河北省全省的农田水利工程运行管理信息系统,可有效实现全省农业灌溉用水量的统计分析与全省农业灌溉水有效利用系数测算,提升农田水利工程管理水平,发挥灌溉预报预测结果对合理灌溉的指导作用,推动农业水价综合改革工作高效开展,为河北省农田水利信息化管理提供技术支撑和手段。

基于项目式教学的“工程建设监理”课程教学改革研究

“工程建设监理”是工程管理专业应用性和实践性很强的专业课程。与传统教学模式的单一性相比,项目式教学模式可以更好地实现学生自主学习、培养创新实践能力的教学目标。鉴于此,笔者以“工程建设监理”课程为例,设计符合课程特点的项目任务,并实施项目式教学。实施结果表明,项目式教学模式可以提高学生的学习积极性,培养学生的创新和实践能力,符合新工科建设理念和要求。

天津地区地面灌溉工程灌溉设计保证率的优化选择

灌溉设计保证率,是指多年期作物在干旱缺水情况下由灌溉工程供水抗旱的保证程度。在灌溉工程设计规划中,灌溉设计保证率会影响到工程的规模、效益及投资费用,是灌溉工程设计的一项重要依据。其选择的方法一般是根据灌区气候条件及作物种类查表选用,可能不符合经济原则。以天津地区为研究对象进行气象资料的长系列分析,通过不同灌溉保证率下灌溉用水量、作物产量及相应增产效益的计算和分析,研究了天津地区地面灌溉工程灌溉设计保证率。

工程教育认证理念下水利水电工程专业建设研究

指出了为更好地满足国家和社会对各种技能型人才的需求,高等院校的专业建设应该转变观念,从工程教育专业认证角度出发,加强与国际接轨,满足国家和社会对各种高等技能型人才的需求。以"工程教育专业认证"战略为背景,以天津农学院水利工程学院水利水电工程专业认证过程中建立的教育体系为例,着重探讨了高校水利水电工程专业核心实践能力的具体制定和考核方式及考核时间安排,提出了建立与之相应的水利水电工程专业课程教学体系的思路,以供参考。

基于工程教育专业认证的水文测验实践教学改革研究

实践能力培养是本科教育阶段提高教学质量的重要方面,对标工程教育专业认证标准要求,分析了传统水文测验实践教学存在的问题。在坚持成果导向、以学生为中心和持续改进的理念下,提出了符合水文与水资源工程专业教育认证的水文测验实践教学体系,并从优化水文测验实践内容、强化实践环节、多维度融入新时代水利精神及应用信息技术等方面探讨了教学改革和实践,为高校在实践教学方面适应工程教育专业认证提供了参考。

基于工程教育专业认证的《水环境与水生态》课程教学改革与实践

为适应工程教育专业认证要求的培养学生对生态环境相关思考的能力,水环境类课程在水利类专业课程设置中必不可少,《水环境与水生态》课程作为水利水电工程专业限选课程,是构建学生专业结构的重要板块。然而目前该课程的学习存在着学生学习积极性不高,学习效果差、考核形式单一等问题。为此,在工程教育专业认证背景下,通过修订课程教学大纲、提高课堂教学手段的多样性、科学设置课程考核体系等,提高学生学习的积极性、主动性和创新性,提高学生毕业要求达成情况。

垄作和覆膜下盐碱地水盐运移和大豆产量的变化

选择河北省黄骅市中度盐碱土区布置夏播大豆[Glycine max(L.)Merr.]田间试验,共设平播(对照)、平播覆膜、垄作及垄作覆膜4个处理,研究垄作和覆膜对土壤水盐运移和大豆产量的影响。结果表明,与传统平播方式相比,平播覆膜处理对土壤水盐运移和大豆产量的影响不显著;垄作处理能显著改变土壤水盐分布,特别是大豆生长中后期降雨量开始减少后,垄作定植沟会产生叠加集雨效果,显著提高大豆生长中期0~20 cm和20~40 cm土壤含水量,减缓作物生长后期向表层返盐进程,有效降低土壤表层盐分含量,对保障大豆植株生长和产量均有一定的促进效果,可增产27.2%;垄作覆膜处理效果与垄作处理类似,覆膜措施影响不显著。垄作技术可以作为滨海盐碱地夏播大豆种植的农耕措施。

基于多输入卷积神经网络隔震支座沉降识别

为了避免地基不均匀沉降导致隔震支座沉降以及对上部结构造成的隐性损伤,针对隔震支座沉降识别方法进行研究,提出一种基于多输入卷积神经网络(multi-input convolutional neural network,MI-CNN)的隔震支座振动信号识别模型。首先,采集隔震支座水平方向加速度和位移信号,采用归一化预处理和数据增强方法扩充样本;然后,将样本输入到所建立的网络模型中并进行训练;最后,利用完成训练的网络模型进行沉降识别。结果表明:相较于传统单输入卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)模型,MI-CNN模型易于训练,可最大程度地发挥CNN对沉降信号特征的提取能力,且具有更好的沉降位置识别准确率和更小的沉降程度识别误差,以及针对不均衡数据集更稳定的识别效果。研究结果可为隔震支座沉降识别提供新思路。

扩孔型T型钢梁柱连接节点抗震性能分析

高强螺栓连接的钢梁柱节点可通过增大螺栓孔的方式延续耗能来提升节点的抗震性能,为研究扩孔T型梁柱节点的抗震性能,对4个悬臂式T型梁柱节点低周往复加载试验展开数值模拟研究,利用ABAQUS中C3D8I实体单元建立有限元分析模型,分析T型连接件尺寸、螺栓规格、梁截面尺寸对扩孔T型连接节点的滞回性能、刚度退化及耗能性能的影响规律。结果表明:扩孔后的T型节点出现明显的滑移特征,滑移过程中可以耗散大量能量,4个扩孔T型梁柱节点的耗能能力均较常规孔节点有明显提升;对于初始转动刚度较低的常规孔构件,T型节点的耗能能力相对较弱,经扩孔处理之后,节点的耗能能力提升幅度更大;由于承载力机制的先后转变,扩孔之后的构件中期承载力小于常规孔构件,后期的极限承载力基本相同。

荒漠草原生长季不同时间尺度水热通量变化特征及其影响因子

荒漠草原水热通量变化特征及其影响因素分析对提高区域水热交换规律认识和了解其在气候变化中的作用具有重要意义。该研究基于内蒙古荒漠草原2018和2019年4—10月涡度相关系统与相应的环境因子观测资料,分析了荒漠草原不同时间尺度水热通量(感热通量(sensible heat flux,H)和潜热通量(latent heat flux,LE))及能量占比(H/LE)的变化特征及其环境因子调控机制。结果表明:1)H为该生态系统的主要能量消耗形式,且同一环境因子在不同生育期对H、LE、H/LE的影响存在差异;2)小时尺度上,H、LE呈单峰型变化,峰值均主要出现在12:00—14:00之间,且LE峰值出现时间较H滞后1~2 h。H的主要影响因素为平均风速(wind speed,Ws),相对湿度(relative humidity,RH)、饱和水汽压差(vaporpressuredeficit,VPD)和空气温度(airtemperature,Ta),相关系数(correlation coefficient,r)绝对值大小分别为Ws(0.72)>RH(0.66)>VPD(0.61)>Ta(0.38)。LE的主要影响因素为Ta、VPD、地面温度(soil temperature,Ts)和降雨(precipitation,P);3)日尺度上,H、LE呈明显的季节变化,H的主要影响因素是RH、Ws、Ts、Ta、P和VPD,LE主要影响因素为RH、Ws、Ts和Ta;4)月尺度上,H、LE近似呈单峰型变化,夏季能量消散方式以LE为主,H的主要影响因素为RH、Ws和VPD,其中VPD正效应最强(r=0.75),P对LE的正效应最强(r=0.75),而RH对H/LE的负效应最强(r=-0.76)。研究结果有利于准确理解多时间尺度下荒漠草原H和LE对环境因子的响应,同时可为草原生态功能区的植被恢复、生态环境保护提供理论依据和技术支撑。

参考作物蒸散量的计算及不同作物灌溉需水量的特征分析

【目的】研究分析参考作物蒸散量结合作物系数估算作物各生育阶段灌溉需水量特征,为农业用水调配提供依据。【方法】基于新疆阿克苏市气象站点1980~2010年逐日气象数据,采用Hargreaves-Samani(H-S)、Irmark-Allen(I-A)和Priestley-Taylor(P-T)3种方法模拟计算参考作物蒸散量(Reference Crop Evapotranspiration,ET 0),依据R 2、nRMSE和MAPE评价3种模拟方法的精度,并分析ET 0在年际间和月尺度下的变化规律。分析不同典型年冬小麦、棉花、春玉米、夏玉米的需水规律。【结果】(1)H-S法、I-A法和P-T法计算的研究区ET 0模拟值与标准值的R 2分别为0.965、0.949、0.946,MAPE分别为20.85%、26.46%、66.71%。(2)研究区全年ET 0累计值30年均值为960 mm,5~8月较大,12月和1月较小。(3)冬小麦、棉花、春玉米、夏玉米分别在返青-拔节期、开花-吐絮期、抽穗-乳熟期、抽穗-乳熟期的灌溉需水量最大,其对应值为108、308、131和136 mm。(4)全生育期内,冬小麦、棉花、春玉米、夏玉米的灌溉需水量分别为448、533、394和385 mm。【结论】H-S法和I-A法在新疆阿克苏市ET 0计算有良好的普适性;研究区ET 0累计值年际间变化不大,年内呈先增大再减小的趋势;冬小麦、棉花、春玉米、夏玉米的关键需水期分别为返青-拔节期、开花-吐絮期、抽穗-乳熟期、抽穗-乳熟期;全生育期内,棉花灌溉需水量最大,其次为冬小麦、春玉米、夏玉米。

基于HYDRUS模型的葵花田土壤水药运移模拟研究

为掌握不同施用量的除草剂在土壤中的残留情况,通过开展田间试验,结合HYDRUS模型对河套灌区葵花田土壤含水率、草甘膦和高效氟吡甲禾灵的运移过程进行模拟,探究不同施用量的草甘膦和高效氟吡甲禾灵在土壤中的运移规律。结果表明:不同施用量处理的草甘膦和高效氟吡甲禾灵主要分布在0~5 cm和5~10 cm土层,0~5 cm土层的残留量较多;施药后7 d, 0~5 cm土层草甘膦和高效氟吡甲禾灵的残留量分别减少71.0%~75.8%和94.7%~94.9%,5~10 cm土层草甘膦和高效氟吡甲禾灵的残留量分别减少48.0%~50.0%和86.2%~89.9%;施药后21 d,土壤和地下水中均未检测到草甘膦和高效氟吡甲禾灵。由HYDRUS模型模拟结果可知,土壤含水率、草甘膦和高效氟吡甲禾灵残留量的模拟值与田间实测值吻合度较高,该模型能够用于模拟葵花田土壤水分分布特征和除草剂的运移规律。

花生叶面积指数精准快速监测方法研究

为探索适用于花生叶面积指数快速精准测量方法,基于田间调查实测数据,分别采用网格法、比叶重法、系数法、AutoCAD法以及扫描法等5种方法计算了花生不同生育时期的叶面积指数,并以基于扫描法的估算结果为对照,评价了基于其他4种监测方法估算结果的精度,并优化了系数法和比叶重法调查花生叶面积的关键技术指标。结果表明,比叶重法精度较高、监测速度较快、可操作性强,利用比叶重法监测花生叶面积指数,苗期、花针期、结荚期和饱果期叶片取样数分别为24、30、24和30片,相对误差分别为4.13%、4.07%、0.02%和0.13%,标准均方根误差为7.494%,适宜的干重比系数分别为150.00、143.26、187.58和157.20 cm^(2)/g。比叶重法是适宜于花生叶面积快速精准测量的方法。

天津市平原区第Ⅰ含水岩组地下水脆弱性评价研究

地下水脆弱性分区评价是合理开发利用地下水资源、防止地下水污染的重要基础性工作。传统的DRASTIC方法对评价参数赋予固定的经验性权重,存在一定缺陷。采用熵权法与层次分析法相结合的方法,对权重确定方法加以改进,并以易受污染的天津市平原区第Ⅰ含水岩组地下水为研究对象开展实例研究。改进权重的DRASTIC方法突出了影响程度大、原始数据较分散的净补给量、地下水埋深和包气带类型三项评价参数的权重值,剔除了影响不大且各评价单元原始数据相差很小的坡度参数。结果表明,天津市平原区第Ⅰ含水岩组地下水较低脆弱性分区、中度偏低脆弱性分区、中度偏高脆弱性分区、较高脆弱性分区和高脆弱性分区的面积比例分别为1.3%、22.3%、42.6%、31.2%、2.6%,具体分布与实际情况吻合较好。改进权重的DRASTIC方法可同时兼顾指标数据的分布特点和权重的经验性取值,对开展地下水脆弱性评价具有参考价值。