昆明理工大学电力学院
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水利工程一级学科简介

更新日期:2013-01-14

一.             学科概况

水利工程是国家基础设施和基础产业的支柱性学科,在深入研究自然界中水的时空分布及演化规律基础上,通过实施工程及非工程措施,实现水资源的充分保护和合理利用,促进人与自然和谐相处,保障社会可持续健康发展。

水利工程学科历史悠久。水为生命之源、生态之基、生产之要,自古以来,人类即与水为邻,与水相伴,人类文明发展史与水紧密相关,与水利工程密切相关。人类已有几千年用水治水经验,在欧洲文艺复兴和工业革命以来,在系统的理论研究和大规模的工程实践的基础上,水利工程已形成一套相对完整的学科体系。在新的历史时期,人类社会发展面临人口、资源和环境的巨大挑战,水作为基础性的自然资源和战略性的经济资源以及生态环境的控制性要素,在国民经济和国家安全中的重要战略地位日益突出。伴随社会科学和其它自然科学技术的发展,一大批有关用水治水的新思维、新概念、新理论、新方法、新技术、新工艺、新材料以及新的管理实践相继涌现,不断丰富完善水利工程学科的理论与实践体系。

水利工程学科的发展经历了从工程水利、资源水利到民生水利的转变,防御洪涝灾害、保障生活生产用水、治理水土流失和水环境污染等,是水利学科目前面临的关系国计民生的重要任务。给洪水以出路、洪水资源化,开源节流、建设节水型社会、实现水资源的高效利用,控污治污、发展绿色经济、充分依靠大自然的自我修复能力等等将对水资源的开发、利用和保护以及水利工程的规划、设计、建设、管理理念产生深远的影响,水利工程学科需要从理论上、技术上进行不断创新。

二.             学科内涵

水利工程学科研究水的运动规律及与建筑物的相互作用。在太阳能的驱动下,地球上的水(包括江河湖海中的地表水、土壤和岩石中的地下水,以及空中的大气水)形成复杂的时空分布和演化规律。为适应人类社会发展和改善生态环境,需要在流域或区域等不同空间尺度上,开发利用和保护水资源,改造水的时空可利用性,以达到兴利避害的目的。水利工程学科在深入分析水循环规律的基础上,研究各种工程和非工程措施,诸如闸坝堤防、河渠管道、水库湖泊、水电站、水泵站、港口码头航道等的规划、设计、施工、安全防护、运行管理,实现水资源的有效保护和高效利用。水利工程学科具有理论科学和技术科学的双重特性。

水利工程学科以数学、力学、物理学、地理学、系统科学、管理学、经济学、环境学和生态学等作为其理论基础,并辅以计算机技术、信息技术和测控技术等必要的知识基础。专业知识要求具备水工建筑学、水力学与河流动力学、岩土力学、水文学、水资源规划学、自然地理学、气象学、海洋学、地质学、河口海岸动力学、建筑材料学等。

本学科的主要研究方法是基础理论研究(包括界面过程的物质输移理论,强度、损伤和老化等的结构理论,系统集成和决策响应理论等),原型观测或现场检测(遥感、遥测、实地测量等)、统计分析、物理模型试验、计算机数学模拟等。研究工作遵循从实践中抽象概括上升到理论又回到实践经受包括工程实证实践检验的认知过程。

三.             学科范围

本学科目前包含5个主要研究方向,即水文学及水资源、水力学及河流动力学、水工结构工程、水利水电工程和港口、海岸及近海工程。同时,以水信息学为代表的新兴交叉学科方向发展迅速。

水文学及水资源主要研究地球上水的形成、分布和运动规律,以及水旱灾害防治、水资源开发利用、水生态环境改善与保护和水资源管理的基本理论与技术,并与现代量测技术、信息技术和通讯技术结没合,为社会经济可持续发展的重要决策提供科学依据。其主要研究方向包括:水循环基础理论与现代模拟、水文气象耦合机理、气候变化及人类活动对水文水资源影响、水文不确定性理论及方法、水灾害形成机理及模拟预测、水灾害监控、评估和应急技术、水资源演变规律和综合评价、水资源合理配置与可持续利用、水资源系统优化规划与调度、水环境演变与生态保护、水信息基础理论与方法、数字流域理论与方法等。

水力学及河流动力学主要研究水流静止和运动的规律,水流与河床、海岸、过水建筑物等固体边界的相互作用,以及泥沙、空气或其它物质在水流中的扩散与输运规律,水生生物对水流运动的响应关系等,并使其应用于实践,解决工程技术问题。它与数学、力学等基础理论学科相交叉,与水利水电、海港航运等工程学科相结合,在经济建设中有广阔的用途。其主要研究方向包括:生态及环境水动力学、工程水力学、流固耦合理论与应用、数值模拟与水信息技术、岩土渗流与控制、河流泥沙工程及河流管理、泥沙输移理论与河流模拟、现代流体测试技术等。

水工结构工程主要研究自然水域的人工建筑物及其地质基础,研究控制水的方式和结构、水工建筑材料、施工工艺技术和施工组织,研究工程的运用、监测、维修等。其主要研究方向包括:水工建筑物及地基的分析理论、安全监控与现代试验技术,现代优化设计理论与方法,高边坡及地下工程,大型水闸、船闸及输水结构,水工混凝土结构及新材料研究等。

水利水电工程主要研究水利水电工程规划设计、项目评价、施工管理以及与之相联系的环境问题的理论与技术。其主要研究方向包括:水利水电系统规划与优化调度,水电站、抽水蓄能电站、潮汐电站和泵站水力学,水电站及泵站结构,抽水蓄能及新能源开发技术,节水灌溉技术、灌区规划和水利经济与管理等,水利工程评价方法与评价指标体系,大型水利枢纽的联合调度模式,水利水电建设经济分析与环境影响评估;水利水电建设项目施工管理、水利工程安全防护与运营管理及流域现代化综合管理等。

港口、海岸及近海工程主要研究近海及河口水流波浪、泥沙运动规律,研究港口海岸以及近海工程的建筑物等。其主要研究方向包括:港口、海岸及近海工程结构,河口海岸及近海工程水动力环境,港口、海岸及近海工程泥沙,河口海岸风暴灾害与防灾减灾,港口、海岸及近海工程水文监测,水文观测和调查技术、水文资料分析及处理,港口、海岸及近海工程经济与规划管理等。

水利信息化与数字化是水利工程与信息科学技术相结合的新兴研究方向,主要研究范围包括:多源水利信息的实时采集与融合技术,基于网络的水利信息传输、存储技术及分析方法,并行计算方法及其应用,水系统建模方法与虚拟仿真,水利行业软件开发标准研究等。

四.             培养目标

学士学位:掌握本学科相应的专业基础知识与基本技能,具有扎实的自然科学和人文科学素养,在理论分析、数值计算和实验方面得到基本训练,具有应用所学基础理论和专业知识分析解决实际问题、开展科学研究和从事组织管理的能力。熟悉与水利工程相关的法津法规,具有良好的工程职业道德,是水利水电建设事业的生力军。

硕士学位:具有本学科坚实的理论基础以及系统的专门知识,了解本学科的现状和发展趋势,掌握理论分析、数值计算和实验基本技能。较为熟练掌握一门外国语,能阅读本学科的外文资料。具有严谨

五.             相关学科

数学、力学、土木工程、农业工程、环境科学与工程、管理科学与工程、能源与动力工程、安全科学与工程、船舶与海洋工程、地质资源与地质工程、计算机科学与工程。

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