水利水电工程概论精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇水利水电工程概论范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

据网络不完全统计，目前全国有128所高校开设水利水电工程专业，其中A等以上高校仅有19所，诸如清华大学、河海大学、天津大学、武汉大学、四川大学、大连理工大学、华北水利水电大学等.这些高校的水利水电工程专业开设较早，课程设置已日趋完善并形成了自己的特色和优势.比如清华大学的水利水电工程本科培养方案给学生提供了水工结构工程、水利水电工程、水资源、水力学与河流动力学、港口与近海工程、市政工程等多个方向的专业课以供学生选择；河海大学水利水电工程本科培养方案中设有个性课程，其将专业选修课程划分为学术研究型、应用技术型以及跨学科跨专业型三类，并将研究型进一步分为水工结构、水力学、水利水电三大课程模块，这种个性课程的设置尊重了学生的兴趣，给予了学生充分的自选择自己感兴趣的课程进行修读.这些院校水利水电工程专业的选修课程设置丰富，选择的自由度大，体现了以兴趣为主，以学生为本的思想.后起的地方本科院校，由于水利水电工程专业的开设时间短、经费投入较少、特色不足、社会声誉较低等因素的制约，如果一味照搬这些水利强校的本科人才培养模式与同类院校竞争，必定心有余而力不足.学校应该基于全国水利水电人才的需求和自身情况来构建一套具有西华特色的水利水电工程专业课程体系.

2课程增减及方向划分

2.1课程设置差异及原因

水利专业类的高校均依据“高等学校水利类专业教学指导委员会”制定的《水利水电工程本科专业规范》来指导本专业的课程设置.但与知名高校相比，我校水利水电工程的选修课程开设不够全，学生修读选修课的选择面窄.对比清华大学、武汉大学和河海大学，我校在发展基础课程群中未开设大学化学B、现代生物学导论、土木水利专业导论、随机数学方法、环境学基础、水利科学技术史、水利水电概论、计算方法、工程数学等选修课程；专业与服务课程群中未开设专业英语、水法规及技术规范、建设项目评估、工程软件应用、渗流及其控制、土工计算原理及方法、大坝安全概论、模型试验理论及方法、工程泥沙及河流管理、灌溉与排水、房屋建筑学等选修课程.可见，我校在发展基础课程和专业与服务课程中，必修课内容和知名高校一致，而在选修课程开设的种类、数量上差距很大，造成这种现象的原因是多方面的，其中最主要的原因是办学经费限制、办学经验不足、选课学生数量不足和生源质量差异.基于此，因地制宜、因材施教就显得尤为重要，学校不能照搬水利强校的人才培养模式，笔者认为，我校本专业的课程设置中应当增设一些实用性强、适用性广、可学性高的课程，而减掉部分不适合我校本科生学习的高难度课程.

2.2课程的增设和替换

增设的本专业课程在数量上比知名高校少，在功能上十分实用且修读的难度适中，既符合我校的实情，又留给学生充分的选择空间，让学生拓宽专业知识，避免了课程太难、学时太短造成的学生学不懂，不愿学的局面，适合本专业大部分学生.2.3课程方向划分与大多数专业一样，水利水电工程专业本科毕业的学生出路多样化.笔者认为应该为不同毕业意向的学生从工作和读研两大方向为学生量身定做课程模块，满足各方向学生的发展要求.其中读研方向又可以细分为水工结构、水力学、水电等方向。

3课程的衔接及调整

笔者作为西华大学2012级本科生，体验过我校水利水电工程专业的课程设置并咨询过本专业的学生，发现部分课程的衔接存在问题.其中建筑材料和材料力学，工程水文学概率论与数理统计，地基处理和土力学，水利工程经济、水利水电工程概预算和水资源规划等课程之间的衔接问题最为明显.建筑材料作为一门学科基础课程，土力学、钢结构、钢筋混凝土结构等课程都需要用到该课程的知识，将其放在第五学期是不恰当的，若放在第四学期与土力学课程同步，并紧接着第三学期开设的材料力学，建筑材料所学知识便能够在以后的课程中得到运用；工程水文学作为本专业基础课程，其任务是培养学生水文分析和计算的能力，需要概率论与数理统计和水力学课程为其作铺垫，而目前工程水文学开设在第五学期，距离概率论与数理统计开设的时间较远，既不利于学生串联知识，又占用了大三学年学习专业课的宝贵时间.可将工程水文学的开设学期改为第四学期，与水力学同学期不同周进行教学；土力学也是本专业一门重要的学科基础课，主要是培养学生运用土力学基本原理和方法解决实际工程中与土体相关的稳定、变形和渗流等问题的能力.地基处理课程则是土力学的延伸，所学内容很多涉及土力学，因此地基处理放在第七学期开设也是不合理衔接，建议将地基处理改为第六学期开设，与土力学开设时间靠近；水利工程经济课程是一门专业基础课，其作用是为后续专业课的学习奠定工程经济分析基础.该课程目前在第六学期开设，位于水资源规划及利用课程之后，而水资源规划及利用又会大量涉及经济分析问题，所以建议将水利工程经济开设学期改为第四学期，这样该课程向前既有数学基础课程作铺垫，往后又可为水资源规划及利用、水利水电工程概预算等课程奠定理论基础.此外，信息检索B是一门学习如何从信息集合中找出需要信息的课程，可以使学生具备较强的信息搜索能力，是学生查阅资料，自主学习的好助手.学生越早学习越有好处，建议改为第二或第三学期开设.

4增加实践课时

笔者通过亲身体验并对比本专业的专升本学生发现，我校本专业学生动手实践的能力不及专升本的学生.这在本专业进行工程测量实习和应用工程软件时表现得十分明显.排除专升本学生十分优秀的因素，笔者通过查阅四川电力职业技术学院水利水电建筑工程课程设置方案发现，其中实践教学在总学分中所占比重高于我校，笔者认为，为了提高我校本专业学生理论联系实际的能力，可以在微调学生毕业总学分的基础上，适度压缩某些专业课程的课内学时，增加课外实践学时，做到课内学时减量而优质，课外学时加量而夯实，使课内与课外兼顾，理论与实践协调.这类课程有：建筑制图B、水电工程测量、运筹学、土力学、工程地质、工程软件应用.基础办公软件和工程软件的运用也是学生的短板，很多人在大学结束都不能熟练运用各种基础的办公软件，更不必说工程软件了，笔者认为培养学生的实践能力，不仅要从课程设计和实习入手，也应该在平时的课堂和作业上下功夫.信息化的今天，熟练掌握office软件已是对大学生的最基本要求，除此之外，专业软件如autoCAD制图软件、岩土计算软件、流体力学软件、lingo软件也是本专业学生必须学会的，建议在加大这些软件的应用学时的同时在作业中练习软件使用，避免目前大部分学生只会纸上谈兵的窘境.

5结语

篇(2)

学校教育与国家政策脱节

水利水电工程专业学生要想从理论课中接受环境信息和知识，只能选修学校开设的素质类选修课或专业任意选修课。而必修课和专业限定选修课以及专业任意选修课中的必选课都没有设置环境教育相关课程。加之工科学生学业压力大；学校跨专业选课管理办法，如受开班人数下限、学分、限定选课学期、个人兴趣等因素限制，每个学生都能接受到课堂环境教育的几率很小，使得有兴趣学习环境保护相关知识的学生错失机会，只能从众选课。学校由于缺乏经费支持和专业指导，开展环境教育的积极性不高。环境保护部宣传教育中心开展的“贝迩（BELL）高校可持续发展创新课程推广计划”，2009年实施以来，试点高校分别为2009—2010学年25所，2010—2011学年22所，2011—2012年学年16所，但是环境教育课程主要开设在这些高校的商学院、管理学院、环境学院和人文学院，没有工科专业。

教材内容与社会需求不符

对非专业性的高等环境教育，目前还没有形成完善的教育体系，只是以普及为原则，讲授基本的环境保护知识和技能[4]。可供选择的融入环境教育的专业课程相关教材比较少。在水利水电工程专业课教材中，大部分专业课教材对环境保护知识“心无旁骛”，小部分包含环境保护的章节或内容，但更新缓慢，或侧重于理论，或过于泛泛，针对性不强，难以适应我国国情水情的严峻形势。水利水电工程专业可选择的环境教育课程之一的生态水工学专业性较强，而环境学概论侧重各种污染防治。既然环境与资源密不可分，环境保护重要内容之一又是资源保护，而水利水电工程建设在一定程度上体现在水资源的开发利用，但是本科专业课程设置和教学上却很少结合和反映两者间的联系，有关可持续发展、环境伦理学、环境哲学等内容的课程也未体现在教学计划中。

师资力量不足

开设环境课需要授课教师知识面广，对教师的素质、师德要求较高。目前，我国非环境专业很多从事环境教育的教师并非环境专业毕业生，水利水电工程专业性强，任课教师多是水利水电工程专业毕业，未接受系统的环境教育知识培训；教师继续教育滞后，没有环境教育培训的主动和被动要求，教师自身的环境保护意识和环境科学知识都不到位；经济发展兼顾环境和环境优先的观点没有得以有效传播。教师队伍环境素养的缺乏导致专业课程设置较少考虑环境教育，即使有也流于形式，不能将环境教育融合到材料力学、土力学、规划、设计等课程教学中。学校规定素质类选修课没有实验（实践）学时，主要以教师讲授为主的灌输式教学方式无法有效启发学生的思维，不符合环境教育应有的教学特点，效果不佳。

缺乏激励机制

保护环境，人人有责；落实不到，人人无责。在传统观念的基础上，爱护环境、节约资源是美德，是发自内心的，不讲回报，不图奖励。在整个社会价值观潜移默化中，可以对坚持环境教育的教师和身体力行的学生给予尊重，进行物质和精神奖励，既可以增加环境保护践行者的精神愉悦，又可以鼓励更多的师生加入到环境教育的队伍，改变目前“口的巨人，行动的矮子”的环境保护知行分离现象。

应对措施

领导重视

学校领导应积极响应国家“绿色大学”建设的号召，支持学校的环境教育事业，使学校成为实践环境理念的典范。通过改进传统教育，宣传和构建新的世界观和价值观，将环境教育、教育改革和经济发展联系起来；组织完善教学评估体系，建立专门机构或利用现有的教学督导团监督环境教育融入专业课程的实施情况；将环境教育纳入教师资格评审中。

课程设置

环境教育是发展必要的技巧和态度以了解和欣赏人、文化、生物物理环境之间的相互关联性，是一种辨识价值和澄清概念的过程，不是要所有的学生都成为环保专家。根据学校课程体系结构，分别在必修课、选修课、专业实验和实践性教学环节中增加环境教育是比较理想的课程设置。然而，将环境教育作为水利水电工程专业必修课，不仅增加学校、教师、学生的负担，还会降低大家的积极主动性，失去兴趣。环境教育课程的设置建议遵循“少就是多”的原则，学习质量的重要性应该超过教授质量。在现有课程结构中，将环境教育融入到每一节课堂中，将环境保护内容加入到毕业论文（设计）的写作中，有专门谈及工程的环境影响及对策措施等相关内容也强调将环境教育融入形式，也可以用环境教育课程替换1—2门必修课程或减少必修学分，增加选修学分。

教材选编

学校是课程发展中心，而非外在机构的课程实验场所。每个学校都具有独一无二的品质，国内外高校的环境教育成功经验可以参考，但绝不能复制，教材也一样。水利水电工程专业进行环境教育的教材可以借鉴国外或校外教材，但随着教学实践的积累和体会，课程发展应遵循从下而上的发展模式。鼓励教师尽其所能，发挥专业自主，结合教学、科研经验和实践智慧，主动创新、改编教材，从而形成课程、教授、学习、评价、专业发展和校外环境一贯的整体。对在专业课教学中坚持讲授环境教育的教师，进行修订融入环境教育的专业课教材的经费支持。这对从业教师提出更高的职业要求，对教师继续学习和主动思考具有较大的促进作用。

教育形式多样化

篇(3)

关键词：大类招生；水利工程专业；人才培养方案

近年来，不少学校将相同、相近的学科门类，同院系或不同院系的专业合并，按一个大类进行招生。大类招生模式下，学生入校先经过1~2年的基础培养，再进行专业分流[1-2]。石河子大学水利建筑工程学院（以下简称“我院”）将原有的土木工程和给水排水工程专业合并为“土木工程类”；将原有的水利水电工程和农业水利工程合并为“水利工程类”，在2019年招生的过程中就按照上述两个专业类开展招生工作。新的招生模式决定新的人才培养方案的制定与课程体系必须进行优化，人才培养方案如何设置，有待深入探究[3]。本文以我院“水利工程类”大类招生下人才培养方案及课程体系优化为例展开具体论述。

一、大类招生背景下水利工程专业人才培养方案改革原则

改革的基本原则是：坚持以社会需求为导向的原则，深化人才培养模式改革；以研教相长的原则，全面提升学生实践创新能力；以开放办学的原则，扩展学生的自主学习空间；以通识教育与专业教育并举的原则，促进文理渗透、理工融合；以能力培养为核心的原则，注重实践能力提高。

二、大类招生背景下水利工程专业人才培养方案改革策略

（一）修订人才培养定位与目标2019版水利工程专业基于“立足兵团，服务新疆、面向全国、辐射中亚”的办学定位，坚持“以兵团精神育人，为维稳戍边服务”的办学特色，着眼于国家及边疆地区水利水电工程建设发展的需要，旨在培养德、智、体、美、劳全面发展的，掌握自然科学、人文社会科学相关理论和知识的，具有计算机和外语应用技能的，具备扎实水利水电工程基本理论、基本技能和宽广专业知识的，实践能力突出的，能够承担社会责任的，具有一定创新精神、创业能力、沟通能力、管理能力、终身学习能力和一定国际视野的高素质应用型人才。其能在水利水电工程及相关领域从事工程勘测、规划、设计、施工、监理、管理和研究等方面的工作。同时，毕业后经过5年左右实际工作锻炼，具备解决复杂水利工程问题的工作能力，能够在工作团队中作为技术骨干或管理者有效地发挥作用。

（二）优化课程体系我院水利工程专业采用2+2培养模式，即学生在大一、大二的时候主要完成通识类课程和部分专业基础课

程的学习。到二年级第二学期末，教师引导学生根据自己的专业兴趣及职业规划选择专业方向。如将来有志从事农业节水、新农村建设、高效用水工作及研究方向的学生，可以选择农业水利工程专业；将来有意愿从事水工结构工程、寒区水利工程、水电站建设工作及研究的学生，可以选择水利水电工程专业。我院水利工程学科本着“强基础、重能力、高素质、因材施教、分流培养”的教学指导思想，制订了“宽口径、厚基础、多样化、多途径”的人才培养方案，具体课程体系如图1所示。1.调整通识教育课程。通识教育必修课程包括思政、自然科学、英语、大学计算机、军体、创新创业等。思政课由原来安排在一、二、三、四学期调整为一、二、三、四、五学期内灵活设置；同时，在第四学期增加了思想政治理论课综合实践课程，并在第2~5学期灵活设置形势与政策教育课程。大学英语课程实施目标管理、分级教学的方式；课程分为大学英语甲A、B、C类；大学英语乙类、大学日语、大学俄语和甲类A级大学英语提高阶段课程18门，要求学生选修大学外语1、2、3、4或甲类A级大学英语提高阶段课程共计10学分，160学时。除了大学开设的自然、人文社会科学类通识必修课程外，我们还开设了创新创业教育和第二课堂两门与水利工程相关的课程作为通识类选修课程。2.构建多元化专业课程体系。大类招生下水利工程培养方案需要与之配套的新的教学计划和专业课程体系。为此我们制订了适合大类培养的多元化专业课程体系，将专业课程分为专业教育必修和专业个性教育选修两大模块，并大幅度增加了选修课和实践类课程的比例。新的专业课程体系如图2所示。3.构建专业基础平台课。依据学生知识、素质、能力的形成规律和学科内在逻辑的原则，我院构建了水利专业课程。在大一、大二设置了水利工程概论、水力学、建筑材料、理论力学、材料力学、结构力学（一）等专业基础课程，或者称大类专业基础平台课程，学生通过这些课程的学习，可以获得水利工程最为基础的知识、能力、技能和方法，建立学科知识的主要框架，为今后的专业核心课程的学习奠定宽厚的基础。4.多元打造集中实践课程。对于水利工程专业而言,实践性教学环节对人才培养的质量有着举足轻重的作用。为此，学校必须根据专业的特点，紧紧围绕水利工程专业人才培养目标，认真制订实践性教学环节方案,科学打造实践课程，促进学生多方位协调发展。我们根据水利教指委建议课程，将集中实践环节分为：课内实验、专业课课程设计、专业课课程实习、专业实习和毕业设计四个部分。为了强化学生实践学习与应用能力，新培养方案增加了集中实践环节学分，由原来的24学分，增加到32学分。此外，还增加了学生第二课堂实践学分，让准备考研的学生可以积极参与SRP等科研项目的研究，为今后科研奠定较好的基础。5.开设丰富的专业选修课程。为了更好地体现学科、行业特点，新培养方案在专业选修模块中，开设了丰富的体现学科特色的个性选修课程，以满足学生多样化的需求。个性选修课程包括专业发展模块和自主选修模块。在专业发展模块开设了水利工程施工、地下水利用、水利工程监理等侧重于应用方面的课程。在自主选修模块开设了侧重于水利研究、新兴领域及前沿领域简介的水利工程讲座，以及侧重于反映地域水利工程建设需要注意的工程问题的工程抗冻技术课程等其他多样化的选修课程。

篇(4)

关键词：大坝；建设；利弊；分析

中图分类号：TV2文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)03(a)-0000-00

水坝建设是最能唤起人类激情的工程之一，更是人类意志和创造力登峰造极的表现。水坝是一项集发电、灌溉、航运、防洪为一体的综合利用工程。工业化以后，特别是发明电以后，利用水力发电造福人类，更是一度成为人类文明进步的象征。如我国由于季风性气候，暴雨集中，时常有洪涝灾害发生，从总体上讲，淡水资源十分缺乏。随着经济的发展和社会用水需求的增长，要解决我国的水资源短缺，措施之一就是必须建设一批大型蓄水水库，增加各流域汛期的蓄洪能力，从而增加水资源的可利用程度。

1 大坝的建设的益处

1.1就三峡大坝为列，它是综合治理长江中下游防洪问题的一项关键性措施。并兼有发电、航运、灌溉、供水和发展库区经济等巨大的综合经济效益，对加快我国现代化进程，提高综合国力具有重要意义。首先，大坝的建设可以解决水资源短缺的问题。以我国为例，由于季风性气候，暴雨集中，尽管时常有洪涝灾害发生，而从总体上讲，淡水资源十分缺乏。随着经济的发展和社会用水需求的增长，要解决我国的水资源短缺，措施之一就是必须建设一批大型蓄水水库，增加各流域汛期的蓄洪能力，从而增加水资源的可利用程度。纵观历史，世界上任何一个发达国家，如果没有特殊环境形成的天然水资源充足保证，几乎无一例外的必须依靠水坝蓄水来解决其水资源供应问题。三峡坝顶高程185米，最大坝高175米。水库正常蓄水位175米，总库容393亿立方米，对周边省区的水资源短缺的情况起到了缓解作用。

1.2 大坝给社会主义建设提供了源源不断的能源保障。目前，我国已面临着能源危机。煤，天然气，石油的剩余可采储量正在逐渐降低，如果按目前的消费速度，在一百多年以后将会枯竭。所以，要实现人类社会的可持续发展，必须转变能源结构，发展可再生能源。尽管风能、太阳能发电技术具有更广阔的发展前景，但是，按照现有的技术水平，风力和太阳能等其他可再生能源发电技术还不能满足大规模的社会需求。当前，全世界上大约20%的电力是来自水电，而其他可再生能源的发电的比重还很小。水电是目前唯一一种技术上比较成熟的、可以进行大规模开发的可再生能源，具有很大的社会价值。

1.3大坝的建设对防洪具有重大的意义。长江流域是中华民族的发祥地之一。流域内资源丰富，土地肥沃，特别是中下游地区，是中国城市和人口最为密集、社会和经济最为发达的地区之一。但在公元前185年至1911年的2000多年间，长江曾发生大小洪灾214次，平均约十年一次，给长江中下游地区的经济发展和人民生命财产造成了极其惨重的损失。防洪是建设三峡工程的首要任务。

工程建成后，将有效地拦蓄长江上游的洪水，使长江荆江河段的防洪标准由目前的10年一遇提高到100年一遇，从而保护长江中下游平原地区1500万人口和150万公顷耕地免受洪水威胁。

2 大坝的建成也带来了许多问题

2.1长江上游影响河床演变作为关键的造床质是砾乱卵石，不是泥沙。三峡一带属石灰岩地貌，这坝得怎么建才能防止滴水穿石？那水的压力如此之大，而三峡地区的脉形纵横交错，是极易发生地震的板块挤压地区，如此多的水聚积在一个狭长的河谷中，危险至极修坝后原来年年逐出夔门的砾卵石将一粒也排不出去，可能十年内就堵塞重庆港，并向上游逐年延伸，汛期淹没江津河川一带

2.2 水库淹没耕地，移民和城镇迁建，会加剧本来就已十分突出的人地矛盾，并由此而可能加剧植物的破坏、水土流失和生态恶化。

2.3 目前库区的工业和生活废水年排放量已超过1Gt，沿江城市的局部江段已形成了较严重的污染带。建库后，库区水体流速减缓，复氧和扩散能力下降，将加重局部水域污

2.4 三峡工程将改变库区及长江中下游水生生态系统的结构和功能；一些珍稀、濒危物种的生存条件进一步恶化；对四大家鱼的自然繁殖也会带来不利影响。

2.5 三峡水库运行后，长江中下游河道出现冲淤变化；对长江中游平原湖区低洼农田土壤潜育化、沼泽化有一定影响；下游河口的海水入侵危害有可能增加。对上海的影响尤其明显。

2.6 三峡建坝后，库区水面抬高加宽，沿江部分文物古迹将被淹没，三峡自然景观也会收到影响。

从三峡工程一案例我们可以看到，每个水利工程在兴建的同时必然会产生许多对我们有害的方面。特别是大型水利工程，移民问题，泥沙问题，以及生态环境破坏，经济效益减少等问题更令人担忧。我们兴建水利工程是为了使人类更好的生活在这一“水”球上，但若不经切实真正有效详细的设计和思考，也许弊还是要大。若一个工程真正投入建设实施，我们一定要尽量减少它给我们带来的弊端，使得人们受之福而不患其灾。。水利工程并不是一个单一的方面，它涉及社会的方方面面，因此全社会的共同努力才是水利工程成功的重要途径。不可否认，对水坝利与弊、是与非的审视，反映了人们环境意识的觉醒，对于事物多方面的认识。但是，我们应当把这种审视是建立在科学和理性的基础上。水坝建设对环境的影响有利有弊。对于每一项具体的工程而言，必须根据水坝工程对环境的影响不同进行辨证的分析之后，用科学态度作出决策。对环境影响利大于弊的水坝工程，可以改善环境，应该积极建设。对环境影响利弊相当，但工程的资源、社会效益巨大，综合来看有利于社会可持续发展的，根据环境是可以改变的原则应容许其上马。对环境有严重影响，破坏生态环境的水坝工程，应坚决反对。 只看到水坝的“利”，而忽视了水坝的“弊”，是一种急功近利的掠夺行为，同样，过分夸大水坝的“弊”，反对在一切河流上建水坝，反对一切水利工程，决不是对待水坝应有的态度。

片面的认识只会导致偏激的态度。围绕水坝的是是非非，我们更应摆正我们的态度，针对各地形式各国国情，做出相应的判断。可以说，水坝的功用众多，因此其发挥职能也是多方面的。因而，我认为，对于水坝利与弊的考察更应在经济、政治、生态环境等方面寻找一个平衡点，基于利大于弊的原则，发展大坝。

参考文献

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关键词：3S技术autoCADDTMDGM地质、地形勘测环境及水库分析

一.引言：

水利工程仿真模拟设计设计软件采用多专业协同设计软件，在同一数据库平台下，能解决三维地址地形建模（DTM）与地质建模(DGM)、大坝选址、水工设计、土建施工、机电安装等一系列关键问题，在很大程度上提高仿真精度和时间的要求，完成覆盖软件生命周期的全过程，达到减少设计周期、加深设计深度、提高设计质量、控制成本及提高企业革新等目的。

二.理论分析与设计：

(一)目前水利工程仿真模拟设计软件发展状况：

1.自20世纪80年代以来，已经出现了图形级的标准，如PHIGS,GKS;图形交换级的标准，CGI,IGES以及近年来正在不断完善的STEP等。STEP标准覆盖了整个软件生命周期的数据交换标准，对协同设计，并行施工，集成制造等具有重要意义。

2.智能化是又一特点，它首先体现在把设计领域的专家知识和工程技术人员的经验融入到CAD系统中，使之成为可以继承的知识库；其次是其本身的智能化，如人机接口，数据采集，自动精模，方案选优，仿真模拟以及多媒体技术应用等等。

3.集成化是一大发展趋势，一方面CAD技术与CAPP(计算机辅助工艺流程规划)，CAM(计算机辅助制造)以及MIS(管理信息系统)，PDM(产品数据管理)，MRP(制造资源管理)等系统相集成。另一方面随着当前全球化发展，使得人们在internet上构造CAD/CAM集成化成为可能。

4.科学计算可视化，虚拟设计，虚拟制造技术是设计人员进行对产品的时间操作，以及进行各种模拟实验分析，可以及早看见产品外型，从而可以帮助设计多方位地观察与平审设计成果。

（二）水利工程仿真模拟设计软件概念：

就是利用计算机强有力的计算功能与高效的图形处理能力，来直观，智能的辅助过程设计人员进行过程设计与分析的一种技术。它同时实现过程的可视化与智能化。它包括工程设计条件可视化（地质，水文，地形，枢纽布置及施工条件等可视化），设计建模可视化，计算分析过程可视化与成果设计可视化（三维真实感图形显示及空间数据的图表，文挡输出）。

（三）水利工程仿真模拟设计软件目标：

力求把水利工程的设计、管理主要涉及到的水文泥沙、地质、地表（含规划、环保）、水工、施工、机电等专业的设计工作的过程、相互之间的关系和结果通过先进的计算机平台及辅助设备以可视化的形式展现出来，达到虚拟设计/虚拟制造的目的。协同设计的基础是建立一个统一的数据库，包括地质地形的空间数据、水工建筑物（大坝、厂房等）的三维实体数据、施工计划组织的实时数据以及真实条件下的计算机仿真和实时渲染数据等。与以前的技术不同，由于建立在统一的数据库平台之上，任何修改都将及时地反馈给整个工程的相关部门和人员（权限许可），并及时地通过三维图形的方式展现出来。虚拟设计/虚拟制造技术的应用和实时仿真完全不同于以前的动画渲染，它是满足设计详细要求的具体施工计划的真实三维显示。

（四）.水利工程仿真模拟设计软件需要解决的问题：

1.地质、地形勘测

2.环境及水库分析

3.水工建筑物及枢纽设计

4.施工组织设计

5.机电设计

6.工程概预算

7.工程监测

（五）.水利工程仿真模拟设计软件解决方案：

1．在地质勘探方面：可以利用航拍、钻探、"3S"技术（即GISGPSRS）得到的地形数据，直接生成地形的三维模型包括地下三维地质情况的分布，便于直接了解复杂的地质构造情况,方便地进行地形模型的建立,作为坝体、地下厂房、导流洞等建筑物设计的原始依据。

2．在三维地形表述的基础上，建立水利水电工程的全三维模型，包括坝体、导流洞、泄洪洞、地下厂房等建筑以及与此相关联的设备、管线的布置等仿真模型。这些设备与地形数据完全相关，从而构成一个复杂的水利水电系统，真实反映工程建成以后的面貌。

建立的三维模型还能够输出到有限元分析软件中，进行结构强度的预测。三维模型不仅可以与地形模型很好地关联，而且工程模型也还是参数化的，一旦设计有新的更改，只需要修改相应部分的三维模型，与此相关的设备、管线布置以及由三维模型自动投影生成的二维工程图（符合目前图纸标准）都会得到相应的修改，从而保证了设计的唯一性和相关性，快速地完成多个设计方案的对比和选择。

3.工程概预算方面：通过建立大坝真实全三维实体数值仿真模型，能够完全精确模拟大坝形体的各个细节，包括孔口部位、进水口、闸门槽等。水利工程计算机辅助设计能够精确计算各坝段各截面的面积、各点的坐标以及体积，其精度满足大坝混凝土工程量计量要求。将坝体内部各种材料的配合比及使用范围输入到坝体三维数值仿真模型中，从而使精确计量程序不仅能够计算坝体的工程量，而且还能够计算不同材料的用量，并进一步为概预算及施工期业主的材料供应计划提供科学的依据。

4．施工方案动态仿真结果分析及查询通过建立的三维实体数字模型，计算出开挖方量及填筑方量，对工程进行预测和模拟，动态展示山体开挖和大坝浇注的全过程，得出详细的施工强度和施工顺序等重要指标。使工程的项目管理和进度分析达到实时控制与动态管理，以便科学指导工程施工，辅助业主和监理工程师进行有效的决策。

计算机模拟系统模拟混凝土施工过程，不仅可全面、周密地反映各种影响混凝土施工的因素，而且改变施工参数、修改方案比较及敏感性分析均比较容易，可完全弥补传统工程类比法的缺点。采用计算机模拟施工方案成功解决了过去依靠人工手段无法解决的许多难题，能大大提高了设计人员和项目管理人员的效率，取得巨大的技术经济效益。

根据数字化工程施工过程中的一般规律、施工工艺和流程、合同文件、技术规范以及实体特定的结构形式、施工条件的特定要求，利用本模块建立系统分析模型和模拟计算数学模型。设计相应的数据库管理、数据录入及编辑、大坝模拟施工过程计算、图形处理、报表自动生成及分析、查询以及菜单控制等系统,集成在统一界面下完成所有的功能。

（六）.水利工程施工模拟界面设计：

主界面由部分组成，分别是溢洪道土石方开挖、溢洪道土石方开挖进度合计、大坝混凝土浇筑进度、大坝混凝土浇筑进度合计。这四部分从数据库中读取数据并动态的显示出来。包括一些重要的施工数据如：层号、厚度、体积、高程、开挖（浇）时间、结束时间等。点击“显示设置”来设置需要显示或者隐藏的对象，达到最好的视觉效果。这些表既可以用于显示，也可用于查询。

（七）.水利工程仿真模拟设计软件开发环境：

1.软件环境：系统采用Windowsxp/2000/98作为工作平台，开发应用软件有VisualC++6.0,AutoCAD2000以上均可，ArcViewGIS,MSExcel,MSAccess，3dMAX，GIS与GPS的系列软件等等。

2.硬件环境：考虑到系统功能中图形数据处理量大，与三维图形处理分析操作需要，推荐配置：PentiumIV1.4G+512MB内存+真彩色显示卡（3D加速功能）+10G硬盘，或者更高配置为好。.实例应用与总结展望：

水利工程仿真模拟设计软件采用专业协同设计软件水利工程计算机辅助设计软件，在同一数据库平台下，能解决三维地址地形建模、大坝选址、水工设计、土建施工、机电安装等一系列关键问题，在很大程度上提高仿真精度和时间的要求，完成覆盖软件生命周期的全过程，达到减少设计周期、加深设计深度、提高设计质量、控制成本及提高企业'''');">企业革新等目的。

用水利工程仿真模拟设计软件建立真实三维地形地貌模型（DTM）及三维地质模型(DGM)并行三维水工设计（大坝模型、强度计算等）建立整个水利水电系统模型（包括坝体、导流洞、泄洪洞、地下厂房等建筑以及与此相关联的设备、管线的布置）工程概预算三维工程施工仿真及工程监控在统一的数据库平台上完成以上功能，涵盖从草图设计到工程完工全过程，满足虚拟设计/虚拟制造的要求。

水利工程仿真模拟设计软件在水电工程设计过程中，从地质--坝工--厂房--枢纽及施工组织设计模拟都能系统准确地反映实际设计中的一般规律和特点。因而，采用本系统进行多专业协同可视化设计与指导施工，使各工种各工序的衔接、资源的分配、材料的供应都是均衡地有节奏地进行,从而使水电工程的勘测、设计与施工管理达到国际一流水平。相信未来的水利建设将是计算机设计的新领域，而不是象传统的水利设计那样耗时耗力耗资耗人。未来的水利规划设计管理完全实现自动化。计算机在水利上的利用有着广阔的发展前境需要我们一代代水利人的共同努力。

以下是三峡水电站设计应用实例：

参考文献：

1.黄健全，罗明高，胡雪涛.实用计算机地质在制图.北京：地质出版社，1998

2.张菊明.三维地质模型的设计与显示.中国数学地质进展，1995，7

3.康凤举.现代仿真技术及其应用.北京：国防工业出版社，2001

4.水利概论河海大学出版社

5.李青元.曹代勇.三维矢量结构GIS拓补关系及其动态建立.测绘学报

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关键词：水工美学 重要起源 美学规律

一、水工美学及其必要性

水工建筑物除工作环境近水和直接与水接触，并具有蓄水、输水、引水、发电等基本功能外，和其他建筑物有很多共同特点，如与自然环境相融洽等。因此，水工建筑物不仅具有实用功能，还具备很高的观赏价值。水利工程中常采用单个或若干个不同作用、不同类型的建筑物来调控水流，以满足不同部门对水资源的需求。这些为兴水利、除水害而修建的建筑物称水工建筑物。而目前，水利已发展成为国民经济的基础产业，许多水库、水电站、大坝被辟为旅游景点，如位于淮河支流负由系男叛裟贤逅库，风景优美，是建国后首批兴建的大型治淮骨干工程，在原有的功能基础上发展了水利旅游，并带动当地经济发展。因此，人们的目光逐渐转向水工美学问题，部分过去的水利工程，主要强调经济适用，而忽略了美学问题，造成不少水工建筑出现的一系列诸如规模不足，流程不顺的问题。水工需要美学，美学可以提升、完善水工。水工美学的研究对象是山、水、水工建筑物的序结构，是美学四载体形、光、声、色的最优配置。

二、美学之源

水工建筑作为建筑的一种，也应不可避免地打上美的烙印，展现出丰富的美学价值。水工建筑既然是建筑的分支，水工美学就应遵循建筑美学的一般规律，就应正确处理好协调与统一、主从与点缀、个体与群体、建筑物与自然环境等范畴之间的问题。水工美学的重要源泉则可以追溯到中国经典的宇宙观和美学观。孔子于《系辞传》中指出：“古者包牺氏之天王下也，仰则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文与地之宜，近取诸身，远取诸物，于是始作八卦。以通神明之德，以类万物之情。”美是“天”、“地”、“身、”“物”所固有的，而美学则是对“天”、“地”、“身、”“物”的固有美、内在美的感悟、领悟、把握和阐释。中华文化博大精深，诸子百家对美学的理解各有千秋，是中国水工美学取之不尽用之不竭的重要源泉。古人对水有着深刻的理解，“上善若水：水，善利万物而不争，处众人之所恶，故几于道”，“天地相合，以降甘露，人莫之令而自均。始制有名。名亦既有，天将知止。知止不殆。譬道在天下，犹川古与江海。”“恬淡为上，胜而不美。”道法自然，复归于本，美学造型终究落脚点还是自然。

“处其厚，不居其薄，处其实，不居其华，故去彼取此”，在修建水工建筑时，不考虑生态环境，又怎能谈其美。水工美学源于自然，适于自然，“恬淡为上，胜而不美”，以牺牲自然环境为代价的美，便是丑，不与实际相结合的美，纵是天下皆知美，也是“五色令人目盲，五音令人耳聋”。

三、水工建筑中的美学规律

1.力学与美学相统一

水工建筑物涉及许多学科领域，除基础学科外，还与水力学、水文学、工程力学、土力学、岩石力学、结构力学、弹性力学等息息相关。水工建筑在满足力学要求的同时，也可以自身带有美感。正如马克思所说“动物只按照它所属的那个种的尺度和需求来建造，而人都懂得按照任何一个种的尺度来进行生产，并且懂得怎样处理把内在的尺度运用到对象上去；因此人也按照美的规律来建造。”无论是人工艺术品还是自然造物，“丑陋”的形态往往表明其相关功能上的缺陷，而某些必要功能的完美形式往往伴随着“美丽”的外表，即力学与美学总是相得益彰。细想力学中的简支结构，简洁朴实的桥型，平直刚劲；连续梁结构，梁底曲线，缓和柔美，变化有序；拱结构，形态似彩虹的拱桥，拥有着曲线美，活泼、优美、流畅而又不失力度感，立体感十足，使人脑中不由得浮现出卢沟桥的神态。每一个力学的苛刻要求，都需要颇具美学意味的艺术形态来展现。

2.水工建筑中的和谐美

古希腊美学家毕达哥拉斯于公元前6世纪提出“美是和谐”这一命题，认为音乐的美就是由音阶和音调按照不同的数量比例关系构成的，并把这一原理推广至建筑等其他艺术种类。牛顿在《原理》中同样也指出：“对于自然界中同一类结果，应尽可能归之于同一种原状物体的属性，凡既不能增强也不能减弱者，又为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者，就应视为所有物体的普遍属性”。而对于水工建筑，它不仅表现个体之间，还映衬在群体之间。如单个的拱桥，拥有着和谐美的属性，给人以和谐、舒适、流畅的美感。而群体间的和谐美，往往对各建筑的比例及配、色彩搭配有着更高的要求，因为它比单个个体更为复杂，但同时也更能反映出建筑艺术和谐美的独特表现形式与内涵。单个水工建筑物的分布位置影响着整个建筑群落视觉效果，如我国的三峡水利工程主要由大坝、水电站、通航建筑物三部分构成，在满足基本功能的前提下，错落有致，线条优美，而又不缺乏力感。

3.水工建筑与自然环境的协调统一

水工建筑源于自然，更要回归自然。自然环境是水工建筑的依托，正如古人所讲“平地楼台，偏宜高柳映人家；名山寺观，雅称奇杉衬楼阁”，充分利用周围地貌、地形的关系，“石边有沙，沙边有水，水自爱空蒙”，将水工建筑与自然环境有机结合，创造出一种和谐、流畅、舒适的美感。水工建筑与自然环境若能达到“画水衬图，水是实而坡岸是虚”的效果，那么建筑物与景观便完美的协调与融合。

参考文献：

曹 芸，罗玉峰，和谐美在水工建筑设计中的应用，[A]水利水电科技进展，2005.25（5）

刘冠美.水工美学概论[M].北京：中国水利水电出版社，2006

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【关键词】 碾压混凝土 高温季节 施工 温控措施

1 概论

碾压混凝土筑坝技术是最近三十年来发展起来的一项筑坝新技术。碾压混凝土最早于1960年作为防渗体材料在我国台湾石门坝的围堰上使用。1978年9月，日本开始修建世界上第一座用碾压混凝土筑坝的岛地川坝（坝高89m），1980年建成，开创了人类用碾压混凝土筑坝的里程碑。我国对碾压混凝土筑坝技术的研究始于1978年，1983年至1985年分别在铜街子工程和沙溪口工程中做了碾压混凝土局部应用试验，1986年建成了我国第一座碾压混凝土坝一福建省大田县坑口坝（高56.8m）”。

由于碾压混凝土筑坝技术具有机械化程度高、工期短、投资省等特点，使其广泛应用于水电水利工程。经过近30年的研究和应用实践，碾压混凝土筑坝技术在我国获得了迅速的发展，目前，我国己建和在建碾压混凝土坝100余座，其中百米以上高坝20多座，约占60%，最高坝高达200米，涉及重力坝、重力拱坝、双曲拱坝等多种坝型，在建坝工程规模和建坝技术方面有重大发展，其数量和规模均居世界之首，我国碾压砼筑坝工程和筑坝技术实际上已处于领先地位。

2 碾压混凝土坝的特点

碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土，使用硅酸盐水泥、火山灰质掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制成无塌落度的干硬性混凝土，采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备，薄层摊铺，振动碾压，逐层填筑。碾压混凝土坝既具有混凝土体积小、强度高、防渗性能好、坝身可溢流等特点，又具有土石坝施工程序简单、快速、经济、可使用大型通用机械的优点。

碾压混凝土筑坝是一种节能环保型筑坝技术。表现在大量掺用粉煤灰，用废弃矿渣料作为胶凝材料，节省水泥用量，不设纵缝的大仓面施工，节省分缝模板和灌浆整套工程量。混凝土的单位设备投入比重小，单位能耗低等，充分体现快速和优质。

3 高温季节碾压混凝土温度控制措施

碾压混凝土是一种干硬性混凝土，采用通仓薄层连续施工，较常态混凝土更易受到外界温度、相对湿度、气象等因素的影响。特殊季节（低温、高温）施工碾压混凝土，对于碾压混凝士筑坝技术两言，具有相当大的意义。根据碾压混凝土施工规范，当日平均气温高于25℃或低于3℃时，施工碾压混凝土应采取专门措施，根据以往的许多工程经验，大都采取了高温季节与低温季节停止施工碾压混凝±的方法，这样一来，客观上严重制约了碾压混凝土筑坝技术的发展前进，也一定程度上失去了碾压混凝土快速施工这一优势。为充分发挥碾压混凝土连续、快速施工的特点，在特殊季节施工碾压混凝土，必须采取切实有效的措施，有效控制混凝土内外温差，确保碾压混凝土的施工质量和施工进度。

本文通过对石漫滩水库大坝、金安桥水电站大坝、巴基斯坦高摩赞大坝、周宁水电站大坝、龙首水电站大坝、沙陀水电站大坝、三里坪大坝等温控措施的研究，对常用的温控措施进行简要总结。

在高温天气进行混凝土施工时，由于受高气温、强烈日晒、蒸发等多种因素影响，需从混凝土原材料、拌合、运输、碾压、养护及施工工艺上采取一系列的降温防护措施，才能达到设计的浇筑温度指标，严防因内外温差过大而产生表面裂缝。

3.1 优化混凝土原材料及配合比

在原材料选择时，采用发热量较低的水泥和减少单位水泥用量，这是降低混凝土水热温升的最有效措施。在施工配合比设计中，掺入粉煤灰不但能减少单位混凝土中的水泥用量，还有利于防裂，应优先选用需水量≤90%的优质粉煤灰。高掺粉煤灰和磷矿渣、高温型高效缓凝减水剂，以减少混凝土的水化热温升。高效缓凝减水剂具有延迟水泥水化反应的作用，从而可以消减水泥水化热峰值，推迟水泥的水泥水化热峰值时间，降低前期的水化热。大量工程实践经验表明，优化配合比设计是碾压混凝土高温季节连续施工的关键措施。

3.2 降低混凝土原材料的拌和温度

高温季节为了尽可能降低大坝混凝土的出机口温度，通常采取降低混凝土原材料的拌和温度。为降低混凝土浇筑温度，骨料的堆存、运输均设保温设施。根据工程经验，常采取的温控措施主要有：

（1）骨料堆存高度不低于6m，成品料堆、骨料罐需搭盖防晒棚，以避免阳光直射。骨料及胶凝材料保温防晒，在配料仓、拌和楼及各种上料皮带架上均设一层保温材料（与冬季保温材料共用）；在水泥罐、粉煤灰罐外侧用竹帘、保温被等搭设防晒棚。工程实测资料显示，搭设骨料防晒棚后，骨料温度较搭设前可降低3～4℃。

（2）砂石筛分系统采用搭设成品料堆防晒棚，以及大骨料喷淋降温等措施，可综合降低粗骨料温度5～8℃，相当于降低混凝土出机温度3℃左右。

（3）混凝土拌和楼应配有骨料预冷系统，采用冷却水、加冰拌制低温混凝土，同时用冷水溶化外加剂。

（4）骨料运输过程中所有运输设施设置防晒隔热设施，并尽可能在早、晚或夜间运输骨料。

3.3 混凝土运输过程中的温度控制

为防止拌和后的碾压混凝土在运输过程中温度升高，通常采取以下控制措施：

（1）在混凝土运输车和皮带机上设置防晒、防雨篷布等，车的侧壁要隔热，防止运输过程中阳光直射混凝土料，使混凝±料产生温度升高。

（2）在拌和楼对运输车辆车厢进行喷雾冷却后再运输混凝土。

（3）禁止采用尾气排气管设于车厢的汽车运输混凝土。

（4）浇筑方案选择和施工布置设计时尽量减少运输距离，避免多次倒运。

3.4 仓面混凝土作业温控措旌

碾压混凝土的主要特点是要求施工速度快，这不仅在质量控制上起着重要作用，且在温度控制上有着重要意义。碾压混凝土大坝碾压层面多而薄，快速施工的目的就是在下层碾压混凝土初凝之前，上层碾压混凝土必须碾压完毕，从而使层间混凝土能够达到良好的层面结合效果。

（1）仓面采取喷雾降温与混凝土面覆盖结合的方式，减少碾压混凝土层问允许间隔时间内由于阳光直射热量倒灌产生的温度升高。

（2）合理规划碾压混凝土仓面的摊铺面积。根据混凝土的拌和能力、仓面摊铺、碾压能力等因素，需合理规划碾压混凝土仓面的摊铺面积。

（3）高温季节施工的碾压混凝土，采取强制冷却降温。在混凝土内根据不同坝型，按层高、间距设计埋设冷却水管并通水降温。

（4）碾压混凝土施工采用分层间隙上升，层间间隙期内，混凝土表面采用养护水漫流养护，加强表面散热。

（5）快速碾压施工。碾压混凝土快速施工是一个系统工程，拌和楼生产、运输、入仓到仓面施工“一条龙”要相互衔接好，同时要加强仓面施工管理，避免出现浇筑中断、运输车辆在人仓口排队等候入仓现象，减少冷却水管铺设、压实度检测等占压时间，同时根据外界环境温度，动态调整混凝土的VC值，确保碾压混凝土的快速施工及碾压效果。

3.5 其他温控措施

（1）合理利用施工时段。避开高温时段浇筑，尽量避免在白天高温时段浇筑混凝土，充分利用早晚和夜间低温时段及阴天浇筑，以减少混凝土在运输和仓面上的温度回升。

（2）铺设冷却水管及时通水冷却。在混凝土中埋设冷却水管，进行通水冷却，以削减水化热温升，确保混凝土最高温度不超过设计允许的温度及减小坝体内外温度梯度。

（3）选用合理的浇筑层厚和控制浇筑层的间歇期。碾压混凝土应采用大仓面薄层连续短间歇浇筑。本工程碾压混凝土浇筑层厚3 m，间歇期5～7d；若采间歇期缩短，则需增加冷却水管密度，缩短水平间距。

（4）加强混凝土的养护。碾压混凝土因水泥用量少，掺有大量粉煤灰，其水化热反应较慢，早期强度较低。因此，应十分注意其养护工作，混凝土收仓终凝后即应进行养护，平面养护至上一层混凝土开始浇筑为止，侧面养护时间不少于28d，养护方式以喷雾或流水为主。

（5）制定温控标准，加强温度监测。制定各环节温控标准，加强过程监控。如：在浇筑块内部温度可根据混凝土内部埋设的测温仪器（测温计、测温光缆），定期进行内部温度测量。研究不同的温控措施对坝体温度和应力的影响，制定出不同部位和不同季节的温控措施。

4 结语

温控措施是碾压混凝土施工的一项极为重要的工作，所有的温控措施都是为了保证碾压混凝土层面结合良好及防止产生温度裂缝，温控设计中的重要控制指标是坝体混凝土的内外温差，各项温控措施都是为了保证坝体混凝土的内外温差及温升过程满足设计要求。

由于不同工程的地理位置、气候条件、施工条件、运用要求等各不相同，在进行温控措施设计时，要结合工程自身特点研究相应对策，以满足整体工程的设计目标。例如：龙滩水电站地处亚热带，高温季节持续时间长，通过对全断面碾压混凝土坝进行温控仿真研究，分析不同温控措施下的温度及温度应力状况，提出了切实可行的温控措施，实现了大坝提前峻工，提前发电的目标。

参考文献：

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].中国电力出版社，1999（3）.

[2]潘家铮.水工建筑物的温度控制[M].水利电力出版社，1990.11.

[3]贺金仁，朱岳明等.龙滩碾压混凝士重力坝的温控防裂研究[J].红水河，2003.1.

[4]朱岳明，贺金仁，刘勇军.龙滩高碾压混凝土重力坝夏季不同浇筑温度时的温控防裂研究[J].水力发电，2002.12.

[5]张超然，王忠诚等.三峡水利枢纽混凝土工程温度控制研究[M].中国水利电力出版社，2001.1.

[6]张镜剑.碾压混凝土坝的历史、现状和趋势.华北水利水电学院学报[J]，2000（3）.

[7]丁宝瑛混凝土坝温度控制设计的优化[J].水力学报，1982（1）.