水利工程师:耕耘江河湖海
2022-02-19
插画:朱大凤
姓名:黄姿菡
身份:浙江省水利河口研究院研究员
许多人爱看雄伟壮观的三峡大坝,看那浩浩荡荡的长江水,还有江边耸立的清隽秀美的峰峦。而作为水利工程师的我,更爱它的另一种模样,我爱看三峡水利工程所肩负的防洪、航运、发电等功能在如何运作,看大自然的鬼斧神工和水利人的智慧是如何巧妙结合。
因为家人从事水利、航运相关工作,所以我从小便知道“水利”二字是和水打交道。但直到从数学系跨考进入水利专业读研,水利的那层神秘面纱才真正在我面前缓缓揭开,那份模糊的认识也开始变得专业而具体。
打造水利工程师思维体系
数学作为基础性学科,和水利工程等诸多工科专业有密切联系。例如在我参与的某港区码头建设过程中需要分析航线,综合考虑风浪、潮汐、径流等因素后,我利用概率统计的方法建立数学模型,找出了最优航线。数学锻炼了我的逻辑思维,帮我润滑工科的“齿轮”,让我对理论的分析和探究能更加深入。
但在初遇水利专业时,数学成绩不错的我,在应用力学相关的课程上反而成绩不佳。数学是一门逻辑性很强的学科,而工程专业强调综合运用,很多计算不追求唯一正解,反而“不求甚解,够用就行”。为了培养自己的工科思维,在参与实际课题研究时,我便认真研读别人的优秀报告和论文,模仿他人的行文结构和思维过程,然后逐步内化并建立适合自己的工科思维体系,以此恰到好处地平衡数学优势和工科需求。
思维的发展从学生时代一直延续到我的职业生涯。在工作中,撰写项目报告是一件令人紧张的事。在学校里有老师的引领,不用担心出错,但工作中只能自己面对。在动手实践前,我会思考研究的核心是什么,每一个分析、每一处计算都要围绕这个核心。这有点像搭建房子,我得为核心问题打好坚实的地基,在保证无方向性错误的前提下才能往上盖漂亮洋房或是摩天大楼。这锻炼的是一个人的预判能力及宏观统筹的思维。
建立一套适合自己的工程师思维体系能让我在与水打交道时事半功倍。理科—工科思维的成功转化和优化,一部分靠自己持续地学习,在实施项目的过程中培养良好的工作习惯,提升自我意识;一部分靠团队成员互相交流,前辈给予针对性指导——这些是前人摆渡的船,渡我从新手村到广阔的熟手世界,然后走得更远。
水利人的“专属”旅行
在水利工程的专题分析中,原始数据资料至关重要。获取数据是第一步,后续还要细心核实数据,包括一些实测的数据都要进一步确认其可靠性。无论是桥梁、取水口还是码头、航道等项目,都需要在准确真实的水文、地形数据的基础之上进行河演分析(根据实测资料分析河床演变规律)、数学模型计算、物理模型试验等。只是不同的项目有不同的侧重点,比如:桥梁项目要关注岸滩及桥墩周围河床的稳定性,桥墩附近的流速、流态是否影响通行船只的航行安全;而航道项目更关注江中航道范围内水深、水流速度能否满足通航条件。
水利工程师分析了江河湖海的条件后,将研究分析的结果传递给水利工程设计者和管理者。水利工程的分析者、研究者便是如此“聆听”水文之声的。
这种“倾听”有文献性资料的查阅、理论性的计算论证,也有实地的考察调研。工作后,我参与了长江中游重点水道现场勘探、千岛湖引配水工程调研、新安江水电站防汛调研等大大小小的现场考察。户外考察无疑比室内辛苦,大热天时会在毫无遮挡的江边暴晒,艰辛跋涉于山谷水流,但也更能“听”到水文的声音。在一些兼顾功能和生态保护的重点工程中,水利工程师们能见到一般游客无法看到的宝藏美景,这是我们水利人的专属“旅行”。记得调研千岛湖引配水工程时,是个阳光明媚的晴天,在不对外开放的进水口所在地淳安县金竹牌村,我看到了波光粼粼的千岛湖,远处岛屿错落有致,构成一幅清新雅致的山水画卷。为了更好地进行调研,我还考取了无人机驾驶执照,由此目睹了杭州湾上潮水动力侵蚀岸滩形成的“树状潮沟”,富春江、浦阳江与钱塘江交汇的“之江湾”……
在2020年7月浙江特大洪水时期,我有幸登上新安江水电站,亲眼见证水库建成61年来的首次九孔泄洪。当时水库水位达108.45米,为历史最高,为了缓解上游防汛压力,首次九孔全开泄洪,澎湃的水流仿若青色的巨龙从水闸窜出,半小时泄洪量就相当于一个西湖。在感慨大自然的惊人力量时,我也深深赞叹钱塘江沿岸这道防洪屏障所蕴含着的水利人的智慧和坚守。
徜徉于前辈的智慧里
受职业影响,我会用水利人的眼光打量日常的江河湖海。旅游时,我会留心湖水的水质,察看长江上的江心洲有无引流或建设丁坝工程,当地是如何融合水利功能和景观设施的。遇到优秀的案例,还会拍照带回来和同事讨论、学习和借鉴。虽然不曾与相关工程的研究者、设计者、建造者谋面,但从这些成果中可以感受到他们的用心。
进入水利专业后再去游三峡,更像是去拜访一位久未谋面的朋友。我知晓三峡工程建造的起源和过程,熟习其间的理论知识和建造技术。当我再次面对雄伟宏大的三峡工程时,除了惊叹,还有与它无声地交流。我用专业的眼光观察大坝的轮廓、结构,将它与学到的知识一一对应,内心涌起无限的钦佩之情,产生了强烈的水利人的身份认同感。水利人之间的联系除了依靠面对面的交流、排成文字图片的论文报告,还靠地面上大大小小的水利工程,它们超越时间、跨越地域,分享传递着水利行业的智慧。
我十分喜欢世界七大奇迹工程之一的荷兰三角洲工程,那是目前世界上最大型的防洪工程,包括水坝、水门、船闸、防洪闸门等,历时30年,耗资120亿荷兰盾(约482亿元人民币)。建成后,它不仅能有效防洪,还有助于改善水资源、改善当地交通等。这个世界奇迹表明水利是一个关乎国家民生大计的行业,是一项需要漫长时光雕琢的事业,需要一辈辈水利人的钻研和深耕。作为一名年轻的水利工程师,我沿着前人的足迹耕耘江河湖海,虽艰辛,但时常感到无与伦比的自豪。
专业面对面
对话专业
水利水电工程
本科专业代码081101
虽然我国有着丰富的水能资源,但目前水电资源开发利用程度相对较低,可见,未来水利水电仍大有前景。如果你也对这个行业感兴趣,一起来听听水利水电工程专业的老师和前辈的分享吧。
老师说
周建芬
浙江水利水电学院水利水电工程教研室主任
Q1:该专业学生毕业后可以去哪些单位,从事哪些工作?
周建芬:该专业往届毕业生就业单位占比居前四位的为政府部门、国有企业、民营企业、高等院校,包含的领域有水利工程、土木工程、市政工程、能源电力等。工作岗位主要为水利工程管理、勘测、规划、设计、施工、监理和研究等。
Q2:该专业的核心课程有哪些?注重培养学生的什么素质?
周建芬:核心的课程包括人文社会类、自然科学基础类和专业类课程,其中专业类课程包括力学、工程制图、工程测量、工程材料、水工建筑物、工程施工和工程项目管理等。本专业培养学生多方面的知识与能力,包括工程知识及问题分析、设计解决方案、使用现代工具、团队合作沟通等方面的能力。
前辈说
李静
浙江水利水电学院水利水电工程专业学生
Q:大学里的哪些经历对你的专业学习帮助最大?
李静:对我来说,帮助最大的是参加学科竞赛。因为水利是一门实践性很强的学科,书本知识较为艰涩,所以需要结合很多实践。比如我们团队在参与国家级大创项目时,在老师的指导下自主设计制作了一套配备水循环系统的物理模型试验装置。项目推进过程中,涉及大量水力学知识,我们通过文献资料和课本理论知识进行初步工况设计,在实践中发现问题、解决问题,提高了我们的应变能力,加深了我们对理论知识的理解。