李慧超
——“昔者禹之湮洪水,决江河而通四夷九州也,名山三百,支川三千,小者无数。”(《庄子》)四千多年前,大禹三过家门而不入,决计治水为天下苍生的故事,拉开了水利工程这一伟大学科的序幕。
——“峡口雷声震碧端,离堆凿破几经年!流出古今秦汉月,问他伏龙可曾寒?”(《游伏龙观随吟》)两千多年前,秦蜀郡太守李冰率领人民以奇法巧工修筑都江堰,从此成都平原成为水旱从人、沃野千里的“天府之国”,都江堰也因此成为水利工程发展史上的璀璨明珠。
——“更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖。”(《水调歌头·游泳》)十五年前,三峡大坝全线落成,成为举世瞩目的世纪工程。它能蓄水、发电、防洪,从此长江中下游平原的人民生活无虞,免受滔天洪水的侵扰。
2021年11月12日,广西壮族自治区人民政府印发《广西综合交通运输发展“十四五”规划》,规划建设西部陆海新通道(平陆)运河。这意味着,100多年前孙中山在《建国方略》中提出的建设平陆运河的构想,即将成为现实。
都江堰
三峡大坝
千千万万“水之子”奔赴祖国大江南北参与工作,他们是如何建设号称“功在当代,利在千秋”的水利工程的呢?接下来,让我们开启新视界,了解与水利工程建设有关的几个重要专业,感受人工与大自然“琴瑟和鸣”的魅力吧!
水利水电工程
专业类:水利类
专业代码:081101
全国普通高校毕业生规模:8000—9000人
选科要求:必选物理、化学(普通高考中,此专业一般仅招理科生。选科要求仅供参考,以各省份高校实际招生要求为准)
水利水电工程包括了“水利”与“水电”,是一门承载历史与未来的专业。大江大河虽绵延了千万年,但难免有时候会泛滥,使百姓不得安宁。水利工程的存在,可保江河温顺,颐养天下。水利水电工程也是一门连接了自然与人的专业。大自然的力量令人敬畏,但经过人类的努力适应与改造,水利工程可阻滔天巨浪,可使万物滋润。水利水电工程是一门既广博又精致的专业。那些动辄跨越高山大河的巨大工程举世瞩目,而工程建设中的每一分、每一厘,都要经过专家学者们的反复勘测与计算。
你真的了解水吗?
水乃万物之源,我们每时每刻都离不开水,但如果追根溯源,讓我们去接近江河湖海里的水,看它在江边惊涛拍岸,在河里奔流不止,在湖里回清倒影,在海里掀起波浪……我们真的了解它吗?
实际上,研究水的行为离不开物理规律,而物理规律可以由数学公式来准确描述。可以说,数学公式是水的“语言”。为了能与水“对话”,同学们要学习数学和物理基础课,曾经伴随我们的高中数学知识和物理知识将进一步升级。掌握了这些知识,我们就可以拉近与水的距离,对它的每一种行为了如指掌。当数学、物理知识成竹于胸,神秘的自然现象就会臣服于科学理论的麾下。
水利水电工程的专业课里,每门课都是在讲自然现象,让痴迷于奇妙自然现象的“水之子”们跃跃欲试,想亲自揭开水的神秘面纱。水力学:一门研究水的动力学的学科,比如硬币浮在水面上、水往高处流、用口香糖砸开椰子等奇妙的现象,在水力学里都会有详尽的解释。河流海岸动力学:大家能想象到河流也会像蛇一样来回摆动吗?有想过天上的太阳、月亮与地球上的海水涨落息息相关吗?有幻想过人类能像海神波塞冬那样精确地控制波浪吗?河流海岸动力学是由几门专业课共同组成的,学习之后,我们能更好地认识自然界的水,能解释每一种和水相关的自然现象。
研究水的过程,正如在水里遨游。只要抱着浓郁的兴趣去了解、学习,与它亲近,同它交流,我们就变成了水的朋友,可以知晓它做过什么、将要做什么。
考试、考查、实验、实践
自从踏入水利水电工程专业,我们就化身为骄傲的“水之子”。那“水之子”们最喜欢的课程是什么呢?当然是“不考试,只考查,有实验,去实践”的课啦!
水利水电工程是一门以研究自然水文规律为出发点,以工程应用为目的的学科。由于水的行为规律是细腻且繁复的,因此大部分课程只要求我们领会即可,也就是说,我们要知道某某现象的存在,要知道其基本原理,但是不要求我们将全部的推演过程悉数掌握。平时的考试方式是令大家眼前一亮的开卷考试,还有一种更快乐的考试叫作“考查”——要求同学们就上课讲到的某一部分内容写篇论文,讲述自己所理解的规律和应用方向。是不是听起来充满了开放性呢?虽然它与高中的书面考试迥然不同,但是这不意味着大家可以放松了,因为课堂上老师讲的现象和规律是非常重要且典型的,作为“水之子”的我们必须要掌握!
既然水利水电工程是以应用为目的的学科,那自然少不了“从实验中来,到实践中去”的实验课与实践课。实验课是前面所说水力学等课程的拓展,我们到实验室中亲自感受水的美妙与奇特的自然现象,通过提高动手能力,掌握日后在科研和工程项目中的必备常识和探索技能。而实践课则是让我们亲自到祖国大江南北的伟大工程参观,一方面感受人类在大自然面前的渺小和适应、改造自然的决心,一方面也能了解水利工程结构物的实际作用。可以说,实践课是我们正式成为祖国栋梁之材前的最后一门课,此行之后,我们将以兴天下为己任,前赴后继!
水利实验室一角 参观实习现场
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硬币能浮在水面上:这是因为表面张力的作用,水倒满杯子却能接着再加水而不溢出也是同样的道理。
“水往高处流”有两种情况:一种是连通器原理,用高中物理知识解释就是液体压强和大气压强的共同作用;另一种是毛细现象,这在生活中与纸张和毛巾等吸水是同一个原理,实际上也是水的表面张力的作用。
用口香糖开椰子:液体根据其黏性的不同,可分为牛顿流体和非牛顿流体。水是牛顿流体,而非牛顿流体如口香糖等在遭受高速冲击时会变得异常坚硬,因此把椰子快速用力地砸在口香糖上,椰子壳会受力破裂。
河流也会像蛇一样来回摆动:由于水对河岸具有冲刷作用,久而久之,河道会发生周期性改道。历史上黄河多次泛滥改道,时而流入渤海,时而“夺淮入海”。
天上的太阳、月亮与地球上的潮涨潮落息息相关:潮涨潮落实际上是一种天文现象,是由于太阳和月亮的引力对地球上的海水产生影响。
波浪的高度是可以计算出来的:在遥远的海面上刮起一阵大风,我们可以通过公式计算出波浪到达海岸时的高度。“无风不起浪”和“无风三尺浪”二者是不矛盾的,只是发生的地方不同。有风的地方刮起的波浪叫作“风浪”,在几十千米开外波浪就会慢慢传播过来,使得原本平静的港湾泛起浪花。
水利、水电工程的设计与建造是一个漫长的过程,每个环节的工作都是伟大的。擅长数学和物理的同学可以选择水动力方向,这也是水利水电工程专业的“根”,毕竟水利行业要想稳步科学地发展,离不开完善的数学、物理理论;擅长计算机的同学更适合做水力学的模型和编程,用一串串代码加入既定的公式,就能让水的曼妙舞姿跃然于电脑屏幕之上;动手能力强的同学可以选择水动力实验方向,将庞大的工程浓缩于小小的实验室模型,为实际建筑设计提供更坚实的数据支持;擅长绘画的同学可以加入水利工程的设计部门,用电脑绘图软件设计出更加精美实用的水利建筑,还有机会在竣工牌上永久刻上你的名字!
可视化水动力数值计算 船闸三维绘制模型
不仅如此,水利、水电工程的建设还需要人文、法律、管理、环境、电气等专业人才的支持,每个人都有机会成为“水之子”的一员。
功在当代,利在千秋
水利行业是与国家建设规划紧密结合的行业,是功在当代、利在千秋的大业,也是治国安邦、造福万方的伟业。有一首校歌是这样唱的:“河疏湖蓄水利兴,工学昌明时。横流浩劫永断绝,拯救數兆黎……普下利物沐群生,智者惟乐水。天下有溺犹己溺,此志毋稍弛。”每一字、每一句,都令人心潮澎湃。遥想上古时期人类祖先在滔天洪水中遭受劫难,自大禹治水开创人类主动对抗天灾的先河,河疏湖蓄,兴修水利。亿万黎民百姓因水利工程得以摆脱灾厄,依水而居,引水灌溉,河润万物,长治久安。
水利工程的设计与建造是跨越几年甚至几十年的征程,例如三峡工程,直到2020年11月才完成整体竣工验收。或许当年的先辈们见不到今天的举世成就,但是那一次次实地勘测、一张张设计图纸、一块块砖瓦,都将载入史册,千秋永铭。
进入了水利行业,我们便是骄傲的“水之子”,做好了为国家和人民贡献一生的伟大觉悟,从此以天下苍生为己任,山高路远,不问前程,直到我们的名字镌刻于傲然挺拔的水利工程建筑上,守护一方水土。
港口航道与海岸工程
专业类:水利类
专业代码:081103
全国普通高校毕业生规模:1500—2000人
选科要求:必选物理、化学(普通高考中,此专业一般仅招理科生。选科要求仅供参考,以各省份高校实际招生要求为准)
港口航道与海岸工程专业也是与水打交道的专业,与水利水电工程专业互为昆弟,通常简称为“港航”专业,如果说水利水电工程专业“主内”,那港口航道与海岸工程专业则是“主外”。
世界经济全球化趋势不可逆转,我国也提出了“一带一路”的伟大倡议。我国与大洋彼岸各国的贸易大多需要通过船舶往来,而船舶的安全航运、停泊以及货物的装卸,离不开港口航道与海岸工程专业。港口航道与海岸工程专业的名字听起来较为小众,但这其实是一门与国家经济发展息息相关的热门专业。
港口航道与海岸工程专业里,海洋永远是绕不开的话题。我国拥有蜿蜒绵长的海岸线,我们要在浩瀚的海洋面前,尝试去了解海洋。我们要预测海洋何时脾气温顺,适宜海上航行;又要预测海洋何时会发怒,防止它对沿海地区带来威胁。
本专业要学习的课程和水利水电工程略有区别,细分为两种方向:一种是偏向对水动力的研究,课程以研究潮汐和波浪为主;另一种是偏向对码头结构的研究,侧重学习建筑设施的构造,保障码头运转有条不紊,不同设施各司其职。
这个专业是“熙熙攘攘”的,你可见万吨邮轮在黎明靠岸,又在黄昏中远去;可见渔火摇曳的船只,沉睡在波澜不惊的温馨港湾;可见逐天涛浪拍打在坚固的防波堤上,却再也无法前进半步。你的面前,络绎不绝的船只在港湾里进进出出;你的身后,繁华的工业商业圈里人声鼎沸。
忙碌的港口码头
这个专业又是“孤独寂寞”的,海港是一个沿海城市发展的源头,万千“港航人”为城市带来生机。通过勘测海洋与陆地环境、修筑地基与港湾、设计船舶停靠方案,使无人问津的沿海小港城变成一座外海通向陆地的“桥头堡”,每一个“港航人”都将载入城市发展史册。
港口航道与海岸工程专业的就业面稍显狭窄,由于本专业与海洋密切相关,因此毕业生多在沿海城市就业。港口航道与海岸工程与国家大计相辅相成,是国家大力支持的专业,处在高速发展阶段。家恰好在海边,期待毕业后想衣锦还乡、奉献家国的同学可以考虑报考这个专业。
环境科学与工程
专业类:环境科学与工程类
专业代码:082501
全国普通高校毕业生规模:1500—2000人
选科要求:必选物理、化学(普通高考中,此专业一般仅招理科生。选科要求仅供参考,以各省份高校实际招生要求为准)
“绿水青山就是金山银山。”这句话蕴含着深刻的哲理,在水利工程的开发建设過程中,我们应注重环境的保护。随着社会环保意识的提高,环境科学与工程专业逐渐受到人们的关注。不论是建造水利工程设施还是港口码头设施,首先要由环境科学与工程专业的人员进行评估,确保建筑项目不会对环境造成重大的负面影响。不仅如此,城市绿化、河流治理、林野保护,都少不了环境科学与工程专业学子的参与。
环境科学与工程的专业课程和水利水电工程有较大不同,其重点在于对化学与生物知识的学习。本专业主要从微观角度出发,探讨生物和非生物对于环境整体的影响。同学们也许不知道,水利工程建筑这样的庞然大物能够经历大风大浪的洗礼,却有可能抵不住水中微生物的“软磨硬泡”。而环境科学与工程专业工作者就像医生一样,取样、观测、研究,最终“诊断病情”,给出环境整治的“药方”。
祖国的发展和山河的保护,都需要环境科学与工程专业工作者们的参与。本专业的毕业生可以选择在实验室里,接受从水利工程建设前线带来的样本,进行分析并给出建议;也可以选择涉川过海,探究生物多样性,为水利工程项目选址做出正确的判断;也可以在设计院里谨慎思考城市规划,实现绿色城市可持续发展。
整洁的环境实验室
土木工程
专业类:土木类
专业代码:081001
全国普通高校毕业生规模:85000—90000人
选科要求:必选物理、化学(普通高考中,此专业一般仅招理科生。选科要求仅供参考,以各省份高校实际招生要求为准)
一个水利工程项目,除了决策者、勘测者、设计者,最重要的便是直接参与的建设者了。土木工程专业建设者们拥有前沿的建造经验,能反馈现有建设方案的不合理之处。天南海北,建设者们在山峦间截断河流,兴修水利;在浩瀚汪洋中,架起跨海大桥;面对滔天波浪,筑起巍峨的防浪墙。在与中国合作的其他国家中,也有我国建设者们辛勤的身影。
土木工程专业学习的知识偏向于地理和岩土领域,主要研究山川地理、分析岩土结构。坚实的知识基础,能为水利工程建筑屹立千年而不倒提供保证。学习土木工程专业,实习必不可少,比如到三峡大坝和港珠澳大桥参观。在那里,同学们一定能感受到千千万万土木工程专业建设者们的心血,获得投身于国家宏伟事业的决心与毅力。
土木工程专业的就业领域极为广泛,毕业生既可以投身水利行业,也能与其他土木类行业“无缝衔接”。有些人会感到疑惑:学土木工程,毕业以后不就是“搬砖”吗?这可就是戴有色眼镜了。经过专业学习和实践,毕业生可以在现场参与施工管理,也可以在后方参与项目的前期计算评估。如果你选择进一步读研深造,获得各种资格证书,拥有独立设计建造的能力之后,还有机会成为一名伟大的总工程师。总之,不论身在何方,我们都可以为祖国的建设添砖加瓦。
港珠澳大桥