暴雨山洪災(zāi)害是我國“十三五”及“十四五”計劃重點(diǎn)要解決的水文氣象災(zāi)害，也是近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題，目前水利與氣象部門都亟需深刻理解山洪災(zāi)害動態(tài)過程及熟悉災(zāi)害防治等方面經(jīng)驗的學(xué)生和人才。

背景與痛點(diǎn)

山洪災(zāi)害是我國洪澇災(zāi)害致人死亡的主要災(zāi)種：20世紀(jì)90年代，全國每年因山洪災(zāi)害死亡1900～3700人，約占洪澇災(zāi)害死亡人數(shù)的62%～69%；2000年～2010年，山洪災(zāi)害死亡人數(shù)平均每年1079人，占洪澇災(zāi)害死亡人數(shù)的65%～92%（其中2010年為92%，死亡失蹤3887人）；2011年-2015年山洪災(zāi)害年均死亡人數(shù)400人，占洪澇災(zāi)害死亡人數(shù)的60%-75%。   

暴雨山洪災(zāi)害突發(fā)性強(qiáng)，破壞力大，預(yù)報預(yù)警難，且多發(fā)生在偏遠(yuǎn)山區(qū)，交通不便、通訊不暢，是我國防汛工作的難點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)。因此，實際教學(xué)中，不可能在真實環(huán)境事件時去還原危險大、破壞強(qiáng)的突發(fā)山洪災(zāi)害動態(tài)過程，必須借助虛擬仿真技術(shù)來還原真實的山洪暴發(fā)場景。

解決方案：原則與方針

對此，恒點(diǎn)與南京信息工程大學(xué)基于實測暴雨山洪數(shù)據(jù)，利用最新暴雨山洪預(yù)警預(yù)報技術(shù)，共同開發(fā)“暴雨山洪災(zāi)害的發(fā)生與防治虛擬仿真實驗”，開展不同水文氣象條件下暴雨山洪災(zāi)害發(fā)生與防治。 

本實驗以真實的山洪災(zāi)害實測數(shù)據(jù)為支撐，由山洪災(zāi)害認(rèn)知、水文氣象條件探索實驗、不同山洪防治措施防治訓(xùn)練、山洪防治方案綜合設(shè)計四個部分，構(gòu)成山洪防治實驗體系。

解決方案：設(shè)計亮點(diǎn)

本實驗結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)、大氣科學(xué)（水文氣象）培養(yǎng)方案的要求，根據(jù)本專業(yè)特色專業(yè)主干課程《山洪泥石流預(yù)警預(yù)報》的關(guān)鍵知識點(diǎn)，梳理出從“典型認(rèn)知”—“綜合訓(xùn)練”—“系統(tǒng)探索”三個層次的實驗。

（1）通過暴雨山洪災(zāi)害的山洪災(zāi)害認(rèn)知學(xué)習(xí)模塊，幫助學(xué)生了解和掌握暴雨山洪災(zāi)害發(fā)生的過程和原理。幫助學(xué)生掌握暴雨山洪災(zāi)害發(fā)生的外部環(huán)境、重要過程、各過程的原理，深入了解山洪發(fā)生的降雨過程、蒸散發(fā)過程、下滲過程、坡面匯流及河網(wǎng)匯流過程的基本原理，為系統(tǒng)綜合實驗奠定基礎(chǔ)。

（2）通過水文氣象條件設(shè)計的綜合訓(xùn)練，學(xué)生根據(jù)自己前期的理解水平，根據(jù)暴雨山洪災(zāi)害發(fā)生的影響因素，采用對照與參數(shù)控制法，學(xué)生通過控制降雨歷時、降雨強(qiáng)度、前期土壤含水量、前期河道流量等關(guān)鍵水文氣象因素，理解不同因素對暴雨山洪災(zāi)害的影響程度。

（3）在山洪災(zāi)害防治措施設(shè)計模塊，學(xué)生自主設(shè)計與修改防治措施參數(shù)，探索不同植樹造林措施、不同攔水壩類型、不同泄洪道對山洪災(zāi)害的防治效果與異同，最后分析歸納出不同防治措施的優(yōu)缺點(diǎn)。

結(jié)語：

恒點(diǎn)與南京信息工程大學(xué)共同開發(fā)設(shè)計的“暴雨山洪災(zāi)害的發(fā)生與防治虛擬仿真實驗”在知識傳授點(diǎn)額基礎(chǔ)上，協(xié)同相應(yīng)的能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高，學(xué)生通過對虛擬仿真項目各個實驗?zāi)K的操作，直觀地參與大規(guī)模山洪災(zāi)害防治，提升實踐創(chuàng)新能力，為水利人才培養(yǎng)注入新的動力。