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水庫就是我的現場,準工程師走出課堂與水共舞

2015/01/12 03:01


2015 年 1 月 5 日台南、高雄訊,廖靜蕙報導

 

水利工程人員的訓練一向都要求計算精準、問題解決導向,但過去的學校教育,卻讓工程人員遠離問題現場,在實驗室模擬出完美的模式,到了現場卻發現落差很大,只得鎩羽而歸。怎麼會這樣?

缺水陰影籠罩全台,水資源治理,成為熱門話題。有別過去只在課堂、研究室討論、計量,成大水利及海洋工程學系副教授王筱雯,將課堂拉到問題解決現場,讓這些準工程師,在學習階段就熟悉現場,進而得以發展一連串切合實際的解決方案。

曾文水庫。(來源:ijliao)

曾文水庫。(來源:ijliao)

 

做中學 準工程師親上火線

成功大學水利及海洋工程學系四年級學生,這學年有一門專題討論課程,學生必須進行個案研究,並且到現場現勘、收集資料,與第一線工程人員討論,並根據所學理論,運用於問題解決上。

上周一 (12 月 29 日),有4組以水庫淤沙為研究專題的學生,就到位於高雄燕巢阿公店水庫的南區水資源管理局進行報告,針對「Rescon 模式台灣水庫適用性探討」、「以物理模型探討空庫排砂因子」、「阿公店水庫分區排砂可行性評估」以及「庫區上游防砂壩清淤構想」等主題,在南水局資深工程師面前說出解決方案,相當具挑戰性。

這麼具備挑戰性的教學,來自於校友出身的王筱雯,從過去學習的經驗,感受到光是坐在課堂上聽課討論,收穫非常有限,身為工程師,他認為在做中學,才能讓知識與實務靈活結合運用,收穫最多。

台灣水利工程教育出問題? 溝通力也是專業

在國外求學時,他發現老師常帶學生到工程現場觀察,了解實際案例,對於問題解決獲得許多啟發。回國任教後,他則觀察到大一新生有很多想法,到了大三、大四,變得越來越沉默,讓他不禁思考工程教育出了什麼問題?是不是傳統的工程教育理論、數值計算以及模式的模擬,綁住了大家?

他提及,無論國內外,很多模擬能力很強的人,當他試圖解釋所模擬的問題時,過程卻充滿矛盾與落差,顯示對於現場的完全陌生。

「台灣的工程教育習慣以過去的方式解決問題,卻不懂得思考;如此一來面對例如氣候變遷,就無法發展應變、調適之道。」實務掌握包括專業知識以及思考問題的能力。王筱雯說,傳統知識雖是重要基礎,但現今光是有知識已經不夠,還需有適應性,也就是思考的能力。

成大水利及海洋工程系副教授王筱雯,常常帶著學生親臨每個水利工程的現場,目的就是讓學生具備掌握現場的能力,並能發展具體的問題解決策略。(圖片來源:成大水利及海洋工程系)

 

他開的專題討論課程,期待訓練學生除了具備專業能力,並有能力溝通表達。因此,安排在南水局發表也帶有這個用意,在一個這麼專業的水利工程師前面,學生雖感到壓力,但專業的累積就是從無慢慢累積的過程,誰也逃不掉這個過程。

現場就是教室 水庫淤沙現勘找答案

現場在哪裡?「只要跟水相關的地方,就是水利系工程師的現場。」王筱雯說,這堂課一開始就設定主題為水庫防淤,其中 4 組學生跟著他一起做,現場就是水庫。

這次水庫淤砂議題,集中於探究南部幾個重要的水庫,導因於莫拉克颱風之後,社會大眾才意識到淤砂的問題相當嚴峻,尤其水庫更是如此,因此發展了「曾文南化烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水計畫」,提撥 540 億經費,工作項目包括「水庫集水區」、「水庫設施」、「調度及備援系統」、「新水源開發」等 4 大面向。

以曾文水庫來看,年入庫砂量 560 萬方 (m3),水庫永續利用應朝向減緩淤砂量,王筱雯解釋,水庫興建時,都有壽命,可能是 50 年或 100 年後就會壽終正寢,但是台灣水庫淤積的速度非比尋常,在同樣山區地形的加州,也面臨水庫淤砂問題,但可能是 50、100 年後才會發生,但台灣卻是 10 年、20 年就發生了。

南水局為曾文水庫做了原本閘門的改善,利用砂在下層,水在上層,產生的清水、濁水的差別,然後把濁水排掉的異重流排砂;因此,這學期就讓學生現勘異重流的潛入區,閘門位置,還有阿公店水庫空庫排砂、機器擾動排砂究竟如何進行,趁此也與南水局的人員互動、學習。

圖片來源:成大水利及海洋工程系

異重流潛入點現況。(圖片來源:成大水利及海洋工程系)

 

跳脫框架思考才能真正解決問題

「工程師的訓練是為了解決問題,但卻常忽略了在解決了一個問題時,卻製造了更多問題。」王筱雯說,他常在演講中如此「虧」自己。

水庫治理問題必須能跳脫框架思考,這些問題都是一連串、相關的,不該受限於個人的小框架中,王筱雯不諱言,跨領域、全面整體的工程思考仍從缺,往往一個問題只看到自己需要什麼,卻沒有看到別人需要什麼。

工程希望效率以及最佳解決方案,卻忽略了一個問題背後複雜的糾結,因此要訓練學生比較長遠及大尺度的思考,考量一個地方的改變對於上下游的影響。

台灣水庫困境 國外專家也取經

去年暑假,王筱雯邀請了《水庫泥砂手冊》的作者 Morris 博士訪台,這本書幾乎是全世界水庫治理必讀聖經,Morris 博士雖未來過台灣,但一直知道台灣水庫的困境,他的書中也將南化水庫當成案例,他認為台灣水庫問題在全世界都屬於棘手的問題,也是全世界各地學習借鏡最佳場域。

Dr. Morris來台授課之餘,走訪了南部幾處水庫。(圖片來源:成大水利及海洋工程系)

Dr. Morris 來台授課之餘,走訪了南部幾處水庫。(圖片來源:成大水利及海洋工程系)

 

利用他來的這周時間,不但為學生授課,還實際走訪曾文、阿公店、石門等水庫,也和南水局的人意見交流,針對遇到的問題,依據他的經驗提供意見。

王筱雯在教學中,不斷導入創造性的思考,從發散思考,例如認知到曾文水庫並不適合空庫排砂,因為來砂量高,供水需求又很高,但另一座台糖擁有的尖山埤,卻可以調整用水量,由此慢慢收斂,聚焦於提高尖山埤的排砂量,逐步發展出問題解決方案。最後,透過與南水局實務人員的回饋,激盪出更多問題解決的可能,對準工程師而言,這不啻是最好的學習機會。

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