Environmental Hydraulics and Sustainable Water Management Volume 1 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Taylor & Francis Group

作者:Lee J H W

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2004-12

價格:0

裝幀:Ring-bound

isbn號碼:9780415365482

叢書系列:

圖書標籤:

• Environmental Hydraulics
• Sustainable Water Management
• Hydrology
• Water Resources
• Fluid Mechanics
• Civil Engineering
• Environmental Engineering
• Water Management
• Hydraulic Engineering
• Sustainability

地下水資源與工程實踐：理論、模型與應用 本書聚焦於當前全球水資源管理領域最具挑戰性和前沿性的課題——地下水係統的深入理解、高效管理與可持續開發。 依托現代水文地質學、流體力學和環境科學的前沿理論框架，本書旨在為水資源工程師、水文學傢、地質學傢以及政策製定者提供一套係統、深入且高度實用的技術指南和理論支撐。 本書內容涵蓋瞭地下水係統的全生命周期管理，從基礎的地下水流動機製解析，到復雜的汙染物遷移模擬，再到麵嚮未來氣候變化的適應性管理策略。我們力求在保持科學嚴謹性的同時，強調工程實踐的可操作性和決策的科學性。 --- 第一部分：地下水係統基礎理論與數值模擬（The Fundamentals of Subsurface Flow and Modeling） 本部分奠定瞭理解地下水動態過程的理論基礎，並介紹瞭當前主流的數值模擬技術。 第一章：含水層介質的性質與分類 深入探討瞭岩土材料作為地下水儲集和輸送介質的物理化學特性。內容細緻區分瞭孔隙介質（如砂岩、礫石層）與裂隙介質（如火山岩、變質岩）的差異性水力性質。詳細分析瞭以下關鍵參數的測量方法、影響因素及其在不同尺度上的變異性：有效孔隙度、滲透率（及其在各嚮異性條件下的描述）、儲水係數（釋水係數與儲水係數的區分）以及吸附/解吸特性。特彆討論瞭非飽和帶的特性麯綫——滯後迴滯現象在土壤水力傳導函數中的體現，以及如何利用探地雷達（GPR）和電磁感應（EMI）技術對地下介質進行非接觸式錶徵。 第二章：地下水流動的基本方程與解析解 係統梳理瞭達西定律的理論前提、適用範圍及其在宏觀與微觀尺度上的有效性。重點闡述瞭斯托剋斯-達西定律（Stokes-Darcy）在低速流動下的修正，以及適用於高滲透性或高梯度流動條件下的慣性效應修正項。詳細推導並分析瞭不同邊界條件下的基本滲流方程：定常流（如經典的霍頓公式、泰斯法公式）、非定常流（薛斯威格方程）在無限大、有限區域內的解析解形式。對瞬變流的“水力響應麵”概念進行瞭深入探討，為後續的地下水模型校準提供瞭理論基礎。 第三章：現代地下水數值模型構建與求解 本章是本書工程應用的核心技術支撐。詳細介紹瞭有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）和有限體積法（FVM）在求解地下水流動方程中的應用優勢與局限性。重點講解瞭如何構建三維、多孔層、多介質（MAM）地下水模型，包括網格劃分的策略（適應性網格、局部加密技術）、時間步長的選擇與穩定性分析。深入探討瞭模型中強非綫性項（如對流項和源/匯項）的數值處理方法，以及利用迭代求解器（如共軛梯度法、GMRES）處理大規模稀疏矩陣的優化策略。特彆強調瞭模型輸入參數的不確定性處理，如使用濛特卡洛模擬或貝葉斯方法進行參數估計。 --- 第二部分：水資源可持續性與水文地質災害防治（Sustainability and Hazard Mitigation） 本部分將理論模型應用於實際的水資源開發、保護與風險管理中。 第四章：地下水資源評價與優化開發 本章側重於資源承載力的科學評估。詳細介紹瞭區域地下水補給量的估算方法，包括穩定同位素示蹤法、水量平衡法、以及利用遙感反演的蒸散發數據進行間接推算。在開發利用方麵，重點論述瞭集水係統（井群、滲渠）的最優布局設計，基於最大可持續采量的數學規劃模型（如綫性規劃和非綫性規劃）。對過度開采導緻的地麵沉降、海水入侵和水質惡化等環境影響，提齣瞭基於動態係統的反饋控製策略。 第五章：汙染物遷移與修復技術 深入分析瞭地下水汙染的源項識彆、遷移路徑模擬與衰減機製。詳細解析瞭對流-彌散方程的推導及其在不同反應條件下的應用（如一次反應、零級反應）。重點討論瞭生物降解（生物刺激、生物強化）、物理隔離（如反應牆、阻隔牆）和化學處理（如氧化還原技術）等多種修復技術的設計參數與監測指標。特彆關注瞭新興的納米材料在修復重金屬和持久性有機汙染物（POPs）中的應用潛力及其環境風險評估。 第六章：復雜地質條件下的水文地質工程 本章針對工程建設中遇到的特殊水文地質問題提供解決方案。涵蓋瞭隧洞、基坑、大壩壩基等工程結構的水土相互作用分析。詳細講解瞭滲流反滲分析、滲透性測試技術（如Lugeon試驗）在工程地質評價中的應用。針對滑坡等地質災害，闡述瞭地下水壓力在邊坡穩定中的關鍵作用，並介紹瞭預警係統與排水減壓工程的優化設計準則。 --- 第三部分：氣候變化下的水文響應與智能管理（Climate Adaptation and Intelligent Systems） 本部分展望瞭麵嚮未來的水資源管理挑戰與技術創新。 第七章：氣候變化對地下水係統的影響評估 評估瞭全球氣候模型（GCMs）輸齣數據在區域尺度上的降尺度處理方法，並將其輸入到耦閤地錶水-地下水模型中，以預測未來降水、氣溫和極端天氣事件對地下水補給和水位的影響。本章詳細分析瞭冰川融化、極端乾旱和強降雨事件對地下水資源動態平衡的長期影響，並提齣瞭基於情景分析的風險評估框架。 第八章：地錶水-地下水耦閤模型及其應用 強調瞭在水資源管理中必須拋棄地下水和地錶水相互獨立的傳統觀點。詳細介紹瞭耦閤模型（如SWAT-MODFLOW、MIKE SHE）的結構、耦閤機製（如強耦閤、弱耦閤）和數據接口標準。通過案例研究，演示瞭如何利用耦閤模型模擬河流徑流變化、濕地生態係統對水位波動的響應以及跨界含水層的聯閤調度管理。 第九章：智能水文與數據驅動決策 本章聚焦於現代信息技術在水資源管理中的融閤應用。介紹瞭利用機器學習（如神經網絡、支持嚮量機）進行地下水位長期預測和水質異常檢測的方法。討論瞭物聯網（IoT）傳感器網絡在實時水文數據采集中的部署策略，以及地理信息係統（GIS）在地下水資源空間可視化、專題圖製作和管理決策支持係統（DSS）構建中的核心作用。重點闡述瞭“數字孿生”（Digital Twin）技術在地下水係統動態監測與虛擬調控中的前沿應用。 --- 本書的特色在於： 理論深度與工程廣度兼顧，從微觀物理過程到宏觀係統管理，邏輯清晰，案例豐富。內容緊密結閤最新的國際水資源管理規範和前沿研究成果，確保為讀者提供一個既具學術價值又充滿實踐指導意義的專業參考。

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這本書的寫作風格，說實話，帶著一種老派學者的嚴謹和一絲不苟，但又巧妙地避免瞭純理論闡述的枯燥乏味。它似乎深諳如何用生動的案例來佐證抽象的理論。例如，在講解地下水補給機製時，作者引用瞭一個具體的中東地區乾旱流域的案例分析，詳細列齣瞭模型參數的設定過程和敏感性分析的結果。這種“理論—案例—反思”的敘事結構，極大地增強瞭內容的可讀性和說服力。我注意到書中大量的參考文獻引用，看起來非常詳實且具有時代前沿性，這保證瞭書中所述方法的可靠性和先進性。對於初學者而言，可能需要適應一下這種信息密度極高的敘述方式，但對於有一定基礎的讀者來說，這簡直是知識的寶庫，每讀完一個小節，都能感覺到自己對某個特定水係統環節的認知又深入瞭一層。這本書的價值，就在於它既能“教你釣魚”，又能“告訴你魚塘的水溫和水流變化”。

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我花瞭幾天時間細緻地翻閱瞭其中的幾個核心章節，特彆是關於非常規水源利用策略的那部分，真是讓人耳目一新。這本書沒有停留在傳統的水資源分配和管理模式上，而是大膽地將新興技術，比如先進的膜分離技術在水迴用中的應用，與宏觀的政策製定進行瞭深度融閤的探討。作者的論述邏輯非常跳躍且富有洞察力，他能敏銳地捕捉到當前全球水資源領域麵臨的那些最棘手的問題——比如城市化進程中水循環的破碎化——並給齣瞭一套兼具工程可行性和經濟閤理性的解決方案框架。我特彆欣賞它在探討可持續性時，所采用的多指標評估體係，它超越瞭簡單的水量平衡，加入瞭生態健康和社會公平的權重考量。這種跨學科的視角，使得整本書的理論深度和現實指導意義都得到瞭極大的提升。對於我們這些身處實踐一綫的研究人員來說，這本書提供的不僅僅是知識點，更是一種解決問題的思維模型，非常值得反復推敲和消化吸收。

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這本書的裝幀設計實在是讓人眼前一亮，封麵那種深沉的藍色調，搭配著抽象的水流綫條，立刻就讓人感覺到瞭內容的專業性和深度。內頁紙張的質感也處理得相當不錯，印刷清晰，字跡銳利，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。從目錄上看，它似乎囊括瞭水文現象分析的方方麵麵，從基礎的水動力學原理到復雜的地錶徑流建模，內容體係非常龐大且結構嚴謹。尤其是前幾章對流域尺度上水資源演變的梳理，那種係統性的論述方式，讓人感覺到作者對這個領域的理解絕非停留在錶麵，而是有著深厚的理論功底和長期的實踐積纍。這本書的排版也比較考究，圖錶數據的展示非常直觀，很多復雜的公式和概念都有對應的示意圖輔助理解，這對理工科背景的讀者來說無疑是極大的便利。總的來說，這本書的物理形態和初步的章節瀏覽，已經展現齣瞭它作為一本專業參考書應有的高水準，讓人對接下來的深入閱讀充滿瞭期待。它不僅僅是一本教科書，更像是一部能夠長期陪伴在案頭，隨時可以查閱和研討的工具書。

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這本書在處理工程實踐與環境倫理的交叉點時，展現齣瞭極高的成熟度。我最感興趣的是關於生態流量維持與水利工程衝突解決的那一章。作者沒有簡單地站在任何一方的立場說話，而是非常客觀地分析瞭水壩修建帶來的社會經濟效益與河流生態係統退化的復雜權衡。他提齣瞭一種基於動態博弈論的利益相關者協調機製，這在水資源管理文獻中是比較少見的視角。這種不迴避矛盾、直麵復雜性的態度，使得整本書的論述顯得尤為真誠和可信。同時，書中關於風險評估和不確定性分析的章節，也處理得非常到位，它清晰地指齣瞭在氣候變化背景下，任何“確定性”的工程設計都可能麵臨的脆弱性，並強調瞭適應性管理的重要性。讀完這一部分，我感覺自己對“可持續”這個詞匯有瞭更立體、更具操作性的理解，不再是空泛的口號。

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這本書的廣度和深度，讓人不禁要思考其背後的編輯和組織工作是多麼耗費心力。它就像是一個精心策劃的學術會議閤集，不同專傢從各自擅長的領域貢獻瞭精闢的見解，但所有內容都被一條清晰的主綫——如何構建麵嚮未來的韌性水係統——緊密地聯係在一起。特彆是關於城市低影響開發（LID）技術的應用實例部分，內容細緻到瞭不同植被類型對滲透係數的影響參數，這種對細節的執著，是許多宏觀著作所缺乏的。從技術操作層麵到戰略規劃層麵，這本書提供瞭一個完整的知識階梯，使得無論是正在設計一個小型雨水花園的工程師，還是正在製定省級水資源戰略的決策者，都能從中找到與其工作緊密相關的知識增量。它成功地架設瞭一座溝通基礎科學研究和實際工程應用之間的堅實橋梁，閱讀體驗是極其充實且富有啓發性的。

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