Earth Science in the City pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Heiken, Grant (EDT)/ Fakundiny, Robert (EDT)/ Sutter, John F. (EDT)

出品人:

頁數:444

译者:

出版時間:

價格:440.00 元

裝幀:

isbn號碼:9780875902999

叢書系列:

圖書標籤:

• 城市地質學
• 城市規劃
• 環境科學
• 地球科學
• 城市環境
• 地質災害
• 可持續發展
• 城市地貌
• 城市氣候
• 地理信息係統

好的，為您創作一本名為《地球科學在城市中》的圖書簡介。這本圖書將專注於探討城市環境中的地球科學現象、挑戰與機遇，內容詳實，力求自然流暢。 --- 《城市脈搏：地球科學的現代交響》圖書簡介 引言：看不見的基石 我們生活在鋼筋水泥的叢林中，城市的崛起無疑是人類文明的壯舉。然而，在這層厚重的人造外殼之下，地球係統的基本規律從未停止運作。從我們腳下的地基到頭頂的天空，城市是地球科學——地質學、水文學、土壤學、大氣科學和環境科學——的天然實驗室。 《城市脈搏：地球科學的現代交響》深入剖析瞭城市環境作為復雜地球係統的獨特形態。它不再僅僅關注宏大的自然奇觀，而是聚焦於日常生活中那些常被忽視的地球過程，以及它們如何塑造我們的城市形態、影響我們的健康與安全。本書旨在為城市規劃者、工程師、政策製定者、學生乃至每一位對居住環境有好奇心的市民，提供一套理解城市與其地下、地錶和大氣之間復雜互動的全新視角。 第一部分：深埋的過去與支撐的現在——城市地質學 城市的基礎並非僅僅是混凝土，而是數百萬年地質變遷的産物。 1.1 城市地基的秘密：岩石圈的負荷與變形 每一棟摩天大樓都依賴於腳下的地層。本書將詳細闡述城市建設如何與當地的基岩、沉積層相互作用。我們將探究軟弱土層（如衝積層、黏土）在巨大建築荷載下的沉降機製。特彆關注“差異沉降”問題——當不同區域的沉降速率不一緻時，如何導緻管道破裂、道路開裂乃至結構損壞。通過對曆史建築和現代基礎設施的案例分析，我們將揭示地質條件如何成為城市發展的潛在限製因素。 1.2 地下空間的麵貌：岩溶作用與洞穴係統 在許多城市，地下不是堅實的岩石，而是由溶解的石灰岩構成的復雜洞穴網絡。本書將探討岩溶作用在城市化進程中的加劇或抑製。它不僅關注自然的地下水侵蝕，更關注人為因素，如基建開挖、地下管網滲漏如何加速洞穴的形成與坍塌，從而引發“地麵塌陷”（Sinkholes）這一城市安全的主要威脅。我們會詳細分析監測和預防這些地下風險的技術手段。 1.3 礦産資源的再認識：城市中的“隱形礦藏” 城市建設需要大量的沙、石、粘土。本書將考察城市擴張如何侵占周邊的采石場和沙礦，並討論城市內部潛在的“二次資源”——如拆除建築産生的再生骨料，以及城市廢棄物深層填埋場的地質學意義和環境風險評估。 第二部分：流動與循環——城市水文與水資源管理 水是生命的源泉，也是城市麵臨的最大環境挑戰之一。城市形態極大地改變瞭自然的水循環路徑。 2.1 瀝青之下的河流：地錶徑流的劇變 透水地麵的減少和不透水錶麵的增加，是城市化的核心特徵之一。本書將量化分析這種轉變對地錶徑流速度和總量的影響。重點剖析“城市洪水”現象，不隻是大雨本身，更是雨水如何被快速導流到有限的排水係統中，導緻低窪地區瞬間被淹沒。我們將介紹綠色基礎設施（如透水鋪裝、雨水花園）在恢復自然水循環中的關鍵作用。 2.2 城市的水庫：地下水位的掙紮 城市化對地下水的影響是雙嚮的：一方麵，過度抽取地下水用於城市供水導緻地麵沉降（與前文的岩石圈變形相呼應）；另一方麵，城市滲漏（如管網破損）可能導緻局部地下水位抬高，引發地下室積水或地基飽和。本書將利用同位素追蹤和水文模型，展示如何繪製城市地下水的“壓力圖”，實現可持續的開采與迴灌。 2.3 汙染物的遷移與歸宿：從雨水到飲用水源 雨水不再是純淨的。城市中的汙染物（重金屬、石油烴、營養鹽）如何通過地錶徑流進入河流和湖泊，以及更令人擔憂的是，如何滲入深層含水層。本書將探討城市水質保護的前沿技術，特彆是對城市人工濕地和生物滯留池處理混閤汙染物的效率評估。 第三部分：邊界層的交鋒——城市大氣與氣候 城市不僅僅是地錶的集閤，它還是一個巨大的、消耗能量的“大氣熱島”。 3.1 城市熱島效應的動力學 本書將細緻解構城市熱島（UHI）的形成機製，包括建築材料的熱力學特性（低反照率、高熱容量）、缺乏蒸發冷卻以及人類活動産生的顯熱排放。我們將利用衛星熱紅外數據和地麵氣象站網絡，展示熱島的日變化和季節性特徵，並探討其對城市居民健康（如熱浪緻死率）的直接關聯。 3.2 空氣的“峽榖”：建築幾何學與空氣質量 高聳的建築物群形成瞭“城市峽榖”。這些峽榖的幾何形狀（高寬比、街道取嚮）如何捕獲、加速或減緩城市汙染物（如PM2.5和氮氧化物）的擴散？本書將引入微尺度氣象模型，分析街道尺度上的汙染物分布，為優化城市通風廊道提供地球物理學依據。 3.3 氣候變化的放大器：城市應對極端天氣 全球氣候變化對城市的影響是加倍的。城市熱島效應會放大熱浪的強度，而城市地錶特徵會加速暴雨洪水的破壞力。我們將探討地球科學視角下的城市韌性規劃，即如何通過改變地錶特徵（例如增加植被覆蓋率和水體麵積）來主動調節城市微氣候，以適應不斷變化的氣候前沿。 第四部分：生命支持係統——城市土壤與生態係統服務 城市土壤是地球科學與生態學交匯的最復雜區域，它承載著基礎設施、過濾汙染物，並支撐著城市綠化。 4.1 人造土壤：從自然到工程的轉變 城市土壤（Urban Soil）常常是曆史沉積、建築垃圾、工業廢棄物和自然風化産物的混閤體。本書將闡述如何對這種異質性土壤進行分類、評估其工程力學性質和汙染物容納能力。我們將關注土壤微生物群落如何應對人類活動帶來的高壓環境，以及這對城市生態係統的健康至關重要性。 4.2 城市“綠肺”的效能：植被的地球科學功能 城市公園和林帶不僅僅是美化環境，它們是重要的地球科學調節器。本書將量化分析城市樹冠如何通過蒸散作用降低環境溫度、如何通過根係結構穩定土壤、以及它們在截留地錶徑流和吸附大氣顆粒物方麵的具體貢獻。 結語：麵嚮未來的城市科學 《城市脈搏》最終構建瞭一個整體的城市地球係統模型。它錶明，解決現代城市麵臨的環境挑戰——從地下沉降到空中汙染——需要跨越傳統學科界限，將地質學、水文學和大氣科學的原理無縫集成到城市規劃和工程實踐中。唯有理解我們腳下的地球，我們纔能更智慧、更安全、更可持續地建設我們的城市未來。 本書不僅是科學的展示，更是一份行動的藍圖，引導城市管理者和居民重新審視他們每日穿行的地麵，發現隱藏在城市日常運轉背後的地球科學脈搏。

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我必須承認，這本書的寫作風格非常具有個人魅力，讀起來完全沒有學術著作的冷漠感，更像是聽一位知識淵博的長輩在講述他畢生的觀察心得。作者的敘事節奏掌握得極好，在必要時會突然拋齣一個令人深思的哲學性問題，比如“我們建造城市，究竟是在順應自然，還是在與其永久對抗？”。在技術細節的處理上，作者展現瞭極高的嚴謹性，例如在分析城市化對暴雨徑流影響時，書中對“不透水麵積比”的計算方法進行瞭細緻的講解，並用一個虛構但極其逼真的街區模型進行瞭演示。這使得讀者不僅理解瞭“城市內澇”現象的嚴重性，更明白瞭其背後的水文循環中斷的根本原因。最讓我感到驚喜的是，書中還涉及瞭城市中的人為“地質”——混凝土和瀝青的化學風化過程，以及它們如何改變瞭當地土壤的pH值，進而影響城市綠化的可行性。這本書的深度和廣度，讓我對未來城市規劃中“尊重地質條件”這一概念有瞭全新的、更堅定的認識。

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這本書的閱讀體驗是一次從宏觀到微觀的奇妙旅程。起初，我以為它會集中於討論城市景觀中的化石記錄或者礦産資源的應用，但齣乎意料的是，它花瞭大量篇幅討論“風和空氣流動”與城市建築群的互動關係。作者對於大氣邊界層在城市峽榖中如何被截留和重塑的描述，簡直是氣象學和建築學的完美聯姻。我學到瞭如何通過觀察城市中垃圾桶旁邊或小巷角落的特定風嚮，來推測附近建築高度和街道寬度的比例關係。此外，書中關於城市廢棄物處理的章節也令人印象深刻。它沒有停留在“垃圾分類”的層麵，而是追溯瞭垃圾填埋場滲濾液在土壤和含水層中的遷移路徑，以及由此産生的氣體排放對地錶溫度的影響。這種跨學科的融閤，使得每一個城市元素——從公園的土壤到屋頂的反射率——都有瞭其深刻的地球科學背景。它讓我感覺自己仿佛擁有瞭透視眼，能看到所有人工結構下潛藏的自然力量，閱讀過程充滿瞭發現的樂趣和智力上的滿足感。

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這本書對我來說，更像是一部關於“城市生存學”的指南，而非單純的科學教科書。它側重於如何通過理解我們腳下的地球，來優化我們在城市中的生活質量。其中關於城市光汙染對生物節律影響的討論，雖然看似偏嚮生態學，但作者巧妙地將其與地球磁場和大氣散射的物理學原理聯係起來，形成瞭一個完整的論證鏈條。我尤其欣賞它關於城市“挖掘”曆史的敘述。作者沒有采用時間軸的方式，而是通過追蹤一條假想的城市地下管綫，去揭示不同曆史時期（從殖民地時代的排水溝到現代的光縴網絡）是如何在同一片地錶上層層疊加的。這種“時間切片”的敘事手法，讓閱讀充滿瞭懸疑感和考古般的趣味。看完後，我對於城市建築的“新舊”判斷不再僅僅基於外觀，而是開始關注其地基的沉降速率、其材料的分子結構是否穩定，以及它與地下水位的潛在互動。這本書教會瞭我如何用科學的、更具洞察力的眼光去“閱讀”城市空間。

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老實說，我對這類結閤環境議題的科普讀物抱持著審慎的態度，因為很多時候它們要麼過於學術化，要麼流於錶麵喊口號。《城市裏的地球科學》在這方麵找到瞭一個絕佳的平衡點。它深入探討瞭城市化進程中，人類活動與地錶環境的相互作用，但敘事角度極其新穎。我尤其欣賞它對城市地基沉降問題的剖析。作者沒有止步於說明“為什麼會沉”，而是詳細追溯瞭早期城市選址的考量——那些曾經的濕地、衝積平原，以及現代抽取地下水造成的不可逆轉的後果。書中的圖錶和案例分析非常紮實，引用瞭多個國際大都市的真實數據，這使得那些原本隻存在於專業論文中的概念，比如“有效上覆應力”或“孔隙水壓力”，變得非常直觀。看完後，我再看新聞裏報道的地鐵隧道滲水或老舊建築裂縫時，腦海中會自動浮現齣地下水位的變化麯綫和土壤的壓實過程。這本書的價值在於，它不僅僅是知識的傳遞，更是一種批判性思維的培養，教會讀者如何用地球科學的視角去質疑和理解城市建設的長期可持續性。

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這本《城市裏的地球科學》讀起來簡直像是一次意想不到的城市探險，完全顛覆瞭我對“科學”這類書籍的刻闆印象。我原以為會是枯燥的岩石分類和地質年代的羅列，結果作者巧妙地將宏大的地球科學原理，融入到我們日常呼吸的城市肌理之中。比如，書中關於城市熱島效應的分析，不是簡單地羅列數據，而是通過描繪夏天柏油路麵如何像一塊巨大的海綿吸收熱量，以及高樓大廈的“峽榖效應”如何阻礙空氣流通，讓我瞬間理解瞭為什麼我傢住在高層反而更悶熱。更絕妙的是，作者引入瞭對城市供水係統的探討，從地下水文地質構造到現代水處理廠的運作，每一個環節都與地殼運動、土壤滲透性緊密相連。這讓我開始重新審視腳下的鋼筋水泥——它們不是憑空齣現的，而是建立在數百萬年地質演變之上的一層薄薄的“皮膚”。閱讀體驗極其流暢，語言生動，仿佛有一位經驗豐富的城市規劃師兼地質學傢，拉著我的手，在街頭巷尾為我解讀這座鋼鐵森林背後的自然力量。這本書真正做到瞭讓科學“落地”，讓原本抽象的地球科學變得觸手可及，激發瞭我對身邊環境的強烈好奇心。

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