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出版者:

作者:薛禹群 谢春红

出品人:

页数:451

译者:

出版时间:2007-9

价格:89.00元

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isbn号码:9787030196514

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现代水文地质工程：理论、方法与应用 作者： 王志明，李芳 出版社： 科学技术文献出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-5045-8890-3 --- 内容简介 《现代水文地质工程：理论、方法与应用》是一部全面、深入探讨当前水文地质工程领域前沿理论、先进技术和实际工程应用的专业著作。本书旨在为水文地质工程师、环境科学家、岩土工程师以及相关专业的研究生和高年级本科生提供一个系统、实用的知识框架，以应对日益复杂的水资源管理、地下空间开发和环境污染控制挑战。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础的水文地质过程认识到复杂的数值模拟及风险评估的全过程。全书共分为六大部分，二十个章节，逻辑清晰，层层递进。 第一部分：水文地质基础与概念更新（第1-3章） 本部分着重于回顾和深化传统水文地质学的基本原理，并引入现代视角下的关键概念。 第1章：水文地质场的新认识 详细阐述了地下水在岩石圈、水圈和生物圈中的多介质、多尺度交互作用机制。讨论了非常规含水层（如火山岩、基岩裂隙带、泥岩等）的水文地质特性，并引入了“水文地质连续介质理论”的局限性及其在特定工程条件下的修正方法。 第2章：地下水与地球化学的耦合 深入分析了地下水运动与地球化学反应之间的相互反馈机制。重点探讨了水-岩相互作用在含水层改造、污染物迁移和地热能开发中的核心作用，包括溶解、沉淀、离子交换和氧化还原反应的动力学模型。 第3章：区域水文地质调查与数据采集技术 涵盖了现代地球物理勘探（如电磁法、重力法、地震法在地下水识别中的应用）、遥感与地理信息系统（GIS）在宏观水文地质结构解译中的集成应用。特别介绍了分布式光纤传感（DAS）技术在监测深部孔隙水压力和温度变化方面的最新进展。 第二部分：地下水资源评价与可持续管理（第4-7章） 此部分聚焦于水资源的量化评估、供需平衡分析以及面向可持续发展的管理策略。 第4章：流域尺度地下水资源承载力分析 讨论了如何综合考虑气候变化、地表水补给和人工开采对地下水资源的影响。引入了“生态基流”（Ecological Flow Requirement）在地下水资源规划中的确定方法，确保生态系统的健康用水需求得到满足。 第5章：非常规水资源利用与回灌工程 全面介绍了海水淡化后的浓盐水处理、城市雨洪资源的收集利用，以及矿井水、工业废水处理后用于人工回灌的技术方案。重点分析了回灌水质对现有含水层环境的潜在影响及控制措施。 第6章：地下水质量评价与保护区划定 采用多指标体系对地下水质量进行综合评价，包括天然背景值、人类活动影响指标和健康风险指标。详细讲解了基于脆弱性指数的地下水污染源保护区划定技术规范和缓冲区设计原则。 第7章：水资源系统优化调度 侧重于应用线性规划、非线性规划及动态规划等数学工具，构建考虑经济效益、社会公平和环境约束的多目标地下水开采优化模型，实现区域水资源系统的长期稳定运行。 第三部分：工程地质水文与岩土工程（第8-11章） 本部分内容转向地下水在土木工程、矿山工程和地质灾害防治中的具体应用和影响。 第8章：基坑工程中的地下水控制技术 详细分析了深基坑开挖过程中的地下水降深对周边环境的影响，如地面沉降、管线变形等。系统介绍了真空井点、深井降水、冻结法以及注浆堵水等常用技术的适用条件、设计参数和施工控制要点。 第9章：隧洞与地下结构工程的水文地质问题 探讨了在饱和多孔介质中开挖隧道时遇到的突涌、涌砂、瓦斯（或其他气体）渗漏等问题。介绍了衬砌结构的设计规范、防水材料的选择及注浆堵漏技术的优化应用。 第10章：斜坡稳定性分析中的地下水作用 将渗流分析与边坡稳定分析相结合，特别是对降雨入渗引发的边坡失稳机制进行了深入剖析。讨论了地下排水系统（如排水沟、渗井、钻孔排水）在提高边坡安全系数中的工程措施。 第11章：矿区水文地质与采矿影响评估 关注矿山开采对区域地下水流场、水质和地层稳定的影响。内容包括矿井疏干水的处理与排放、废弃矿井的回水问题研究，以及采空区对区域水循环的影响评估。 第四部分：污染物迁移与修复工程（第12-15章） 这是全书最具实践指导意义的部分之一，专注于描述和控制污染物在地下水环境中的行为。 第12章：地下水污染物迁移机制 深入讲解了溶质在多孔介质中的对流-弥散、吸附/解吸、生物降解及化学反应等过程的控制方程。特别关注了非均质介质（如层状结构、裂隙网络）中复杂传输路径的表征方法。 第13章：污染场地调查与监测网络设计 详细介绍了用于确定污染源、范围和迁移趋势的地球物理技术（如电阻率法、瞬态电磁法）和水化学示踪技术（如稳定同位素、环境核素）。阐述了最优监测井网络设计（基于信息熵或敏感性分析）的流程。 第14章：地下水污染修复技术：物理化学方法 涵盖了常用的地下水修复技术，如活性炭吸附、化学氧化/还原（原位化学氧化-ISCO）、土壤蒸汽萃取（SVE）及气相抽提（ASR）等。重点分析了这些方法的场地适用性、效能衰减和二次污染风险。 第15章：生物修复技术与可持续性控制 讨论了生物降解过程在环境中的应用，包括生物刺激（Biostimulation）和生物强化（Bioaugmentation）。分析了地下水流速、氧化还原条件和营养物质供应对微生物活动的调控作用，以及长期监测指标的选择。 第五部分：先进计算方法与数据科学（第16-18章） 本部分介绍了解决复杂水文地质问题的先进计算工具和数据处理方法。 第16章：水文地质反问题的求解与参数识别 阐述了如何利用实测数据反演水文地质模型中的未知参数（如渗透系数、储水系数）。讨论了卡尔曼滤波、遗传算法和贝叶斯方法在提高参数识别稳定性和可靠性方面的应用。 第17章：多尺度与多物理场耦合分析 探讨了如何将不同尺度的水文地质过程（从裂隙尺度到区域尺度）进行有效衔接。介绍了热-水-力-化学（THMC）多物理场耦合模型在核废料处置库选址、深层地热系统开发中的应用需求与挑战。 第18章：人工智能在水文地质领域的应用探索 介绍了机器学习（如神经网络、支持向量机）在地下水水位预测、水质异常识别和地质灾害预警中的前沿应用。重点分析了如何构建高质量训练数据集以克服水文地质数据的稀疏性问题。 第六部分：风险评估与工程案例（第19-20章） 最后一部分通过实例和系统性分析，巩固理论与实践的联系。 第19章：水文地质风险评估体系构建 建立了系统的风险识别、概率分析和后果评估框架。案例分析了特定区域面临的干旱风险、地面沉降风险和污染扩散风险的定量评估方法。 第20章：重大工程水文地质问题解决案例精选 精选了三个具有代表性的工程案例：大型跨流域调水工程的环境影响评估、城市地下空间开发中的复杂岩溶水文地质处理、以及特定区域长期超采导致的地下水漏斗治理实践。通过对这些案例的剖析，展示了如何综合运用本书所介绍的理论和技术，成功解决复杂的工程难题。 --- 本书特色： 1. 理论与实践并重： 紧密结合最新的科研成果和工程规范，提供大量可直接引用的设计和计算方法。 2. 强调系统集成： 突出多学科交叉，特别是水文地质与地球化学、岩土工程、环境科学的交叉融合。 3. 注重前沿技术： 详细介绍了遥感、地球物理、先进传感器和人工智能在水文地质工程中的应用。 《现代水文地质工程：理论、方法与应用》是水文地质、环境工程及相关领域专业人士案头必备的参考书和深度学习资料。

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从工具软件的使用角度来看，这本书的参考价值也远超预期。它没有局限于某一个特定的商业软件版本，而是将重点放在了底层算法和原理的阐释上，确保了知识的普适性和长期有效性。但同时，它又非常巧妙地将主流数值方法与实际软件操作中的参数设置联系起来。例如，在讨论时间步长选择时，书中会自然而然地引申到特定软件中应注意的收敛标准和稳定性要求。这种将“道”（理论）与“术”（应用）紧密结合的编排方式，极大地缩短了理论学习与实际建模工作之间的鸿沟。对于希望将书本知识快速转化为工作效能的专业人士而言，这种实用性的深度整合，无疑是这本书最宝贵的核心价值之一。

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我特地留意了这本书的章节逻辑安排，发现其结构布局极为精妙，简直可以用“层层递进，脉络清晰”来形容。它并非简单地将知识点堆砌在一起，而是构建了一个从基础理论到高级应用逐步深入的学习路径。初期的介绍部分，虽然对背景知识有所涉及，但绝没有冗长拖沓之感，而是精准地切入核心概念，为后续复杂模型的建立打下了坚实的基础。每当我觉得某个知识点可能有些吃力时，作者总能在紧接着的例子或小结中提供一个巧妙的衔接或类比，瞬间点亮思路。这种设计非常符合学习者的认知习惯，让人感觉不是在被动接受信息，而是在一次有引导的探索旅程中，不断拓宽自己的专业视野，每翻过一页，都能清晰地感知到自己专业理解深度的增加。

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这本书的语言风格非常独特，它成功地在保持高度学术严谨性的同时，避免了令人望而却步的晦涩难懂。作者的文字功底深厚，叙述时既有老派学者那种严谨的逻辑推导，又不乏现代科学写作的流畅和精准。即便是面对一些涉及微积分和偏微分方程的推导，作者也尽量采用清晰的步骤分解，并辅以直观的解释，而不是简单地罗列公式。这种恰到好处的平衡感，使得即便是初次接触该领域复杂数学模型的读者，也能咬住关键点不放。它读起来不像是在啃一块硬骨头，更像是在与一位经验丰富的导师进行一对一的深入交流，既有挑战性，又充满启发性，让人愿意沉浸其中，细细品味每一个论断背后的逻辑支撑。

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这本书的装帧设计着实吸引人，封面的深蓝色调配上简洁的白色标题字体，散发出一种沉稳而专业的学术气息。刚拿到手的时候，我就被它厚实的质感和清晰的排版所吸引。书页的纸张质量上乘，印刷清晰，即便是细小的公式和图表也看得一清二楚，这对于需要长时间阅读和查阅的专业书籍来说，无疑是一个巨大的加分项。整体而言，它给人的第一印象是非常正规和靠谱的，让人感觉作者在制作这本书时投入了极大的心血，确保阅读体验的舒适性与专业性同步提升。那种沉甸甸的踏实感，让人迫不及待想翻开内容一探究竟，它绝非那种敷衍了事的教材或参考资料，而更像是一件精心打磨的工艺品，光是捧在手里把玩，都能感受到一种对知识的敬畏之心。

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关于书中案例的选取和分析深度，我深感佩服。很多同类书籍的实例往往停留在教科书式的简化模型，缺乏实际工程中的复杂性和不确定性。然而，这本书则不然，它似乎汲取了大量真实项目的经验教训。书中对边界条件处理的讨论，以及对网格划分敏感性的分析，都体现了作者深厚的实践功底。尤其欣赏的是，它不仅展示了“如何做”，更深入剖析了“为什么这么做”以及“这样做可能带来的局限性”，这种批判性的思维引导，对于培养一个合格的工程师或研究人员至关重要。读完相关的案例分析，我感觉自己仿佛也参与到了一次真实的模拟项目中，对理论知识的转化应用有了更具象、更牢固的把握，极大地提升了解决实际问题的信心。

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