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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Tsanis, I. K./ Wu, Jian, Dr./ Shen, Huihua, Dr./ Valeo, Caterina

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2007-4

价格:$ 197.75

装帧:HRD

isbn号码:9780444527127

丛书系列:

图书标签:

水力学
环境水力学
水文
河流动力学
水资源
水利工程
数值模拟
开放渠道流动
污染扩散
水质模型

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具体描述

Hydrodynamic and pollutant transport models are useful tools for evaluating remediation options for polluted water bodies. These models span the range from highly theoretical, fine resolution, physically-based designs to lumped, black-box representations of real world phenomena. This book examines the numerical approaches used in hydrodynamic and pollutant transport modeling. First, the theory and physical basis of transport and mixing in lakes and coastal waters are provided. Methodologies that use a three-dimensional (3D) approach to predicting the fate and transport of pollutants are presented and this is followed by a presentation of alternatives to 3D circulation modeling as well as new advances in the field. These alternatives offer near 3D accuracy but without the computational burden. Illustrations of the calibration and verification of these models using laboratory data, as well as, field data are also provided. The models are applied to a diverse array of study sites ranging from The Great Lakes in North America to the coastal areas of Northern Crete. This book presents the theory of hydrodynamic and pollutant transport modelling in lakes and coastal areas. It thoroughly examines the issues and limitations of the numerical approaches used in hydrodynamic and pollutant transport modelling, and demonstrates the calibration and verification of hydrodynamic and pollutant transport models using laboratory and field data.

城市水文与雨洪管理书籍概述：《城市水文与雨洪管理》是一部深入探讨现代城市水循环过程、雨洪形成机理、以及可持续雨洪管理策略的综合性专著。本书旨在为城市规划师、水利工程师、环境管理者以及相关领域的学者提供一个全面、系统且富有实践指导意义的知识框架。面对日益严峻的城市化挑战和气候变化带来的极端天气事件，传统的“快速排除”式排水系统已显露出其局限性。本书的核心理念转向“与水共存”，强调通过工程技术、生态修复和政策引导相结合的方式，构建具有韧性的城市水系统。第一部分：城市水文基础与演变本书首先系统梳理了城市化对自然水文过程的深刻影响。传统的流域水文模型主要基于自然土地覆盖条件，但在城市环境中，不透水面积的增加、地表形态的改变以及地下管网的快速发展，极大地改变了降雨的入渗、产流和汇流过程。 1.1 城市化对水文参数的影响：详细分析了不透水层比例、地表糙率变化（曼宁系数）对地表径流系数和峰值流量的影响。探讨了城市化导致的浅层地下水补给减少和地表水文循环加速现象。 1.2 城市水文模型：重点介绍了适用于城市尺度的水文模型，如SWMM（Storm Water Management Model）、Moussa-Lhachoumi模型等。内容涵盖了模型的结构、输入参数的确定、模型率定与验证的关键步骤。特别强调了城市化过程中，模型参数（如渗透系数、蓄水容积）的时空动态变化。 1.3 城市水循环的精细化描述：从降雨-产流-汇流-传输的全过程进行解析。深入探讨了城市地表径流的形成机制，包括“初期污染径流”（First Flush）现象及其对水质的影响。对城市地下管网水力学进行了详尽阐述，包括压力流与非均匀流的转换、管网节点处的溢流机制。第二部分：城市雨洪灾害风险评估与模拟本部分聚焦于如何量化和预测城市区域的雨洪风险，为防洪减灾提供科学依据。 2.1 极端降雨分析与设计暴雨：介绍了水文频率分析在城市排水设计中的应用，如“重现期”的概念。详细讲解了如何基于历史气象数据和气候变化预测，构建适应未来风险的设计暴雨强度-历时-频率（IDF）曲线。内容包括频率分布的选择（如Gumbel、Log-Pearson Type III）及其在城市尺度下的适用性。 2.2 城市内涝风险评估方法：内涝是城市水管理的核心挑战。本书提供了一套多尺度的风险评估框架。在小尺度上，利用二维（或三维）水动力学模型（如基于有限元或有限体积法）模拟地表积水过程，计算淹没深度、淹没范围和水流速度。在大尺度上，结合GIS空间分析技术，评估基础设施的脆弱性和社会经济系统的暴露度。 2.3 耦合模型在雨洪分析中的应用：强调了将水文模型与水力学模型、地理信息系统（GIS）进行有效耦合的重要性。通过耦合模型，可以实现对整个城市排水系统在极端事件下的动态响应进行全过程模拟，识别薄弱环节，并评估现有工程措施的冗余度。第三部分：可持续雨洪管理（LID与海绵城市）这是本书的重点和创新之处，转向以生态为基础的雨洪控制策略，即低影响开发（LID）和海绵城市理念的实践。 3.1 低影响开发（LID）技术体系：全面介绍了LID措施的类型、功能和设计标准。包括：下渗与渗透技术：渗沟、渗透井、透水铺装的设计与维护。重点讨论了土壤渗透性的原位测试方法及其在LID设计中的应用。滞留与储存技术：绿色屋顶（Green Roofs）、雨水花园（Rain Gardens）、生物滞留设施（Bioretention Cells）的水力性能分析。探讨了这些设施在削减峰值流量和提升水质方面的综合效益。蒸发与再利用：雨水收集与回用系统的设计规范，尤其是在非传统水源利用方面的探讨。 3.2 海绵城市建设的系统性框架：将LID技术嵌入到城市规划和管理的宏观层面。内容涉及：海绵城市指标体系的构建、存量地区的改造策略（如“灰绿结合”的改造路径）、以及流域尺度的水资源综合管理。强调了“源头减排、过程控制、系统治理”的理念。 3.3 生态水力学在雨洪管理中的作用：探讨了湿地、人工湿地等生态系统在雨洪调蓄和污染物净化中的耦合功能。分析了生态系统对水流阻力的影响（扩大曼宁粗糙度），以及如何利用植被的拦截作用来优化地表径流过程。第四部分：城市排水基础设施的韧性与现代化本书对既有排水系统的现代化改造和管理提出了具体方案。 4.1 城市排水管网的诊断与优化：介绍了管网的健康评估方法，包括基于水力学模拟的过载分析和基于传感器数据的实时监测。探讨了如何通过“清淤”、“衬砌修复”等措施提高现有管网的运行效率。 4.2 溢流控制与联合溢流污染（CSO）治理：针对现有合流制排水系统的污染问题，详细分析了干管储存、实时控制（Real-Time Control, RTC）技术在减少溢流次数和排放强度中的应用。讨论了分散式雨水处理设施（如雨水池）的选址优化。 4.3 城市水文信息化的发展：展望了基于物联网（IoT）、云计算和人工智能技术在城市水文监测预警中的应用。介绍了SCADA系统在城市排水管理中的集成应用，实现从被动响应到主动预防的转变。结论：《城市水文与雨洪管理》超越了单纯的工程计算，提供了一套面向未来、注重可持续发展的城市水安全管理哲学。本书的最终目标是引导读者跳出单一的排水视角，从人与自然的和谐共生角度，重塑城市的水文景观，确保城市在面对未来气候不确定性时，依然能够保持其功能与活力。

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目录信息

读后感

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用户评价

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说实话，我是在朋友的强烈推荐下开始读这本《Environmental Hydraulics》的，一开始还担心内容会不会过于陈旧或脱离实际。然而，事实证明我的顾虑是多余的。这本书的亮点在于它对“环境”二字的诠释非常到位，它不仅仅关注流量和速度，更深入到生态敏感性这个层面。例如，书中关于水温对水生生物栖息地的影响分析，以及如何通过工程手段（如优化水库调度或人工曝气）来维持生态健康，这些内容在同类书籍中是比较少见的。作者似乎特别擅长将复杂的生态水力学模型进行简化和可视化，使得即便是水文学背景较弱的生态学家也能从中受益匪浅。唯一的不足也许是，由于内容覆盖面广，某些前沿的数值模拟技术（如大规模三维CFD应用）的介绍略显简略，但瑕不掩瑜，作为一本建立全面框架的著作，它无疑是上乘之作。

评分☆☆☆☆☆

这本关于环境水力的书，给我带来的最大震撼在于其对不确定性和风险管理的重视。在当今气候变化的大背景下，传统的确定性设计方法已显得力不从心，而这本书恰恰捕捉到了这一点。它花了相当大的篇幅讨论如何将概率论和统计学方法融入水文风险评估中，尤其是在设计极端洪水事件防御体系时，这种前瞻性的视角非常宝贵。书中关于数据稀疏性问题的讨论尤其贴近现实，作者坦诚地指出了许多工程实践中数据质量不足的困境，并提供了几种实用的数据插值和模型校正策略。阅读过程中，我感觉自己不再是简单地学习知识，而是在与一位经验丰富、深谙世故的行业前辈对话。他不仅告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这样做是最好的选择”，以及“在什么条件下需要改变策略”。这是一本真正能提升从业者决策能力的深度参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，怎么说呢，更像是在进行一次深度探险，而不是单纯的知识汲取。它在探讨河流形态学和沉积物输运时，那种对自然过程的敬畏感溢于言表。我尤其对其中关于河道侧向迁移和曲流演变的章节印象深刻，作者没有简单地套用公式，而是深入剖析了不同地质背景和水力条件下的动态平衡。其中有一段关于冲淤平衡理论的论述，非常精辟地指出了传统模型在非恒定流条件下的局限性，并提出了几点值得探索的方向。这种敢于挑战现有范式的学术勇气，非常鼓舞人心。虽然某些数学推导部分对于非专业人士来说略显吃力，但穿插其中的历史回顾和哲学思考，却为冰冷的技术分析注入了人文色彩，让人不禁思考人类在水文系统中的角色定位。这本书无疑是为那些追求深度理解的学者和资深工程师量身打造的精品。

评分☆☆☆☆☆

我得承认，这本著作的写作风格非常严谨、逻辑性极强，可以说是教科书级别的典范。它的结构组织得如同一个精密的钟表，从基础的水动力学定律开始，层层递进，逐步构建起对大型水域系统（如河口和海岸带）的分析框架。我最欣赏其在污染物迁移与转化部分的处理方式。作者没有简单地罗列传输方程，而是巧妙地结合了化学反应动力学和水文输运机制，清晰地展示了物质在复杂水环境中如何被稀释、沉降或降解的过程。书中引用的案例大多来自经典的工程难题，通过对这些难题的层层剥笋，读者可以学习到一套系统性的问题解决流程。对于那些需要撰写技术报告或进行工程论证的人来说，这本书提供的思维模式和论证逻辑，比具体的公式推导可能更有价值。它教你如何像一位经验丰富的工程师那样思考问题。

评分☆☆☆☆☆

**书籍名称：** Environmental Hydraulics 这本书真是让人眼前一亮，它不像我预想中那种枯燥的教科书，反而像是一部引人入胜的工程史诗。作者对水流动力学的理解深刻且独到，尤其是在处理复杂自然水体时展现出的那种洞察力，简直令人叹为观止。我特别欣赏书中对城市水文过程的分析，那种将宏观的降雨径流与微观的渗透和蒸发紧密结合的叙述方式，让我对城市化对水循环的影响有了全新的认识。书中的图表制作精良，数据的呈现方式直观易懂，即便是初次接触这个领域的读者也能迅速把握核心概念。更重要的是，它没有止步于理论，而是大量引用了实际工程案例，从大江大河的治理到小型湿地的恢复，每一个案例都配有详尽的计算过程和结果分析，这对于希望将理论应用于实践的工程师来说，无疑是宝贵的财富。读完后，我感觉自己对水资源的调控和保护工作有了更坚实的理论基础和更广阔的思路。

评分☆☆☆☆☆