教育部人才培养模式改革和开放教育试点教材·水利水电工程专业系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:孙文怀 编

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:2002-2

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787304021849

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水利水电工程专业前沿技术与应用实践 本书旨在为水利水电工程专业师生及行业专业人士提供一个全面、深入且紧跟时代前沿的知识体系，重点关注传统工程理论在现代复杂环境下的创新应用、新兴技术的集成与未来发展趋势。 第一部分：工程基础的深化与拓展 第一章：新时代水文与水资源系统分析 本章深入探讨了在气候变化背景下，水文过程的非线性和复杂性对传统水文模型提出的挑战。详细介绍了随机水文过程理论的最新进展，特别是非平稳随机过程在极端事件（如特大洪水、长期干旱）预测中的应用。内容涵盖了基于遥感数据（SAR、激光雷达）和高分辨率气候模型（GCMs/RCMs）的流域产汇流模拟，并引入了不确定性分析方法（如贝叶斯网络、蒙特卡洛模拟）在水资源规划中的应用，以量化决策风险。同时，讨论了跨界水资源管理中的博弈论模型和多主体协同决策系统构建。 第二章：先进结构材料与智能建造 本章聚焦于提高水工结构耐久性、安全性和施工效率的新型材料与技术。重点介绍了高性能混凝土（HPC）在特大型水坝和枢纽工程中的应用，包括自密实混凝土（SCC）的配合比设计优化、长期性能评估以及微裂缝自修复技术的机理与实践。此外，详细阐述了复合材料（FRP/ECC）在结构加固、抗震减隔震中的应用潜力。在建造技术方面，深入分析了BIM（建筑信息模型）在水利工程全生命周期管理中的深化应用，特别是4D/5D模拟在复杂基础处理和高边坡支护中的协同控制。 第三章：岩土工程的精细化与数字化 本章超越了传统的土力学范畴，探讨了在复杂地质条件（如岩溶、软弱结构面、高地应力区）下，如何实现工程安全性的最大化。详细介绍了深层基础处理技术，包括深层水泥/浆液搅拌桩（DSM）和注浆加固的精细化控制。在边坡稳定分析中，引入了非连续介质力学（DEM）和三维数值模拟（FLAC 3D, 3DEC），用以模拟滑坡失稳的动力过程。章节最后探讨了分布式光纤传感技术（DAS/DTS）在监测大坝基础渗流场、岩体变形的实时、连续监测中的应用。 第二部分：现代水利工程中的交叉学科应用 第四章：水工结构抗震与健康监测系统 本章系统阐述了水工结构在地震作用下的动力响应特性和先进的防护策略。内容包括非线性动力分析方法（如IDA、Pushover分析）在评估既有结构抗震裕度中的应用。重点介绍了隔震与消能减震技术在溢洪道、水库大坝和压力管道系统中的集成设计。在结构健康监测（SHM）方面，深入剖析了模态识别技术、压电材料传感器网络在识别结构损伤位置和严重程度中的效能，以及基于机器学习算法的健康状态评估与预警模型构建。 第五章：水环境与生态水利工程 本章关注水工程对河流生态系统的影响与修复。详细论述了河流动力学与地貌演变的耦合模型，以及泥沙输移的三维数值模拟在河道整治中的应用。核心内容包括生态流量（Environmental Flow, E-flow）的科学确定方法，以及河流连通性评估与修复技术（如鱼道设计优化）。此外，探讨了水库优化调度与水体富营养化控制的耦合机制，如何通过精准调度实现水质改善和水生态健康。 第六章：水利信息化与智慧水务 本章聚焦于信息技术在水利工程全生命周期管理中的集成与智能化。系统介绍了物联网（IoT）、云计算/边缘计算在水利基础设施监控中的部署架构。重点讲解了大数据分析在水情预报、洪水风险评估中的应用，特别是深度学习模型（LSTM, CNN-LSTM）在短期水文预测中的精度提升。章节还涵盖了数字孪生（Digital Twin）技术在大型水利枢纽运行管理和应急决策支持系统中的构建路径与关键挑战。 第三部分：工程经济、管理与可持续发展 第七章：水利工程经济学与项目全生命周期管理 本章超越了传统的工程造价核算，深入探讨了水利工程的多目标经济评价体系。内容包括不确定性下的投资决策分析（实物期权法），以及基于价值工程（VE）的重大水工结构方案优化。在项目管理方面，重点介绍了集成项目交付（IPD）模式在复杂水利工程建设中的应用潜力，以及风险管理矩阵的建立与动态修正，确保工程目标的实现。 第八章：水利工程的风险评估与安全管理 本章强调了对重大工程风险的系统性认知与管理。系统阐述了系统可靠性分析（Fault Tree Analysis, FTA与Event Tree Analysis, ETA）在评估水库大坝溃决链式风险中的应用。详细介绍了风险源识别、风险概率评估与风险后果量化的全流程方法。此外，探讨了预警阈值设定、应急响应预案的演练与优化，以及如何建立基于概率风险的安全管理体系（Probabilistic Safety Assessment, PSA）。 第九章：气候变化下的水利基础设施适应性规划 本章面向未来，探讨水利基础设施如何适应极端气候情景。内容涵盖了气候情景分析与尺度化方法在水利规划中的应用。重点讨论了基础设施的韧性（Resilience）设计理念，包括通过冗余设计、快速恢复能力和灵活性来提高工程抵御极端事件的能力。最后，提出了适应性管理（Adaptive Management）框架，指导工程在不确定性下进行动态调整和升级改造。 附录：水工结构荷载与规范对比分析 本附录对国内外主流水工结构设计规范中的核心参数（如地震动参数、水压力计算、抗冲刷设计标准）进行对比分析，旨在帮助工程人员理解不同设计理念下的安全裕度差异，为引入国际先进标准提供参考依据。 本书特点： 前沿性： 紧密结合近五年来水利水电工程领域在数字化、智能化、绿色化方面的最新科研成果与工程实践。 交叉性： 强调水利工程与信息科学、环境科学、材料科学的深度融合。 应用性： 理论阐述后附有详尽的案例分析或数值模拟流程，强调方法论在解决实际工程问题中的可操作性。 批判性： 对现有工程理论的局限性提出深刻反思，引导读者思考未来技术的发展方向。 本书是水利水电工程专业本科高年级学生、研究生深造以及从事设计、施工、管理和科研工作的工程师不可或缺的参考用书。

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这套教材的封面设计着实让人眼前一亮，那种大气磅礴又不失严谨的蓝色调，一下子就抓住了理工科教材应有的那种专业感。我记得我拿到这套书的时候，正好是我准备深入学习水利工程基础课程的阶段，当时手里零散着好几本书，看起来非常混乱。直到我把这套“教育部人才培养模式改革和开放教育试点教材·水利水电工程专业系列教材”摆上书架，那种整齐划一的感觉才真的让我心安。它不仅仅是一套书，更像是一个系统性的学习路线图，让人清晰地看到从宏观的理论到微观的结构分析，每一步应该如何衔接。特别是它在目录编排上的用心，很多复杂的概念都不是孤立存在的，而是被巧妙地穿插在前后章节的逻辑链条中，即便是初学者，也能通过这种结构化的方式，避免陷入那种“只见树木不见森林”的困境。我特别欣赏它在某些关键章节对于经典案例的引用，那些鲜活的、曾经在工程实践中出现过的难题，被作者们用极其清晰的数学模型和图示进行了剖析，这对于我们这些未来要面向实际工程的学子来说，是无价的财富。它传递出一种信息：理论的最终目的，是为了更好地解决实际问题。

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如果让我从一个习惯于动手操作和项目实践的角度来评价，这套教材的实践导向性设计得非常巧妙。它不是那种纯粹的理论堆砌，而是处处体现着“学以致用”的原则。我特别喜欢它在每章末尾设置的“思考与实践”模块。这些模块里的问题，往往不是简单的公式套用，而是需要我们综合运用本章和前几章知识来解决一个微型工程问题的场景描述。有时候，它甚至会抛出一个“开放性”的挑战，比如“在已知地质条件有限的情况下，你将如何设计一套初步的基岩防渗方案？”这种题目，迫使我们跳出课本的框架，去模拟工程师在信息不全时的决策过程。这种训练，对于培养我们的批判性思维和解决复杂、非结构化问题的能力，起到了关键的奠基作用。它让我深刻理解到，工程教育的关键不在于记住多少公式，而在于如何利用这些工具去构建一个合理的解决方案。

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我对这套教材中关于水力学原理的阐述方式感到非常受用，市面上很多教材在讲解流体运动的守恒定律时，总是喜欢堆砌大量的微分方程，一开始看就让人望而却步，感觉离工程实践太遥远了。然而，这套教材的处理方式显得更为“润物细无声”。它似乎很懂得读者的学习曲线，总是先从直观的物理图像入手，用非常贴合实际工程场景的例子来引入抽象的数学概念。比如，在讲紊流和层流的过渡时，它没有直接抛出雷诺数的复杂推导，而是先通过水坝泄洪口水流形态变化的观察，引导我们去思考为什么会有这种现象，然后再自然地引出无量纲分析的必要性。这种由现象到规律的逆向思维引导，极大地降低了初学者的心理门槛。更重要的是，教材中插图的质量非常高，那些剖面图和流线图，不是那种生硬的计算机生成的图形，而是带着设计者的思考痕迹，能让人一眼就看出不同边界条件对水流形态产生的微妙影响。这种对细节的关注，体现了编撰者深厚的工程经验和教育理念的完美结合。

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我注意到这套教材在内容更新上做得非常及时，这在专业教材领域其实并不容易。水利水电工程这个领域，新的材料科学、新的监测技术、以及不断被优化的施工规范，都在以惊人的速度迭代。很多老旧的教材可能还在沿用几十年前的标准数据和设计思路，但阅读这套试点教材时，我能明显感觉到它吸收了近些年的行业前沿成果。比如，在涉及到大坝安全评估和渗流控制的部分，书中引入了一些关于非线性有限元分析的入门级讨论，这在以前的本科教材中是极少涉及的深度。虽然这些内容对我们来说可能需要额外的自学时间来消化，但它无疑拓宽了我们的视野，让我们在毕业前就能接触到行业对高阶人才的要求。它不仅仅是在“教我们怎么做”，更是在“教我们如何保持学习的先进性”，这种前瞻性的教育视野，才是这套教材最宝贵的价值所在。

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从装帧和细节来看，这套教材也体现了一种对学习者体验的尊重。纸张的质感适中，不是那种过于反光的铜版纸，长时间阅读下来眼睛的疲劳感明显减轻了许多。更值得称赞的是，它的排版逻辑非常清晰，字体大小和行间距的设置，都明显经过了人体工程学的考量。在一些关键的公式和定理推导处，作者使用了粗体和不同颜色的字体来强调重点变量和假设条件，这对于快速抓住核心逻辑非常有帮助。很多时候，我们学习一本厚厚的专业书，会因为复杂的版面设计而感到压抑和枯燥，但这套教材在视觉上传达出一种“井然有序”的信号。它似乎在无声地告诉读者：“虽然内容很深奥，但我们已经为你铺好了最清晰的路径，请放心跟随。”这种对学习体验的细致关怀，使得原本枯燥的学习过程，变得更加有条理和令人愉悦。

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