水力学与水利信息学进展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:315

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出版时间:2005-9

价格:68.00元

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isbn号码:9787561432488

丛书系列:

图书标签:

• 水力学
• 水利工程
• 信息学
• 计算水力学
• 水资源
• 水利信息化
• 数值模拟
• 水文模型
• 智能水务
• 大数据

好的，以下是一本关于水力学与水利信息学进展的图书简介，内容详实，旨在全面介绍该领域的前沿动态与核心议题，但不涉及具体书籍内容。 --- 水资源管理与工程实践前沿：理论、技术与应用深度剖析 图书简介 水，作为地球生态系统的生命之源与人类社会发展的基础资源，其管理与利用一直是土木工程、环境科学以及信息技术交叉领域关注的焦点。随着全球气候变化、水资源短缺以及城市化进程的加速，传统的水利工程方法正面临前所未有的挑战。本书旨在提供一个全面、深入的视角，探讨当代水力学研究的最新进展，以及信息技术如何重塑水利工程的规划、设计、运营与安全管理。 本书聚焦于水动力学理论的创新、新型监测与模拟技术的突破，以及大数据、人工智能等信息技术在水利领域的深度融合应用。它不仅面向科研人员和高校师生，更为水利规划、设计、施工、防洪抗旱等一线工程师提供了一个了解行业发展趋势、掌握先进技术工具的参考平台。 第一部分：水力学基础理论的深化与拓展 水力学，作为研究水在各种条件下运动规律的科学，其理论基础的不断完善是解决复杂水利问题的关键。本书探讨了在非常规水流条件下，如极端天气事件引发的洪水、高速水流、复杂边界条件下的流动等，现有理论模型的局限性与发展方向。 湍流模型的新进展： 深入分析了高精度湍流模型，如雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的改进、大涡模拟（LES）以及直接数值模拟（DNS）在实际工程问题中的应用边界。重点讨论了如何利用更精细的数学描述来刻画水流的非线性特性，特别是在浅水区、河口地带以及大型水工结构物附近的复杂流动结构。 多相流与泥沙输运机制： 现代水利工程面临的诸多挑战与泥沙运动密切相关。本书详述了泥沙起动、输移、沉积的微观机制研究，包括颗粒动力学、床面糙度的动态变化对水流结构的影响。同时，关注了气-水两相流在溢洪道、引水工程等关键设施中的作用，以及如何精确模拟这些过程以优化结构设计，减少冲刷与淤积。 非常态水流动力学： 探讨了瞬态水流、水锤现象以及水力瞬变对管道系统安全性的影响。结合最新的数值方法，分析了快速开合闸门、泵组启停等操作对整个供水或输水系统可能引发的灾难性后果，并提出了主动与被动的防护策略。 第二部分：水利信息学的革命性影响 水利信息学是利用现代信息技术，特别是计算机科学、遥感、地理信息系统（GIS）与物联网（IoT）技术，来提升水资源管理效率和决策科学性的新兴交叉学科。本书将详尽阐述信息技术如何渗透到水利工程的每一个环节。 高精度水文水资源模型： 介绍了新一代分布式水文模型的发展趋势，强调了模型结构与参数化方案如何整合更精细的地表过程、地下水与人类活动的相互作用。重点阐述了如何利用同化技术将实时观测数据融入模型，以提高短期预报的准确性和长期水资源评估的可靠性。 遥感与GIS在水资源监测中的应用： 详细介绍了卫星遥感技术（如高分辨率光学、雷达干涉测量InSAR、重力场卫星GRACE）在获取地表水体分布、土壤湿度、地下水位动态变化方面的能力。结合GIS的空间分析功能，探讨了如何构建集成化的流域信息平台，实现对水资源空间格局的宏观把握与精细化管理。 水利设施的智能感知与物联网（IoT）： 聚焦于新一代传感器技术，如光纤传感、无线传感器网络（WSN）在水坝安全监测、渠道渗漏检测、水质在线监测中的应用。探讨了海量实时数据的采集、传输与初步处理，为后续的深入分析奠定基础。 第三部分：复杂系统模拟与决策支持 在水利工程领域，决策往往需要在高度不确定性和多目标冲突的背景下做出。本书的核心内容之一在于如何利用先进的计算方法和人工智能技术来支持科学决策。 高性能计算在水动力学中的应用： 针对超大型流域模拟、精细化城市内涝预报等需求，分析了高性能计算（HPC）架构（如GPU加速、并行计算）如何支撑高分辨率、大尺度水动力模型的快速求解。讨论了网格划分技术、时间步长优化等关键的计算效率提升策略。 人工智能驱动的水利预测与优化： 深度剖析了机器学习（ML）和深度学习（DL）在水利预测中的潜力。例如，利用长短期记忆网络（LSTM）改进洪水过程的短期预测，利用卷积神经网络（CNN）进行灾害图像识别与评估。同时，探讨了遗传算法、强化学习等优化算法在水库群联合调度、灌区节水优化中的应用框架。 水安全风险评估与韧性设计： 介绍了基于概率论和不确定性分析的风险评估方法。重点关注如何量化极端事件（如千年一遇洪水）对基础设施的潜在损失，并结合系统工程理论，指导水利系统的韧性设计，以提高其在面对突发冲击时的恢复能力。 结语：面向未来的水利工程 本书展望了数字孪生（Digital Twin）技术在未来水利工程中的应用前景。通过整合物理模型、实时数据和人工智能，构建高保真度的数字孪生体，实现对水利设施的“预测性维护”和“主动性管理”。 总而言之，本书系统梳理了当前水力学理论的边界拓展，详细阐述了信息技术赋能水利工程的实践路径，并对下一代智能水利系统的构建提供了全面的技术视角和理论支撑。它致力于推动传统水利工程向着更科学化、智能化、更具可持续性的方向发展。

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这本书的排版和图表质量简直是一流的，这一点在技术手册中是极为重要的。我个人对其中关于水力机械设备运行效率优化的章节印象深刻，那些关于涡轮机叶片角度与水流冲击角之间关系的精确图解，清晰地揭示了设计参数微小变动可能带来的巨大能效差异。它似乎在向读者传达一个核心理念：细节决定成败，尤其是在涉及高精度流体控制的领域。遗憾的是，虽然书中涉及了大量的现代测试技术，比如PIV（粒子图像测速法）在水槽实验中的应用，但对于这些前沿实验方法的具体操作流程和数据后处理软件的使用技巧，介绍得相对简略，更侧重于实验结果的宏观解读而非实验本身的“可操作性”。这使得刚接触实验研究的初学者可能需要在其他资源上补充这部分实践操作的细节。

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作为一名关注工程管理和项目交付的专业人士，我更关注的是书中关于基础设施生命周期管理的探讨。这本书在这方面提供了不少系统性的见解，例如，如何利用远程监测数据来预测涵洞结构的老化速率，并据此制定最优化的维护时间表，从而最大限度地延长资产的使用寿命并控制财政支出。书中对于风险评估矩阵的构建方法论介绍得非常清晰，特别是针对突发性水文事件（如百年一遇洪水）的应急响应预案的层级划分，具有很强的指导意义。虽然这本书的重点显然不在于项目管理软件或合同法，但它将工程安全与经济效益紧密结合的分析框架，对于需要跨部门协调的决策层来说，提供了极佳的参考框架，帮助他们理解技术决策背后的经济逻辑和长期影响。

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我花了相当长的时间研读了这本涵盖范围极广的工程技术专著，它在宏观规划与微观控制之间的平衡做得非常出色。书中对流域尺度的水资源优化配置模型，特别是考虑了气候变化不确定性下的决策支持系统构建，提供了相当前沿的视角。我特别关注了其中关于智能灌溉系统设计的那一部分，它不仅介绍了传感器技术在土壤湿度监测中的应用，还穿插讲解了如何通过实时数据反馈来动态调整闸门开启度以最小化输水过程中的能量损耗。这本书的行文风格非常严谨，充满了专业术语，阅读起来需要一定的专业背景支撑，否则很容易在复杂的数学推导面前望而却步。它更像是为资深从业者提供的一个知识梳理和方法论升级的平台，而不是一本面向大众的科普读物。那些致力于发展生态水利和可持续发展战略的研究人员，可能会在其中找到大量可以引用的数据支持和论证框架。

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这部关于土木工程和水资源管理的著作，篇幅之宏大令人赞叹。它深入探讨了流体力学在工程应用中的多个层面，比如对大型水坝和引水隧道的压力分布进行的详尽计算，以及在不同地质条件下水流渗透性的精确模型构建。作者似乎对如何将理论知识转化为实际可行的工程方案有着深刻的理解，书中包含了大量的案例分析，这些案例往往涉及复杂的边界条件和非线性的水动力学行为。尤其值得称道的是，它对数值模拟方法如有限元法在水工结构稳定性分析中的应用进行了细致的阐述，这些内容对于正在进行毕业设计或者初步接触水利工程领域的年轻工程师来说，无疑是一份宝贵的参考资料。不过，对于仅仅对水文气象学基础理论感兴趣的读者而言，其中关于材料科学与水接触界面腐蚀的章节可能显得略微偏离主题，虽然这些内容对结构长期安全至关重要，但从纯粹的自然科学角度来看，其侧重点还是更偏向工程实践的落地层面。

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从历史演进的角度来看，这本书的价值体现在它对经典水力学理论基础的坚实回归。在大量现代计算方法被引入的背景下，作者依然花费了可观的篇幅去重申伯努利方程、动量方程在处理简单管道流动问题时的基础性作用，这无疑是对“万变不离其宗”的工程哲学的坚持。我欣赏它那种循序渐进的逻辑推进，从静水压力到均匀流，再到非均匀流，每一步的过渡都处理得非常自然和平滑。这种扎实的理论基础构建，使得读者在面对复杂的非常规问题时，依然能够退回到基本原理上去寻找解决问题的切入点。然而，相比于对经典理论的深入挖掘，书中对于近年来兴起的非牛顿流体在特殊工程介质（如泥石流或高粘度泥浆输送）中表现的研究广度似乎略显不足，这可能是一个可以拓展的方向。

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