地下水水文学

地下水水文学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国环境科学出版社
作者:朱学愚
出品人:
页数:522
译者:
出版时间:2005-7
价格:50.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787802092112
丛书系列:
图书标签:
  • 地下水
  • 水文学
  • 水资源
  • 环境科学
  • 地质学
  • 水文地质
  • 地下水模型
  • 水质
  • 渗透性
  • 含水层
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具体描述

本书是一本系统论述地下水文学的专著。全面介绍地下水水文学的研究内容、理论体系和工作方法。全书供分为十一章。其中前六章主要介绍地下水的基本概念,包括含水层、地下水的基本类型、地下水的化学成分和同位素、地下水运动、地下水中的溶质运移等。第七章到第十章介绍近二三十年来地下水水文学的热点问题,如地下水模拟、地下水资源、地下水污染以及与地下水有关的环境和生态问题。第十一章介绍地下水的历史发展和今后展望。

本书可作为从事水文、水资源、水文地质、地质工程、环境科学的教学、科研、工程等领域的专业人员参考。也可作为研究生的教学用书。

《地下水动力学基础:流动、运移与资源评估》 本书深入探讨地下水在其赋存介质中的运动规律、污染物在地下水系统中的迁移过程,以及如何科学地评估和管理这一宝贵资源。作为一本面向高等院校水文学、水资源、环境工程、地质学及相关专业的研究生和高年级本科生的教材,同时也是地下水领域从业人员的必备参考书,本书力求理论体系严谨,内容充实,并结合实际应用。 第一部分:地下水流动理论 本部分详细阐述地下水流动的基本原理,从最基础的渗透性概念入手,逐步深入到更复杂的流动模式。 绪论: 介绍地下水学的研究对象、重要性及其在国民经济和社会发展中的作用。明确地下水作为水循环重要组成部分的地位,以及其在地表水资源枯竭、环境污染日益严峻的背景下,其战略价值的凸显。 地下水基本概念与术语: 定义并解释孔隙度、给水度、渗透性、导水系数、贮水系数、水力坡度、达西定律等核心概念。深入解析这些参数的物理意义及其在描述地下水运动中的作用。 达西定律及其适用性: 详细推导达西定律,并分析其成立的条件(层流、饱和流动、均匀介质等)。讨论在非达西流条件下的流动现象,例如在裂隙岩石或高度不饱和介质中的流动,介绍修正的达西定律或非达西流模型。 地下水流动的连续性方程: 基于物质守恒原理,推导地下水流动的守恒方程,即连续性方程。重点讲解稳态流动和非稳态流动的数学表达形式,并阐述其在模拟地下水运动中的关键作用。 地下水流动的控制方程: 在连续性方程的基础上,引入描述流体势能与流动速度关系的势函数概念,推导出适用于不同条件下的地下水流动方程,如拉普拉斯方程(稳态流)、泊松方程(含源项或汇项的稳态流)以及菲克定律描述的非稳态流动方程。 地下水流动解析解与数值解: 介绍求解地下水流动方程的常用方法。包括解析解法,如分离变量法、傅里叶变换、拉普拉斯变换等,适用于简单几何边界和边界条件的情况。同时,重点介绍数值解法,如有限差分法、有限元法、边界元法等,它们能够处理复杂几何形状、不均质介质和非线性流动问题,是现代地下水模拟的关键工具。 地下水流动边界条件: 详述各种常见的边界条件,包括定水头边界(第一类边界条件)、定流量边界(第二类边界条件)、混合边界(第三类边界条件)以及自由面边界(第四类边界条件)等,并分析不同边界条件对地下水流场的影响。 地下水流动的概念模型与数学模型: 强调构建地下水模型前,进行地质背景调查、水文地质单元划分、参数化确定等概念模型建立过程的重要性。在此基础上,介绍如何将概念模型转化为可计算的数学模型,并讨论模型率定的基本原则和方法。 第二部分:地下水运移理论 本部分将焦点从地下水流动转移到溶解质或污染物的在地下水系统中的迁移过程,这是环境水文学和地下水污染防治的核心内容。 溶质运移的基本过程: 详细解释溶质在地下水中的运移主要受两种机制控制:平流(随地下水流动而输移)和弥散(由于流速差异和分子扩散造成的扩散)。 平流理论: 介绍平流的概念,即溶质随着地下水流体的平均速度向前推进。分析影响平流速率的关键因素,如地下水流速、介质的连通孔隙度等。 弥散理论: 深入探讨弥散作用,包括机械弥散(由流速在孔隙或裂隙中的不均匀分布引起)和分子扩散(由于溶质浓度梯度引起的分子热运动)。引入纵向弥散度、横向弥散度等参数,解释其物理意义和影响因素(如介质的非均质性、流速等)。 溶质运移的守恒方程(对流-弥散方程): 基于物质守恒和运移机制,推导描述溶质在饱和多孔介质中运移的对流-弥散方程。重点解析该方程的各项含义,包括对流项、弥散项、反应项(如有)以及源汇项。 溶质运移的数值模拟: 介绍如何利用数值方法求解对流-弥散方程,以预测污染物在地下水中的迁移路径和浓度分布。讨论常用的数值方法(如有限元法、有限差分法)以及它们在处理复杂运移过程中的优势和局限性。 反应与转化过程: 考虑溶质在地下水运移过程中可能发生的物理、化学或生物反应,如吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-还原、生物降解等。介绍反应动力学模型以及如何将其耦合到运移方程中,以更真实地模拟地下水中的溶质行为。 污染物源及其对运移的影响: 分析不同类型的污染物源(如点源、面源、污染渗漏)及其对地下水运移的影响。讨论源强、释放速率、释放持续时间等参数对污染物羽(plume)的空间形态和发展演变的影响。 第三部分:地下水资源评估与管理 本部分将理论知识应用于实际,探讨如何科学地评估和管理地下水资源,以实现可持续利用。 地下水资源量评估: 介绍地下水资源量的主要类型,包括可再生地下水资源量、静态地下水资源量和动态地下水资源量。详细讲解各种评估方法,如水量平衡法、水文地质单元法、地下水流模型法等。 地下水开发利用的承载能力分析: 评估地下水开发的合理开采量,防止因过度开采导致的水位下降、地下水枯竭、地面沉降、海水入侵等不利后果。介绍承载能力分析的方法和技术。 地下水水位动态监测与预测: 阐述地下水水位监测的重要性,包括监测井的布设、监测频率、数据采集与处理。介绍常用的地下水水位预测方法,如趋势分析、时间序列分析、回归分析以及基于水文模型的水位预测。 地下水系统模拟与优化: 运用前述的地下水流动和运移模型,模拟地下水系统的响应,预测开发利用和污染过程的影响。介绍模型在地下水资源管理决策中的应用,如优化开采方案、地下水回灌策略、污染修复方案等。 地下水污染调查与评价: 介绍地下水污染调查的程序和方法,包括污染源识别、现场采样与分析、地下水水质评价。分析不同污染物的地下水环境影响。 地下水污染修复技术: 综述常用的地下水修复技术,如物理修复(抽水-处理、土壤修复)、化学修复(氧化还原、化学淋洗)和生物修复(生物降解、植物修复)等,并分析其适用条件和效果。 可持续地下水管理策略: 探讨地下水资源的可持续管理原则和策略,包括水权制度、地下水法律法规、公众参与、跨界地下水管理等。强调以水文地质规律为基础,统筹考虑地下水与地表水、生态环境之间的相互作用,实现水资源的综合管理。 本书在内容组织上,力求逻辑清晰,层层递进,从基础理论到应用实践。每章末均附有思考题和习题,帮助读者巩固和深化对所学知识的理解。同时,书中穿插了大量图表和实例,使理论讲解更加生动形象,易于掌握。通过学习本书,读者将能够系统掌握地下水流动与运移的基本理论,具备运用相关模型解决实际地下水问题(如水资源评估、地下水污染防治、地下工程水文地质分析等)的能力。

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用户评价

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这部《地下水水文学》对于地下水勘探与开发技术发展的历史梳理,让我看到了人类智慧的不断进步。作者并没有直接跳到现代的先进技术,而是从古代的地下水利用方式开始讲起,比如古代的地下水系统、古井的挖掘技术,以及一些早期的水文地质勘探方法。这种历史的回顾,让我能够理解为什么我们会发展出今天的技术。随后,作者详细介绍了地下水勘探技术的演进,从早期的地质调查、水文地质钻探,到后来的地球物理勘探方法,如电阻率法、激电法、地震法等等。他不仅阐述了这些方法的原理,还分析了它们在不同地质条件下的适用性。在地下水开发方面,书中也详细介绍了各种抽水井的设计、不同类型的水泵、以及地下水输配系统的原理。这些技术细节,让我对地下水工程的复杂性和专业性有了更直观的认识。这本书让我看到,人类在认识和利用地下水资源的过程中,不断地探索、创新和进步,这是一个持续不断的过程。

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《地下水水文学》这本书,让我对地下水监测和评价的方法论产生了全新的认识。在我的印象中,地下水监测就是埋设几个水井,定期量量水位,查查水质。但通过这本书,我才了解到,这背后蕴含着多么庞大而精密的科学体系。作者详细介绍了各种先进的监测技术,从传统的钻孔测井、抽水试验,到现代的地球物理勘探、遥感技术,以及各种新型的传感器和数据采集系统。他不仅阐述了这些技术的原理,更深入地探讨了如何利用这些数据进行科学的地下水资源评价。我读到了如何根据水文地质参数,建立区域性的地下水数值模型,从而预测地下水位的变化趋势,评估地下水开采的可持续性,甚至模拟污染物的扩散范围。这种基于数据和模型的科学化管理,让我看到了地下水资源保护的希望。我也明白了,为什么一些地区会面临地下水危机,而另一些地区却能长期稳定地利用地下水,这背后往往是科学监测和评价体系的有效性差异。这本书让我对地下水管理工作的重要性有了更深刻的理解,也让我对未来地下水科学的发展充满了期待。

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在阅读《地下水水文学》的过程中,我深刻体会到作者对于细节的极致追求,以及他如何将看似枯燥的理论知识,转化为引人入胜的知识探索。书中对于不同类型含水层的描述,比如松散岩石孔隙含水层、裂隙含水层以及岩溶含水层,都做得极其细致。作者不仅仅是列举出它们的物理特征,更是深入剖析了它们形成的地质背景,以及在水文循环中所扮演的不同角色。我仿佛置身于一个巨大的地下水实验室,亲眼见证着水分子如何在不同的介质中运动,如何在孔隙中扩散,如何在裂隙中奔涌,如何在溶洞中汇聚。作者运用了大量的图示和模型,但这些图示并非冰冷的数学公式堆砌,而是经过精心设计,能够直观地展示地下水的流动方向、压力分布以及污染物的迁移路径。他甚至会引用一些历史上的著名水文案例,通过这些生动的实例,来解释复杂的地下水动力学原理。我必须承认,在某些章节,我需要反复阅读,才能完全理解其中的精妙之处,但这正是这本书的魅力所在——它挑战我的认知,激发我的思考,让我对地下水这个隐秘的世界有了前所未有的深入了解。

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《地下水水文学》在探讨地下水未来发展趋势和面临挑战方面,给我带来了深刻的启示。作者不仅仅局限于介绍现有的知识和技术,更将目光投向了未来。他分析了随着全球气候变化、人口增长以及经济发展,我们对地下水资源的需求将会持续增加,但同时,地下水的补给条件也可能面临挑战。书中探讨了如何利用更先进的遥感技术、大数据分析以及人工智能等手段,来提高地下水的监测和管理效率。我也读到了关于地下水回灌技术的创新,以及如何将雨水收集、污水处理后的再生水用于地下水回灌,以补充地下水资源。同时,作者也指出了地下水科学领域仍然存在的一些关键问题,例如对于深层地下水的研究、地下水与地热能的耦合利用、以及地下水在应对极端气候事件中的作用等等。这本书让我意识到,地下水科学是一个不断发展和演进的领域,未来的研究和实践将充满机遇和挑战。它鼓励我保持学习和探索的热情,去关注这个关乎我们生存和发展的地下世界的未来。

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这部《地下水水文学》带给我的最大惊喜,莫过于它对地下水与人类社会之间关系的深刻洞察。作者并没有将重点仅仅放在地下水的物理化学性质上,而是巧妙地将这些科学原理融入到人类文明发展的宏大叙事中。我读到了早期文明如何依赖地下水井和泉水生存,如何在干旱地区开凿坎儿井、挖掘渠道,这些古老而智慧的工程,在书中被赋予了新的生命。作者详细阐述了地下水作为生命线,如何在农业灌溉、城市供水以及工业发展中扮演着不可或缺的角色。我开始意识到,我们今天习以为常的自来水,其背后是多么复杂的地下水资源管理和开发体系。更让我印象深刻的是,书中对于地下水过度开发所带来的环境问题的探讨,比如地面沉降、海水入侵以及水质恶化等。作者以严谨的科学态度,结合大量的案例分析,向读者展示了人类活动对地下水资源造成的潜在威胁。这让我反思,我们是否真的珍惜眼前唾手可得的地下水,是否对这个宝贵的资源怀有应有的敬畏之心。这本书不仅仅是一部科学著作,更是一面镜子,照出了我们与自然之间微妙而又重要的联系,也警示我们要以更加负责任的态度对待我们赖以生存的水资源。

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《地下水水文学》中关于地下水与地质灾害之间关联的探讨,令我感到既新奇又警醒。我之前可能更多地将地质灾害与地震、滑坡等宏观现象联系起来,而忽视了地下水在地质作用中的潜在影响。作者通过严谨的科学分析,揭示了地下水压力变化、地下水流速以及地下水对岩土体渗透性的影响,是如何与山体滑坡、地面沉降、土地开裂甚至诱发地震等灾害密切相关的。我读到了关于某些地区因长期过度抽取地下水而导致地面显著沉降,甚至引发建筑物损坏的案例;也读到了地下水汇流改变如何影响边坡的稳定性,从而诱发滑坡灾害的机制。书中还详细介绍了如何利用地下水监测数据,来预警和评估地质灾害的风险,并提出了一些通过调整地下水开采和回灌来减轻地质灾害的方法。这种将地下水学与地质灾害学相结合的视角,让我对地球的复杂运动有了更深层次的理解,也让我意识到,保护好地下水资源,不仅仅是为了满足用水需求,更是为了维护地球的稳定和人类的安全。

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不得不说,《地下水水文学》在探讨地下水污染及其治理方面,为我打开了一扇全新的大门。在此之前,我可能更多地关注地表水污染,认为地下水是相对安全的。然而,这本书让我看到了地下水污染的隐蔽性和持久性。作者通过大量的案例研究,揭示了工业废水、农药化肥、生活污水甚至固体废弃物填埋场等多种污染源,是如何悄无声息地渗透到地下,污染那些原本纯净的地下水层。我读到了关于污染物在地下介质中的迁移转化过程,以及它们对地下水生态系统造成的破坏。更令人触目惊心的是,书中对于一些长期存在的地下水污染事件的分析,让我明白了地下水污染一旦发生,其治理的难度和成本是何其巨大。作者并没有止步于描绘问题,而是积极探讨了各种地下水污染治理的技术手段,包括地下水修复、污染隔离、原位处理等等。他详细介绍了这些技术的原理、适用范围以及存在的技术挑战。这本书让我深刻认识到,保护地下水不仅仅是防止污染的发生,更需要我们在污染发生后,能够有科学有效的手段来修复和治理,这是一项艰巨而又充满意义的任务。

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在阅读《地下水水文学》的过程中,我对地下水资源的区域性差异和管理策略有了更为细致的理解。我过去常常将“水资源”视为一个笼统的概念,认为只要有水,就可以满足需求。然而,这本书让我认识到,不同地区地下水的赋存条件、补给来源、运动特征以及水质状况都存在着巨大的差异。作者详细分析了不同地质构造、气候带以及地理环境下的地下水特征,例如在干旱半干旱地区,地下水的补给可能非常有限,过度开采的后果会更加严重;而在一些降雨充沛的地区,地下水资源相对丰富,但也可能面临着水质污染的风险。书中也探讨了针对不同区域的地下水管理策略,包括合理规划开采量、加强水资源保护、推广节水技术以及开展跨区域的水资源合作等等。我读到了许多成功的地下水管理案例,也学到了许多失败的教训。这种基于区域特点和科学分析的差异化管理,让我认识到地下水资源的管理是一项复杂而精细的系统工程,需要因地制宜,才能实现可持续利用。

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《地下水水文学》对于地下水与生态系统之间相互作用的阐释,无疑是本书最令人惊艳的部分之一。我过去一直以为,地下水主要是服务于人类的用水需求,它与生态系统的关系似乎是次要的,甚至是间接的。然而,本书彻底颠覆了我的这一认知。作者通过深入的分析,清晰地阐述了地下水如何支撑着地表面的植被生长,如何维持湿地、湖泊甚至河流的稳定。我读到了关于地下水补给河流、地下水径流对生态流量的贡献,以及地下水位变化对湿地植物群落的影响。书中引用了大量的野外调查数据和生态模型,让我能够直观地理解地下水对不同生态系统的具体作用。尤其让我印象深刻的是,作者探讨了地下水位下降如何导致植被死亡、生物多样性丧失,以及对整个生态系统的稳定性造成破坏。他也介绍了如何通过科学的水文地质评估,来为生态用水需求提供科学依据,并提出了一些生态修复的思路。这本书让我看到了地下水不仅仅是人类的资源,更是维系地球生命和生态平衡的关键要素,它将地下水学从一个纯粹的工程学科,提升到了一个更具生态意义的维度。

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翻开《地下水水文学》,我原本以为会是一部枯燥的技术手册,毕竟“地下水”和“水文学”这两个词本身就带着一股严谨而疏远的学术气息。然而,从第一页开始,我就被作者那如同寻宝般娓娓道来的叙述方式深深吸引。他没有直接抛出复杂的公式和图表,而是先描绘了一幅幅生动的画面:雨水如何渗透进土壤,在地下深处汇聚成看不见的河流,如何滋养着古老的森林,又如何在地壳深处形成巨大的储水库。我仿佛能感受到每一滴水在黑暗中缓缓流淌,经历着漫长而奇妙的旅程。作者用一种非常人性化的视角,将那些抽象的地下水运动过程具象化,让我这个对专业知识知之甚少的读者,也能在脑海中构建起一幅幅清晰的地下水世界图景。他不仅解释了地下水是如何形成的,更深入探讨了它在地质构造、岩石特性甚至土壤颗粒之间的复杂互动。我开始惊叹于地下水系统的精妙设计,它并非是静止的,而是充满动态和变化的,如同一个巨大的、沉默的生命体,在地球的脉搏中跳动。每一次阅读,都像是在探索一个未知的宇宙,我沉醉于其中,渴望了解更多关于这个看不见却至关重要的生命之源的秘密。

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