Principles of Hydrogeology, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC

作者:Paul F. Hudak

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-10-27

价格:USD 94.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781566705004

丛书系列:

图书标签:

• 水文地质学
• hydrogeology
• Hydrogeology
• Groundwater
• Hydrology
• Water Resources
• Environmental Science
• Geology
• Earth Science
• Civil Engineering
• Second Edition
• Principles

流变之下：地下水世界的奥秘 本书旨在带领读者深入探索水文地质学这一迷人的领域，揭示隐藏在地表之下的庞大地下水系统。我们将从宏观视角出发，理解地球水循环的地下组成部分，以及地下水如何成为维持生态系统、支撑人类文明的关键资源。 第一部分：地下水的基础 在踏入地下水世界的旅程伊始，我们首先需要构建坚实的基础。本部分将详细阐述地下水的起源与分布。我们将追溯雨水、融雪等在地表渗透，最终汇入地下深处的漫长过程。在此过程中，土壤、岩石的性质如何影响水的渗透性和储存能力，将成为重点探讨的对象。不同地质构造，如砂岩、石灰岩、裂隙基岩等，各自扮演着怎样的角色？它们又是如何塑造地下水储层的？我们将一一剖析。 接着，我们转向地下水的运动规律。如同地表河流遵循重力驱动一样，地下水也并非静止不动。渗透是地下水运动的基本机制，我们将深入研究达西定律，理解水在多孔介质中的流动是如何由水力梯度和渗透系数决定的。水力梯度，这个看似抽象的概念，将通过生动的实例和图示，转化为直观的理解：水总是从高水位向低水位流动。渗透系数，则揭示了不同介质对水流阻碍能力的差异，我们将探讨影响渗透系数的诸多因素，如孔隙大小、连通性以及介质的均匀性。 在此基础上，我们将进一步探讨地下水的压力与水位。地下水位并非简单的水平面，而是受到多种因素影响的复杂界面。静水压力，作为地下水的重要特征，如何影响地下水的运动和地下结构？我们将通过理解水柱的压力分布，来解释为何地下水会从压力较高的区域流向压力较低的区域。同时，我们将介绍水文地质勘察中常用的水位观测方法，以及如何通过水位监测来了解地下水系统的动态变化。 第二部分：地下水与环境的互动 地下水并非孤立存在，它与周围环境形成了复杂而动态的互动关系。本部分将聚焦于地下水在地球系统中的关键作用，以及人类活动对其产生的影响。 我们将首先关注地下水与地表水体的联系。河流、湖泊、湿地，这些我们熟悉的地表水体，往往是地下水排泄的直接表现。地下水补给河流，或者河流补给地下水，这种双向的联系是如何维系的？我们将通过水力联系的概念，理解两者之间的物质和能量交换。了解这种联系，对于水资源管理和河流生态保护至关重要。 随后，我们将深入探讨地下水的化学性质。地下水在穿过地层时，会溶解岩石和土壤中的矿物质，从而形成具有不同化学特征的水体。我们将研究影响地下水化学成分的主要因素，如岩性、滞留时间、氧化还原条件等。溶解性矿物质的浓度，例如钙、镁、钠、碳酸盐等，将决定地下水的硬度、pH值以及其作为饮用水或工业用水的适宜性。我们将探讨地下水化学演化过程中的氧化还原反应、沉淀溶解反应等，这些反应深刻地影响着地下水的质量。 当然，我们不能忽视地下水面临的环境挑战。地下水污染是一个日益严峻的问题，我们将详细分析各种污染源，包括工业废水、农业径流、生活污水、垃圾填埋场渗滤液等，以及它们如何进入地下水系统。污染物的迁移和转化，将受到水流速度、介质性质、化学反应等多种因素的影响，我们将探讨这些过程是如何导致地下水水质恶化的。 第三部分：地下水资源与管理 地下水作为一种宝贵且有限的资源，其可持续利用和有效管理是本书的另一重要主题。我们将从资源评估到开发利用，再到环境保护，全面梳理地下水管理的关键环节。 首先，我们将介绍地下水资源的勘察与评价方法。如何准确地估算一个区域的地下水储量？我们将探讨钻孔勘探、地球物理探测、水文地质模型模拟等多种勘察技术，以及如何通过这些技术获取地下水系统的关键参数。水文地质模型，作为一种强大的工具，能够模拟地下水在不同情景下的行为，从而为资源评估提供科学依据。 接着，我们将讨论地下水的开发与利用。钻井技术是如何将地下水抽取到地表的？抽水过程中可能出现的问题，例如降落漏斗、井旁降落等，将是我们重点关注的内容。合理规划抽水井的布置和抽水量，是避免地下水位过度下降和引发次生灾害的关键。 水资源的可持续性要求我们审慎管理。地下水超采是一个普遍存在的问题，它可能导致地下水位下降、地面沉降、海水入侵等一系列生态环境问题。我们将分析这些问题的成因和后果，并探讨相应的应对策略，如限制抽水、人工回灌、联合调度等。 最后，我们将展望地下水保护的未来。除了防止污染，我们还需要关注地下水系统的生态功能。健康的地下水系统对于维持湿地生态、保障河流流量至关重要。我们将探讨如何通过加强立法、提高公众意识、推广绿色农业等多种途径，共同守护这片流动的生命之源。 通过以上三大部分的详细阐述，本书将力求为读者呈现一个全面、深入的地下水世界。我们相信，对地下水奥秘的探索，不仅是对科学知识的积累，更是对地球生命支持系统的一次深刻体悟。

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这本书的阅读体验，坦白说，更像是在参加一场极其严格的学术研讨会，而不是在享受一次轻松的知识探索之旅。它对地下水补给、排泄过程的参数化处理，采用了非常精细的数学描述，对于那些习惯于定性分析的读者来说，这些定量化的推导过程可能需要反复揣摩。作者对于地下水流动在不同尺度下的表现差异的分析，展现了极高的专业水准，特别是关于大尺度区域水循环的讨论，极具启发性。但另一方面，书中对于如何将这些复杂的理论模型应用于实际的工程项目决策过程，指导性信息相对不足。例如，在实际的工程勘察中，如何根据地质条件选择最适宜的抽水试验方案，书中只是概述了原理，而缺乏具体步骤和注意事项的指导。这种“知其所以然，而略于知其所以然”的写作方式，使得这本书更适合作为理论进阶的阶梯，而非解决日常工程难题的“即插即用”手册。

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我这次翻阅这本关于地下水原理的著作，最深刻的印象是其对“证据”的强调。每一个重要的结论，几乎都有明确的理论推导或实验数据的支撑，这使得全书充满了无可辩驳的科学权威性。作者在论述地下水对地表水体（如河流和湖泊）的相互影响时，引入了先进的耦合模型概念，这一点在老版本的著作中是很难得的。这些章节详细阐述了如何在区域尺度上平衡水文收支，这对宏观的水资源规划者意义重大。然而，不得不提的是，书中的插图和图例，虽然内容丰富，但印刷质量和清晰度在某些复杂的剖面图上稍显不足，这在需要仔细辨认地层界面和流线走向时，造成了一定的阅读障碍。总而言之，这是一部需要投入大量精力去消化的学术巨著，它要求读者不仅要有扎实的水文学基础，更要有耐心去适应其严谨且略显古板的学术表达风格。它教会你如何“思考”水文地质问题，而不是简单地告诉你“如何做”某项工程。

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这本关于水文地质学的著作，虽然在学术界广受推崇，但对于初学者来说，它的深度和广度无疑是一道不小的门槛。书中对地下水流动的物理机制、岩石和土壤的渗透性特征，以及区域地下水系统的数学模型构建，都有非常详尽的论述。特别是关于非稳定流动的章节，作者引用了大量的实验数据和复杂的偏微分方程，试图力求精确地模拟地下水在不同边界条件下的动态响应。然而，这种对理论深度近乎苛求的呈现方式，使得那些期待一本能快速上手、侧重于实际工程应用的读者可能会感到有些吃力。书中的图表虽然详尽，但有些专业术语的解释略显精简，对于没有深厚流体力学背景的读者来说，理解这些抽象概念需要花费额外的时间去查阅参考资料。我个人认为，如果能增加更多贴近实际案例的分析，比如具体的场地调查流程、污染羽流的监测与修复策略等，对于拓宽读者的应用视野会更有帮助。总而言之，它更像是一本面向研究生或专业研究人员的深度参考书，而非面向普通工程技术人员的工具手册。

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作为一本老牌的经典教材，它的历史沉淀感是无可替代的，书中引用了许多早期水文地质学家的奠基性工作，这使得它在学术溯源方面具有极高的价值。它对地下水资源评估方法的演变过程进行了细致的梳理，从最基础的水平衡法到更复杂的地球化学示踪技术，提供了一个宏观而全面的视角。其中对地下水化学成分与水岩相互作用的探讨，揭示了水质变化背后的地质驱动力，这一点对于环境地质学的交叉研究非常重要。然而，在面对当代水文地质学的前沿进展时，这本书的更新速度略显滞后。例如，对于遥感技术在地下水储量估算中的应用、大数据分析在水资源管理中的潜力等新兴领域，内容相对单薄。尽管如此，它依然为理解这些新技术的理论基础打下了不可动摇的地质学和水文学根基。读完此书，你会发现，许多前沿技术的突破，最终还是要回归到对地下水基本规律的深刻理解上来。

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翻开这本书，首先映入眼帘的是其严谨的逻辑结构和近乎教科书式的叙事风格，让人感受到作者在构建知识体系上的匠心。它不仅仅停留在对水文地质基本概念的介绍，而是深入到地质构造与水文参数之间的内在联系。书中对含水层的非均质性和各向异性的讨论非常精彩，特别是对层状介质中水流路径的分析，充分展示了作者对复杂地下水系统复杂性的深刻洞察。我特别欣赏它在介绍数值模拟方法时所展现的全面性，从有限差分到有限元方法的理论基础都有所涉猎，这无疑为希望从事高级地下水模拟工作的读者提供了坚实的理论基石。不过，阅读体验上略显沉闷，缺乏一些引人入胜的叙事元素来调和纯粹的科学论述。对于那些希望通过阅读来激发对水文地质领域兴趣的潜在爱好者来说，可能需要付出更大的毅力去啃读这些密集的公式和理论推导。它更像是一部需要静下心来，逐字逐句研读的学术专著。

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