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出版者:

作者:Erbidti, Paulo C. F.

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:

价格:199.95

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isbn号码:9789058096210

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图书标签:

• 水工结构
• 水闸设计
• 液压工程
• 水利工程
• 闸门设计
• 结构工程
• 水工机械
• 工程设计
• 水资源
• 混凝土结构

现代水利工程中的关键技术与实践 一部聚焦于水资源管理、防洪减灾与灌溉系统构建的深度专著 本书并非专门探讨水闸或闸门的设计细节，而是将视角拓展至整个现代水利工程的宏观与微观层面，深入剖析支撑当代社会水资源有效利用与风险管控的底层技术与工程哲学。它是一部为水利工程师、环境规划师、土木结构专家以及高级水文学专业学生量身打造的参考手册，旨在提供超越单一结构设计的全面知识体系。 --- 第一部分：流域水文过程与规划基础 本部分奠定了水利工程的理论基石，强调在进行任何具体工程设计之前，对自然水文系统的理解是至关重要的前提。 第一章：复杂地形下的水文建模与预测 本章详细阐述了在山区、平原及喀斯特地貌等不同地质环境下，如何建立精确的水文模型。内容涵盖了从传统的集总式模型到分布式水文模型（如SWMM、HEC-HMS）的演进。重点分析了如何校准和验证模型参数，特别是针对极端降水事件（如“百年一遇”、“千年一遇”）的频率分析与重现期确定方法。此外，还深入探讨了遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）在实时监测降雨径流、地表水体变化中的集成应用，为洪水预警系统提供精确的输入数据。 第二章：水资源承载力与可持续利用评估 面对日益增长的用水需求与气候变化带来的不确定性，本章聚焦于如何科学评估一个特定流域的生态水文承载力。内容包括：地表水与地下水系统的耦合分析、生态基流的确定标准、农业灌溉需水量的精确核算（考虑作物系数与灌溉效率），以及工业与城市用水的阶梯式定价与节水潜力评估。书中提供了多个案例研究，展示了如何在水资源稀缺地区通过优化用水结构来实现区域经济的可持续发展目标。 第三章：防洪规划与风险矩阵构建 防洪不再仅仅是修建堤坝，而是一个系统的风险管理过程。本章探讨了多重防洪标准的协调问题（例如，城市核心区与非核心区的防护标准差异）。详细介绍了基于风险矩阵（Risk Matrix）的决策方法，即将工程风险（结构失效概率）与经济后果（潜在损失）进行量化评估，从而指导最优的防护投资策略。内容还涵盖了城市内涝的综合治理方案，强调“海绵城市”理念在渗透、滞留、净化方面的技术实现路径。 --- 第二部分：水工结构物的结构完整性与耐久性 本部分将目光投向支撑水利系统的各类大型工程结构，重点关注材料科学、结构力学及其长期服役的可靠性。 第四章：大跨度溢洪道与消能设施的流体力学设计 溢洪道是水利枢纽安全泄洪的关键。本章详细分析了不同形式的堰顶（如WES标准、Ogee曲线）在超临界流条件下的水力特性。重点探讨了如何通过精确的动量分析和水面线计算，设计出高效且低空蚀的消能工（如阶梯消能池、挑流消能）。对深水消能的流态控制、气穴现象的预防及新型缓坡消能结构（如锯齿形或多孔结构）的力学性能进行了深入的探讨和对比。 第五章：水工混凝土的配合比设计与抗疲劳性能 水工结构常年遭受水流冲刷、冻融循环及化学侵蚀。本章超越了常规的结构混凝土设计，聚焦于高性能水工混凝土的配合比优化。内容包括：高抗渗性配合比的设计原理、引入矿物掺合料（如粉煤灰、硅灰）对早期强度和后期耐久性的影响、以及新型自密实混凝土在复杂模板条件下的应用。此外，对长期荷载作用下的混凝土弹性模量衰减、徐变效应及疲劳损伤的评估方法进行了详细阐述。 第六章：地基处理与渗流控制的优化策略 地基是所有水工重力结构（如大坝、船闸）的承重基础。本章细致地介绍了针对软弱地基、岩溶地基的综合处理技术。内容涵盖了深层搅拌法（DSM）、高压旋喷注浆等改良技术在提高地基承载力与降低渗透系数上的应用。特别强调了针对渗透流的数值模拟（如有限元法FEA）在优化防渗墙深度与长度中的作用，确保渗透线控制在安全范围之内。 --- 第三部分：水工自动化与智能运维 在信息技术飞速发展的背景下，现代水利系统正向着智能化、自主化方向发展。本部分关注于如何通过先进的传感、控制与数据分析技术来提升水利设施的运行效率与安全性。 第七章：分布式传感网络在结构健康监测（SHM）中的应用 结构健康监测是保障大型水工构筑物长期安全的关键。本章探讨了振动、应变、位移等物理参数的分布式传感技术。内容包括：光纤光栅（FBG）传感器在监测大坝内部裂缝扩展与温度场变化中的应用、无线低功耗传感器网络（WSN）在偏远地区信息回传中的组网策略，以及数据驱动的阈值预警系统构建。书中提供了如何将监测数据与结构有限元模型进行耦合，实现状态评估和剩余寿命预测的实操指南。 第八章：先进控制理论在水库调度中的应用 水库的优化调度是实现多目标（发电、供水、防洪）平衡的关键。本章介绍了基于模型预测控制（MPC）和模糊逻辑控制（FLC）的智能调度系统。MPC能够提前考虑未来一段时间内的来水预测、用水需求和下游限制条件，进行滚动优化求解，从而在保证安全的前提下，实现更高的经济效益。书中通过复杂的非线性优化问题实例，展示了如何为大型跨流域调水工程设计鲁棒的控制算法。 第九章：水工设施的退役与更新规划 随着基础设施的老化，如何科学、环保地对现有水利设施进行退役、改造或拆除，成为新的挑战。本章讨论了退役决策的经济学分析（成本效益比）、生态影响评估以及新型材料替代方案的选择。重点分析了在不影响现有防洪或供水功能的前提下，如何对老旧闸室进行结构加固与功能升级，以适应新的气候变化和安全标准要求。 --- 总结： 本书通过对水文理论、结构工程、材料科学与智能控制的跨学科整合，旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视野，理解并掌握现代水利工程面临的复杂挑战与前沿解决方案。它强调的不是某一个特定部件的设计细节，而是整个水利体系在应对自然、社会双重压力下的系统性、工程化解决之道。

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这本书的行文风格是那种老派的、极其严谨的学术范式，逻辑链条密不透风，每一个论断都有明确的参考文献支撑。对于习惯了网络碎片化信息获取的我来说，起初适应了一下这种“慢阅读”的节奏。但是，一旦进入状态，便会被其深厚的学术功底所折服。它仿佛在邀请你进入一个高度专业化的知识殿堂，要求你摒弃浮躁，去追溯每一个设计决策背后的物理学原理和工程学哲学。书中引用的早期文献和规范标准，展现了作者深厚的文献积累。我尤其欣赏作者在讨论特定结构形式的局限性时所表现出的坦诚，他没有回避某个设计在特定水文条件下的脆弱性，反而将其作为优化后续设计的契机。这种对知识的敬畏和对自身局限性的认知，使得全书充满了学者的风范，它教给我的不仅是设计规范，更是一种科学研究的严谨态度。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种沉稳的蓝色调，配上精密机械的线条勾勒出的水工结构图，一下子就抓住了我的眼球。我原本以为这会是一本枯燥的教科书，但翻开之后发现，作者在内容组织上真是下了大功夫。它没有直接跳入那些晦涩难懂的公式推导，而是先用生动的案例和历史沿革来引导读者，让人明白为什么研究这些复杂的闸门设计如此重要。比如，书中对历史上的重大水坝事故分析得极其透彻，那种对工程责任的追问，让我深刻体会到每一个细节都可能关乎生命财产安全。阅读过程中，我感觉自己不是在啃理论，而是在参与一场跨越时空的工程对话，探讨如何在自然伟力面前，筑起可靠的屏障。对于初涉水利工程领域的学生来说，这种循序渐进的引导方式，简直是太友好了，它构建了一个坚实的基础，让后续更复杂的流体力学和结构分析的学习变得水到渠成，完全不会让人产生畏惧感。这本书的排版也十分考究，图文比例拿捏得恰到好处，那些三维渲染图清晰得令人赞叹，仿佛能触摸到钢筋混凝土的冰冷质感。

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我最近刚好负责一个小型水库的改造项目，急需一本权威且实用的参考书来指导我们团队进行关键设备的选型和操作规范的制定。说实话，市面上关于水工结构的书汗牛充栋，但大多要么过于偏重理论研究，要么就是只关注某个特定类型的闸门，缺乏系统性。这本书的出现，简直像是久旱逢甘霖。它对不同类型闸门——从传统的拦污闸到现代化的溢洪闸——的优缺点进行了极为细致的对比分析，不仅仅是参数上的比较，更深入到维护成本、抗震性能以及在极端天气下的响应机制。尤其让我印象深刻的是，书中关于动态水压力和泥沙淤积对闸门运行寿命影响的章节，那几页的论述，直接为我们解决了一个困扰已久的技术难题。我发现，编写者显然是一位经验极其丰富的实践者，他没有停留在理想化的模型上，而是充满了对现实世界复杂工况的敬畏和考量。每一次我感到迷茫时，翻开它总能找到一条清晰的思路，它不只是告诉我“怎么做”，更告诉我“为什么这么做”，这种深层次的理解，是任何在线教程都无法替代的。

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以一个机械设计工程师的角度来看待这本书，我原本预期会看到大量的应力计算和材料选择的细枝末节，但它呈现给我的广度与深度，超出了我的初始想象。它并没有把所有篇幅都用在疲劳分析和有限元建模上，而是将焦点放在了“接口”和“集成”上——闸门与驱动系统、闸门与周边岩体之间的协同工作模式。书中对自动化控制系统的集成部分描述得尤为精妙，详细探讨了传感器布局、故障诊断逻辑以及远程监控的协议标准。这对于我们现代化的、高度集成的机电一体化项目来说，是至关重要的信息。我特别喜欢它对“冗余设计”理念的阐述，作者用多个案例说明了在关键水利设施中，冗余不仅仅是一种成本上的增加，更是一种对长期稳定性的终极承诺。阅读这些内容时，我体会到一种工匠精神，那是对可靠性和安全裕度的近乎偏执的追求，这在我过去接触的很多追求“精简高效”的工程文献中是很少见的。

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这本书的阅读体验，有点像是被一位经验丰富、不苟言笑的资深总工程师带着去工地巡检。他不会用花哨的语言，但每一句话都掷地有声，直指核心问题。我发现它在处理“非常规工况”的案例上表现出色。比如，当讨论到水流冲刷和空蚀现象时，作者提供的不仅仅是计算公式，更是一套基于多年现场观察总结的预警指标和紧急处理预案。对于我们这些在复杂河网区域工作的工程师来说，处理那些百年一遇的洪水或地震后的次生灾害，远比常规运行来得棘手。这本书在这些“灰色地带”提供了清晰的指导方针，帮助我们将那些理论上知道但实践中难以下手的风险管理，转化为一套可执行的SOP（标准操作程序）。可以说，这本书将理论的深度、实践的广度以及预见性的警示完美地融合在了一起，它不是一本用来“应付考试”的书，而是真正能陪伴工程师职业生涯成长的工具书。

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