Long Term Hillslope and Fluvial System Modelling pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Dikau, Richard

出品人:

页数:246

译者:

出版时间:

价格:$ 145.77

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isbn号码:9783540009825

丛书系列:

图书标签:

• 地貌演化
• 河流系统
• 斜坡过程
• 长期地貌
• 数值模拟
• 水文地质
• 地球科学
• 地表过程
• 建模
• GIS

《地质灾害风险评估与监测技术》 导言 在当今世界，人类社会与自然环境的互动日益紧密，地质灾害，如滑坡、泥石流、地面沉降等，对人民生命财产安全构成了严重威胁。本书旨在系统性地梳理和介绍当前地质灾害风险评估与监测的前沿理论、实用方法和先进技术。它不仅是为地质工程、水文地质、土木工程等相关专业的高年级本科生和研究生准备的教材，也是为一线地质灾害防治工作者、规划师和环境工程师提供的重要参考资料。 本书内容涵盖了从灾害机理分析到风险量化评估，再到实时监测预警的完整技术链条，强调理论与实践的紧密结合。 --- 第一部分：地质灾害基础理论与分类 第一章：地质灾害的本质与环境背景 本章首先界定了地质灾害的范畴，阐述了其形成的地质、水文、气候和工程环境条件。重点探讨了地球内动力与外动力作用如何耦合驱动地质灾害的发生。详细分析了岩土体的力学特性，特别是剪切强度、孔隙水压力和应力应变关系在失稳过程中的关键作用。引入了临界条件的概念，为后续的稳定性分析奠定理论基础。 第二章：主要地质灾害类型与典型案例分析 本章对几种主要的地质灾害类型进行了细致的区分和描述： 滑坡（Landslides）： 分类标准包括运动类型（如蠕变、颠簸、倾倒、旋转、平移）、物质组成和发生环境。深入探讨了顺层、楔形和倾倒式滑坡的运动学特征。 泥石流（Debris Flows）： 阐述了固体物质（泥、沙、砾石）与水体在沟谷中高速运动的流变学特性，包括固液两相流动的能量传递机制。分析了流域产流汇流模式对泥石流规模的影响。 崩塌（Rockfalls）与崩塌体（Topples）： 聚焦于陡峭岩体中块体失稳与脱落过程的动力学分析，涉及节理、裂隙系统的结构控制作用。 地面沉降与塌陷（Subsidence and Collapse）： 侧重于地下水开采、岩溶作用或地下工程（如采矿）导致的地面垂直位移现象及其地质结构响应。 通过引入国内外典型灾害案例（如特大型滑坡事件和高强度泥石流冲击事件），直观展示了灾害的破坏力和复杂性。 --- 第二部分：地质灾害风险评估方法 第三章：稳定性分析与极限平衡理论 本部分深入探讨了确定边坡稳定性的经典方法。详细介绍了岩土体边坡的极限平衡法，包括瑞典圆法（Ordinary Method of Slices）、Bishop法和Morgenstern-Price法等。强调了如何通过计算安全系数（Factor of Safety, FS）来判断边坡的当前状态。讨论了孔隙水压力在降低土体有效应力、诱发失稳中的决定性作用，并阐述了瞬态水文条件变化对稳定性的影响。 第四章：概率论与不确定性分析在风险评估中的应用 认识到地质参数的内在随机性和测量误差，本章引入了先进的概率风险评估方法。 随机有限元方法（Random Finite Element Method, RFEM）： 讲解如何将材料参数（如内摩擦角、粘聚力）视为随机场，模拟边坡失稳过程的随机性。 可靠性分析（Reliability Analysis）： 介绍了可靠性指标β值的计算，以及在不同可靠性要求下确定安全裕度的工程意义。 贝叶斯方法（Bayesian Methods）： 探讨了如何利用先验知识和新的监测数据来实时更新边坡失稳概率，实现动态风险评估。 第五章：灾害易损性与暴露度评估 风险（Risk）被定义为危险性（Hazard）与暴露度（Exposure）及易损性（Vulnerability）的乘积。本章专注于后两者： 暴露度分析： 识别和量化受灾害影响的人口、基础设施、经济资产及关键服务设施的空间分布。使用GIS技术进行高精度空间叠加分析。 易损性曲线构建： 针对不同类型的工程结构和生命线系统，基于历史损伤程度与灾害强度（如流速、位移量）之间的关系，建立量化的易损性函数。 --- 第三部分：地质灾害的遥感与现场监测技术 第六章：多源遥感技术在灾害识别中的应用 本章侧重于大范围、快速、定期的地表形变监测技术： 合成孔径雷达干涉测量（InSAR）： 详细阐述了D-InSAR和SBAS等技术原理，如何获取毫米级的地表形变速率场，以及如何处理大气延迟和轨道误差。重点讨论其在监测缓慢蠕变的滑坡体和地面沉降区中的效能。 无人机摄影测量（UAV Photogrammetry）： 介绍利用高分辨率影像构建灾害区高精度数字表面模型（DSM）和正射影像（DOM）的技术流程，特别适用于小范围、高精度的灾后快速评估和工程对比。 第七章：现场实时监测与预警系统 现场监测是获取灾害驱动力数据和临界状态信息的核心手段： 位移监测系统： 包括传统的高精度测斜仪、伸缩仪和GPS高精度位移监测站，以及基于光纤光栅技术的分布式位移监测方案。 孔隙水压力与降雨监测： 强调了实时监测地下水位和孔隙水压力的重要性。介绍皮托管（Piezometers）的布设原则和数据传输协议。 预警阈值设定与多因素融合： 探讨如何结合气象预报（强降雨预报）和地质体实时响应数据（位移速率突变），构建多指标耦合的临界预警模型，并将其集成到区域预警平台中。 第八章：三维地质建模与数值模拟 本章介绍了先进的数值模拟方法，用于预测灾害的潜在演化路径和最终规模： 有限元法（FEM）与有限差分法（FDM）： 讨论如何使用这些方法模拟岩土体在复杂荷载条件下的应力重分布和破坏扩展过程。 流固耦合模拟： 针对泥石流和饱和边坡失稳，阐述如何耦合液相流动（水动力学）和固相变形（土体力学）来模拟物质输运和能量耗散。 离散元法（DEM）： 用于模拟岩体结构内部的节理张开、块体运动及碰撞过程，特别适用于崩塌和岩石滑坡的运动学模拟。 --- 结论与展望 本书最后总结了地质灾害风险管理从“被动响应”向“主动预防”转型的趋势。展望了人工智能（AI）在海量监测数据处理、异常识别和复杂模型求解中的潜力，并强调了跨学科合作在未来地质灾害综合防治中的核心地位。 本书结构严谨，图文并茂，力求为读者提供一个既有坚实理论基础，又紧跟工程实践前沿的知识体系。

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本书的中间部分，明显将焦点从理论转向了实际应用与模拟方法的构建。这种转变处理得非常流畅，仿佛是自然而然地从“是什么”过渡到了“如何预测”。作者对各种数值方法的选择和局限性的分析，体现了一种极为成熟的科学态度——不盲目推崇某一种技术，而是根据不同的地质背景和研究目标，权衡各种模型的适用性。我特别留意了关于数值稳定性和离散误差控制的论述，这些是实际操作中常常令人头疼的问题，但作者的讲解清晰地指明了避免这些陷阱的路径。读到此处，我仿佛置身于一个高规格的实验室中，面前摆放着复杂的计算流程图，而作者正耐心地指导我如何校准参数，以期模拟出一个与真实世界高度吻合的未来场景。这种实践指导性极强的部分，极大地提升了本书的实用价值，它不再是单纯的学术探讨，而是为工程实践者和环境规划人员提供了强有力的工具箱。

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最后，对于全书的总结和展望部分，我感受到的是一种开放而又充满希望的学术氛围。作者没有画上一个绝对的句号，而是坦诚地指出了当前模型在处理多相流体、生物作用以及极端不确定性等方面的不足，并对未来的研究方向提出了富有洞察力的建议。这种不回避现有局限的诚实态度，恰恰是优秀学术著作的标志。文字的节奏在此刻变得舒缓而悠远，仿佛是在为我们描绘一幅尚未完成的宏伟蓝图。它激励着后来者，去填补那些空白，去探索那些未知的领域。读完后，我感到自己的知识结构被极大地拓宽，不仅是对山坡和河流系统的理解得到了深化，更重要的是，对于如何进行跨学科、多尺度、长周期的系统性研究，有了一套全新的方法论和思维框架。这本书带来的，不仅是知识的积累，更是一种持续探索的学术热情。

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接下来的章节，深入探讨了水动力学在塑造山坡形态中的核心作用。这里的文字风格骤然变得严谨而富有逻辑性，仿佛进入了一个精密仪器的内部，每一个公式、每一个参数的选取都显得深思熟虑。我注意到作者在处理非线性问题时，展现出了极高的数学功底和物理直觉，尤其是在描述土壤剪切应力和水流能量耗散的复杂耦合关系时，那种层层递进的推导过程，极具说服力。对于那些习惯于定性描述的读者可能会感到些许挑战，但对于期望获得扎实理论基础的专业人士而言，这无疑是一份珍贵的财富。我尤其欣赏作者对“临界状态”的讨论，那种在稳定与失稳之间摇摆的微妙平衡点，被刻画得入木三分。它不仅仅是描述了一个科学现象，更像是揭示了自然界中普遍存在的“阈值效应”，一旦跨越，后果将是颠覆性的。合上书页，脑中残留的不是一堆冰冷的符号，而是关于水体如何以其柔弱之力，刻画出地球表面最坚硬岩石的深刻哲理。

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这部著作的开篇，仿佛带我走进了一条古老而又充满活力的河流系统。作者并没有急于抛出复杂的数学模型，而是从地貌演化的宏观视角切入，娓娓道来山坡与河流之间那种错综复杂、相互制约的亲密关系。那种感觉，就像是站在一个高耸的山顶，俯瞰着脚下绵延的冲积扇和蜿蜒的河道，空气中弥漫着泥土和水分的气息。文字的张力在于对时间尺度的把握，它巧妙地平衡了地质变迁的悠长和短期水文事件的突发性。我特别欣赏作者在阐述侵蚀与沉积动态平衡时所采用的类比手法，将一个看似晦涩的地球科学概念，描述得如同一个呼吸着的生命体，有其自身的节奏和韵律。对于初涉此领域的读者来说，这种富有画面感的叙述方式无疑是极佳的引路灯，它不仅提供了知识的骨架，更重要的是，激发了对自然界深层机制的好奇心和敬畏感。阅读过程中，我不断地在脑海中构建着那些关于侵蚀率、坡度反馈以及气候变化影响的场景，作者的笔触精准而富有感染力，让人忍不住想要立刻投身到野外，去实地验证那些理论模型背后的真实地貌构造。

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随后的章节，视角再次发生微妙的偏移，开始关注人类活动对山坡-河流系统的干预和影响。这里的笔调变得更加关注现实与伦理，探讨了诸如土地利用变化、采矿活动以及气候变化背景下的洪水风险评估等议题。我从中感受到了作者深沉的社会责任感，科学的建模绝非孤立的研究，它必须回应现实世界中最紧迫的挑战。尤其是在讨论不连续性影响（如滑坡事件的触发机制）时，作者并未简单地将其归结为外部因素，而是将其置于长期的地貌演化背景下进行解读，这使得我们对灾害的理解更加具有深度和前瞻性。这种宏观视野与微观过程相结合的叙事方式，让读者清晰地认识到，我们对自然的每一次干预，都可能在数十年的尺度上产生意想不到的反馈效应。这本书真正做到了“经世致用”，将冰冷的科学模型与人类福祉紧密联系起来。

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