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现代水利工程设计与施工 本书聚焦于水利工程领域的前沿技术、规范应用与实践经验的深度整合，旨在为水利、土木及环境工程的专业人士、科研人员和高等院校师生提供一套全面、系统且具有高度实操价值的参考资料。 本书内容涵盖了水利工程从规划设计、材料选择、施工组织到质量控制和安全管理的完整链条，尤其侧重于当前工程实践中对可持续性、智能化和抗灾能力提升的新要求。 第一部分：水利工程规划与基础理论 第一章 区域水资源系统分析与可持续利用 本章深入探讨了现代水资源管理的基本范式转变，从传统的“工程控制”转向“系统优化与生态平衡”。内容详细阐述了水文预报模型的构建，包括分布式水文模型（如 SWAT、HEC-HMS）在流域尺度上的参数率定与验证方法。重点讨论了气候变化背景下极端水文事件（如特大洪水、长期干旱）的风险评估技术，并引入了水资源承载力的概念，指导区域水资源的可持续分配与利用方案设计。此外，还包括地下水资源补给机制的数值模拟技术，特别是针对非常规水源（如再生水、海水淡化水）接入城市供水系统的可行性分析。 第二章 水工结构力学与稳定性分析 本章着眼于水工建筑物（如大坝、水闸、渠道防渗结构）在复杂荷载作用下的响应。详细阐述了应力分析的理论基础，包括极限平衡法、有限元法（FEM）在非线性岩土相互作用分析中的应用。针对混凝土坝的温控裂缝控制、面板堆石坝的抗震设计参数确定进行了深入剖析。教材提供了关于渗流控制的理论推导，如浸润线追踪技术、粘土心墙的渗透特性测试方法，以及如何利用数值模拟评估水工结构在长期服役期内的疲劳损伤累积过程。 第二部分：设计规范与工程实践 第三章 灌溉与排水系统设计 本章是针对农业水利工程的核心内容。系统介绍了现代灌溉技术，包括喷灌、滴灌的田间布局优化、水肥一体化技术的精准配水策略。重点分析了渠道防渗工程的经济性与可靠性比较，涵盖了HDPE膜铺设、混凝土衬砌和新型复合材料的应用标准。在排水方面，本书详细解析了农田排涝系统的流量计算、泵站选型与运行优化，并讨论了低洼易涝区的高效地下排水网格设计。章节特别关注了盐碱地改良过程中的淋盐排水设计参数确定。 第四章 城市防洪与河道整治工程 本章紧扣城市化进程中的水安全主题。详细讲解了城市洪水淹没风险的二维水动力学模拟（如 Mike 21/3、Delft3D 在城市尺度上的应用），并基于模拟结果制定科学的防洪标准和工程措施组合。河道整治部分，不仅涵盖了传统的护岸结构（如格宾网、浆砌石）的设计参数，更侧重于生态友好型整治技术，如河流形态恢复、滩地构建与生物多样性保护的耦合设计原则。书中提供了关于城市排涝系统（包括雨水管网、调蓄工程）容量校核与溢流风险管理的实操步骤。 第五章 水工建筑物材料与施工技术 本章聚焦于材料科学在水利工程中的应用。内容涵盖了高性能混凝土（HPC）在水工结构中的配合比设计、耐久性指标控制，特别强调了抗渗性、抗冲刷性和抗冻融性能的现场测试方法。对于土石坝工程，详细阐述了填筑材料的选择标准（如土的最佳含水量、颗粒级配要求）、压实度控制技术，以及碾压过程中的质量检测手段（如核子密度仪的使用规范）。施工技术部分，系统介绍了大体积混凝土的温控与养护技术、复杂地质条件下的深基坑支护与止水技术，以及钢结构闸门的安装与调试标准。 第三部分：工程管理、安全与智能化 第六章 水工结构健康监测与安全评估 本章深入探讨了水工结构全寿命周期的安全管理策略。详细介绍了传感器技术（如光纤光栅、PZT 传感器）在监测大坝内部应力、位移和渗流压力中的应用。内容涵盖了结构健康监测（SHM）系统的数据采集、传输与在线分析流程。结构安全评估部分，重点阐述了基于风险的评估方法（RBA），包括概率安全指标的计算，以及如何将监测数据反馈至设计模型，进行退役决策或加固设计的依据。 第七章 水利工程项目管理与合同控制 本章侧重于项目管理流程的规范化。内容涵盖了水利工程特有的项目生命周期管理，如可行性研究、初步设计、施工图设计到竣工验收的全过程控制要点。详细介绍了工程量清单计价模式在水利工程中的应用，风险分摊机制的设计，以及 FIDIC 合同条件在水利工程中的具体条款适用性分析。质量管理部分，结合了 ISO 9001 标准，提出了针对水利工程的质量保证与控制（QA/QC）体系构建方案。 第八章 智慧水利与信息化技术应用 本章面向水利工程的数字化未来。系统介绍了地理信息系统（GIS）在流域规划、工程布局优化中的空间分析能力。详细介绍了物联网（IoT）技术在水文自动站、水闸远程控制系统中的集成方案。重点论述了大数据分析在水库群联合调度中的优化调度模型构建，以及利用人工智能技术（如深度学习）提高洪水预报精度和设备故障预警能力的实践案例。本章还讨论了BIM技术在复杂水工结构设计交底与施工模拟中的应用潜力。 本书内容结构严谨，理论与实践紧密结合，所涉及的技术标准和规范均参照国家最新的水利工程设计与施工标准，适用于指导大型水利基础设施的规划、设计、施工、运行与维护工作。 适用对象： 水利工程、土木工程、环境科学等相关专业本科生及研究生。 从事水库、大坝、堤防、灌溉排水工程的设计、施工、监理及运营的工程师。 水利系统各级规划、管理和决策部门的技术人员。 相关科研机构的研究人员。
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