水文地质学中的环境同位素 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:黄河水利出版社

作者:（加）克拉克（Clark/I.D.）/（加）弗里茨（Fritz/P.）编/张慧/张新基

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2006-3

价格:39.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787807340034

丛书系列:

图书标签:

• 水文地质学
• 环境同位素
• 同位素地球化学
• 地下水
• 水文循环
• 地球科学
• 环境科学
• 同位素示踪
• 水资源
• 地质学

环境同位素在水文地质学中的应用：一本探索地球水循环奥秘的指南 地球，这颗孕育生命的蓝色星球，其表面约70%被水覆盖。水，以其多样的形态和循环的方式，深刻地影响着地质过程、生态系统，乃至人类文明的发展。理解水的来源、运动、转化以及其在地壳中的旅程，是水文地质学研究的核心。而近年来，环境同位素技术的飞速发展，为我们揭示地球水循环的复杂面纱提供了前所未有的强大工具。 《水文地质学中的环境同位素》一书，并非简单罗列同位素数据或枯燥的理论公式，而是一本深入浅出、引人入胜的指南，旨在带领读者踏上一场探索地球水循环奥秘的旅程。它系统地阐述了环境同位素的基本原理，并聚焦于它们在理解和解决各种水文地质学问题中的实际应用，为相关领域的科研人员、工程师、决策者以及对地球科学充满好奇的读者提供了宝贵的知识和见解。 一、 奠定基础：环境同位素的奥秘 本书的开篇，并非直接切入复杂的应用案例，而是循序渐进地为读者构建起坚实的基础。首先，它将详细介绍同位素的基本概念，解释原子核中质子数相同但中子数不同的同位素是如何产生的，以及为何它们在自然界中扮演着独特的角色。书中会清晰地阐释稳定同位素（如²H, ¹³C, ¹⁵N, ¹⁸O, ³⁴S）和放射性同位素（如³H, ¹⁴C, ²³⁴U, ²³⁸U）的定义、丰度以及它们在自然界中的存在形式。 随后，本书将深入探讨同位素示踪的科学原理。读者将了解到，同位素在自然界中的含量变化，往往与物理、化学以及生物过程密切相关。例如，水分子的蒸发、冷凝过程中，不同质量的同位素会表现出细微的动力学差异，从而导致其在不同水体中的富集或亏损。这种“同位素分馏”现象，是同位素在地质学中作为示踪剂的核心依据。书中会详细讲解温度、相变、化学反应等因素对同位素分馏的影响，并提供相关的理论模型和计算方法。 对于放射性同位素，本书将着重介绍其衰变规律、半衰期以及如何利用它们来测定地质时间。读者将学习到，通过测量特定放射性同位素及其子体同位素的比例，可以精确地确定地下水的年龄，这对于研究地下水流速、补给来源以及地下水资源的开发利用具有至关重要的意义。 二、 洞察源头：地下水补给来源的解析 地下水的补给来源是水文地质学研究的首要问题之一。地下水来自何处？是大气降水、地表水体渗透、还是区域径流？《水文地质学中的环境同位素》将通过丰富的案例，展示同位素如何为我们揭示这些问题的答案。 书中将详细阐述不同来源的水体（如雨水、融雪水、河流、湖泊）所具有的独特同位素“指纹”。例如，不同海拔、不同地理位置的降雨，其同位素组成会存在显著差异。通过分析地下水中这些微小的同位素差异，研究人员可以精准地判断地下水的主要补给来源，以及不同补给来源的贡献比例。 尤其值得一提的是，书中将重点介绍稳定氢（²H）和氧（¹⁸O）同位素在地下水补给研究中的关键作用。不同气候带的降水，在氧-18（¹⁸O）和氢-2（²H）的含量上呈现出明显的地域性和季节性规律。通过绘制“全球降水线”和“局部降水线”，并与地下水的同位素组成进行对比，可以有效地识别地下水的补给区域。书中还将探讨同位素在地表水-地下水相互作用研究中的应用，例如，如何利用同位素区分河流渗漏补给地下水和地下水排泄到河流，从而理解河流与含水层之间的水量交换过程。 三、 追踪足迹：地下水流动的描绘 一旦了解了地下水的来源，下一步便是理解其在地壳中的流动路径和速度。《水文地质学中的环境同位素》将展示同位素在描绘地下水流动轨迹方面的强大能力。 放射性同位素，特别是氚（³H）和碳-14（¹⁴C），是地下水年龄测定的重要工具。书中将详细介绍这些同位素在地下的行为，以及如何通过测量它们在地下的浓度变化来推算地下水的平均流速和停留时间。例如，高浓度的氚（³H）可能指示着较新的补给，而低浓度的碳-14（¹⁴C）则可能表明地下水在地下经历了漫长的旅程。 同时，本书还将介绍如何利用一系列同位素（如²³⁴U/²³⁸U）来研究地下水的混合过程和年代。通过分析这些同位素的比例，可以推断地下水的混合程度，以及是否存在地下水的年龄不均一现象。书中还会讨论同位素在地层孔隙度和渗透率等水文地质参数研究中的潜在应用，以及如何通过同位素数据来校准和验证水文模型。 四、 解读过去与未来：地下水演化与资源评价 地下水的性质和可利用性并非一成不变，它们受到地质历史、气候变化以及人类活动等多种因素的影响。《水文地质学中的环境同位素》将带领读者深入探索同位素在地下水演化和资源评价中的应用。 书中将详细介绍如何利用同位素来重建区域水文地质系统的历史。例如，通过分析深层地下水中某些稳定同位素的组成，可以推断过去不同气候条件下降水的同位素特征，从而了解区域水循环的古气候背景。这对于理解地下水库的长期动态以及预测未来地下水资源变化具有重要的指导意义。 此外，本书还将探讨同位素在评价地下水资源质量和适宜性方面的作用。例如，地下水中的某些同位素组成可能指示着其与特定矿物岩石的相互作用，从而揭示地下水中的化学成分变化，如盐度、硬度等。通过同位素分析，可以评估地下水是否适合饮用、灌溉或工业用水，并为地下水污染的溯源和治理提供科学依据。 五、 应对挑战：环境同位素在现代水文地质学中的地位 在本书的最后部分，《水文地质学中的环境同位素》将总结和展望。它将强调环境同位素技术在解决当今面临的水资源短缺、地下水污染、气候变化对水资源影响等重大挑战中的不可替代性。 书中将讨论如何将同位素技术与其他地球化学、地球物理以及数值模拟方法相结合，构建更全面、更精确的水文地质模型。它还将展望未来，探讨新兴的同位素技术（如高精度同位素质谱仪、原位同位素探测技术）以及它们可能带来的突破。 《水文地质学中的环境同位素》不仅仅是一本学术专著，它更是一扇打开地球水循环秘密之门的钥匙。通过深入浅出的讲解和丰富详实的案例，本书将帮助读者建立起对环境同位素在水文地质学中应用的全景式认知，从而更好地理解我们赖以生存的地球的水动力过程，为水资源的合理开发与可持续利用贡献智慧和力量。它将激发读者对地球科学的兴趣，鼓励他们去探索那些隐藏在水滴深处的奥秘，去认识那支撑万物生长的无形脉络。

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这是一本让人读完后会忍不住想立刻去野外工作的书。它的实践指导意义实在太强了。不同于许多停留在概念层面介绍的文献，这本书在描述水文地球化学过程时，总是紧密结合具体的采样技术、仪器分析的注意事项以及数据解释的陷阱。书中关于稳定同位素和微量元素在解析水文循环各阶段（如蒸发、渗透、混合）的详细描述，堪称教科书级别的示范。我个人特别关注城市化对地下水水质影响的研究，书中关于城市污染羽迁移和衰减的章节，结合了多个国际大都市的实测数据，展示了如何利用这些地球化学工具来建立有效的风险评估模型。对于致力于环境修复和可持续水资源管理的工程师而言，这本书提供了一套完整的工具箱和操作手册。阅读过程中，我不断在脑海中勾勒出不同水文地质单元的立体图像，非常有助于将抽象的理论转化为具体的空间认知。

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这本书绝对是理解地下水系统复杂性的一个里程碑式的作品。它不仅仅是一本教科书，更像是一部详尽的指南，带领读者深入探索水文地质学研究的前沿阵地。作者在组织材料时展现了高超的技巧，从宏观的全球水循环到微观的同位素分馏机制，逻辑链条清晰得令人称赞。特别是关于地下水年龄测定方法的介绍部分，那些复杂的数学模型和物理化学原理被拆解得异常透彻，即便是初次接触这一领域的学生也能找到清晰的路径。我尤其欣赏作者对不同水文地质环境——比如喀斯特地区、含水层系统与海洋相互作用区——所做的案例分析，这些案例生动地展示了理论是如何在真实世界中发挥作用的。书中对数据的可视化处理也极为出色，图表清晰直观，极大地辅助了对复杂过程的理解。读完这本书，我感觉自己对地下水如何响应气候变化、人类活动影响的机制有了更深层次的洞察力，这对于任何一个从事水资源管理或环境工程的专业人士来说，都是宝贵的财富。

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对于希望系统性学习现代水文地球化学分析的专业人士而言，这本书的深度和广度是毋庸置疑的，但它最令人赞叹之处，在于其对跨学科知识整合的力度。作者巧妙地将地质学、化学动力学、流体力学乃至一些基础的统计学概念，无缝地编织到水文地质学的框架内。例如，在讨论地下水与围岩的反应平衡时，书中引用的热力学数据和反应速率常数，清晰地展示了水岩相互作用如何受温度和压力控制，这对于理解深层地热能或矿物沉积过程至关重要。这种多维度的视角，使得读者能够摆脱传统水文地质学研究的单一局限，去理解一个更具生命力的地下水系统。这本书的专业性毋庸置疑，但其展现出的知识体系的完整性，更值得我们花时间去细细品味和吸收。

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这本书的视角非常独特且富有启发性，它成功地将一门偏硬核的科学分支，转化成了一场引人入胜的知识探险。我原以为会是枯燥的公式堆砌，但出乎意料的是，作者在叙事中融入了大量的历史背景和科学发现背后的故事，使得那些深奥的理论不再显得遥不可及。比如，书中对放射性同位素在示踪地下水流动路径上的应用描述，充满了对早期科学家们如何设计巧妙实验来揭示自然界奥秘的敬意。这种叙事手法极大地提升了阅读的愉悦感。此外，这本书在方法论的批判性讨论上也做得非常到位，它不只是罗列方法，更深入地探讨了每种技术在不同地质条件下的局限性和适用性，提醒读者在应用时必须保持审慎的态度。对于希望从基础理论上升到实际问题解决层面的读者来说，这本书提供了一个非常扎实的思维框架。

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我发现这本书在阐述理论时，拥有罕见的清晰度和简洁性，这对于我们这些工作繁忙、需要快速获取核心知识的专业人员来说，简直是福音。作者似乎有一种天赋，能将那些看似晦涩难懂的物理化学定律，用最精炼的语言和最直观的图示表达出来。尤其是关于同位素分馏机制的章节，那些复杂的质量数效应和能量差异，被分解成一步步可以追踪的逻辑推导，避免了不必要的数学推导迷宫。这本书不是那种故作高深、故意让人费解的学术著作，它更像是一位经验丰富、耐心细致的导师，在你学习的关键节点及时点拨。它成功地建立起理论与实际观测之间的桥梁，让读者在掌握了“是什么”的同时，也明白了“为什么”和“如何做”。毫无疑问，这本书会成为我未来工作中经常翻阅的参考宝典。

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