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出版者:西北农林科技大学出版社

作者:宋松柏

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-08-01

价格:23.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810922265

丛书系列:

图书标签:

• 水文学
• 专门水文学
• 概论
• 水文科学
• 水资源
• 水文过程
• 水文测量
• 水文模型
• 流域水文
• 水文学基础

《地下水动力学与渗流理论》 本书深入探讨了地下水的运动规律及其背后的物理机制。我们将从渗流的基本定律出发，解析水在多孔介质中的流动特性，涵盖达西定律及其适用范围，以及非饱和区渗流的复杂性。 第一章：地下水渗流基本原理 渗流的定义与分类： 介绍地下水渗流的概念，区分层流与紊流，以及稳定渗流与非稳定渗流。 达西定律： 详细阐述达西定律的物理意义、数学表达式及其推导过程。我们将深入分析水力梯度、渗透系数和渗透张量等关键参数，并探讨它们在不同地质条件下的变化。 流网分析： 讲解如何利用流网方法直观地表示地下水渗流场，并介绍绘制流网的基本步骤和技巧，以及流网在解决渗流问题中的应用。 等势线与流线： 阐明等势线和流线的概念及其相互关系，并讨论它们在地下水流动的可视化分析中的作用。 第二章：地下水流动方程 连续性方程： 推导地下水流动的质量守恒方程，强调其在不同介质和维度下的形式。 基于达西定律的渗流方程： 将达西定律代入连续性方程，推导出适用于均质各向同性介质的渗流方程（拉普拉斯方程）。 非均质与各向异性介质中的渗流方程： 探讨当介质渗透性发生变化时，渗流方程的修正形式，引入渗透张量的概念。 非稳定渗流方程： 考虑地下水位随时间变化的情况，推导非稳定渗流方程，并介绍其在地下水资源评价和管理中的重要性。 第三章：地下水运动的动力学特性 水力梯度与流速： 详细分析水力梯度与实际流速之间的关系，以及影响地下水流速的其他因素。 渗透压与浸润线： 介绍渗透压的概念及其对地下水运动的影响，并讲解浸润线的形成与特性。 地下水流动的能量分析： 从能量守恒的角度分析地下水流动的驱动力，引入水头概念及其在渗流计算中的应用。 地下水流动中的边界条件： 识别并处理不同类型的边界条件，包括定水头边界、定流量边界以及自由面边界等。 第四章：多孔介质中的渗流理论 孔隙结构对渗流的影响： 探讨孔隙度、孔径分布、连通性等孔隙结构特征如何影响渗透系数和渗流规律。 等效渗透系数： 介绍在非均质介质中如何计算等效渗透系数，以简化渗流计算。 颗粒流与孔隙流： 区分颗粒间的流动与孔隙内的流动，并分析其差异。 裂隙介质中的渗流： 考察岩石裂隙对地下水流动的显著影响，介绍双重介质模型等适用于裂隙介质的渗流理论。 第五章：地下水流动的解析与数值方法 解析解的应用与局限性： 介绍解析解在简单几何形状和均匀介质中的应用，并分析其在复杂问题中的局限性。 数值解法概述： 介绍有限差分法、有限元法等数值方法在求解复杂地下水渗流问题中的优势。 模型建立与参数率定： 讲解如何根据实际地质资料建立地下水数值模型，以及如何通过率定参数来提高模型的准确性。 模型验证与应用： 介绍模型验证的意义和方法，并展示地下水模型在预测地下水流动、评估水资源、设计工程等方面的应用。 第六章：地下水流动的特殊现象 地下水倒灌与越流： 分析地下水在不同水力条件下的倒灌和越流现象，及其对地下水系统稳定性的影响。 地下水扬压力： 解释地下水扬压力产生的机理，以及其在水工结构设计中的重要性。 溶洞及卡斯特地区地下水流动： 探讨溶洞和卡斯特地区特殊的地下水流动特征，以及其带来的挑战。 地下水流动的非线性问题： 讨论在某些条件下，地下水流动可能表现出的非线性行为，并介绍相关的研究方法。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的地下水动力学与渗流理论框架。通过对这些基本原理和方法的掌握，读者将能够更好地理解地下水系统的行为，并为解决实际的水文地质问题奠定坚实的基础。

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这本书的封面设计，乍一看有些古板，那种深蓝色的背景配上白色的宋体字，让人立刻联想到教科书的严肃性。我抱着试一试的心态翻开了第一章，期待能看到一些新颖的视角，毕竟现在市面上的水文学书籍大多遵循着相似的框架。然而，阅读过程中，我发现它在基础概念的阐述上做得相当扎实，对于地表水文循环的各个环节，无论是降水、蒸发、入渗还是地表径流的形成机制，作者都进行了细致入微的剖析。尤其是在水量平衡方程的推导部分，作者似乎用了大量的篇幅来解释每一个变量的物理意义和它们之间相互影响的复杂性，对于初学者来说，这无疑是一个很好的入门阶梯。不过，我个人认为，在引入现代技术，比如遥感数据在水文监测中的应用时，探讨得略显保守，更多地停留在传统方法的描述上，缺乏对未来趋势的展望和更具前瞻性的讨论。整体而言，这本书更像是对经典水文学理论体系的一次全面而严谨的梳理，适合需要打下坚实理论基础的读者。

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这本书的阅读体验，坦白说，并不轻松。它更像是一部需要你不断停下来，拿出纸笔演算的工具书，而不是可以轻松消磨时间的读物。它的叙事节奏非常缓慢且逻辑严密，每一个论断的提出都伴随着详尽的数学推导和严谨的物理模型介绍。我特别留意了关于地下水动力学的那几个章节，作者对于达西定律在非饱和带和饱和带中的应用差异，处理得极为精妙，那种对边界条件和初始条件的敏感性分析，展现了作者深厚的专业功底。但是，这种过于注重“精确推导”的倾向，也使得文本在某些需要直观理解的地方显得有些晦涩难懂。我时常需要对照着附录中的常数表和公式集，才能跟上作者的思路。对于那些期待通过生动的案例或实际工程经验来学习水文学的读者，这本书可能会显得有些“纸上谈兵”。它强迫你进入一个纯粹的理论世界，并要求你用最严苛的逻辑去审视每一个假设。

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这本书的语言风格可以说是极其学术化，几乎看不到任何口语化的表达，仿佛每一句话都经过了反复的锤炼和字斟句酌。结构上，它采用了标准的自上而下的逻辑结构，从宏观的水文地理背景，逐步深入到微观的水动力过程，层次分明，脉络清晰。我注意到作者在引用文献方面非常审慎，引用的大多是奠基性的经典研究，这无疑增加了本书的历史厚重感。但与此同时，这种对“经典”的坚守，似乎也带来了一定的局限性。例如，对于近年来快速发展的“水文模型集成”技术或“机器学习在水文参数率定中的应用”等热点领域，提及的深度远远不如对传统概念的论述。这让这本书给我的整体印象，更像是一部详尽的、为专业领域历史文献而准备的参考书，而非紧跟时代前沿的动态教材。它教会你如何建造一辆坚固的蒸汽机车，却很少提及如何升级到更高效的燃气轮机。

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翻阅到中后部，我开始关注到作者在处理“不确定性”问题上的态度。在水文预报和水资源评价中，数据的不确定性和模型误差是无法回避的难题。这本书并没有简单地回避这些问题，而是用一种近乎哲学的探讨方式，去解析模型简化过程中必然带来的信息损失。例如，在介绍随机过程在水文时间序列分析中的应用时，作者并未仅仅停留在计算自相关系数上，而是深入探讨了不同时间尺度下，随机性对长期水文量预报可靠性的冲击。这种对“已知边界”之外的探索欲，让我对作者的治学态度油生敬意。然而，在提供具体的、可操作的误差控制或不确定性量化方法时，篇幅又显得有些不足，更多的是停留在理论上的警示，而非给出实用的“工具箱”。这使得这本书的实用价值略微打折扣，它教会你如何思考问题的复杂性，但没有直接告诉你如何用软件去解决这个复杂性。

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作为一本专注于基础理论的书籍，它的价值在于其对基本原理的极致挖掘。特别是关于流域产流机制的描述，作者没有满足于简单的“快流慢流”的划分，而是试图构建一个更精细的、考虑土壤异质性和植被截留影响的综合模型框架。读到这部分时，我仿佛能感受到作者试图将整个流域的复杂水文响应，压缩进一套优雅的数学表达式中的努力。这种对系统性、整体性思维的强调，是这本书最可取之处。它培养的不是一个只会套用公式的工程师，而是一个能够理解“为什么”的科学家。不过，这种深入骨髓的理论化，使得本书的适用场景被严格限定在了高校的研究生阶段或专业科研人员的案头。对于那些希望快速掌握水文软件操作或进行工程设计参考的读者来说，这本书的知识密度过高，且缺乏直接对应工程规范的实例佐证，阅读门槛较高，需要极强的理论背景支撑才能充分吸收其精髓。

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