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出版者:Kaplan

作者:Harbold, Harry S.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:55.31

装帧:Pap

isbn号码:9781419501395

丛书系列:

图书标签:

• 环境工程
• 环境科学
• 水处理
• 空气污染
• 固体废物处理
• 环境监测
• 环境影响评价
• 可持续发展
• 污染控制
• 生态工程

《水利工程学：现代水资源管理与可持续发展》 内容概要 本书深入探讨了水利工程学的核心原理、前沿技术及其在当代社会面临的复杂挑战中的应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的水文气象分析到复杂的防洪抗旱系统设计、从河流动力学到水工建筑物建造与维护的全过程。特别强调了在气候变化背景下，如何实现水资源的可持续管理和生态系统的健康维护。 第一部分：水文基础与水资源评估 本部分构建了理解水利系统的理论基础。首先，详细阐述了水循环的各个环节，包括降水、蒸发、入渗和地表径流的形成机制。在此基础上，引入了水文观测、数据采集与分析的方法，如水文站网的合理布局、遥感技术在水文要素监测中的应用。重点解析了水文频率分析在工程设计中的关键作用，包括旱情与洪峰的统计学模型构建（如皮尔逊Ⅲ型分布、极值分布等）。同时，深入讨论了流域水文模型，从传统的集总式模型到分布式水文模型（如SWMM、HEC-HMS等），分析了不同模型在工程预测中的适用性、参数率定与验证的科学流程。此外，还系统介绍了地下水动力学，包括含水层的性质、地下水流动的基本方程（如达西定律、薛拉菲依格方程），以及人工回灌与地下水资源可持续开采的技术策略。 第二部分：水工建筑物设计与结构安全 本章是水利工程的核心技术体现，详细剖析了各类水工构筑物的设计理论与结构安全要求。 2.1 挡水建筑物设计： 涵盖了重力坝、拱坝、支墩坝及土石坝的结构设计原理。对于混凝土坝，深入探讨了材料的抗拉、抗压性能，温度控制与防冻融要求，以及在地震荷载下的动力响应分析。对于土石坝，则着重阐述了填筑工艺的质量控制、渗流控制设计（如心墙、斜墙、铺盖的布置）以及坝体稳定性的极限平衡分析（如岸坡稳定、坝坡稳定）。 2.2 泄洪与输水构筑物： 详细论述了溢洪道、输水洞、渡槽和水工隧道的优化设计。重点讲解了水力学在泄洪设施设计中的应用，如消能工的设计（如挑块消能、地形消能），确保水流在下游河道中的安全过渡。在输水系统方面，分析了管道水击现象的预防与控制，以及渠道的水力特性优化，以减少水头损失。 2.3 基础处理与防渗技术： 论述了复杂地质条件下的基础评价与处理技术，如灌浆止水帷幕的布置原理、固结灌浆的施工工艺与质量检测。强调了在岩溶、砂层等地基上施工水工建筑物所特有的风险控制措施。 第三部分：河流动力学与河道整治工程 河流是水利系统的载体，本部分聚焦于河流的自然演变规律及其工程干预的科学性。 3.1 河流泥沙运动理论： 深入剖析了泥沙运动的机理，包括冲刷、淤积、卵石运动与泥沙输运的统计学模型（如衬垫理论、半经验公式）。讨论了床面起动条件、悬移质与推移质的分离计算方法。 3.2 河道整治与防洪： 结合泥沙理论，系统介绍了河道整治的目标、原则与技术方案，如护岸工程（浆砌石、格宾网、柔性护坡）的设计与适用性分析。防洪工程方面，重点讲解了分洪、蓄滞洪区的科学规划，以及洪水风险评估与管理体系的构建。内容延伸至城市内涝的防治策略，包括海绵城市理念在水利基础设施中的融合应用。 3.3 河口海岸工程基础： 简要介绍了潮汐、波浪动力学在海岸工程中的应用，如防波堤、丁坝的布置原则，以及泥沙淤积对航道和港口的影响评估。 第四部分：水资源优化配置与水环境治理 本部分面向可持续发展目标，探讨了水资源的宏观管理和生态环境的协同保护。 4.1 水资源规划与调度： 详细介绍了区域水资源承载力的评估方法，包括水资源供需平衡分析。重点阐述了水库群的优化调度理论，利用线性规划、动态规划等数学方法，在满足防洪、供水、发电等多目标约束下，实现水资源的长期最优分配策略。特别关注非常规水源（如再生水、海水淡化水）的接入方案。 4.2 灌溉与农业节水： 探讨了现代灌溉工程的设计与管理。内容涵盖了作物需水量的确定、灌溉制度的制定、以及高效节水灌溉技术（如滴灌、喷灌）的应用效果评估。强调了水肥一体化技术在提高水资源利用率中的作用。 4.3 水生态修复与水环境工程： 深入分析了水体污染的来源、迁移转化规律与生态毒理学基础。介绍了河流、湖泊的生态需水量的确定方法，并着重论述了人工湿地、生态拦污与曝气技术在水体自净能力恢复中的应用。内容也涵盖了流域水环境综合治理的规划方法。 第五部分：水利工程的建设管理与信息化 本部分关注工程的生命周期管理，引入现代信息技术提升管理水平。 5.1 工程项目管理： 概述了水利工程项目的招投标、合同管理、进度控制与质量保证体系。特别强调了在复杂地质和水文条件下，风险识别与应急预案的制定。 5.2 结构安全监测与健康诊断（SHM）： 详细介绍了现代监测技术在水工建筑物健康监测中的应用，包括光纤光栅传感器、振动监测、渗流在线监测系统的布设原理与数据分析。结合有限元分析，构建了结构损伤的早期识别模型，以指导预防性维护。 5.3 水利信息化与智慧水利： 探讨了地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）与遥感技术（RS）在水利规划、监测和管理中的集成应用。介绍了基于物联网（IoT）和云计算平台的水资源实时调控与灾害预警系统的构建模式。 --- 目标读者： 本书面向水利工程、土木工程、环境工程及相关学科的高年级本科生、研究生，以及从事水资源管理、水利规划与工程设计、水文预报与防洪减灾等领域的工程技术人员和管理人员。 本书特色： 本书不仅注重理论基础的深度，更强调工程实践中的应用性与前沿技术的融合。通过大量案例分析和工程实例，帮助读者建立系统的水利工程思维，适应新时代对水资源高效、安全、可持续管理提出的更高要求。

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这本书的作者在对前沿技术的介绍上做得非常出色，展现了极强的时代敏感性和前瞻视野。我原本以为这是一本偏向经典理论的书籍，但惊喜地发现其中融入了大量关于可持续发展和新兴污染物处理的章节。例如，关于膜技术在水净化中的最新进展，无论是纳滤、反渗透还是正渗透，讲解都非常到位，不仅描述了原理，还深入探讨了膜污染的控制策略和新型膜材料的开发方向。在固体废弃物管理方面，它并没有止步于传统的填埋和焚烧，而是详尽地介绍了厌氧消化、热解气化等先进的资源化利用技术，并且还涉及了能源回收的经济性评估模型。更令我印象深刻的是，书中对“智能环境工程”概念的探讨，比如如何利用物联网和大数据优化污水处理厂的运行效率，这无疑是为我们未来从业指明了重要的发展方向。这种紧跟时代脉搏，将最新科研成果有效地融入教学体系的能力，使得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一份高质量的行业前沿报告，让人时刻保持学习的热情和对未来的期待。

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这本书在内容组织上的逻辑性是我目前接触到的同类教材中最清晰、最有条理的一本。它不是简单地罗列知识点，而是构建了一个循序渐进的学习路径。开篇从宏观的环境问题入手，很快就将我们带入了基础的科学原理层面，例如流体力学和化学反应动力学在环境工程中的应用，这些基础知识的讲解深入浅出，即便是对这些领域不甚熟悉的读者也能迅速抓住核心概念。随后，章节之间的过渡非常自然流畅，比如在讲完水处理的基本单元操作后，紧接着就深入到具体的工艺流程设计，而不是跳跃到空气污染控制。每一个单元都会配备实际的案例研究，这些案例并非空泛的理论，而是结合了不同国家和地区的实际工程挑战，这极大地增强了知识的实用性和可操作性。作者似乎深知理论与实践之间的鸿沟，因此在解释复杂模型时，总会穿插一些工程经验的总结，告诉我们“在实际中应该注意什么”，这种“过来人”的指导视角，让学习过程充满了启发性，而不是枯燥的公式推导。这种精心设计的结构，使得学习者能够像搭积木一样，逐步建立起完整的知识体系框架。

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这本书的语言风格，可以说是兼具了学术的严谨性与科普的易懂性，成功地避开了许多技术书籍那种晦涩难懂的弊病。作者在陈述复杂概念时，非常擅长使用形象的比喻和类比，将那些抽象的化学反应和物理过程，描绘得生动具体，仿佛在脑海中构建了一个微观的运行场景。例如，在解释污染物在环境介质中的迁移转化规律时，作者采用了一种叙事性的笔法，将分子或颗粒的运动过程描述得富有动态感，极大地降低了初读者的心理门槛。同时，它又没有因为追求易懂而牺牲专业性，关键的公式和定义依然保持着教科书应有的精确性和规范性，确保了知识的准确传达。这种平衡把握得恰到好处，让我在阅读过程中感到非常舒适，既能扎实地掌握核心技术，又不会在冗长的专业术语中迷失方向。这本书无疑是那种可以让人捧在手里，愿意一口气读下去，而不是仅仅把它当做工具书来查阅的优秀著作。

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这本书的装帧和印刷质量简直令人惊喜。拿到手的时候就感觉沉甸甸的，纸张的厚度适中，摸起来有一种高级的质感，不是那种薄薄的、容易翻坏的纸张。封面设计简洁大气，那种深沉的墨绿色调让人立刻联想到自然和环保的主题，虽然没有太多花哨的图案，但却透露出一种专业和严谨的气息。内页的排版也做得非常用心，字号大小适中，行距设置得当，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛很累。更值得称赞的是，书中大量的图表和插图，线条清晰、色彩准确，对于理解那些复杂的工程原理和数据分析非常有帮助。我特别喜欢它在专业术语旁会做细致的注释或者在图例中提供详细的解释，这对于我们这些初学者来说简直是福音。装订方面，书脊的处理也很牢固，可以完全平摊开来，方便你在学习过程中随时做笔记或者对照参考资料，完全不用担心书页会松动或脱落。这种对细节的关注，体现了出版方对读者体验的重视，让人觉得购买这本书是物超所值的投资，光是这份阅读的“触感”就已经让人心情愉悦，迫不及待地想要深入研读其中的内容了。

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与其他教材相比，这本书在习题和自我评估方面的设计，真的体现了“以学生为中心”的理念。大部分章节的末尾都有分层级的练习题。基础题部分主要用于巩固基础概念的记忆和基本公式的应用，通常答案会直接在书后提供，方便即时检验。而进阶挑战题则往往设计成开放性的问题或者小型设计任务，需要综合运用多个章节的知识点来解决，这些题目往往没有标准答案，而是考察解决问题的思维过程和逻辑严密性。我特别欣赏它在部分难题后面附带的“思考方向提示”，这些提示非常巧妙，既不会直接给出答案，又能在我思路卡壳时提供一个启发性的角度，引导我绕过思维定势。此外，书中还穿插了一些“项目设计小插曲”，将一个完整的环境工程项目分解成几个小步骤，让读者扮演项目工程师的角色去尝试解决。这种主动参与式的学习体验，远比被动地接收信息有效得多，它真正培养了将知识转化为解决实际问题的能力，而不是仅仅为了考试而学习。

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