Modern Groundwater Exploration

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Bisson, Robert A./ Lehr, Jay H.
出品人:
页数:328
译者:
出版时间:2004-7
价格:925.00元
装帧:HRD
isbn号码:9780471064602
丛书系列:
图书标签:
  • 地下水
  • 水文地质
  • 勘探技术
  • 地球物理勘探
  • 地球化学勘探
  • 遥感
  • 水资源
  • 环境地质
  • 现代技术
  • 水文模型
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具体描述

New exploration tools and techniques for a breakthrough paradigm of regional groundwater occurrence Fresh water is undoubtedly our most precious resource aside from the air we breathe, and the only commodity whose cost has steadily risen over time. At the same time, our understanding of the origins, pathways, and recharge mechanisms of the earth's most valuable "economic" mineral-groundwater-remains in the nineteenth century. It is ironic that this scientific anachronism is contributing to a global shortage of available fresh water supplies while oil, gas, and mineral discoveries have proliferated, vastly increasing the world's energy, precious metals, and industrial mineral reserves. Modern Groundwater Exploration details applications and results of proven twenty-first- century technologies and geological concepts adapted from the oil, gas, and mineral exploration industries for evaluating, developing, and managing previously undiscovered, massive, sustainable groundwater resources. Unprecedented in both its scope and authority, this timely book presents: A new groundwater paradigm, coined Megawatershed, which accurately and comprehensively describes the earth's natural complex groundwater systems Innovative exploration, drilling, and testing technologies that make major new ground-water sources more locatable and cost-effective to produce than ever before Actual case studies in which megawatershed methods have identified vast quantities of new water and brought new hope to previously arid and desperately water-short locales Chapters by former OECD DAC chairman Alexander R. Love, geopolitical analyst Dr. Ewan Anderson, and former director of the Trinidad and Tobago Water Resources Agency Dr. Utam Maharaj on the tremendous global implications of the megawater-shed paradigm. These experts explore the many beneficial applications of megawater-shed development, from macroeconomics to development of small island developing state (SIDS), and from critical environmental issues to water conflict resolution and the potential for a second "green revolution" The world's need for clean, dependable water is more urgent-and addressable-than ever before. Let Modern Groundwater Exploration introduce you to the authors' revolutionary megawatershed paradigm, along with the latest concepts and technologies for accessing vast reservoirs of groundwater-still today's safest, cleanest, and most plentiful water resource.

现代地下水勘探:理论、方法与实践 书籍简介 本书全面深入地探讨了现代地下水勘探的理论基础、前沿技术与实际应用,旨在为地质学家、水文地质工程师、环境科学家以及相关领域的研究人员和从业者提供一本内容详实、体系完备的参考手册。 本书超越了传统地下水勘探的范畴,聚焦于高精度、非侵入式和可持续性的勘探理念。全书结构严谨,逻辑清晰,从地球物理学的基本原理出发,逐步深入到复杂的地下水系统解析与资源评估。 第一部分:地下水系统基础与地球物理学原理 本部分首先回顾了地下水循环的复杂性及其在区域水资源管理中的核心地位。重点阐述了含水层介质的物理化学特性,包括孔隙度、渗透率、储水性能及其与岩性、结构构造的内在联系。 随后,本书详细介绍了用于地下水勘探的核心地球物理方法。我们首先剖析了电阻率法(包括直流激增法和可控源电磁法 CSEM)在识别岩性界面、断裂带以及含水层导电性异常方面的应用机制。讨论了如何通过三维反演技术获得高分辨率的地下电性结构图像。 磁法勘探作为辅助手段,在本部分占据了重要篇幅。我们探讨了磁法数据如何用于揭示深部基岩的构造格局,进而推断控水构造的潜力区。同时,书中也涵盖了重力勘探,重点阐述了如何利用密度差异来推断地下构造的起伏,为推测深部含水层的厚度和形态提供支持。 第二部分:先进地球物理勘探技术及其在水文地质中的应用 本部分是全书的重点和创新之处,集中展示了近年来在地下水勘探领域取得突破性进展的技术。 一、地震波勘探技术在地下水中的应用: 不同于传统油气勘探,本书侧重于浅层高分辨率地震勘探(HRSS)和微动谱分析(MASW)。我们详细解析了P波和S波在不同含水介质中的传播特征,展示了如何利用波速差异来准确划分软弱土层、基岩风化带和饱和带。特别强调了利用表面波勘探确定地基持水能力和土层剪切波速的方法,这对工程地质和环境水文研究至关重要。 二、瞬变电磁法(TEM)与频域电磁法(FDEM)的深度解析: 书中对瞬变电磁法进行了详尽的论述,包括其快速采集、大深度探测的能力。重点分析了在咸水入侵、地下水污染羽追踪以及复杂地形下进行快速剖面探测的优化参数设置。对于频域电磁法,则着重于其在精细地层界面识别中的优势,特别是如何利用多频段数据来区分淡水、咸水和粘土层。 三、放射性地球物理与测井技术: 虽然放射性勘探主要应用于油气领域,但本书巧妙地将其原理应用于水文地质环境。重点介绍了自然伽马测井和激发中子测井在识别富水砂层与低渗透层之间的界限时的有效性。同时,探讨了地球化学测井技术在确定地下水水化学类型和源区方面的辅助作用。 第三部分:数据处理、三维建模与不确定性分析 现代勘探的精髓在于数据解释的集成化和可视化。本部分详述了从原始数据采集到最终报告的全过程。 一、数据预处理与质量控制: 详细介绍了如何对采集到的地球物理数据进行去噪、校正和视性剖面转换。强调了现场质量控制的重要性,以确保数据的可靠性。 二、多参数集成反演与三维地质建模: 本书的核心观点之一是单一地球物理方法存在局限性,必须进行多参数集成分析。我们介绍了如何将电法、地震法和重磁法数据融合,采用联合约束反演技术来构建地下水系统的三维物理模型。重点介绍了利用地质信息(钻孔数据)对地球物理模型进行校正和约束的方法,形成了高置信度的水文地质实体模型。 三、储量估算与不确定性量化: 勘探的最终目标是资源评估。本部分阐述了如何基于三维模型,结合含水层参数(如渗透系数的地球物理代理模型),进行地下水可开采储量的动态估算。更重要的是,本书引入了蒙特卡洛模拟等不确定性分析方法,量化了勘探结果中固有的误差范围,为水资源的可持续利用决策提供科学依据。 第四部分:特定环境下的地下水勘探实例与挑战 为增强理论指导的实践性,本书提供了多个典型案例研究: 1. 复杂构造区(如断裂带控水): 如何利用电磁法和高精度地震联合识别深部断裂带的富水破碎带。 2. 城市化区域(浅层污染源追踪): 利用瞬变电磁法和高密度电阻率成像快速锁定污染物羽的边界。 3. 干旱/半干旱区深层含水层勘探: 探讨利用宽频带地震勘探和深层电磁法在缺乏地表水文信息条件下的应用策略。 结论: 本书总结了现代地下水勘探领域面临的未来挑战,包括智能化数据采集、机器学习在地球物理解释中的应用,以及对非常规水源(如页岩气区地下水、地下水-地表水相互作用区)的精细化勘探需求。 本书结构紧凑,图表丰富,理论与案例紧密结合,是地下水资源勘探领域前沿研究与工程实践的权威参考书。

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