Laboratory Exercises in Applied Environmental Geology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kendall Hunt Pub Co

作者:Gates, Alexander/ Hover, Victoria

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:36.75

装帧:Pap

isbn号码:9780757517938

丛书系列:

图书标签:

• 环境地质学
• 应用地质学
• 实验室练习
• 地质学
• 环境科学
• 地球科学
• 实践教学
• 地质调查
• 野外实习
• 环境工程

应用环境地质学实验指导：实践与洞察 图书名称： Laboratory Exercises in Applied Environmental Geology 内容概述： 本书是一本专为环境地质学、地球科学、土木工程以及环境科学等领域本科生和研究生精心设计的实验手册。它旨在提供一个全面、深入且高度实践性的学习框架，使学生能够将理论知识转化为实际操作技能，并理解环境地质过程在人类活动与自然界中的复杂相互作用。全书围绕现代环境地质学面临的关键挑战和应用领域展开，涵盖了从基础的水文地质学原理到复杂的污染迁移模型、工程地质勘察以及自然灾害评估等多个核心模块。 本书的结构设计充分考虑了实验教学的递进性和连贯性。每一章节都包含清晰的实验目标、详细的操作步骤、必要的背景理论回顾，以及用于数据分析和结果讨论的引导性问题。我们力求平衡经典的地球科学方法与前沿的技术应用，确保学生不仅掌握传统实验室技术，还能接触到野外调查、遥感数据处理和地理信息系统（GIS）分析等现代工具。 核心实验模块详述： 第一部分：基础地球科学数据获取与处理 本部分着重于建立学生对地质材料和地球系统基本参数的量化认知。 1. 岩石与土壤特性分析： 实验内容： 详细指导如何对各类岩石和土壤样本进行物理和化学表征。包括颗粒大小分析（筛分法、比重瓶法），容重、孔隙度、渗透率的测定。重点在于理解这些参数如何影响地下水流速和污染物扩散。 技术侧重： 强调使用标准ASTM或AASHTO方法，并引入数字显微镜技术进行微观结构观察。 应用关联： 为后续的工程稳定性评估和水文模型输入提供基础数据。 2. 地质制图与空间数据基础： 实验内容： 教授如何读取和解释地质图、地形图，并进行剖面制作。核心部分是引入GIS软件（如ArcGIS或QGIS）进行环境数据叠加分析，包括坡度、坡向计算、断层和岩层走向的数字化处理。 技术侧重： 学习使用数字高程模型（DEM）进行水文网络追踪，并对不同尺度的地质信息进行可视化管理。 应用关联： 这是所有环境规划和风险评估的基础工具箱。 第二部分：水文地质与水资源管理 环境地质学的核心领域之一是地下水，本部分专注于水-岩石相互作用和水资源的可持续性评估。 3. 浅层地下水流模型构建： 实验内容： 利用物理模型箱（或软件模拟如MODFLOW的简化版）来模拟含水层中的稳定和非稳定流态。学生将设计不同的边界条件（如抽水井、补给区）来观察水力梯度和流线变化。 技术侧重： 深入理解达西定律的适用范围，并实践测量水位变化数据点的技术。 应用关联： 模拟人工回灌项目或预测区域地下水资源枯竭风险。 4. 水质地球化学分析： 实验内容： 指导学生进行常见水化学参数的现场和实验室测定，包括pH值、电导率、溶解氧、总硬度和特定离子（如$ ext{Ca}^{2+}, ext{Mg}^{2+}, ext{Cl}^{-}, ext{SO}_{4}^{2-}$）的滴定或比色法分析。更高级的实验将涉及离子比值图解（如Piper图）来推断水岩相互作用的类型。 技术侧重： 严格的采样规程和痕量分析误差控制。 应用关联： 评估饮用水源的适宜性，识别天然水体中的地球化学基线。 第三部分：环境污染与修复地球科学 本部分深入探讨人为活动对地质环境的污染及其控制策略。 5. 土壤与地下水污染迁移模拟： 实验内容： 采用柱状试验或二维数值模型，研究污染物（如重金属或有机溶剂）在不同土壤介质中的吸附-解吸和对流-弥散过程。重点分析分配系数 ($K_d$) 的确定及其对迁移速率的影响。 技术侧重： 追踪示踪剂（如荧光染料）在渗透性介质中的运动，并建立对流-弥散方程的初步应用。 应用关联： 设计场地修复方案的初步预测工具。 6. 场地地球物理勘探技术： 实验内容： 介绍并实践电阻率法（ERT）和探地雷达（GPR）在环境场地调查中的应用。学生将使用小型勘探设备，在模拟污染羽或地下管线区域进行数据采集，并学习反演软件的基本操作，以识别地下异常体。 技术侧重： 数据采集的规范化、噪声抑制以及解释不同地质层或污染相的电性差异。 应用关联： 非侵入式地质勘察和污染源定位。 第四部分：工程地质与地质灾害评估 强调地质环境对基础设施建设和公共安全的影响。 7. 斜坡稳定性分析： 实验内容： 结合岩土力学原理，使用简化的极限平衡法（如Fellenius方法）评估特定岩性边坡的稳定性。实验要求学生根据野外露头调查数据（如节理间距、岩体质量评级RMR），输入材料参数，计算安全系数，并分析最危险的滑动面。 技术侧重： 野外地质构造测量（倾向、倾角）的精确性，以及输入参数的不确定性分析。 应用关联： 道路修建、矿山边坡设计中的关键环节。 8. 地震与地质灾害微区风险评估： 实验内容： 学习利用地震动加速峰值（PGA）与地质条件（如软土液化潜力）的耦合关系。实验要求学生根据当地的场地类别代码，结合土壤液化潜力指数（LPI）的计算方法，对特定工程点进行初步的工程地震风险评估。 技术侧重： 标准化的场地特征参数获取（如SPT-N值），并引入剪切波速（Vs）的概念。 应用关联： 城市抗震规划和基础设施韧性分析。 总结与展望： 本书的最终目标是培养学生严谨的科学思维、熟练的操作技能以及对环境地质问题的批判性分析能力。通过这些动手实践，学生将能够自信地参与到环境影响评估、污染防治、自然资源管理及地质灾害防治等专业工作中，成为具备高度实践能力的地球科学家。

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