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现代水资源管理与可持续发展：理论、技术与实践 内容简介 本书旨在为水资源管理领域的专业人士、科研人员、政策制定者以及高等院校师生提供一套全面、深入且具有前瞻性的理论框架、先进技术和详实的实践案例。在全球水资源日益紧迫的背景下，本书聚焦于如何实现水资源的可持续利用、高效保护和综合管理，从而支撑经济社会发展与生态环境健康。 本书结构严谨，内容涵盖水文循环的复杂性、水质与水生态学的最新研究进展、前沿的水资源工程技术、创新的管理决策模型，以及应对气候变化背景下的适应性策略。我们力求超越传统的水利工程范畴，将水资源视为一个复杂的、跨学科的系统进行审视和分析。 --- 第一部分：水文科学与水资源评估的深度解析 (Hydrological Science and In-Depth Water Resource Assessment) 本部分着重于现代水文科学的基础理论和最新量化工具，为精确评估水资源存量与动态变化奠定坚实的科学基础。 第一章：全球水循环的复杂性与区域差异 深入探讨大气、地表、地下水相互作用的精细化模型。分析不同气候带（如季风区、干旱区、高寒区）水循环的独特性和季节性变化规律。重点介绍遥感技术在水文要素监测中的应用，包括蒸散发、土壤湿度和冰雪储量的精确反演。讨论人类活动（如城市化和土地利用变化）对区域水循环参数的反馈效应。 第二章：地下水系统动力学与资源承载力 系统阐述地下水补给机制、流动机理及污染迁移过程。详细介绍地下水数值模拟的最新进展，包括多孔介质流动与反应耦合模型（P2R models）。引入“水资源承载力”的概念，构建基于生态基流和环境需求的地下水可持续开采量评估框架，探讨深层含水层保护的策略。 第三章：水资源量化与监测网络优化 本书不侧重于标准化的常规采样方法，而是聚焦于高分辨率水资源监测网络的设计与优化。介绍基于物联网（IoT）和传感器技术的水文信息实时采集系统（Smart Sensing Networks）。重点阐述如何利用大数据分析和机器学习方法，从海量监测数据中提取有效的水资源时空分布特征，并对极端水文事件（如突发性干旱或洪水）进行快速响应评估。 --- 第二部分：水环境质量的生态学视角与污染控制前沿 (Ecological Perspective on Water Quality and Advanced Pollution Control) 本部分将水质分析提升到生态系统健康评估的层面，探讨传统化学指标之外的生物学和生态毒理学指标的应用。 第四章：水生态系统健康评估指标体系 本书摒弃了单纯的化学指标堆砌，转而关注水生生物群落的完整性和功能性。详细介绍生物完整性指数（IBI）、营养状态指数（Trophic State Index）的区域化构建方法。探讨微生物群落结构（Microbiome）在指示水体健康状态中的潜力，以及如何利用宏基因组学技术追踪特定污染物的来源和归宿。 第五章：新型污染物（CECs）的识别、迁移与去除技术 聚焦于新兴的、传统水处理技术难以应对的污染物，如微塑料（Microplastics）、药物和个人护理用品（PPCPs）、以及全氟/多氟烷基物质（PFASs）。深入分析其在水-沉积物-生物体之间的迁移路径。在去除技术方面，重点介绍高级氧化工艺（AOPs）的效率优化、新型吸附材料（如金属有机框架MOFs）的开发及其在选择性污染物去除中的应用。 第六章：流域面源污染的精准溯源与控制策略 分析城市化和集约化农业带来的面源污染挑战。介绍基于GIS和事件驱动模型的面源负荷估算方法（如SWAT模型的深度应用）。探讨低影响开发（LID）和绿色基础设施（GI）在削减雨洪径流和污染物负荷方面的工程韧性，并提供流域尺度污染负荷总量控制的经济激励机制设计。 --- 第三部分：水资源工程与适应性基础设施 (Water Resource Engineering and Adaptive Infrastructure) 本部分探讨面向未来不确定性的水利工程理念，强调系统的弹性、多功能性和可持续性。 第七章：韧性水利基础设施的设计与管理 在气候变化带来的极端天气频发背景下，传统“刚性”工程面临巨大挑战。本章探讨“韧性（Resilience）”在水利工程中的具体体现，包括分布式供水系统的冗余设计、基于风险评估的堤防和水库安全管理。介绍数字孪生（Digital Twin）技术在水工程资产全生命周期健康监测与预测性维护中的应用。 第八章：非常规水资源的综合利用与循环 系统梳理非常规水资源开发利用的工程与社会经济可行性。详细阐述高回用率的市政污水处理工艺流程（如膜生物反应器MBR、高压反渗透RO），并讨论再生水在城市绿化、工业冷却及非常规饮用水源替代中的标准制定与安全保障。同时，涵盖雨水收集与利用的规模化推广策略。 第九章：水安全与能源-水-粮食系统耦合优化 将水资源置于更宏大的“Nexus”框架下进行分析。探讨如何通过优化能源生产（如水电、冷却水需求）和粮食灌溉，实现系统级的效率提升与风险最小化。引入多目标优化算法，平衡水资源分配中的生态需求、社会公平和经济效益，以应对不同系统间的潜在冲突。 --- 第四部分：水资源管理、政策与跨界合作 (Water Management, Policy, and Transboundary Cooperation) 本部分侧重于将科学技术转化为可执行的社会管理和治理框架。 第十章：基于价值的水资源经济学与价格机制 本书深入探讨水资源的非市场价值评估，包括生态系统服务价值（Ecosystem Service Valuation）和风险规避价值。重点分析水权交易、水价形成机制在激励节水和优化资源配置中的作用。介绍基于“社会生态经济系统（Socio-Ecological Systems, SES）”的水资源治理框架。 第十一章：气候变化背景下的水资源适应性规划 分析气候变化对区域水文情势和水安全构成的多重风险。介绍情景规划（Scenario Planning）方法在不确定性环境下的应用，指导制定具有前瞻性的适应性水资源管理方案。讨论洪水风险管理从“防洪工程为主”向“风险与韧性管理并重”的转型路径。 第十二章：跨界水资源治理与冲突解决机制 研究国际河流和区域性水资源共享中的法律、政治和技术挑战。重点分析共同治理（Co-management）模式的建立基础，探讨数据共享、透明度建设和争议解决机制在构建信任和实现水资源可持续合作中的关键作用。本书提供了多个跨界合作的成功与失败案例的深入剖析，以期为未来的国际水治理提供借鉴。 --- 总结 《现代水资源管理与可持续发展：理论、技术与实践》是一本面向未来挑战的综合性著作。它不仅提供了处理当前水问题的技术工具箱，更重要的是，它构建了一个将水科学、生态学、工程学和社会经济学融为一体的综合性思维框架，旨在培养新一代能够驾驭复杂水系统、推动水资源可持续未来的领导者和决策者。本书强调创新、跨学科整合与实践导向，是水资源领域研究与实践工作者不可或缺的参考书。
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