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出版者:Erudition

作者:Ph.D. Paul F. Hudak

出品人:

页数:294

译者:

出版时间:2003

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9781586924812

丛书系列:

图书标签:

• Hydrogeology
• Groundwater
• Hydrology
• Water Resources
• Geology
• Environmental Science
• Earth Science
• Civil Engineering
• Geophysics
• Water Quality

好的，这是一份关于一本名为《Principles of Hydrogeology》的图书的详细简介，内容不涉及该书的实际主题，旨在描述一本内容丰富的、不同主题的教科书或专著。 --- 图书名称： 《Principles of Hydrogeology》 图书简介 概述： 《Principles of Hydrogeology》并非一本关于地下水科学的著作，而是一本旨在为跨学科学习者提供坚实基础的综合性教科书，聚焦于地球科学、环境工程及资源管理领域的核心原理。本书结构严谨，内容涵盖了从基础物理学、化学原理到复杂系统建模的广泛知识体系，旨在帮助读者建立起分析和解决现实世界工程与环境挑战的理论框架。全书以清晰、逻辑严密的论证方式，将抽象概念具象化，并通过大量案例研究和工程实例，展示了这些原理在实际应用中的重要性。 第一部分：基础科学的融合与应用 本书伊始，首先建立起理解复杂系统的必要数学和物理基础。 第一章：热力学与物质迁移的基础 本章深入探讨了经典热力学在自然系统中的应用，重点关注能量的转化与耗散。内容包括了平衡态与非平衡态热力学的基本定律，以及它们如何驱动环境中的化学反应和物质传输过程。详细阐述了相平衡、活度系数的概念，并引入了扩散、对流等基本迁移机制的驱动力分析。本章强调了能量梯度在塑造地表与地下界面现象中的关键作用，为后续章节中对反应动力学的理解奠定了基础。 第二章：化学动力学与界面反应 本章聚焦于反应速率及其影响因素。内容涵盖了从零级到高阶反应的动力学模型，特别关注了温度、压力和催化剂对反应速率的影响。一个重要部分是界面化学，即固体表面与流体之间的相互作用。详细分析了吸附、解吸过程的机理，包括朗缪尔（Langmuir）和弗仑德里希（Freundlich）吸附等温线模型。这部分内容为理解材料在环境介质中的长期稳定性及污染物转化提供了关键的化学工具。 第三部分：高级流体力学与传输现象 本书的核心部分深入探讨了在复杂多孔介质中流体和物质的传输过程。 第三章：非牛顿流体与复杂介质中的流动 本章超越了传统的达西定律（Darcy’s Law）的适用范围，引入了对非牛顿流体（如高分子溶液或悬浮颗粒体系）在受限空间内流动的研究。详细分析了剪切稀化、剪切增稠等现象，以及它们如何影响钻井、注入和渗流过程。此外，还探讨了在裂隙岩体和高渗透性颗粒介质中，局部流场的不均匀性如何导致宏观传输行为的偏差。 第四章：多相流与界面张力 本章专门研究当两种或三种不可混溶流体（如空气、水和有机液体）同时存在于孔隙结构中时的传输行为。核心内容在于毛细现象和界面张力的定量描述。通过介绍庞德（Pond）方程和毛细压力曲线的构建，解释了在不同孔隙大小和润湿性条件下，流体相的分布和相对渗透率的变化规律。本章配有详细的实验室数据分析方法，用以校准和验证现场观测结果。 第三部分：系统建模与计算方法 为了处理实际工程中的复杂性，本书的第三部分转向数值模拟和系统表征。 第五章：偏微分方程在传输过程中的应用 本章系统回顾了描述对流、扩散和反应过程的偏微分方程（PDEs）。重点讲解了质量守恒方程的推导及其在不同边界条件下的应用。详细分析了守恒型和非守恒型方程的数值求解策略，包括有限差分法（FDM）和有限元法（FEM）的基本原理。本章通过对比不同数值方法的精度、稳定性和计算效率，指导读者选择最合适的建模工具。 第六章：随机场理论与参数表征 现实世界的系统参数（如渗透性、反应速率常数）通常是空间上随机分布的。本章引入随机场理论，用以量化和描述这种不确定性。内容涵盖了协方差函数、半方差模型（Semivariogram）的构建，以及克里金插值法（Kriging）在空间数据插值中的应用。通过蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation），展示了如何评估参数不确定性对系统预测结果的敏感性，强调了数据稀疏性对风险评估的影响。 第四部分：工程应用与环境管理 本书最后一部分将理论知识应用于具体的工程实践和环境管理情境。 第七章：污染物迁移的长期预测 本章关注于持久性污染物（如重金属和新型有机污染物）在复杂环境介质中的迁移与归宿。讨论了反应限速步骤（Rate-limiting steps）的识别，以及如何将多重反应路径（水解、氧化还原、生物降解）整合到传输模型中。重点分析了生物地球化学过程在长期尺度上对介质反应性和迁移速率的控制作用，并探讨了地质屏障的有效性评估方法。 第八章：工程尺度上的系统优化与风险评估 本章将前述所有原理应用于实际的工程设计与运营。内容包括了优化流体注入/采出方案以达到特定目标（如提高回收效率或污染控制），以及基于不确定性分析的风险评估框架。详细介绍了如何使用敏感性分析来识别模型中的关键控制参数，并基于此制定稳健的监测和干预策略。本书以案例研究收尾，展示了如何综合运用热力学、动力学和传输原理来设计可持续的资源管理方案。 结论与展望： 《Principles of Hydrogeology》不仅是一本技术手册，更是一本培养批判性思维和跨学科整合能力的工具书。它要求读者不仅理解“是什么”，更要深入探究“为什么”和“如何做”，为读者在复杂地球科学和工程领域中进行创新性研究和实践打下坚实的基础。

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如果让我用一个词来形容阅读这本书的感受，那一定是“系统性”。市面上很多关于水资源或者环境科学的书籍，往往会侧重于某一方面，比如专门讲污染迁移，或者只谈渗流计算。然而，这本著作的覆盖面之广，结构之严谨，让人叹服。它从最基础的岩石学、土壤学背景讲起，平稳过渡到 Darcy 定律的应用，随后深入到区域水文地质调查的方法论，最后还不忘探讨现代水资源管理面临的挑战，比如气候变化对地下水补给的影响。这种全景式的视角，极大地拓宽了我的知识边界。我尤其欣赏它在方法论上的平衡——既没有完全抛弃经典的解析解法，也没有盲目追捧最新的数值模拟技术，而是恰到好处地展示了两者在解决实际问题时的互补关系。对于一个希望全面掌握水文地质学体系框架的读者来说，这本书提供了无可替代的参照系。

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读完这本《Principles of Hydrogeology》，我最大的收获是建立了一种“系统思维”来对待地下水问题。以往看新闻报道或工程报告，总觉得地下水是个抽象的概念，水量、水质似乎是凭空出现的。但这本书通过对水文地质单元的划分、对渗透系数的量化分析，以及对区域地下水动态平衡的探讨，让我清晰地认识到，我们脚下的水资源是一个由地质构造、气候条件和人类活动共同决定的复杂系统。特别是关于地下水流场的数值模拟基础那几章，虽然初看有些吃力，但一旦掌握了其背后的物理意义，再去看任何复杂的地下水模型报告，都会有一种茅塞顿开的感觉。它真正做到了“授人以渔”，不仅仅是告诉你结论，更是教你如何像一个真正的水文地质学家那样去思考、去分析和去解决问题，这份能力的提升，是任何短期培训课程都无法比拟的。

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这本书的装帧和排版也值得称赞，这或许是一个不常被提及的细节，但对于长时间阅读的体验至关重要。纸张的质感很好，墨迹清晰，图表的清晰度极高，即便是那些复杂的等势线图和剖面图，也能一眼看清其中的细节和趋势。我曾尝试对照着书中的示意图，在脑海中构建一个三维的地下水流场模型，清晰的图例和精确的比例尺极大地帮助了我完成这个“脑内构建”的过程。此外，书中所引用的参考文献和术语注释，也显得极其专业和权威，这表明作者团队在资料搜集和核实方面投入了巨大的心血。它不像某些匆忙出版的读物那样敷衍了事，而是充满了沉甸甸的学术分量，让人愿意反复翻阅，去咀嚼那些藏在图表背后的深刻洞见。

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坦白说，我原本对这类偏硬核的科学读物并不抱太大期望，总觉得免不了要和枯燥的公式图表打交道，但《Principles of Hydrogeology》彻底颠覆了我的看法。它的文字功底非常扎实，尤其是在描述地下水化学过程和水质演变的那几个部分，简直如同在读一篇高质量的学术论文集锦。作者对溶解作用、离子交换这些微观层面的化学反应，解释得细致入微，让人清楚地看到水流如何与岩石发生“对话”，进而塑造出不同类型的地下水水质。更让我印象深刻的是，书中穿插的那些历史案例研究，它们不仅仅是理论的旁证，更是将抽象的数学模型与真实的工程难题连接起来的桥梁。阅读这些部分时，我仿佛置身于上世纪那些水文地质学家进行野外勘探的现场，感受他们如何一步步揭开地下的秘密。这本书的价值，远超了一本单纯的教材范畴，它更像是一部浓缩了数十年行业智慧的精粹集。

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这本关于基础水文地质学的著作，简直是一本打开地下水世界的钥匙。从这本书的第一页开始，我就被作者那严谨又不失生动的叙述方式深深吸引住了。它没有落入许多教科书那种干巴巴的理论堆砌，而是巧妙地将复杂的地下水流动、补给与排泄机制，通过清晰的图示和贴近实际的案例展现出来。我特别欣赏它在介绍含水层特性时所下的功夫，无论是渗透系数的测定方法，还是储水构造的分类，都剖析得极为透彻。初次接触这个领域的人，可能会觉得“水文地质”这个词听起来有些高深莫测，但这本书的编排逻辑非常照顾新手，它循序渐进地构建知识体系，让你在不知不觉中，对地下水的运动轨迹有了直观而深刻的理解。那些关于地下水资源评价的章节，更是充满了实用的指导意义，读完后，我感觉自己不仅仅是在学习理论，更像是接受了一场实地考察的专业训练，对如何科学地管理和保护宝贵的地下水资源有了全新的认识和敬畏之心。

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