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Provides a viable reference, describing the state-of-knowledge on sources of arsenic contamination in ground water, which affects about 100 million people worldwide. With contributions from world-renowned experts in the field, this book explores developments in the transport kinetics, detection, measurement, seasonal cycling, accumulation, geochemistry, removal, and toxicology of arsenic. Includes compelling case studies describing how arsenic contamination occurs and the devastating effects on the people and environment affected by it.
《水文学导论：地球上的生命之源》 作者：[虚构作者名，例如：艾伦·R·詹金斯 博士] 出版社：[虚构出版社名，例如：全球科学出版社] 出版年份：[虚构年份，例如：2023年] --- 内容概要 《水文学导论：地球上的生命之源》是一部全面深入探讨水循环、水资源管理、水文过程及其对地球环境和人类社会影响的权威性教科书与参考著作。本书旨在为环境科学、土木工程、地理学以及相关领域的研究人员、学生和专业人士提供一个坚实的基础框架，用以理解水在自然界中的动态行为及其在可持续发展中的核心地位。 本书结构严谨，内容涵盖水文学的理论基石、观测技术、建模方法以及当前面临的重大挑战。我们不仅关注传统的表面水文学和地下水动力学，更强调水资源在气候变化、城市化和生态系统健康中的交叉学科作用。 --- 详细章节概述 第一部分：水文学基础与水循环的机制 第一章：水文学的范畴与历史演变 本章首先界定水文学（Hydrology）作为一门研究水在地球上分布、运动和性质的科学的地位。我们将追溯水文学思想从古代文明对灌溉和排水的实践，到现代科学量化分析的发展历程。重点阐述水文学在工程、环境和气候科学中的不可替代性。 第二章：地球上的水分布与水文循环 本章详细剖析了水圈（Hydrosphere）的组成，包括大气水、地表水、地下水和冰雪的储量及其动态平衡。核心内容是全球水文循环的各个环节——蒸发、蒸腾、降水、入渗、地表径流和地下水补给——的物理化学基础和能量平衡驱动力。本章将引入同位素示踪技术在理解水循环路径中的应用。 第三章：大气水过程与降水测量 深入探讨大气水汽的形成、输送和凝结过程。重点讲解降水的形成机制（云物理学简介），以及不同尺度降雨事件的特征。详细介绍了降水测量技术，包括雨量计的部署、雷达水文（Radar Hydrology）的应用，以及如何处理时空异质性降水数据，为后续的径流计算打下基础。 第二部分：地表水文过程与分析 第四章：地表径流的产生与演化 本章是理解洪水和水文响应的关键。我们详细分析了降雨-径流过程的复杂性，区分了集水区（Watershed/Catchment）的概念。内容涵盖了土壤水分不饱和带（Unsaturated Zone）的水力特性、产流机制（如超渗产流和蓄满产流），以及地表水文模型的建立基础。 第五章：河流流量测量与水文统计 本章聚焦于水文观测的工程实践。详细介绍河流流量（Discharge）的测量方法，包括流速仪、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）的应用，以及水位-流量关系（Rating Curve）的建立与校正。随后，转入水文统计学在极端事件分析中的应用，如频率分析、重现期计算、极大值和极小值分布的选取。 第六章：集水区水文响应与流域模型 本章探讨集水区作为一个系统的整体响应。讲解单位线理论（Unit Hydrograph Theory）及其应用，包括S曲线和汇流时间（Time of Concentration）的确定。在此基础上，引入概念性、物理性以及分布式的流域模型（如SWAT, HEC-HMS），阐述模型构建的原理、参数率定与验证过程。 第三部分：地下水文与水资源工程 第七章：地下水动力学基础 本部分开始转向地下水系统。深入探讨多孔介质中的水流理论，包括达西定律（Darcy's Law）的推导与适用条件。讲解含水层（Aquifer）的分类（受限、非受限），以及导水系数、储水系数等关键参数的确定方法。 第八章：地下水流动与数值模拟 详细介绍地下水流动的控制方程——泰瑟霍夫方程（Theis Equation）及其在瞬态抽水问题中的应用。重点介绍有限差分法和有限元法在二维和三维地下水流动模拟中的应用，并以MODFLOW等常用软件为例，展示如何模拟抽水、补给和污染羽流的迁移。 第九章：水资源评估与可持续管理 将水文学知识应用于实际的水资源管理。讨论地表水和地下水的联合管理（Integrated Water Resources Management, IWRM）。内容包括水资源储量评估、需水平衡分析、地下水超采的生态后果，以及制定可持续利用策略，确保水资源的可持续供给。 第四部分：水文过程的环境影响与前沿领域 第十章：水文过程中的水质要素 本章探讨水在运动过程中携带和转化物质的现象。分析地表径流和地下水补给对营养盐（氮磷）、悬浮物和溶解性有机碳（DOC）的输送作用。讲解侵蚀和泥沙输运的机理，以及水质参数的空间变异性。 第十一章：气候变化与水文风险 审视全球气候变化对区域水文循环的影响。分析气温升高如何改变蒸散量、降水格局和雪水当量（SWE）。重点探讨极端天气事件（如长期干旱和强度增大的暴雨）的频率变化，以及水文风险评估和适应性规划的重要性。 第十二章：水文观测的前沿技术 回顾水文领域的新技术应用。包括遥感水文学（Remote Sensing Hydrology）——利用卫星（如GRACE、Landsat）监测土壤湿度、冰川质量变化和蒸散发。介绍传感器网络、物联网（IoT）在实时水文数据采集中的应用，以及利用机器学习和人工智能优化水文模型预测的潜力。 --- 核心特点 1. 深度与广度兼顾： 本书不仅提供了经典水文理论的严谨推导，更融入了现代环境水文、气候变化响应等前沿研究热点。 2. 强调实践应用： 穿插了大量实际案例分析和工程实例，帮助读者将理论知识转化为解决实际水资源问题的能力。 3. 数学与物理基础扎实： 对水流方程、统计方法和数值模拟进行了清晰的阐述，是深入研究的可靠参考。 4. 跨学科视角： 成功地将水文学与生态学、环境工程学和气候科学紧密结合。 --- 目标读者 本书是水文学、水利工程、环境科学、地理信息系统（GIS）以及土木工程等专业本科高年级学生和研究生必备的教材。同时，对于从事水资源规划、洪水预报、水污染控制及环境影响评价的工程师、咨询顾问和政府管理人员，本书亦是不可多得的案头工具书。
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