內容簡介
《地下水名著譯叢:物理與化學水文地質學(第2版)》綜閤反映瞭本領域新的、有廣泛基礎的重要科學進展。原書齣版以來,在水文學、土木工程、環境工程等學科的教學和科研工作中産生瞭廣泛而深遠的影響,為許許多多的高年級本科生、研究生以及大學教師所鍾愛。作者講述的許多問題成為當前地下水研究的熱點,包括地下水微生物學、與NAPLs和DNAPLs汙染以及一般的多相流體汙染有關的理論與實踐知識、場地淨化的新策略、作為汙染場地決策工具的風險評價等。
當前,環境科學和水文科學嚮綜閤性、係統性方嚮發展,都離不開地下水的研究。《地下水名著譯叢:物理與化學水文地質學(第2版)》的齣版必將有利於促進國內地錶水與地下水綜閤研究,必將有助於推動國內汙染場地調查與修復的技術和方法研究。
作者簡介
王焰新,男,漢族,1963年F1月生,山西省原平市人,中共黨員,教授,博士生導師。1984年於南京大學地質學係獲理學學士學位,1990年於中國地質大學研究生院獲工學博士學位。1998年9月-1999年9月留學加拿大滑鐵盧大學。現任中國地質大學(武漢)校長,兼任國際地球化學協會水—岩相互作用工作組成員、中國環境科學學會理事、汙染控製與資源化研究國傢重點實驗室學術委員會委員等職。國務院政府特殊津貼獲得者,教育部“高校青年教師奬”獲得者,2004年獲國傢傑齣青年科學基金。
主要從事水文地質、環境工程的教學與科研工作。結閤管理實踐,近年來開展瞭人纔成長規律、學科建設模型、産學研閤作模式等方麵的高等教育研究。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 什麼是水文地質學?
1.1.1 20世紀40年代早期之前的物理水文地質學
1.1.2 20世紀60年代之前的化學水文地質學
1.1.3 19 60年之後的水文地質學
1.2 水文地質學與其他地質學科的關係
1.3 水文循環
1.3.1 水文循環的組成部分
1.3.2 蒸散作用及潛在蒸散作用
1.3.3 入滲和補給
1.3.4 基流
1.3.5 水均衡方程
習題
第2章 孔隙度和滲透性的起源
2.1 孔隙度和滲透性
2.1.1 孔隙度和有效孔隙度
2.1.2 滲透性
2.2 大陸環境
2.2.1 風化作用
2.2.2 侵蝕、搬運和沉積
衝積物
風積物
湖泊沉積物
冰川沉積物
2.3 大陸環境與海洋環境的邊界
2.4 海洋環境
2.4.1 側嚮地層序列和垂直地層序列
2.4.2 古海洋及其沉積物
古生代岩組
中生代岩組
新生代岩組
2.4.3 海洋環境中的成岩作用
孔隙度減小:壓實和壓溶
岩石-水的化學相互作用:砂岩中的次生孔隙
2.5 地殼隆起、成岩作用及侵蝕作用
2.5.1 與隆起有關的不同建造類型
2.5.2 碳酸鹽岩中次生孔隙富集
2.6 構造活動與裂隙的形成
2.6.1 裂隙作用樣式
2.6.2 流體壓力和孔隙度
2.6.3 連通性
第3章 地下水運動
3.1 達西實驗與野外拓展
3.1.1 達西流速的實質
3.1.2 水頭:Hubbert勢
3.1.3 梯度與地下水流
3.1.4 達西公式中比例係數的物理意義
3.1.5 單位與量綱
3.2 地質介質的水力傳導係數與滲透率
3.2.1 水力傳導係數的實測範圍
3.2.2 水力傳導係數的分布特徵
3.2.3 單元內的各嚮異性與非均質性
3.2.4 單元間的非均質性與含水層分類
3.2.5 求取水力傳導係數均值
3.2.6 各嚮異性介質中的達西定律
3.2.7 水力傳導係數的測定
實驗室測定
經驗公式
3.3 地質係統滲流圖的測繪
3.3.1 水文地質剖麵
3.3.2 等勢麵與潛水麵圖
3.3.3 小結
3.4 裂隙岩石中的滲流
3.4.1 流體流動的連續性方法
粒間多孔介質
裂隙岩石
第4章 水流基本方程、邊界條件及流網
第5章 盆地水文循環中的地下水
第6章 水力學試驗:模型、方法與應用
第7章 作為資源的地下水
第8章 應力、應變和孔隙流體
第9章 地下水流中的熱運移
第10章 溶質運移
第11章 水文地球化學原理
第12章 化學反應
第13章 膠體與微生物
第14章 溶質運移方程
第15章 天然地下水係統中的溶質運移
第16章 地下水流中的質量輸運:地質係統
第17章 汙染物水文地質學概論
第18章 溶解性汙染物的運移模擬
第19章 多相流體係統
第20章 修復:概述與去除方案
第21章 原位處理和風險評價
習題答案
附錄A 變形介質中的水流方程推導
附錄B 計算機磁盤使用說明
附錄C 相對原子質量錶
參考文獻
索引
前言/序言
水文地質學是研究地下水的科學,是以地質學理論為基礎,研究岩石圈、水圈、大氣圈、生物圈和人類圈耦閤作用下,地下水係統結構、組成和地下水水量、水質的時空變化規律,並研究如何運用這些規律興利避害,以確保供水安全和資源可持續開發利用,為地質環境保護提供理論和方法支撐的一門學科。水文地質學是20世紀中葉以來國際地球科學和環境科學發展最為迅猛的核心基礎學科之一。這一學科的進步,極大地豐富瞭人類對於地球這個“水球”的認識。地下水的形成與演化受地球係統中各種物理、化學、生物作用的製約,同時,地下水積極參與地球係統的演化和地球物質循環與能量交換,導緻巨量的物質破壞、遷移、富集,形成礦産和地熱資源。作為全球水循環的重要環節,地下水是全球變化的受體和信息載體,地下水及其沉積物的物理、化學指標,諸如地下水水位、宏量組分、微量組分、同位素、惰性氣體等可以示蹤不同時空尺度上的環境變化。地下水與地錶水相互轉換,其間的水和溶質運移是製約地下水供水功能、生態功能和環境功能的重要過程,撇開水資源係統的整體分析,孤立地研究地錶水或地下水,正確評價與科學管理水資源就無從談起。此外,值得關注的是近年來水文地質學與微生物學的結閤,這一交叉領域的快速發展,有望催生地球生物學(geobiology)研究的重大科學突破。
地下水對於經濟社會可持續發展至關重要。地下水不但是重要的水資源,也是影響人類生存環境的關鍵因子。水文地質學在解決人類麵臨的資源與能源短缺、環境汙染、地質災害頻發、生態環境惡化、氣候變化、危險廢物和溫室氣體地質處置等諸多問題中發揮著越來越重要的作用。經濟建設和社會發展中有大量的理論與實際問題需要水文地質專業人員開展深入研究和谘詢服務。隨著經濟社會發展對水資源需求的不斷增加,地下水資源和環境問題將會更加突齣,對該領域的人纔需求將更加迫切。
1950年以來,新中國建立瞭較為完善的水文地質專業課程體係。 自1952年至1978年,中國水文地質專業的人纔培養體係基本采用蘇聯的相應專業和課程體係。20世紀60年代以前的教材大都從蘇聯引進。70年代開始,中國學者開始較多地瞭解美國、歐洲和日本的水文地質教育和科學研究方麵的動態,並及時在教材建設方麵得到體現,尤其是80年代,集中齣版瞭一批水文地質專業教材,基本滿足瞭當時和其後一段時期的人纔培養和科研、生産需要。
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