污染水文地質(zhì)學(xué)

內(nèi)容概要

　　《污染水文地質(zhì)學(xué)（第2版）》主要包括三部分內(nèi)容：飽和介質(zhì)、非飽和介質(zhì)中的水流和溶質(zhì)遷移規(guī)律，地下水中無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物的性質(zhì)，以及污染場(chǎng)地的修復(fù)。書中詳細(xì)地介紹了地下水中污染物的類型和來(lái)源，污染物轉(zhuǎn)化、阻滯和衰減等。多相流中的污染物問(wèn)題和污染物遷移的解析以及數(shù)值方法等。探討了地下水取樣和土壤監(jiān)測(cè)時(shí)的監(jiān)測(cè)孔設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)儀器的安裝等問(wèn)題，最后介紹了地下水和土壤受到污染后的場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)?！　　段廴舅牡刭|(zhì)學(xué)（第2版）》可供水文地質(zhì)、水環(huán)境污染修復(fù)與治理和水文學(xué)及水資源等專業(yè)的大學(xué)生使用；也可供水利、土木、交通和石油等學(xué)科的科研人員、大學(xué)教師和相關(guān)專業(yè)的研究生，以及從事環(huán)境保護(hù)專業(yè)的技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國(guó)）費(fèi)特（C.W.Fetter） 譯者：周念清 黃勇  費(fèi)特（C.W.Fetter），獲得美國(guó)迪堡（DePauw）大學(xué)化學(xué)學(xué)士學(xué)位，印第安納大學(xué)地質(zhì)學(xué)碩士學(xué)位以及水文地質(zhì)學(xué)博士學(xué)位。于1966年開始從事水文地質(zhì)工作，獲得注冊(cè)地質(zhì)師資格及注冊(cè)工程師資格。Fetter在威斯康星大學(xué)Oshkosh分校從教25年，其間擔(dān)任系主任15年。1996年從教授職位退休后，任環(huán)境水文地質(zhì)全職顧問(wèn)。他曾為美國(guó)環(huán)境保護(hù)署、美國(guó)司法部、威斯康星州司法部、世界500強(qiáng)企業(yè)、保險(xiǎn)公司、市政管理部門以及律師事務(wù)所提供專家咨詢。Fetter博士還以專家身份參與了眾多的法律訴訟證明。1996年Fetter因其所著的兩本水文地質(zhì)學(xué)著作榮獲地下水科學(xué)與工程協(xié)會(huì)的科學(xué)與工程杰出人物獎(jiǎng)。1998年獲得威斯康星地下水協(xié)會(huì)年度水文地質(zhì)學(xué)家獎(jiǎng)。 周念清，1964年7月出生，湖南石門人。同濟(jì)大學(xué)水利工程系教授、博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事水文地質(zhì)工作，在地下水污染治理與土壤修復(fù)、地下水?dāng)?shù)值模擬與計(jì)算、礦山地下水治理、核電站環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查、濕地環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域做了許多研究工作，取得了一些成就，主持國(guó)家和上海市博士后基金項(xiàng)目各1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)。參與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家“973”課題1項(xiàng)。獲得教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中30余篇被SCI和EI收錄。2009年獲德國(guó)政府資助，到斯圖加特大學(xué)水力研究所和巖土工程研究所做為期半年的訪問(wèn)學(xué)者。 黃勇，河海大學(xué)副教授，主要從事水文地質(zhì)、水流和污染物在裂隙介質(zhì)中的遷移規(guī)律研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，發(fā)表論文18篇，其中10篇被SCI和EI收錄，合著專著1部。獲得教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，南京市優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文獎(jiǎng)1項(xiàng)，實(shí)用新型專利1項(xiàng)。2006-2007年應(yīng)邀到美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校地球科學(xué)系做為期一年的訪問(wèn)學(xué)者。

書籍目錄

第1章緒論 1.1地下水資源 1.2地下水污染物類型 1.3飲用水標(biāo)準(zhǔn) 1.4風(fēng)險(xiǎn)與飲用水 1.5地下水污染物來(lái)源 1.5.1類別Ⅰ：排放設(shè)施 1.5.2類別Ⅱ：儲(chǔ)存、處理或處置設(shè)施 1.5.3類別Ⅲ：物料傳輸設(shè)備 1.5.4類別Ⅳ：其他有計(jì)劃作業(yè)的排放后果 1.5.5類別Ⅴ：為受污染的水進(jìn)入含水層提供管道 1.5.6類別Ⅵ：因人類活動(dòng)導(dǎo)致或加速的天然排放 1.6地下水污染源的相對(duì)排序 1.7地下水污染的長(zhǎng)期性問(wèn)題 1.8數(shù)學(xué)和流體運(yùn)動(dòng)方程回顧 1.8.1導(dǎo)數(shù) 1.8.2達(dá)西定律 1.8.3水頭和滲透系數(shù)的標(biāo)量、矢量和張量特性 1.8.4變形介質(zhì)中流體運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo) 1.8.5數(shù)學(xué)符號(hào) 參考文獻(xiàn) 習(xí)題 第2章飽和介質(zhì)中的物質(zhì)遷移 2.1引言 2.2濃度梯度作用下的遷移 2.3對(duì)流遷移 2.4機(jī)械彌散 2.5水動(dòng)力彌散 2.6溶質(zhì)遷移的對(duì)流—彌散方程的推導(dǎo) 2.7擴(kuò)散與彌散 2.8對(duì)流—彌散方程的解析解 2.8.1求解方法 2.8.2邊界條件和初始條件 2.8.3濃度的一維階躍變化（第一類邊界） 2.8.4一維連續(xù)注入流場(chǎng)（第二類邊界） 2.8.5第三類邊界條件 2.8.6一維段塞注人流場(chǎng) 2.8.7連續(xù)注入均勻二維流場(chǎng) 2.8.8段塞注入均勻二維流場(chǎng) 2.9橫向彌散作用 2.10試驗(yàn)確定彌散度 2.10.1實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 2.10.2野外試驗(yàn) 2.10.3單井示蹤劑試驗(yàn) 2.11彌散的尺度效應(yīng) 2.12溶質(zhì)遷移的隨機(jī)模型 2.12.1簡(jiǎn)介 2.12.2非均質(zhì)性的隨機(jī)描述 2.12.3溶質(zhì)遷移的隨機(jī)方法 2.13野外尺度彌散的分形幾何理論 2.13.1簡(jiǎn)介 2.13.2分形數(shù)學(xué) 2.13.3分形幾何和彌散 2.13.4滲透系數(shù)的分形標(biāo)度 2.14表觀縱向彌散度和野外尺度關(guān)系的回歸分析 2.15溶質(zhì)遷移的確定型模型 案例研究：加拿大安大略省Bordon垃圾填埋場(chǎng)污染羽 2.16裂隙介質(zhì)中的溶質(zhì)遷移 2.17小結(jié) 本章符號(hào) 參考文獻(xiàn) 習(xí)題 …… 第3章溶質(zhì)轉(zhuǎn)化、阻滯和衰減 第4章包氣帶中的水流和物質(zhì)遷移 第5章多相流 第6章地下水中的無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì) 第7章地下水中的有機(jī)化合物 第8章地下水和土壤監(jiān)測(cè) 第9章場(chǎng)地修復(fù) 附錄A誤差函數(shù)值 附錄BBessel函數(shù) 附錄CW（tD，B）值 附錄D指數(shù)積分 附錄E單位縮寫 附錄FVisualMODFLOW軟件說(shuō)明（自斯倫貝謝水務(wù)） 索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   2.13野外尺度彌散的分形幾何理論 2.13.1簡(jiǎn)介 數(shù)學(xué)新近發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域?yàn)榉中螏缀危∕andelbrot，1983），它是著眼于不規(guī)則事物（如海岸線、含水層）的一種方法。分形幾何的一種規(guī)律為，天然不規(guī)則事物趨向于呈現(xiàn)不同尺度上重演的形式，這種現(xiàn)象稱為自相似。例如，在沉積含水層中單個(gè)孔隙間的關(guān)系可能與積層間的關(guān)系相似，積層間的關(guān)系可能與床層間的關(guān)系相似，而床層間的關(guān)系又可能與地質(zhì)構(gòu)造間的關(guān)系相似。 2.13.2 分形數(shù)學(xué) 在一篇經(jīng)典論文中，Mandelbrot（1967）證明了不規(guī)則形狀物體的測(cè)量長(zhǎng)度f(wàn)如英國(guó)海岸線）取決于測(cè)量的刻度。海岸線的不規(guī)則度與測(cè)量所采用的刻度無(wú)關(guān)。如果從海邊、飛機(jī)或衛(wèi)星上看，海岸線都有著類似的不規(guī)則形狀。 如果用直尺來(lái)測(cè)量一條直線，該長(zhǎng)度是一個(gè)常數(shù)，且等于單位數(shù)乘以測(cè)量所采用的單位長(zhǎng)度。如果單位長(zhǎng)度減半，單位數(shù)就加倍，但總長(zhǎng)度仍然保持不變。 如果要測(cè)量一條不規(guī)則的線，測(cè)量的精確度是測(cè)量?jī)x器刻度的函數(shù)。以海岸線為例，如果用最小刻度為100 km的標(biāo)尺，就可得到一近似長(zhǎng)度；但若用最小刻度為1 km的標(biāo)尺，則可得到一個(gè)不同的且更為精確的測(cè)量值，由于能夠更為精確地沿著海岸的不規(guī)則線測(cè)量，所以得到的值會(huì)更長(zhǎng)些。如果再用最小刻度為1 m的標(biāo)尺測(cè)量，可得到第三個(gè)更為精確、更長(zhǎng)的長(zhǎng)度值。即便如此，還沒有測(cè)量繞個(gè)別巖石彎曲的海岸線，還有那些更小的繞砂土顆粒彎曲的海岸線。用傳統(tǒng)的幾何學(xué)，測(cè)得的長(zhǎng)度是最小刻度的函數(shù)。 2.13.3分形幾何和彌散 Wheatcraft和Taler（1988）設(shè)計(jì)了一個(gè)根據(jù)分形幾何的應(yīng)用來(lái)理解彌散的方法。穿過(guò)多孔介質(zhì)的水質(zhì)點(diǎn)的路徑不是直的，而是比兩端點(diǎn)間的直線距離長(zhǎng)，這種現(xiàn)象已作為曲折因子討論過(guò)。若曲折因子隨著流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的增加而增加，則可把流管看成一個(gè)分形路徑。 在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用分形數(shù)學(xué)時(shí)所遇到的一個(gè)問(wèn)題是，在式（2.60）中，當(dāng)n趨近于0時(shí)，L（n）趨近于無(wú)窮大。含水層中沒有無(wú)限長(zhǎng)的流動(dòng)路徑，因此，長(zhǎng)度n肯定有一個(gè)較低的界限。它與平均孔隙半徑的尺寸具有相同的數(shù)量級(jí)，由于水質(zhì)點(diǎn)的尺度比該長(zhǎng)度小，因而能夠輕易穿過(guò)該孔隙，且無(wú)須沿著分形路徑，這個(gè)較低的界限稱為分形截?cái)鄻O限nc。 如果水質(zhì)點(diǎn)的分形路徑長(zhǎng)度為L(zhǎng)f，從分形流管起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離為L(zhǎng)s，則有以下關(guān)系。

編輯推薦

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