出版時間:2011-9 出版社:高等教育 作者:費特 頁數(shù):431
內容概要
《污染水文地質學(第2版)》主要包括三部分內容:飽和介質、非飽和介質中的水流和溶質遷移規(guī)律,地下水中無機污染物和有機污染物的性質,以及污染場地的修復。書中詳細地介紹了地下水中污染物的類型和來源,污染物轉化、阻滯和衰減等。多相流中的污染物問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)測時的監(jiān)測孔設計、施工和監(jiān)測儀器的安裝等問題,最后介紹了地下水和土壤受到污染后的場地修復技術?! 段廴舅牡刭|學(第2版)》可供水文地質、水環(huán)境污染修復與治理和水文學及水資源等專業(yè)的大學生使用;也可供水利、土木、交通和石油等學科的科研人員、大學教師和相關專業(yè)的研究生,以及從事環(huán)境保護專業(yè)的技術人員參考。
作者簡介
作者:(美國)費特(C.W.Fetter) 譯者:周念清 黃勇 費特(C.W.Fetter),獲得美國迪堡(DePauw)大學化學學士學位,印第安納大學地質學碩士學位以及水文地質學博士學位。于1966年開始從事水文地質工作,獲得注冊地質師資格及注冊工程師資格。Fetter在威斯康星大學Oshkosh分校從教25年,其間擔任系主任15年。1996年從教授職位退休后,任環(huán)境水文地質全職顧問。他曾為美國環(huán)境保護署、美國司法部、威斯康星州司法部、世界500強企業(yè)、保險公司、市政管理部門以及律師事務所提供專家咨詢。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學著作榮獲地下水科學與工程協(xié)會的科學與工程杰出人物獎。1998年獲得威斯康星地下水協(xié)會年度水文地質學家獎。 周念清,1964年7月出生,湖南石門人。同濟大學水利工程系教授、博士生導師。長期從事水文地質工作,在地下水污染治理與土壤修復、地下水數(shù)值模擬與計算、礦山地下水治理、核電站環(huán)境水文地質調查、濕地環(huán)境保護等領域做了許多研究工作,取得了一些成就,主持國家和上海市博士后基金項目各1項、國家自然科學基金項目1項。參與國家自然科學基金項目3項、國家“973”課題1項。獲得教育部科技進步二等獎1項,教育部自然科學二等獎1項,上海市科技進步二等獎1項。先后發(fā)表學術論文70余篇,其中30余篇被SCI和EI收錄。2009年獲德國政府資助,到斯圖加特大學水力研究所和巖土工程研究所做為期半年的訪問學者。 黃勇,河海大學副教授,主要從事水文地質、水流和污染物在裂隙介質中的遷移規(guī)律研究,主持國家自然科學基金項目1項,教育部留學回國人員科研啟動基金項目1項,發(fā)表論文18篇,其中10篇被SCI和EI收錄,合著專著1部。獲得教育部科技進步二等獎1項,南京市優(yōu)秀學術論文獎1項,實用新型專利1項。2006-2007年應邀到美國內華達大學拉斯維加斯分校地球科學系做為期一年的訪問學者。
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飲用水標準 1.4風險與飲用水 1.5地下水污染物來源 1.5.1類別Ⅰ:排放設施 1.5.2類別Ⅱ:儲存、處理或處置設施 1.5.3類別Ⅲ:物料傳輸設備 1.5.4類別Ⅳ:其他有計劃作業(yè)的排放后果 1.5.5類別Ⅴ:為受污染的水進入含水層提供管道 1.5.6類別Ⅵ:因人類活動導致或加速的天然排放 1.6地下水污染源的相對排序 1.7地下水污染的長期性問題 1.8數(shù)學和流體運動方程回顧 1.8.1導數(shù) 1.8.2達西定律 1.8.3水頭和滲透系數(shù)的標量、矢量和張量特性 1.8.4變形介質中流體運動方程的推導 1.8.5數(shù)學符號 參考文獻 習題 第2章飽和介質中的物質遷移 2.1引言 2.2濃度梯度作用下的遷移 2.3對流遷移 2.4機械彌散 2.5水動力彌散 2.6溶質遷移的對流—彌散方程的推導 2.7擴散與彌散 2.8對流—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(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 2.8.7連續(xù)注入均勻二維流場 2.8.8段塞注入均勻二維流場 2.9橫向彌散作用 2.10試驗確定彌散度 2.10.1實驗室試驗 2.10.2野外試驗 2.10.3單井示蹤劑試驗 2.11彌散的尺度效應 2.12溶質遷移的隨機模型 2.12.1簡介 2.12.2非均質性的隨機描述 2.12.3溶質遷移的隨機方法 2.13野外尺度彌散的分形幾何理論 2.13.1簡介 2.13.2分形數(shù)學 2.13.3分形幾何和彌散 2.13.4滲透系數(shù)的分形標度 2.14表觀縱向彌散度和野外尺度關系的回歸分析 2.15溶質遷移的確定型模型 案例研究:加拿大安大略省Bordon垃圾填埋場污染羽 2.16裂隙介質中的溶質遷移 2.17小結 本章符號 參考文獻 習題 …… 第3章溶質轉化、阻滯和衰減 第4章包氣帶中的水流和物質遷移 第5章多相流 第6章地下水中的無機化學物質 第7章地下水中的有機化合物 第8章地下水和土壤監(jiān)測 第9章場地修復 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軟件說明(自斯倫貝謝水務) 索引
章節(jié)摘錄
版權頁: 插圖: 2.13野外尺度彌散的分形幾何理論 2.13.1簡介 數(shù)學新近發(fā)展的一個領域為分形幾何(Mandelbrot,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孔隙間的關系可能與積層間的關系相似,積層間的關系可能與床層間的關系相似,而床層間的關系又可能與地質構造間的關系相似。 2.13.2 分形數(shù)學 在一篇經典論文中,Mandelbrot(1967)證明了不規(guī)則形狀物體的測量長度f如英國海岸線)取決于測量的刻度。海岸線的不規(guī)則度與測量所采用的刻度無關。如果從海邊、飛機或衛(wèi)星上看,海岸線都有著類似的不規(guī)則形狀。 如果用直尺來測量一條直線,該長度是一個常數(shù),且等于單位數(shù)乘以測量所采用的單位長度。如果單位長度減半,單位數(shù)就加倍,但總長度仍然保持不變。 如果要測量一條不規(guī)則的線,測量的精確度是測量儀器刻度的函數(shù)。以海岸線為例,如果用最小刻度為100 km的標尺,就可得到一近似長度;但若用最小刻度為1 km的標尺,則可得到一個不同的且更為精確的測量值,由于能夠更為精確地沿著海岸的不規(guī)則線測量,所以得到的值會更長些。如果再用最小刻度為1 m的標尺測量,可得到第三個更為精確、更長的長度值。即便如此,還沒有測量繞個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,測得的長度是最小刻度的函數(shù)。 2.13.3分形幾何和彌散 Wheatcraft和Taler(1988)設計了一個根據(jù)分形幾何的應用來理解彌散的方法。穿過多孔介質的水質點的路徑不是直的,而是比兩端點間的直線距離長,這種現(xiàn)象已作為曲折因子討論過。若曲折因子隨著流動路徑長度的增加而增加,則可把流管看成一個分形路徑。 在實際問題中應用分形數(shù)學時所遇到的一個問題是,在式(2.60)中,當n趨近于0時,L(n)趨近于無窮大。含水層中沒有無限長的流動路徑,因此,長度n肯定有一個較低的界限。它與平均孔隙半徑的尺寸具有相同的數(shù)量級,由于水質點的尺度比該長度小,因而能夠輕易穿過該孔隙,且無須沿著分形路徑,這個較低的界限稱為分形截斷極限nc。 如果水質點的分形路徑長度為Lf,從分形流管起點到終點的直線距離為Ls,則有以下關系。
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