地下水動(dòng)力學(xué)

前言

隨著我國(guó)水利事業(yè)與高等教育事業(yè)的快速發(fā)展以及教育教學(xué)改革的不斷深入，水利高等教育也得到很大的發(fā)展與提高。與1999年相比，水利學(xué)科專業(yè)的辦學(xué)點(diǎn)增加了將近一倍，每年的招生人數(shù)增加了將近兩倍。通過專業(yè)目錄調(diào)整與面向新世紀(jì)的教育教學(xué)改革，在水利學(xué)科專業(yè)的適應(yīng)面有很大拓寬的同時(shí)，水利學(xué)科專業(yè)的建設(shè)也面臨著新形勢(shì)與新任務(wù)。在教育部高教司的領(lǐng)導(dǎo)與組織下，從2003年到2005年，各學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)開展了本學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究與制定專業(yè)規(guī)范的工作。在水利部人教司的支持下，水利學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)也組織課題組于2005年底完成了相關(guān)的研究工作，制定了水文與水資源工程，水利水電工程，港口、航道與海岸工程以及農(nóng)業(yè)水利工程四個(gè)專業(yè)規(guī)范。這些專業(yè)規(guī)范較好地總結(jié)與體現(xiàn)了近些年來水利學(xué)科專業(yè)教育教學(xué)改革的成果，并能較好地適用不同地區(qū)、不同類型高校舉辦水利學(xué)科專業(yè)的共性需求與個(gè)性特色。為了便于各水利學(xué)科專業(yè)點(diǎn)參照專業(yè)規(guī)范組織教學(xué)，經(jīng)水利學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)與中國(guó)水利水電出版社共同策劃，決定組織編寫出版“高等學(xué)校水利學(xué)科專業(yè)規(guī)范核心課程教材”。

內(nèi)容概要

　　《地下水動(dòng)力學(xué)》主要敘述了有關(guān)地下水運(yùn)動(dòng)的基本原理、計(jì)算方法、試驗(yàn)方法和模擬方法。全書共8章，內(nèi)容包括：滲流理論基礎(chǔ)、地下水向河渠的運(yùn)動(dòng)、地下水向完整井的運(yùn)動(dòng)、地下水向不完整井的運(yùn)動(dòng)、非飽和帶地下水運(yùn)動(dòng)基本理論、水動(dòng)力彌散基本理論、研究地下水運(yùn)動(dòng)的物理模擬方法、研究地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬方法等?！　　兜叵滤畡?dòng)力學(xué)》可作為高等院校水文與水資源工程、地下水科學(xué)與工程、地質(zhì)工程等專業(yè)的教材或參考書，也可供相關(guān)專業(yè)科研工作人員、工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

吳吉春，男，漢族，1968年生于江西上饒，1991年于南京大學(xué)地球科學(xué)碩士畢業(yè)后留校工作，1吳吉春993年任講師，1994年獲博士學(xué)位，1995年3月任副教授，1998年3月任教授，1999年11月被聘為博士生導(dǎo)師。2000年至2002年以高級(jí)訪問學(xué)者身份應(yīng)邀赴美合作研究，其后又多次赴美國(guó)、香港、挪威的大學(xué)做1-4月的短期訪問研究。一直從事地下水動(dòng)力學(xué)、地下水流和溶質(zhì)運(yùn)移模擬、地下水隨機(jī)理論、水資源與水環(huán)境方面的教學(xué)和科研工作，現(xiàn)為南京大學(xué)水科學(xué)系主任，南京大學(xué)水資源與水環(huán)境研究所所長(zhǎng)，水處理與水環(huán)境修復(fù)教育部研究中心副主任，江蘇省“青藍(lán)工程”學(xué)術(shù)帶頭人，2007年度國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金獲得者。至2006年已合作出版專著3本、教材1本,發(fā)表論文145篇（英文論文65篇），被三大檢索系統(tǒng)收錄75篇（SCI收錄26篇，EI收錄28篇，ISTP收錄21篇）；作為項(xiàng)目主持或具體負(fù)責(zé)或主要完成者已完成的科研項(xiàng)目有30多項(xiàng)（其中國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)、面上項(xiàng)目8項(xiàng)、國(guó)家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目3項(xiàng)、“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目1項(xiàng)、博士點(diǎn)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、其他部省級(jí)項(xiàng)目6項(xiàng)、橫向項(xiàng)目6項(xiàng)、美國(guó)能源部合作項(xiàng)目1項(xiàng)）。主講本科生及研究生專業(yè)主干課《地下水動(dòng)力學(xué)原理》（校精品課程）、《地下水流數(shù)值模擬》等多門次，指導(dǎo)博士后4名、博士生6名，碩士生23名。在非平穩(wěn)地下水隨機(jī)理論、海水入侵、地面沉降、復(fù)雜條件下的地下水流與污染物運(yùn)移數(shù)值模擬、分?jǐn)?shù)階對(duì)流—彌散方程研究等方面研究成果突出。曾獲國(guó)家教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2次、三等獎(jiǎng)1次，并獲首屆全國(guó)高校優(yōu)秀青年教師獎(jiǎng)、第五屆全國(guó)“青年地質(zhì)科技獎(jiǎng)”—金錘獎(jiǎng)、第三屆“江蘇省青年科技標(biāo)兵”、第九屆霍英東教育基金會(huì)高校青年教師獎(jiǎng)（研究類）二等獎(jiǎng)、電力勘測(cè)設(shè)計(jì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)應(yīng)用成果一等獎(jiǎng)，內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，還多次獲南京大學(xué)學(xué)術(shù)表彰（如“五?四”獎(jiǎng)?wù)拢??？蒲谐晒言趪?guó)內(nèi)外同行中產(chǎn)生了良好影響，多次受邀擔(dān)任國(guó)際會(huì)議的學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任委員、委員，國(guó)際會(huì)議專題會(huì)議召集人、特約報(bào)告人，國(guó)際著名專業(yè)期刊的審稿人，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)專家評(píng)審組成員，多次應(yīng)邀參加全國(guó)和江蘇省的學(xué)科評(píng)議和評(píng)估，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)評(píng)審，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)杰出青年基金、重點(diǎn)及面上項(xiàng)目評(píng)審，國(guó)內(nèi)專業(yè)期刊的編委、特邀主編、特約編審，國(guó)內(nèi)著名高校兼職教授。

書籍目錄

總前言前言常用符號(hào)與量綱緒言第1章 滲流理論基礎(chǔ)1.1 滲流的基本概念1.2 滲流的基本定律1.3 巖層透水特征分類和滲透系數(shù)張量1.4 突變界面的水流折射和等效滲透系數(shù)1.5 流網(wǎng)1.6 描述地下水運(yùn)動(dòng)的基本微分方程1.7 定解條件1.8 描述地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型及其解法第2章 地下水向河渠的運(yùn)動(dòng)2.1 河渠間地下水的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)2.2 河渠間潛水的非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)第3章 地下水向完整井的運(yùn)動(dòng)3.1 概述3.2 地下水向完整井的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)3.3 地下水向完整井的非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)3.4 地下水向邊界附近井的運(yùn)動(dòng)第4章 地下水向不完整井的運(yùn)動(dòng)4.1 地下水向不完整井運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)4.2 地下水向不完整井的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)4.3 地下水向承壓不完整井的非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)第5章 非飽和帶地下水運(yùn)動(dòng)基本理論5.1 關(guān)于非飽和帶水分的基本知識(shí)5.2 非飽和帶水運(yùn)動(dòng)的基本方程5.3 入滲問題5.4 潛水蒸發(fā)問題第6章 水動(dòng)力彌散基本理論6.1 水動(dòng)力彌散現(xiàn)象及其機(jī)理6.2 水動(dòng)力彌散系數(shù)6.3 對(duì)流一彌散方程及其定解條件6.4 一維彌散問題的解第7章 研究地下水運(yùn)動(dòng)的物理模擬方法7.1 模擬的相似基礎(chǔ)7.2 砂槽模擬7.3 電模擬第8章 研究地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬方法8.1 概述8.2 有限差分法8.3 有限單元法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 滲流理論基礎(chǔ)1.1 滲流的基本概念1.1.1 地下水在含水巖石中的運(yùn)動(dòng)在地下水動(dòng)力學(xué)中，把具有孔隙的巖石稱為多孔介質(zhì)。含有孔隙水的巖層，如砂層或疏松砂巖等稱為孔隙介質(zhì)。廣義地說，可以把孔隙介質(zhì)、裂隙介質(zhì)和某些巖溶不十分發(fā)育的由石灰?guī)r和白云巖組成的介質(zhì)都稱為多孔介質(zhì)。在多孔介質(zhì)中，固、液、氣三相都可能存在。固相的稱為骨架，氣相的空氣主要存在于非飽和帶中，液相的地下水可能以吸著水、薄膜水、毛管水和重力水等多種形式存在。吸著水和薄膜水的運(yùn)動(dòng)屬于專門課題，本書不涉及。本書主要研究重力水的運(yùn)動(dòng)。地下水在多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，大致可歸納為兩類：一類為地下水沿多孔介質(zhì)的孔隙或遍布于介質(zhì)中的裂隙運(yùn)動(dòng)，即地下水在廣義的多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)；另一類為地下水沿大裂隙和管道的流動(dòng)，如巖溶區(qū)的地下暗河或地下水沿巨大的張開裂隙的流動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是水流集中，且在相當(dāng)大的范圍內(nèi)只有一個(gè)或幾個(gè)大裂隙或管道，流量大，水流孤立，一般和別的裂隙或管道聯(lián)系不密切。在這種情況下，人們關(guān)心的是在這種單個(gè)裂隙或管道中的地下水運(yùn)動(dòng)的計(jì)算。1.1.2 地下水和多孔介質(zhì)的性質(zhì)研究地下水在多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)，有必要先對(duì)水和多孔介質(zhì)的基本性質(zhì)作些了解。關(guān)于水的動(dòng)力性質(zhì)，在水力學(xué)中已介紹，這里只介紹水的狀態(tài)方程和多孔介質(zhì)的一些性質(zhì)。

編輯推薦

《地下水動(dòng)力學(xué)》可作為高等院校水文與水資源工程、地下水科學(xué)與工程、地質(zhì)工程等專業(yè)的教材或參考書，也可供相關(guān)專業(yè)科研工作人員、工程技術(shù)人員參考。

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