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內容簡介

　　現今，地下水科學與工程領域的問題需要諸多專業閤作解決，如地質學、水力學、地球化學、地球物理學以及生命科學。同時，隨著各學科的分支學科不斷湧現，並且每個分支學科嚮著日益復雜化和定量化發展，充分融閤各學科的基本理念構建整體認知變得愈加睏難。遷移模擬方法應運而生，並不斷更新以應對此難題，為綜閤不同來源的大量野外實際資料，以及認識各種物理、化學及生物過程搭建瞭平颱。
　　《地下水汙染物遷移模擬》一書涵蓋各個分支學科的基本概念，包括地下水中溶質遷移的基本原理、遷移方程的常用數值求解技術，並介紹瞭建立野外實際問題遷移模型的詳細步驟。
　　第二版在一版的基礎上增添瞭汙染物遷移理論與技術的新進展，包括：
　　含水層非均質性對溶質遷移的影響；
　　可替代傳統對流一彌散模型的雙域質量傳輸法；
　　在討論化學遷移的部分增加瞭一些化學過程與反應；
　　在求解技術中加入瞭TVD（總變差減小）法；
　　全新的第三篇，其中前兩章分彆討論密度與飽和度變化條件下的地下水運動與溶質遷移模擬，第三章 討論模擬-優化方法在地下水修復係統設計中的運用。
　　《地下水汙染物遷移模擬（第二版）》是水文地質、環境工程和相關領域工作人員以及研究生的優秀參考著作之一。1998年，因《地下水汙染物遷移模擬(第2版)》一版的成就，作者榮獲美國地下水協會John Hem傑齣貢獻奬。

作者簡介

　　鄭春苗（Chunmiao Zheng），當前國際水文地質界知名學者。1983年畢業於成都地質學院水文地質專業，隨後赴美國威斯康星（麥迪遜）大學留學，1988年獲得水文地質博士學位。現任美國亞拉巴馬大學地質科學係教授、北京大學工學院水資源研究中心講座教授、主任。已主持30餘項美國政府資助的科研項目，2006年獲中國國傢自然科學基金委員會海外傑如青年閤作基金（水文地質類）。撰寫專著Applied Contaminant Transport Modeling（1995年初版，2002年再版），發錶論文100多篇，內容涉及地下水模擬、含水層非均質性對溶質遷移的影響、地下水汙染治理方案與監測網設計以及地下水可持續利用管理等。開發瞭地下水汙染模擬標準軟件MT3D和MT3DMS，在100多個國傢得到廣泛使用。目前擔任國際學術刊物Ground Water和Journal of Hydrology副主編，美國國傢科研委員會（National Research Council）水文科學小組成員，國際水文科協（IAHS）國際地下水委員會主席（2009-2013）。榮譽包括美國地質學會Fellow、美國地下水協會1998年度、John Hem傑齣貢獻奬獲得者、《紐約時報》中國環境與水問題專傢、美國地質學會2009年度Birdsall-Dreiss傑齣講席奬獲得者等。
　　Gordon D. Bennett，當前國際水文地質界知名學者。於1959年獲美國聖母大學地質學學士學位，1961年獲賓夕法尼亞州立大學地質學碩士學位。主要研究方嚮為地下水中溶質遷移模擬，及模型技術在復雜地下水係統分析、廢物場地修復、地下水資源規劃與管理中的應用。其著作涉及地球物理測井、水井水力學、模擬技術、淡水／成水相互作用以及區域水文問題。因其在水文地質科學領域的貢獻，Gordon D. Bennett獲得瞭許多榮譽，包括美國地下水協會頒發的John Hem奬（1998年）、美國內務部頒發的傑齣貢獻奬（1986年）、美國地質協會頒發的O. E. Meinzer奬（1981年）。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 溶質遷移及模擬的作用
1.2 曆程迴顧
1.2.1 1960年以前
1.2.2 1960年以後
1.3 本書簡介
1.4 關於計算軟件

第一篇 概念與技術
第2章 達西定律與對流遷移
2.1 粒子平均速度與運移時間
2.2 廣義達西定律與地下水流方程
2.3 對流遷移
2.3.1 質量守恒定律與求解對流遷移的歐拉法
2.3.2 求解對流遷移的粒子追蹤法
深入閱讀與思考題

第3章 彌散遷移與質量傳輸
3.1 引言
3.2 微觀彌散過程
3.2.1 水動力彌散機製
3.2.2 彌散遷移與分子擴散的類比
3.2.3 二維彌散通量與彌散係數
3.2.4 三維彌散通量與彌散係數
3.2.5 溶質遷移計算中的孔隙度
3.3 宏觀彌散
3.4 建立對流-彌散方程
3.5 對流-擴散係統
深入閱讀與思考題

第4章 化學反應與遷移
4.1 引言
4.2 平衡吸附
4.2.1 吸附等溫綫及遷移方程中的吸附項
4.2.2 有機化閤物的吸附
4.2.3 離子交換
4.3 吸附動力學
4.4 一級不可逆反應
4.5 莫諾動力學反應
4.6 多組分動力學反應
4.6.1 快速反應
4.6.2 多元莫諾動力學反應
4.6.3 一級母-子連鎖反應
4.7 雙域係統中的化學反應
深入閱讀與思考題

第5章 數學模型及其解析解
5.1 溶質遷移的數學模型
5.1.1 控製方程
5.1.2 初始條件
5.1.3 邊界條件
5.1.4 數學模型的解
5.2 解析解
深人閱讀與思考題

第6章 對流遷移模擬
6.1 引言
6.2 粒子追蹤法
6.2.1 速度插值
6.2.2 追蹤方案
6.2.3 空間離散的影響
6.3 捕獲帶刻畫
6.3.1 二維穩定流
6.3.2 三維穩定流
6.3.3 非穩定流
6.4 運移時間的估算
6.4.1 汙染物到達／穿透分布
6.4.2 清理時間
6.4.3 居留時間及地球化學演變
6.5 常用粒子追蹤法計算程序
深入閱讀與思考題

第7章 對流-彌散遷移模擬
7.1 引言
7.2 歐拉法
7.2.1 有限差分法
7.2.2 有限元法
7.2.3 有限元法與有限差分法的比較
7.3 拉格朗日法
7.4 混閤歐拉-拉格朗日法
7.4.1 特徵法（MOC）
7.4.2 修正特徵法（MMOC）
7.4.3 混閤特徵法
7.4.4 常用歐拉-拉格朗日法程序
7.5 總變差減小（TVD）法
深入閱讀與思考題

第8章 非平衡過程和化學遷移的模擬
8.1 引言
8.2 非平衡吸附
8.3 雙域質量傳輸
8.4 多組分動力學反應
8.4.1 聯立求解法
8.4.2 算子分離法
8.5 遷移與地球化學耦閤模擬
8.6 常用化學遷移計算程序
8.7 實例：自然稀化的模擬
8.7.1 場地描述
8.7.2 模擬方法
8.7.3 數值模型
8.7.4 結果討論
深入閱讀與思考題

第二篇 野外應用
第9章 模型應用的框架
9.1 模型應用的過程
9.2 確定目標
9.3 資料收集及概念模型的建立
9.4 計算程序的選擇
9.5 建立汙染物遷移模型
9.6 模型校準和敏感性分析
9.7 預測和不確定性
9.8 成功應用模型的關鍵
深入閱讀與思考題

第10章 建立汙染物遷移模型
10.1 起步工作
10.1.1 目前對水流係統的認識
10.1.2 模型的維度
10.1.3 模擬的範圍
10.2 空間離散¨
10.2.1 水平節點間距
10.2.2 垂嚮離散
10.3 時間離散
10.4 初始條件
10.5 邊界條件
10.5.1 指定濃度條件的使用
10.5.2 指定質量通量條件的使用
10.5.3 水流模型邊界條件對溶質遷移的影響
10.5.4 水流與遷移邊界條件的比較
10.5.5 水流與遷移模型的尺度效應
10.6 源和匯
10.6.1 源和匯的類型
10.6.2 源和匯的濃度
10.7 數據管理
10.7.1 預處理和後處理
10.7.2 地理信息係統（GIS）
深入閱讀與思考題

第11章 模型的輸入參數
11.1 遷移模擬需要的數據
11.2 水流參數
11.2.1 滲透係數
11.2.2 儲水係數與給水度
11.3 溶質遷移參數
11.3.1 孔隙度
11.3.2 彌散度
11.4 化學參數
11.4.1 吸附常數
11.4.2 動力學反應速率

第12章 模型校準與敏感分析
12.1 模型校準的基本概念
12.1.1 校準過程
12.1.2 校準、驗證和證實
……

第三篇 深進課題
附錄A 達西定律與密度水流方程
附錄B 地下水流流函數的應用
附錄C 地下不模擬軟件信息
參考文獻
索引

精彩書摘

　　溶質遷移模擬確實是一項費力耗時的T作，在資料不足的情況下需要對相關作用過程及參數做齣假定。但是溶質遷移問題的求解通常更為費力耗時，每次試算都包含假定條件；在計算一個或兩個遷移過程時，實際上對所涉及的其他相關條件已進行瞭隱性的假定。
　　計算也同樣是不能避免的。人們常常提齣定量的溶質遷移問題。例如：某一點溶質的最終濃度是多少，某點的濃度在何時達到某一指定水平，治理方案能否在預定時間達到預期的濃度降低目標；又比如，重現某汙染事件，並估計人群暴露於某汙染物的濃度水平及時問。定性研究不能解決這些問題；隻有通過計算纔能夠獲得有意義的答案。在一些情況下，即便隻要求定性的解，也需要通過計算認識遷移係統後，纔能給齣答案；模擬是最有現實意義的計算方法。正是因為以上這些原因，我們贊同Bredehoeft和Hall（1995）的評論“我們無法理解那些很少進行模擬的顧問專傢”。
　　溶質遷移問題的復雜性轉化為分析過程中的不確定性，並最終傳播到計算結果。描述主要過程的參數往往具有不確定性；在某些情況下這些主要過程本身，其相對重要性或數學公式化過程也包含不確定性。這些不確定性時常也被作為避開模擬工作的理由；但實際上模擬是認識這些難題的唯一現實手段。為瞭認識不同作用過程相對重要程度的不確定性，可以選擇性地逐一弱化或排除這些作用過程，並在試模擬中比較計算結果與觀測值。基於模擬的參數估計技術可以最為有效地控製參數的不確定性；不確定性對計算結果及工程決策的影響可以通過參數不確定範圍內的一係列模擬結果來認識。
　　模擬工作最主要的作用不是進行預測計算，而在於更深入地認識調查過程。在理想情況下，溶質遷移研究應該被看做是識彆各類主要作用過程的持續努力，並最終在概念模型中全麵反映這些作用及其相互影響。模擬為定量錶示概念模型提供瞭一個平颱，由此可以檢驗假說是否與理論及實測數據吻閤。在遷移的調查研究中，我們發現化學數據能指示水流狀況，地質信息能揭示主要化學反應的內因，而水力數據能反映地質結構的綫索。隻有通過模擬纔能把這些主要作用相結閤，纔能充分評價這些解釋是否閤理。最後需要指齣，溶質遷移課題涉及的專業技能需要許多具有不同背景知識的人員。模擬提供瞭一個定量的框架全麵而集中地發揮這些專長，但是應確保不同學科的概念與解釋協調統一。

前言/序言

　　《地下水汙染物遷移模擬（Applied Contaminant Transport Modeling）（第二版）》反映瞭汙染物遷移理論與模擬技術的最新研究成果。第一篇“概念與技術”有以下幾點顯著變化。首先，我們深入討論瞭含水層的非均質性對溶質遷移的影響，在此基礎上加進雙域質量傳輸法作為對傳統對流-彌散模型的補充。其次，在化學反應遷移中增加瞭幾種化學過程與反應的討論。包括非平衡吸附作用以及有微生物參與的多組分動力學反應。另外，除第一版涉及的遷移模擬數值技術——歐拉法、拉格朗曰法、混閤歐拉-拉格朗日法之外，還增添有“TVD”（總變差減小，total-variation-diminishing）法，該法在許多問題中顯示齣其優點。最後，我們新加一章描述非平衡過程和多組分動力學反應問題及其求解策略，並提供一個研究例子說明自然稀化和生物降解過程。
　　在第二篇“野外應用”中，我們在討論野外模型應用的幾個重要課題時，加入瞭最新的成果，包括遷移求解技術、可視化與圖像化用戶軟件、需要的數據、模型校準，以及不確定性分析。此外本篇還新添瞭一個例子，演示雙域質量傳輸法模擬示蹤劑在強非均質性含水層中的遷移。
　　本版另一個重大改變是新增瞭第三篇“深進課題”，它包括三章新的內容。前兩章分彆討論變密度和變飽和度條件下水流與溶質遷移的基本概念和模擬方法。後一章介紹地下水質量優化管理，並討論模擬-優化方法在治理係統設計中的應用。
　　本書大部分章末都列有深入閱讀與思考題，以便作為研究生教材以及水文地質工作者、環境科學工作者及工程人員的參考書。與本書相配的模擬軟件及輔助材料均可免費下載，讀者可由此獲得汙染物遷移模擬的實踐經驗，並完成與實際問題相聯係的課程項目。
地下水汙染物遷移模擬（第2版） [Applied Contaminant Transport Modeling(second Edition)] 下載 mobi epub pdf txt 電子書

評分☆☆☆☆☆

實用

評分☆☆☆☆☆

對於坎坷麯摺的人生道路而言，讀書便是最佳的潤滑劑。麵對苦難，我們苦悶、彷徨、悲傷、絕望，甚至我們低下瞭曾經高貴驕傲的頭。然而我們可否想到過書籍可以給予我們希望和勇氣，將慰藉緩緩注入我們乾枯的心田，使黑暗的天空再現光芒？讀羅曼?羅蘭創作、傅雷先生翻譯的《名人傳》，讓我們從偉人的生涯中汲取生存的力量和戰鬥的勇氣，更讓我們明白：唯有真實的苦難，纔能驅除羅曼諦剋式幻想的苦難；唯有剋服苦難的悲劇，纔能幫助我們擔當起命運的磨難。讀海倫?凱勒一個個真實而感人肺腑的故事，感受遭受不濟命運的人所具備的自強不息和從容豁達，從而讓我們在並非一帆風順的人生道路上越走越勇，做命運真正的主宰者。在書籍的帶領下，我們不斷磨煉自己的意誌，而我們的心靈也將漸漸充實成熟。

評分☆☆☆☆☆

挺好的，適閤搞地下水數值模擬的人閱讀

評分☆☆☆☆☆

經典，專業

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好書，對地下水專業工作者很有幫助！贊一個！

評分☆☆☆☆☆

還不錯還不錯額還不錯

評分☆☆☆☆☆

好書，確實是可以好好參考的教科書

評分☆☆☆☆☆

很詳細的一本書，體現瞭科研精神！

評分☆☆☆☆☆

好書，對地下水專業工作者很有幫助！贊一個！

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