作為蘇浙皖三省交界處的江南城市,溧陽市自成立縣級市以來,經(jīng)濟得到迅速發(fā)展,城市化進程快速推進。但與此同時,溧陽市水環(huán)境不斷惡化,斷面水質(zhì)超標現(xiàn)象嚴重,人與自然的和諧發(fā)展被打破,經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展面臨嚴重威脅。城市化過程中,城市土地利用的劇烈變化以及城市下墊面的結(jié)構(gòu)突變,直接影響城市水環(huán)境的質(zhì)量狀況。在此背景下,分析研究土地利用變化的強度大小,了解水環(huán)境演變的優(yōu)劣情況就尤為重要。通過探究土地利用變化與水環(huán)境演變之間的耦合關(guān)系,可以為日后城市的經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展及水環(huán)境的保護提供一定依據(jù)。本文以溧陽市丹金溧漕河流域為例,以1989年、2003年、2012年和2016年的DEM高程數(shù)據(jù)、TM遙感影像、2012年~2016年溧陽丹金溧漕河四個常規(guī)例行監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、現(xiàn)場調(diào)研資料等為研究基礎(chǔ),靈活運用ArcGIS、ENVI、SPSS、Canoco、Google Earth及WINQSB等多種工具,綜合利用地理學、環(huán)境學、統(tǒng)計學和生態(tài)學等研究方法,對溧陽市丹金溧漕河流域內(nèi)的土地利用變化、水環(huán)境演變以及兩者之間的耦合關(guān)系進行了較為深入的分析研究。(1)通過DEM高程數(shù)據(jù)及遙感影像,對流域范圍進行界定,同時利用ArcGIS生成水系圖,并結(jié)合Google Earth同步比對及遙感目視解譯等手段對其進行校正。利用Horton法進行水系分級后對水系特征及水系結(jié)構(gòu)參數(shù)進行計算分析,結(jié)果表明水系結(jié)構(gòu)隨城市化的進行,總體呈惡化態(tài)勢,河網(wǎng)密度、水面率、河網(wǎng)發(fā)育系數(shù)等水系結(jié)構(gòu)參數(shù)都處于下降態(tài)勢。針對河流水質(zhì)情況,利用單指標評價法對2012年~2016年的丹金溧漕河四斷面水質(zhì)進行評價,發(fā)現(xiàn)超標情況比較嚴重的指標有氨氮、總氮、總磷等;利用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對水質(zhì)進行綜合評價,發(fā)現(xiàn)整體水質(zhì)仍不容樂觀,水質(zhì)波動明顯,但近幾年水質(zhì)變化趨勢有所好轉(zhuǎn)。(2)利用ENVI和ArcGIS,從TM遙感影像中提取土地利用信息。根據(jù)提取信息,分析結(jié)果表明,耕地、水體、林地等土地利用類型面積占比都處于持續(xù)下降趨勢,至2016年相較1989年,分別下降了6.98%、6.79%和1.17%;建設(shè)用地面積持續(xù)上升,2016年已達5426.42公頃,上升趨勢明顯。通過利用土地利用信息熵及土地利用均衡度的評價方法,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)土地利用均衡度從1989年的0.8649下降至0.8606,土地利用結(jié)構(gòu)惡化,不利于城市的可持續(xù)發(fā)展。(3)通過界定500米、1000米、1500米和2000米等不同范圍的斷面緩沖區(qū),對不同緩沖區(qū)范圍內(nèi)的土地利用特征及變化進行分析,以此為研究切入點,對土地利用變化與水環(huán)境演變進行耦合分析。利用RDA冗余排序分析,建設(shè)用地在城區(qū)外與溶解氧呈負相關(guān)、與石油類呈正相關(guān),在2000米緩沖區(qū)范圍內(nèi),建設(shè)用地與高錳酸鹽指數(shù)及化學需氧量呈正相關(guān),另外在城區(qū)內(nèi),建設(shè)用地與高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、化學需氧量、總氮等水質(zhì)指標的相關(guān)性上升,呈正相關(guān);耕地在城區(qū)外主要與溶解氧呈負相關(guān),與氨氮、總氮、總磷呈正相關(guān),而在城區(qū)1000米緩沖范圍內(nèi)耕地對高錳酸鹽指數(shù)及化學需氧量等水質(zhì)指標的影響加強;水體與化學需氧量呈正相關(guān)關(guān)系,在1000米緩沖區(qū)范圍內(nèi)水體與總磷呈負相關(guān),水體中磷元素的稀釋降解作用加強;林地與各水質(zhì)指標皆呈負相關(guān)關(guān)系,林地面積越大,水質(zhì)越好,但由于林地面積有限,相關(guān)性不明顯。土地利用變化導致的水系結(jié)構(gòu)改變對水質(zhì)同樣具有一定的影響,利用Pearson相關(guān)性檢驗對各水系結(jié)構(gòu)特征變化與水質(zhì)之間的相關(guān)性進行檢驗,結(jié)果表明溶解氧及石油類與水系結(jié)構(gòu)相關(guān)性較為顯著。(4)利用目標規(guī)劃模型,基于經(jīng)濟發(fā)展、規(guī)劃限制、土地利用污染貢獻值最小化及土地利用均衡度最大化等多個目標,對流域內(nèi)土地利用格局進行優(yōu)化調(diào)整。在提出土地利用優(yōu)化方案后,結(jié)合污染源的初步解析,針對性提出相應的面源治理及點源治理措施。
【學位單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X143
【部分圖文】：

并根據(jù)TM 遙感影像及 GoogleEarth 進行人工校正。利用斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別運用單指標評價法及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對水質(zhì)狀況及水質(zhì)變化進行評價。最后通過現(xiàn)場調(diào)研，對水質(zhì)現(xiàn)狀進行評價分析。（2）土地利用變化與水環(huán)境耦合評價方法在 SPSS 中利用 Pearson 相關(guān)性檢驗，對土地利用類型與水系結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系進行判定。同時劃定四個不同大小的緩沖區(qū)，對流域內(nèi) 2012 年及 2016 年兩期土地利用狀況進行計算分析，獲取不同空間尺度下土地利用類型的占比。以此為基礎(chǔ)，利用 Canoco for win 4.5 進行冗余排序分析，對土地利用類型在不同空間尺度下及斷面位置間差異下與水質(zhì)指標之間的相關(guān)性進行分析研究。（3）土地利用優(yōu)化方法主要利用目標規(guī)劃模型，以流域土地總量、規(guī)劃內(nèi)土地類型限額、經(jīng)濟發(fā)展需求及土地利用水污染貢獻值等為約束目標條件，對土地利用進行調(diào)整優(yōu)化。1.4.3 技術(shù)路線本論文的技術(shù)路線如下圖 1-1 所示：

M 為表面光滑的地面的數(shù)字模擬，但一些特致 DEM 表面存在凹陷，另外由于內(nèi)插法在 DEM 表面異常凹陷的可能性。這些異常凹錯，水流方向紊亂，無法準確進行下一步的理，生成無洼地 DEM 以便后續(xù)計算。件，通過計算中心網(wǎng)格與鄰近格網(wǎng)的最大距方向后，根據(jù)經(jīng)驗，水流方向分析最大值若在，否則需要進行填洼。本次研究中流向分析處理。在填充的過程中，并不是所有的洼地可，現(xiàn)實存在的真實洼地不需要填充。故需避免矯枉過正的情況發(fā)生。本次研究中，通過 1~62284。根據(jù)溧陽市實際高程變化不斷調(diào)充后最大高程為 591，最小高程為-7。地 DEM，計算水流方向。在 ArcGIS 中利用盆地，最后裁剪出目標流域，如圖 2-1 中陰

表 2-4 發(fā)育系數(shù)計算結(jié)果able 2-4 Calculation results of development c一級河道 K1二級河道 K20.962251 1.528038 0.958027 1.338858 0.924432 1.185714 0.912141 1.149088 水系分析后已得出流域內(nèi)河網(wǎng)密度、下降的結(jié)論。但流域河網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化是通過對溧陽市丹金溧漕河近年來的水規(guī)律。水質(zhì)評價的數(shù)據(jù)來源為丹金溧漕監(jiān)測斷面及補償監(jiān)測斷面的水質(zhì)數(shù)指標評價和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 崔嘉宇;張寧紅;郁建橋;劉雷;鐘聲;;改進的模糊評價法在太湖水質(zhì)評價中的應用[J];環(huán)境工程學報;2015年11期

2 杜際增;王根緒;李元壽;;基于馬爾科夫鏈模型的長江源區(qū)土地覆蓋格局變化特征[J];生態(tài)學雜志;2015年01期

3 孟春芳;陳寧錦;葉炳效;;綜合污染指數(shù)法評價焦作及新鄉(xiāng)主要河流水質(zhì)[J];河南水利與南水北調(diào);2014年23期

4 徐彬;林燦堯;毛新偉;;內(nèi)梅羅水污染指數(shù)法在太湖水質(zhì)評價中的適用性分析[J];水資源保護;2014年02期

5 楊旭;曾祥亮;;基于單因子評價法和污染指數(shù)法的鄭州大學眉湖水質(zhì)評價[J];江蘇科技信息;2014年05期

6 秦存軒;王珊珊;王亮;;鹽城海岸帶景觀格局與土地利用變化分析[J];環(huán)境科學與管理;2012年11期

7 邵玉龍;許有鵬;馬爽爽;;太湖流域城市化發(fā)展下水系結(jié)構(gòu)與河網(wǎng)連通變化分析——以蘇州市中心區(qū)為例[J];長江流域資源與環(huán)境;2012年10期

8 郭延鳳;于秀波;姜魯光;查良松;;基于CLUE模型的2030年江西省土地利用變化情景分析[J];地理研究;2012年06期

9 解瑩;李敘勇;王慧亮;李文贊;;灤河流域上游地區(qū)主要河流水污染特征及評價[J];環(huán)境科學學報;2012年03期

10 張景華;封志明;姜魯光;;土地利用/土地覆被分類系統(tǒng)研究進展[J];資源科學;2011年06期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 胡金龍;漓江流域土地利用變化及生態(tài)效應研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2016年

2 楊凱;平原河網(wǎng)地區(qū)水系結(jié)構(gòu)特征及城市化響應研究[D];華東師范大學;2006年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 張媛;城鎮(zhèn)化背景下土地利用變化對河流水環(huán)境的影響[D];南京大學;2015年

2 張寅;黃土丘陵地貌景觀定量研究[D];西北大學;2012年

本文編號：2809796