快速城市化背景下復(fù)雜面源污染負(fù)荷時空變化模擬
發(fā)布時間:2021-02-17 19:39
在點(diǎn)源污染得到較好控制后,面源成為影響水環(huán)境質(zhì)量的又一主要來源。按污染物來源劃分,面源可以分為農(nóng)業(yè)面源和城市面源兩種。隨著我國城市化進(jìn)程的加速,城鄉(xiāng)交錯帶成為一個特殊過渡地帶。在該地帶內(nèi),農(nóng)業(yè)面源和城市面源往往交錯分布。相對于單一的農(nóng)業(yè)面源或城市面源而言,這種城鄉(xiāng)交錯帶的面源污染形式更為復(fù)雜。如果直接利用國內(nèi)外現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)面源模型或城市面源模型估算這種特殊面源污染的負(fù)荷,會產(chǎn)生較大誤差。如何構(gòu)建新模型,解決城鄉(xiāng)交錯帶面源污染負(fù)荷的估算這一難題,具有重要的理論意義和實(shí)用價值。為此,本文提出了“復(fù)雜面源污染”(Complex non-point source pollution)的概念,并構(gòu)建了相應(yīng)的估算模型。復(fù)雜面源污染,是指在農(nóng)業(yè)用地和城鎮(zhèn)建設(shè)用地類型交錯分布的區(qū)域內(nèi),由農(nóng)業(yè)徑流和城市徑流中的污染物共同導(dǎo)致的受納水體的污染。本文利用農(nóng)業(yè)面源模型、城市面源模型、城市化模型和鄰域統(tǒng)計(jì)方法,耦合構(gòu)建了新的復(fù)雜面源模型(CA-AUNPS),用于估算水體復(fù)雜面源污染負(fù)荷時空變化。在此基礎(chǔ)上,以位于城鄉(xiāng)交錯帶的武昌湯遜湖流域?yàn)槔?運(yùn)用該模型模擬和預(yù)測復(fù)雜面源污染負(fù)荷的時空變化;運(yùn)用SOM模型、線性相...
【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:162 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
創(chuàng)新點(diǎn)
目錄
摘要
ABSTRACT
引言
1 緒論
1.1 研究背景與選題依據(jù)
1.1.1 研究背景
1.1.2 選題依據(jù)
1.2 面源污染研究進(jìn)展
1.2.1 全球面源污染研究趨勢
1.2.2 面源污染模型研究進(jìn)展
1.2.3 面源污染控制措施研究進(jìn)展
1.2.4 已有研究中存在的不足
1.3 相關(guān)建模技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.1 3S技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.2 城市化模型研究進(jìn)展
1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.4.1 研究區(qū)域概況
1.4.2 主要研究內(nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
1.4.4 研究難點(diǎn)
2 湯遜湖流域城市化過程模擬
2.1 前言
2.2 研究方法
2.2.1 模型與參數(shù)
2.2.2 模擬步驟
2.2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 模擬結(jié)果分析
2.3.2 模擬結(jié)果精度驗(yàn)證
3 湯遜湖流域復(fù)雜面源污染負(fù)荷時空變化模擬
3.1 前言
3.2 復(fù)雜面源污染的概念
3.3 基于RUSLE模型估算土壤侵蝕量
3.3.1 模型與參數(shù)
3.3.2 模擬步驟
3.3.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.3.4 模擬結(jié)果
3.4 基于SCS模型估算降雨徑流量
3.4.1 模型與參數(shù)
3.4.2 模擬步驟
3.4.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.4.4 模擬結(jié)果
3.5 基于輸出經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷霓r(nóng)業(yè)面源模式下污染負(fù)荷時空變化
3.5.1 模型與參數(shù)
3.5.2 模擬步驟
3.5.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.5.4 模擬結(jié)果
3.6 基于L-THIA模型的城市面源模式下污染負(fù)荷時空變化
3.6.1 模型與參數(shù)
3.6.2 模擬步驟
3.6.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.6.4 模擬結(jié)果
3.7 基于CA-AUNPS耦合模型模擬復(fù)雜面源污染負(fù)荷時空變化
3.7.1 模型構(gòu)建
3.7.2 模擬步驟
3.7.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.7.4 模擬結(jié)果
3.8 結(jié)果與討論
3.8.1 TN、TP負(fù)荷模擬結(jié)果分析
3.8.2 CA-AUNPS模型精度分析與評價
4 湯遜湖流域復(fù)雜面源污染影響因素分析
4.1 前言
4.2 研究方法
4.2.1 模型與參數(shù)
4.2.2 模擬步驟
4.2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 TN、TP負(fù)荷空間分布影響因子分析
4.3.2 TN、TP負(fù)荷時間變化影響因子分析
5 湯遜湖流域復(fù)雜面源污染控制BMPs體系研究
5.1 前言
5.2 研究方法
5.2.1 構(gòu)建思想與依據(jù)
5.2.2 構(gòu)建步驟
5.2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 BMPs控制子區(qū)劃分
5.3.2 BMPs體系與具體措施
5.3.3 BMPs體系有效性評估
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻博期間發(fā)表的科研成果目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國城市化:內(nèi)生機(jī)制和深層挑戰(zhàn)[J]. 周偉林. 城市發(fā)展研究. 2012(11)
[2]中國城市化質(zhì)量的省際差異及其影響因素[J]. 劉建國,劉宇. 現(xiàn)代城市研究. 2012(11)
[3]基于SOM和SVMs的滬深300指數(shù)多步預(yù)測[J]. 熊濤,鮑玉昆,胡忠義,張金隆. 系統(tǒng)工程. 2012(10)
[4]基于河流斷面監(jiān)測資料的非點(diǎn)源負(fù)荷估算輸出系數(shù)法的研究和應(yīng)用[J]. 黃永剛,付玲玲,胡筱敏. 水力發(fā)電學(xué)報. 2012(05)
[5]低影響開發(fā)(LID)的工程措施及其效果[J]. 王紅武,毛云峰,高原,樊金紅,張善發(fā),馬魯銘. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2012(10)
[6]基于最大日負(fù)荷量的流域污染控制措施——以太湖新孟河流域?yàn)槔齕J]. 顏潤潤,晁建穎,崔云霞. 人民長江. 2012(17)
[7]水環(huán)境非點(diǎn)源污染模型研究進(jìn)展[J]. 夏軍,翟曉燕,張永勇. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(07)
[8]SWMM模型應(yīng)用于城市住宅區(qū)非點(diǎn)源污染負(fù)荷模擬計(jì)算[J]. 馬曉宇,朱元勵,梅琨,張艷軍,張明華. 環(huán)境科學(xué)研究. 2012(01)
[9]GIS與模型技術(shù)在城市排水管線承載力評價中的應(yīng)用[J]. 解智強(qiáng),杜清運(yùn),高忠,王貴武,黃俊. 測繪通報. 2011(12)
[10]滇池流域城市降雨徑流污染負(fù)荷定量化研究[J]. 黎巍,何佳,徐曉梅,鄭一新,李躍勛,陳云波,張大為,張麗平,王麗. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2011(05)
博士論文
[1]嘉陵江流域非點(diǎn)源氮磷污染及其對重慶主城段水環(huán)境影響研究[D]. 劉臘美.重慶大學(xué) 2009
[2]流域綜合管理之面源污染控制措施(BMPs)研究[D]. 章茹.南昌大學(xué) 2008
[3]非點(diǎn)源污染模型研究及其在香溪河流域的應(yīng)用[D]. 張超.清華大學(xué) 2008
[4]三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染及其模型模擬研究[D]. 余煒敏.西南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[5]GIS支持下西湖流域水環(huán)境非點(diǎn)源污染研究[D]. 董亮.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]土地利用更新調(diào)查中遙感圖像分類的方法和精度對比的研究[D]. 陳玲.太原理工大學(xué) 2010
[2]基于RUSLE模型的喀斯特地區(qū)土壤侵蝕研究[D]. 曾凌云.北京大學(xué) 2008
[3]吉林省地表水非點(diǎn)源氨氮污染負(fù)荷研究[D]. 楊育紅.吉林大學(xué) 2007
[4]基于SWAT模型的非點(diǎn)源污染模擬研究[D]. 秦福來.首都師范大學(xué) 2006
[5]基于改進(jìn)SWAT模型的西南巖溶流域水量評價方法研究[D]. 任啟偉.中國地質(zhì)大學(xué) 2006
[6]基于GIS的黑河流域非點(diǎn)源氮磷模擬[D]. 薛素玲.西安理工大學(xué) 2006
[7]上海市農(nóng)業(yè)面源污染控制的濱岸緩沖帶體系初步研究[D]. 董鳳麗.上海師范大學(xué) 2004
本文編號:3038433
【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:162 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
創(chuàng)新點(diǎn)
目錄
摘要
ABSTRACT
引言
1 緒論
1.1 研究背景與選題依據(jù)
1.1.1 研究背景
1.1.2 選題依據(jù)
1.2 面源污染研究進(jìn)展
1.2.1 全球面源污染研究趨勢
1.2.2 面源污染模型研究進(jìn)展
1.2.3 面源污染控制措施研究進(jìn)展
1.2.4 已有研究中存在的不足
1.3 相關(guān)建模技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.1 3S技術(shù)研究進(jìn)展
1.3.2 城市化模型研究進(jìn)展
1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.4.1 研究區(qū)域概況
1.4.2 主要研究內(nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
1.4.4 研究難點(diǎn)
2 湯遜湖流域城市化過程模擬
2.1 前言
2.2 研究方法
2.2.1 模型與參數(shù)
2.2.2 模擬步驟
2.2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 模擬結(jié)果分析
2.3.2 模擬結(jié)果精度驗(yàn)證
3 湯遜湖流域復(fù)雜面源污染負(fù)荷時空變化模擬
3.1 前言
3.2 復(fù)雜面源污染的概念
3.3 基于RUSLE模型估算土壤侵蝕量
3.3.1 模型與參數(shù)
3.3.2 模擬步驟
3.3.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.3.4 模擬結(jié)果
3.4 基于SCS模型估算降雨徑流量
3.4.1 模型與參數(shù)
3.4.2 模擬步驟
3.4.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.4.4 模擬結(jié)果
3.5 基于輸出經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷霓r(nóng)業(yè)面源模式下污染負(fù)荷時空變化
3.5.1 模型與參數(shù)
3.5.2 模擬步驟
3.5.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.5.4 模擬結(jié)果
3.6 基于L-THIA模型的城市面源模式下污染負(fù)荷時空變化
3.6.1 模型與參數(shù)
3.6.2 模擬步驟
3.6.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.6.4 模擬結(jié)果
3.7 基于CA-AUNPS耦合模型模擬復(fù)雜面源污染負(fù)荷時空變化
3.7.1 模型構(gòu)建
3.7.2 模擬步驟
3.7.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
3.7.4 模擬結(jié)果
3.8 結(jié)果與討論
3.8.1 TN、TP負(fù)荷模擬結(jié)果分析
3.8.2 CA-AUNPS模型精度分析與評價
4 湯遜湖流域復(fù)雜面源污染影響因素分析
4.1 前言
4.2 研究方法
4.2.1 模型與參數(shù)
4.2.2 模擬步驟
4.2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 TN、TP負(fù)荷空間分布影響因子分析
4.3.2 TN、TP負(fù)荷時間變化影響因子分析
5 湯遜湖流域復(fù)雜面源污染控制BMPs體系研究
5.1 前言
5.2 研究方法
5.2.1 構(gòu)建思想與依據(jù)
5.2.2 構(gòu)建步驟
5.2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 BMPs控制子區(qū)劃分
5.3.2 BMPs體系與具體措施
5.3.3 BMPs體系有效性評估
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻博期間發(fā)表的科研成果目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國城市化:內(nèi)生機(jī)制和深層挑戰(zhàn)[J]. 周偉林. 城市發(fā)展研究. 2012(11)
[2]中國城市化質(zhì)量的省際差異及其影響因素[J]. 劉建國,劉宇. 現(xiàn)代城市研究. 2012(11)
[3]基于SOM和SVMs的滬深300指數(shù)多步預(yù)測[J]. 熊濤,鮑玉昆,胡忠義,張金隆. 系統(tǒng)工程. 2012(10)
[4]基于河流斷面監(jiān)測資料的非點(diǎn)源負(fù)荷估算輸出系數(shù)法的研究和應(yīng)用[J]. 黃永剛,付玲玲,胡筱敏. 水力發(fā)電學(xué)報. 2012(05)
[5]低影響開發(fā)(LID)的工程措施及其效果[J]. 王紅武,毛云峰,高原,樊金紅,張善發(fā),馬魯銘. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2012(10)
[6]基于最大日負(fù)荷量的流域污染控制措施——以太湖新孟河流域?yàn)槔齕J]. 顏潤潤,晁建穎,崔云霞. 人民長江. 2012(17)
[7]水環(huán)境非點(diǎn)源污染模型研究進(jìn)展[J]. 夏軍,翟曉燕,張永勇. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2012(07)
[8]SWMM模型應(yīng)用于城市住宅區(qū)非點(diǎn)源污染負(fù)荷模擬計(jì)算[J]. 馬曉宇,朱元勵,梅琨,張艷軍,張明華. 環(huán)境科學(xué)研究. 2012(01)
[9]GIS與模型技術(shù)在城市排水管線承載力評價中的應(yīng)用[J]. 解智強(qiáng),杜清運(yùn),高忠,王貴武,黃俊. 測繪通報. 2011(12)
[10]滇池流域城市降雨徑流污染負(fù)荷定量化研究[J]. 黎巍,何佳,徐曉梅,鄭一新,李躍勛,陳云波,張大為,張麗平,王麗. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2011(05)
博士論文
[1]嘉陵江流域非點(diǎn)源氮磷污染及其對重慶主城段水環(huán)境影響研究[D]. 劉臘美.重慶大學(xué) 2009
[2]流域綜合管理之面源污染控制措施(BMPs)研究[D]. 章茹.南昌大學(xué) 2008
[3]非點(diǎn)源污染模型研究及其在香溪河流域的應(yīng)用[D]. 張超.清華大學(xué) 2008
[4]三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染及其模型模擬研究[D]. 余煒敏.西南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[5]GIS支持下西湖流域水環(huán)境非點(diǎn)源污染研究[D]. 董亮.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]土地利用更新調(diào)查中遙感圖像分類的方法和精度對比的研究[D]. 陳玲.太原理工大學(xué) 2010
[2]基于RUSLE模型的喀斯特地區(qū)土壤侵蝕研究[D]. 曾凌云.北京大學(xué) 2008
[3]吉林省地表水非點(diǎn)源氨氮污染負(fù)荷研究[D]. 楊育紅.吉林大學(xué) 2007
[4]基于SWAT模型的非點(diǎn)源污染模擬研究[D]. 秦福來.首都師范大學(xué) 2006
[5]基于改進(jìn)SWAT模型的西南巖溶流域水量評價方法研究[D]. 任啟偉.中國地質(zhì)大學(xué) 2006
[6]基于GIS的黑河流域非點(diǎn)源氮磷模擬[D]. 薛素玲.西安理工大學(xué) 2006
[7]上海市農(nóng)業(yè)面源污染控制的濱岸緩沖帶體系初步研究[D]. 董鳳麗.上海師范大學(xué) 2004
本文編號:3038433
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