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基于分形理论的清河水库流域非点源污染研究

作　者: 姚素珍
导　师: 王道涵
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 环境工程
关键词: 分形理论清河水库流域分形维数非点源污染
分类号: X524
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

清河水库是辽宁省综合利用的大型水库之一。近年来,非点源污染已严重影响了流域水体质量安全和可持续发展。清河水库流域大部分是农村,主要以化肥、畜禽养殖和农村生活污染为主的非点源污染,其贡献率问题还较模糊。因此,开展清河水库流域非点源污染研究,为制定流域环境保护目标和指标体系,以及环境保护规划提供科学数据支撑。研究结果表明：清河水库流域的水系总分维值Db=1.1070,各子水系的分维值为0.9786-1.0389之间。清河水库流域地貌处于侵蚀发育阶段的幼年期,故整个流域的分维值较小。由相互关系数R2=0.9938可以看出清河水库流域在无标度区内表现出较好的分形特征,各水系流域彼此的自相似程度较高；当水系流域的分维值小于1时,产排污系数法和分形方法对非点源污染负荷的计算结果差异不显著,则这两种方法都适用,当水系流域的分维值大于1时,随着水系流域分维值的增大,两种方法对流域非点源污染负荷的计算结果差异就越显著。分形方法计算的结果大于产排污系数法计算的结果,这说明：流域水系分维值越大,非点源污染负荷就越大。因此,在流域非点源污染负荷计算方面,水系的分维值大于1时,产排污系数法已不适用,分形方法的计算结果更合理更精确。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-19
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 研究内容和技术路线  9-10
    1.2.1 研究内容及创新点  9
    1.2.2 研究技术路线  9-10
  1.3 分形理论的国内外研究  10-16
    1.3.1 分形理论的概述  11-14
    1.3.2 分形维数计算原理  14-16
  1.4 分形理论的应用  16-19
    1.4.1 分形理论的发展  16
    1.4.2 水系分形研究  16-17
    1.4.3 分形理论与非点源污染的关系  17-19
2 流域的概况  19-24
  2.1 流域自然概况  19-23
    2.1.1 地理位置  19-20
    2.1.2 气候特征  20
    2.1.3 流域水系  20-21
    2.1.4 地形地貌  21
    2.1.5 土壤和植被类型  21
    2.1.6 土地利用情况  21-22
    2.1.7 水土流失状况  22-23
  2.2 流域社会概况  23-24
3 流域非点源污染物调查  24-32
  3.1 流域非点源污染物调查内容  24
  3.2 流域各种非点源及污染物排放量  24-32
    3.2.1 化肥施用情况及氮磷污染产生量  25-26
    3.2.2 畜禽养殖情况及氮磷污染产生量  26-29
    3.2.3 生活污水情况及氮磷污染产生量  29-32
4 流域地貌分形特征  32-43
  4.1 水系特征的提取原理  32-33
  4.2 水系特征的提取步骤  33-36
  4.3 水系特征的提取结果  36
  4.4 基于GIS的盒维数计算原理  36-43
    4.4.1 总水系分形特征  40-41
    4.4.2 子水系分形特征  41-43
5 分形理论在非点源污染负荷计算中的应用  43-56
  5.1 产排污系数法污染负荷计算  43-46
    5.1.1 化肥氮磷流失量  43-44
    5.1.2 畜禽粪便氮磷流失量  44-45
    5.1.3 生活污水氮磷流失量  45
    5.1.4 流域污染负荷总量  45-46
  5.2 分形方法污染负荷计算  46-50
    5.2.1 化肥氮磷流失量  46-47
    5.2.2 畜禽粪便氮磷流失量  47-48
    5.2.3 生活污水氮磷流失量  48-49
    5.2.4 流域污染负荷总量  49-50
  5.3 两种方法的比较分析  50-56
6 结论与展望  56-57
  6.1 结论  56
  6.2 展望  56-57
参考文献  57-62
作者简历  62-64
学位论文数据集  64

基于分形理论的清河水库流域非点源污染研究

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