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基于GIS-WOE法的下辽河平原地下水脆弱性研究

作　者: 王言鑫
导　师: 孙才志
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 下辽河平原 地下水脆弱性 脆弱性评价 GIS-WOE
分类号: P641.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 168次
引　用: 3次
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内容摘要


随着工农业迅速发展,人口不断增加,不合理开发利用以及污染地下水的现象日益严重,使地下水系统受到不同程度的破坏,引起地下水位不断下降,水量减少,水质恶化等一系列问题。世界范围内的地下水资源正普遍受到城市化、工业化、农业和矿业活动导致的污染威胁,并出现一系列的环境地质问题。地下水脆弱性反应了地下水系统遭受污染的潜在可能性,对其进行研究是保护地下水环境工作的基础。地下水脆弱性研究成果可以为土地利用规划、地下水水资源保护规划、地下水水质监测等提供参考,也可以提高公众关于地下水污染的风险意识,树立以防为主的思想。地理信息系统(GIS)的产生是计算机技术和信息系统发展的共同产物,是整个地球或部分区域的资源、环境信息在计算机软件和硬件的支持下,以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析应用的技术系统,是支持空间定位信息数字化获取,管理和应用的技术体系。它集地理、图形、数据、分析技术为一体,是功能强大的用于建立、编辑图形和地理数据库并对其进行空间分析的工具集合。由于GIS技术日趋成熟,具有了综合分析和进行空间建模的能力,而且可以随时修改与更新数据库使评价过程变得简单容易,从而为地下水脆弱性的研究提供了有力的支持,极大地推动了地下水脆弱性研究地发展,已经开始广泛地应用于地下水评价与制图中。本文以ArcView GIS软件为平台,利用Arc-SDM扩展模块,应用WOE方法(实证权重法)对下辽河平原区地下水硝酸盐氮特殊脆弱性进行了研究,选用施肥强度等6个参数为预测因子,以硝酸盐氮浓度为响应因子,得到了硝酸盐氮浓度后验概率分布图。将该结果与研究区各监测井实测硝酸盐氮浓度水平以及由DRASTIC评价模型得到的研究区地下水本质脆弱性分布图等进行对比分析,在一定程度上检验了该研究结果的客观合理性。考虑研究区的研究程度低的问题,应用专家证据权重法,选择含水层厚度等7项指标作为地下水本质脆弱性评价的预测因子,以研究区100个虚拟训练点为响应因子,生成研究区地下水本质脆弱性后验概率分布图。发现其结果与研究区地下水脆弱性的实际情况比较相符,表明专家证据权重法的确能应用于像下辽河平原地区那样研究程度低的地区。同时专家证据权重法的提出和应用对我们在其它地区进行基于GIS的地下水脆弱性评价工作具有重要的指导和借鉴意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究目的与意义  10
  1.2 地下水环境脆弱性的定义  10-11
  1.3 地下水环境脆弱性评价  11-14
    1.3.1 评价指标体系  12
    1.3.2 评价方法  12-14
    1.3.3 国内外地下水脆弱性研究现状  14
  1.4 地下水环境脆弱性图  14-15
  1.5 存在问题  15-16
  1.6 前景与展望  16
  1.7 论文创新点  16-17
2 下辽河平原地区自然概况  17-32
  2.1 自然地理条件  17-22
    2.1.1 研究区范围  17
    2.1.2 降水、径流及含沙量的变化  17-20
    2.1.3 水文  20-22
  2.2 地质地貌条件  22-23
    2.2.1 地质条件  22
    2.2.2 地貌条件  22-23
  2.3 水文地质条件  23-28
    2.3.1 地下水含水岩组及分布特征  23-24
    2.3.2 地下水的循环特征  24-25
    2.3.3 地下水化学成分及分布规律  25-28
  2.4 地下水水质变化  28-30
  2.5 地下水资源区域分布  30-32
3 基于GIS-WOE 法的下辽河平原地区地下水脆弱性研究  32-44
  3.1 WOE 方法简介  32-35
    3.1.1 先验概率计算  33
    3.1.2 后验概率计算  33-35
    3.1.3 后验几率对数转化成后验概率  35
  3.2 专家证据权重法简介  35-37
    3.2.1 专家证据权重法的提出及应用  35-36
    3.2.2 专家证据权重法的原理  36
    3.2.3 预测因子权重设定标准  36-37
    3.2.4 专家证据权重法实施流程  37
  3.3 下辽河平原地区地下水脆弱性评价影响因素及预测因子选择  37-41
    3.3.1 研究区地下水脆弱性评价影响因素  37-39
    3.3.2 本质脆弱性评价预测因子的选择  39-40
    3.3.3 特殊脆弱性评价预测因子的选择  40-41
  3.4 ARCVIEW 软件简介  41-42
  3.5 WEIGHTS OF EVIDENCE 模块简介  42
  3.6 研究区地下水评价模型与GIS 技术的结合使用  42-44
4 基于WOE 法的下辽河平原区地下水硝酸盐氮特殊脆弱性研究  44-54
  4.1 ARC-SDM 模块WOE 方法流程  44-45
  4.2 因子选择及预处理  45-47
  4.3 证据权重法的实现  47-50
    4.3.1 先验概率计算  48
    4.3.2 各证据层权重因子计算  48-49
    4.3.3 条件独立性检验  49-50
    4.3.4 生成响应因子后验概率分布图  50
  4.4 结果分析  50-53
    4.4.1 研究区地下水硝酸盐氮后验概率分布情况分析  50-51
    4.4.2 研究区地下水本质脆弱性分布图与硝酸盐氮后验概率分布图对比分析  51
    4.4.3 研究区地下水硝酸盐氮后验概率分布图与监测井实测水质资料对比分析  51-52
    4.4.4 各预测因子权重分析  52-53
  4.5 结语  53-54
5. 下辽河平原地下水本质脆弱性研究  54-61
  5.1 预测因子选择及空间分布图  54-59
  5.2 参数的设置  59
  5.3 证据因子的选择及权重的设定  59
  5.4 后验概率的计算  59-60
  5.5 专家证据权重法应用结果评价  60
  5.6 结语  60-61
6 结论  61-62
7 对策与建议  62-65
参考文献  65-67
致谢  67

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 水文地质学与工程地质学 > 水文地质学（地下水水文学） > 地下水资源管理
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