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湖南省水环境时空变化及其影响因素研究

作　者: 张棋
导　师: 李忠武
学　校: 湖南大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 红壤丘陵区湖南省环境库涅茨曲线水质非点源污染景观生态学多元统计分析
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

以中国南方红壤丘陵区的典型区域—湖南省为例,利用1990-2000年湘、资、沅、澧四水和洞庭湖区重要断面的水质数据,采用综合污染指数方法和污染分担率方法,研究了湖南省水环境质量时空变化特征,并选取1988-2006年经济和废水排放数据,分析了经济与废水排放之间的相互关系,建立湖南省废水排放的库兹涅茨曲线模型。研究结果表明,从时间上看,湖南省的总体水环境污染有加重的趋势;从空间上看,水环境质量是从湖南省的西部向东部恶化。在流域和地区对比中,湘江和位于该流域的株洲市最为严重,总氮和汞是湖南省最主要的污染因子;通过环境库兹涅茨曲线模型模拟表明,湖南水环境与经济发展的关系位于环境库兹涅茨曲线上升段,水环境将会恶化。为确定水环境污染的影响因素,以湘江流域为例,运用聚类分析,对该流域34个水质监测断面1994-2000年水质数据进行聚类,得到湘江流域的污染状况分布;运用因子分析,分析湘江流域的主要污染因子,并通过因子分析得到可能的污染来源,以便在不同分区内采取不同的污染物总量控制措施。研究表明,湘江流域污染以点源污染为主,但非点源污染越来越严重。非点源污染与流域土地利用关系密切,为评价湘江流域的土地利用方式对水环境的影响,在GIS强大的空间分析技术支持下,借用景观生态学原理,采用土地利用空间格局指标分析方法对2000年湘江流域土地利用变化的空间格局进行分析,通过对湘江流域土地利用空间格局的研究,可以具体把握土地利用现状,其分析结果可反映区域内土地资源的特点和优劣势,诊断土地利用合理与否,进而可以更好的规划土地利用,改善生态环境,实现水环境与经济协调发展。为了体现土地利用变化对水环境的影响,该文以湘江典型流域-浏阳河流域为研究区域,利用1986、2000、2005年3个时段的土地利用图,分析土地利用方式的变化,结合土壤普查图和降雨数据,在RS和GIS的支持下,利用长期水文影响评价(The Long Term hydrologic Impact Assessment )模型,估计3个时段研究区域长期平均非点源污染输出负荷,并分析其空间分布的变化。研究结果表明,从1986至2005年期间,浏阳河流域的林地和草地有向城镇、农村居民点用地和农业用地转化的趋势,同时农业用地向城镇用地转化,其中农业用地由原来的13.75%增加到了20%左右,城镇用地和农村居民用地分别由原来的1.34%,0.1%变成为2.56%,0.8%,这使得1986-2000年间非点源污染敏感区面积在不断扩大,污染程度在不断增加。为了控制非点源污染,本研究根据非点源污染分布情况和土地利用方式,将流域分为下游和中上游两个防治区,分别采用不同的措施。通过研究表明,随着经济的快速发展,湖南省水环境有恶化的趋势,并且点源污染仍然是目前影响水环境最主要的因素,同时非点源污染的影响越来越严重,土地利用方式的变化对红壤丘陵区水环境变化有比较重要的影响。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-25
  1.1 研究意义  13-14
  1.2 国内外研究进展  14-23
    1.2.1 经济与水环境之间的关系研究  14-15
    1.2.2 水质评价的主要方法  15-17
    1.2.3 影响水环境的主要因素  17-18
    1.2.4 国内外相关研究及主要问题  18-23
  1.3 研究内容和技术路线  23-25
    1.3.1 研究内容  23-24
    1.3.2 技术路线  24-25
第2章研究区域概况  25-31
  2.1 自然环境基本状况  25-28
    2.1.1 地理位置  25
    2.1.2 地貌地形  25-26
    2.1.3 土壤植被  26-27
    2.1.4 水环境基本状况  27-28
  2.2 社会经济基本状况  28-29
  2.3 典型流域的基本状况  29-30
  2.4 数据取得和处理  30-31
    2.4.1 水质资料及经济数据的取得  30
    2.4.2 土地利用、土壤数据及降雨的处理  30-31
第3章湖南省水环境变化及其与经济发展的关系  31-41
  3.1 湖南省水环境状况评价方法  31-32
  3.2 湖南省水环境状况时空变化及其原因  32-35
    3.2.1 湖南省主要水体水环境的时空变化  32-34
    3.2.2 典型流域和区域污染指数和污染物对比  34-35
  3.3 湖南省经济发展与水环境之间的关系  35-39
  3.4 小结  39-41
第4章湘江流域水污染分区及其主要污染因子  41-49
  4.1 湘江流域社会经济状况  41
  4.2 理论基础  41-44
  4.3 湘江水污染分区  44-45
  4.4 各个分区中主要污染因子  45-48
  4.5 小结  48-49
第5章土地利用与水环境之间的关系  49-66
  5.1 土地利用与水环境关系研究  49-50
  5.2 土地利用格局分析方法  50-53
    5.2.1 土地利用斑块特征指标  51-52
    5.2.2 土地利用空间构型指标  52
    5.2.3 土地利用基本空间格局指标  52-53
  5.3 土地利用空间格局分析  53-58
    5.3.1 土地利用景观类型划分  53
    5.3.2 数据来源与处理  53
    5.3.3 土地利用结构总体特征  53-54
    5.3.4 土地利用斑块特征多样性分析  54-56
    5.3.5 土地利用空间构型指标分析  56-57
    5.3.6 土地利用多样性分析  57-58
  5.4 湘江典型流域土地利用变化带来的非点源污染分布变化研究  58-64
    5.4.1 浏阳河流域概况  58
    5.4.2 浏阳河流域土地利用动态变化  58-60
    5.4.3 浏阳河流域非点源污染分布变化  60
    5.4.4 浏阳河流域非点源污染分布变化  60-63
    5.4.5 浏阳河流域非点源污染与水环境之间的关系  63-64
    5.4.6 浏阳河流域生态环境分区治理措施  64
  5.5 小结  64-66
第6章结论和研究展望  66-69
  6.1 研究结论  66-67
  6.2 研究展望  67-69
参考文献  69-76
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  76-77
致谢  77

湖南省水环境时空变化及其影响因素研究

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