發(fā)布時間：2020-04-30 07:49

【摘要】：長時間的采煤活動為區(qū)域經(jīng)濟(jì)做出重要貢獻(xiàn)的同時也引起了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞,在高潛水位地區(qū)形成采煤沉陷積水區(qū),改變了礦區(qū)原有的微地貌和土地利用類型,對其所在流域產(chǎn)生顯著的區(qū)域生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。本研究選取西淝河流域1980、1990、2000、2010、2015年5期Landsat遙感影像圖,采用基于多尺度分割面向?qū)ο蟮姆诸惙椒ㄟM(jìn)行土地覆蓋類型解譯并對土地利用類型進(jìn)行分類,分為耕地、建設(shè)用地、林地、交通用地和水域5種土地利用類型,通過土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析西淝河流域土地利用動態(tài)變化及各土地利用類型之間的轉(zhuǎn)換,在此基礎(chǔ)上分析土地利用變化對區(qū)域景觀格局的影響。此外,在流域出口設(shè)置監(jiān)測站點,在一年半周期內(nèi)高密度監(jiān)測非點源污染負(fù)荷的輸出特征,構(gòu)建SWAT生態(tài)水文模型對西淝河流域徑流、非點源污染負(fù)荷模擬,分析模擬礦區(qū)土地利用變化對流域徑流及非點源污染負(fù)荷輸出的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)西淝河流域1980~2015年土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化,耕地面積由1980年1532.3 km~2到2015年減少到1270.0 km~2,減少了262.3 km~2,隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快建設(shè)用地面積增加,由1980年的226.3 km~2增加到2015年的417.4 km~2,增加了191.1 km~2,交通用地增加了26.6 km~2。采煤活動導(dǎo)致大面積村莊、耕地塌陷,水域面積不斷增加,由1980年的68.1 km~2增加到2015年的113.7 km~2,增加了45.6 km~2。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣顯示,耕地主要轉(zhuǎn)換成建設(shè)用地和水域。(2)土地利用變化引起流域景觀格局的變化,1980~2015年西淝河流域景觀斑塊數(shù)量、分離度指數(shù)增加,流域景觀格局變得破碎,景觀斑塊中鑲嵌其它景觀現(xiàn)象越來越普遍,人為活動干擾加劇,各斑塊類型更加分散分布。多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)35年來分別增加了0.26、0.16,耕地景觀作為流域基底景觀的優(yōu)勢度降低,建設(shè)用地、水域景觀在流域景觀格局的作用越來越重要,流域景觀分布更加趨于多樣、均衡。(3)西淝河流域非點源污染具有明顯的季節(jié)性變化,主要原因是夏季降雨量較大極易形成強(qiáng)降雨徑流,較多的地表和農(nóng)田污染物會隨著降雨徑流進(jìn)入河流,引起河流中非點源污染濃度較高。每年3月份開始,流域降雨增多,地表累積污染物較多,前期沖刷效應(yīng)明顯,N、P污染濃度出現(xiàn)明顯峰值。污水、糞便是影響西淝河流域N元素污染輸出的主要因素,未經(jīng)處理的污水排放點和來自糞肥的彌散源導(dǎo)致河水中N營養(yǎng)鹽濃度增加。(4)流域土地利用變化對流域內(nèi)水文過程和非點源污負(fù)荷產(chǎn)生一定的影響,本研究設(shè)置的3種土地利用情景模式中,情景1中將建設(shè)用地、水域重分類為耕地,情景2將水域重分類為耕地,情景3將建設(shè)用地重分類為耕地。模擬結(jié)果顯示,年均徑流量分別為20.61 m~3/s、22.0 m~3/s、20.17 m~3/s,情景2情景1情景3,在建設(shè)用地增加417.4 km~2的情況下,年均徑流量增加6.3%,建設(shè)用地能夠促進(jìn)年徑流的產(chǎn)生,對徑流增加的貢獻(xiàn)強(qiáng)度要大于耕地。當(dāng)113.7 km~2耕地轉(zhuǎn)換成水域,西淝河流域年均徑流從20.61 m~3/s減少到20.17 m~3/s,減小了2.2%。(5)3種土地利用情景分析中,TP單位面積年均負(fù)荷輸出分別為59.10 kg、57.56 kg、55.26 kg,情景1情景2情景3,耕地面積最大時,TP負(fù)荷輸出最大,農(nóng)作物的生產(chǎn)使用大量肥料,耕地對TP負(fù)荷輸出貢獻(xiàn)率最大,其次是建設(shè)用地、水域。3種土地利用情景分析中,TN單位面積年均負(fù)荷輸出分別為357.66 kg、450.45 kg、329.19 kg,建設(shè)用地最大時,TN年均負(fù)荷輸出最大,對TN貢獻(xiàn)率最大是建設(shè)用地,其次是耕地、水域,水域?qū)、P污染負(fù)荷輸出貢獻(xiàn)最小。耕地和建設(shè)用地是西淝河流域非點源污染負(fù)荷輸出主要土地類型。圖26表14參數(shù)25
【圖文】：

研究技術(shù)路線圖

2.1 研究區(qū)概況西淝河流域地處安徽省中北部，位于淮河流域的中下游平原地區(qū)，處于暖溫帶和亞熱帶地區(qū)之間的過渡性氣候帶，以季風(fēng)氣候為主，雨熱同期，晝夜溫差較大，降雨量季節(jié)性分配不均。西淝河流域面積為 1839.6 km2，地表水系發(fā)達(dá)，有西淝河、濟(jì)河天然河流穿過，上游有蘇溝人工水渠，水量豐富，為了防洪、排水灌溉，在西淝河流域設(shè)有西淝河閘、濟(jì)河閘等閘壩對流域進(jìn)行水量調(diào)控。淮南煤礦資源儲量大，含水性較好，南北方向都發(fā)育有大型的阻水?dāng)嗔褞�，斷裂帶兩�?cè)水文地質(zhì)特征差異明顯，礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，地層比較完整，地下含煤地層較多，煤炭儲量豐富。新構(gòu)造運動明顯，第四系厚度大，地面形態(tài)極易產(chǎn)生變化。西淝河流域有謝橋（XQ）、張集（ZJ）、顧橋（GQ）礦區(qū)，除外還有一些其它礦區(qū)，采煤活動引起地表沉陷，出現(xiàn)大面積沉陷水域，沉陷水域面積截止 2015年超過 40 km2（圖 2）。煤炭開采對礦區(qū)及其所在流域水文生態(tài)格局影響重大，，在西淝河下游流域出口設(shè)置采樣點進(jìn)行水文、水質(zhì)監(jiān)測，分析流域生態(tài)水文效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：F301.2;X52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2645549