【摘要】：上海地區(qū)是我國高度城市化區(qū)域之一，快速城市化導致的不透水面擴張顯著地改變了區(qū)域水文環(huán)境過程。本文以快速城市化典型區(qū)域—上海為例，基于GIS和L-THIA模型，對比分析不透水面和土地利用不同景觀分類體系下L-THIA模型模擬結果的差異，在此基礎上，從不透水面視角進一步探討分析近50年來上海地區(qū)及其不同水利片區(qū)內(nèi)快速城市化過程導致的城市徑流變化和不同水文期響應差異。最后，探討不同尺度上不透水面與當前重點關注的水環(huán)境指標和水系沉積物重金屬之間的關系，通過回歸模型定量分析不透水面的水環(huán)境閾值。為上海地區(qū)今后的城市建設、水資源配置、流域污染控制和環(huán)境規(guī)劃管理等提供決策參考。 論文主要研究內(nèi)容和結論如下： （1）長期水文效應L-THIA模型方法學討論及優(yōu)化。分別基于不透水面和土地利用兩種景觀分類體系進行L-THIA模型模擬，對比兩種景觀分類體系徑流模擬結果，并對模型進行適用性檢驗。結果表明：兩種景觀分類體系的模擬結果多年平均徑流總量相差8.96%，通過調(diào)整不透水面景觀體系CN值對L-THIA模型進行修正使得模擬結果與實際徑流量相對誤差為8.90%。兩種景觀分類體系逐年徑流量模擬結果，及不透水面景觀體系CN值調(diào)整前后逐年徑流量模擬結果之間均具有非常顯著的線性相關性。 （2）基于不透水面變化的長期水文效應模擬及空間分異。分析上海地區(qū)1965~2010年不透水面的空間格局變化，基于L-THIA模型分析上海地區(qū)及不同水利片區(qū)快速城市化導致的城市徑流變化，，并分析在典型年和干季雨季條件下城市徑流對快速城市化的響應差異。結果表明：區(qū)域不透水面與徑流增長率呈線性關系，12水利片區(qū)中9個片區(qū)不透水面與徑流增長率呈線性關系，研究區(qū)域徑流量2010年相比1965年增加31.33%，其中在2000~2006年時期內(nèi)徑流增加速度最快，年均增長率達1.73%。在相同的城市化條件下，枯水年徑流量隨不透水面增長變化最大，平水年次之，豐水年最小。同樣，干季相比雨季徑流量受不透水面的影響較大。 （3）不透水面格局的水環(huán)境閾值定量診斷及年際變化。分別以水質(zhì)監(jiān)測斷面和沉積物采樣點為中心的地理緩沖區(qū)作為水文單元，在不同空間尺度上通過分段回歸模型探討河流水質(zhì)和沉積物重金屬及其生態(tài)風險的不透水面閾值效應。結果表明：不透水面與地表水COD、TN、TP、NH3-N、Phenol、和Oil指標存在閾值效應，DO指標不存在閾值效應，不透水面與水系沉積物重金屬之間和與重金屬潛在生態(tài)風險之間無明顯的閾值效應。不透水面與地表水各水質(zhì)指標之間的閾值效應隨緩沖區(qū)范圍增大越明顯，但不透水面與水質(zhì)的指數(shù)模型擬合優(yōu)度表明隨著城市化水平進一步提高，不透水面的閾值效應由明顯趨于不明顯。另外，上海市河流水系沉積物重金屬綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)RI平均值為116.54，研究區(qū)域重金屬生態(tài)風險程度整體上為輕度水平。
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【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TV121;X143

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 劉珍環(huán);李猷;彭建;;河流水質(zhì)的景觀組分閾值研究進展[J];生態(tài)學報;2010年21期

2 顧圣華;;上海地區(qū)水文特性探討[J];上海水務;2003年04期

本文編號：2389116