【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(dǎo)致的不透水面擴(kuò)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(jié)果的差異，在此基礎(chǔ)上，從不透水面視角進(jìn)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(dǎo)致的城市徑流變化和不同水文期響應(yīng)差異。最后，探討不同尺度上不透水面與當(dāng)前重點關(guān)注的水環(huán)境指標(biāo)和水系沉積物重金屬之間的關(guān)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(shè)、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(jié)論如下： （1）長期水文效應(yīng)L-THIA模型方法學(xué)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(jìn)行L-THIA模型模擬，對比兩種景觀分類體系徑流模擬結(jié)果，并對模型進(jìn)行適用性檢驗。結(jié)果表明：兩種景觀分類體系的模擬結(jié)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(jìn)行修正使得模擬結(jié)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(jié)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(jié)果之間均具有非常顯著的線性相關(guān)性。 （2）基于不透水面變化的長期水文效應(yīng)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(dǎo)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(yīng)差異。結(jié)果表明：區(qū)域不透水面與徑流增長率呈線性關(guān)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(guān)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(dá)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(fēng)險的不透水面閾值效應(yīng)。結(jié)果表明：不透水面與地表水COD、TN、TP、NH3-N、Phenol、和Oil指標(biāo)存在閾值效應(yīng)，DO指標(biāo)不存在閾值效應(yīng)，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(fēng)險之間無明顯的閾值效應(yīng)。不透水面與地表水各水質(zhì)指標(biāo)之間的閾值效應(yīng)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(jìn)一步提高，不透水面的閾值效應(yīng)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(fēng)險指數(shù)RI平均值為116.54，研究區(qū)域重金屬生態(tài)風(fēng)險程度整體上為輕度水平。
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【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV121;X143

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)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(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)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(wù);2003年04期

本文編號：2389116