【摘要】：漢江流域是長江第一大支流,分布有豐富的水能資源,占長江流域技術(shù)可開發(fā)量的7.2%。開發(fā)漢江流域水資源是長江流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,也是當(dāng)前漢江流域各省份經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展之必需。但當(dāng)前過快的水資源開發(fā)速度,導(dǎo)致漢江水資源開發(fā)面臨眾多的生態(tài)環(huán)境問題。隨著流域內(nèi)人們對生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高,許多生態(tài)環(huán)境問題顯得越來越突出,同時影響到漢江流域水資源的進(jìn)一步開發(fā)利用和流域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為此,從流域?qū)用骈_展水資源開發(fā)利用對漢江流域水生態(tài)環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)健康影響研究,可為流域水資源管理與保護(hù)提供技術(shù)支撐及科學(xué)依據(jù)。本論文以漢江為對象,研究了水資源開發(fā)利用對漢江流域生態(tài)環(huán)境的影響,針對漢江流域水資源承載力、流域水資源承載力、流域水環(huán)境承載力、流域水生態(tài)承載力、水電梯級開發(fā)對漢江流域生態(tài)環(huán)境的影響及漢江水華發(fā)生影響因子進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上對漢江流域生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評價。 主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括以下幾個方面： (1)構(gòu)建基于距離指數(shù)法的漢江流域水資源承載力概念模型,并在此基礎(chǔ)上建立了評價指標(biāo)體系,采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重。漢江流域水資源承載力等級狀態(tài)為：從流域來看,漢江全流域為“中等”,上游流域為“較高”,中游流域為“中等”,下游流域為“中等”；從地區(qū)來看,漢中市、安康市、十堰市、商洛市、神農(nóng)架林區(qū)為“較高”,應(yīng)城市、漢川市、南陽市、武漢市、天門市、潛江市、仙桃市為“中等”,荊門市為“較低”,襄陽市為“低”。水資源開發(fā)利用對漢江流域水資源產(chǎn)生巨大影響,對中下游流域影響更為強(qiáng)烈,漢江中下游水資源承載力較上游下降明顯。采用GIS技術(shù),結(jié)合水資源承載力綜合分析,將計算結(jié)果集成漢江流域水資源承載力評價圖。此外,建立了漢江流域水資源承載力系統(tǒng)動力學(xué)模型,預(yù)測了2010-2040年不同方案下流域水資源承載力綜合變化率,提出了包括開源、節(jié)水、治污等措施的的漢江流域水資源承載力提高的最優(yōu)方案。 (2)構(gòu)建流域水環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系,以層次分析法確定權(quán)重。漢江流域水環(huán)境承載力評價結(jié)果顯示：從流域來看,全流域為“較低”,上游流域為“中等”,中游流域為“較低”,下游流域為“較低”。從地區(qū)來看,神農(nóng)架林區(qū)為“較高”,漢中市、十堰市、商洛市、安康市為“中等”,漢川市、荊門市、南陽市、應(yīng)城市、潛江市、仙桃市、天門市為“較低”,襄陽市、武漢市為“低”。采用GIS技術(shù),結(jié)合水環(huán)境承載力綜合分析,將計算結(jié)果集成漢江流域水環(huán)境承載力評價圖。水資源開發(fā)利用對漢江流域水環(huán)境各承載指數(shù)均有影響,造成漢江中下游水環(huán)境承載指數(shù)呈顯著下降。此外,構(gòu)建了漢江流域水環(huán)境承載力系統(tǒng)動力學(xué)模型,預(yù)測了2010-2040年不同方案下流域水環(huán)境承載力指標(biāo)變化值,提出了新建引水工程、供水管網(wǎng)改造、新建污水處理廠相結(jié)合的漢江流域水資源開發(fā)利用的優(yōu)化調(diào)整方案。 (3)在分析漢江干流水電梯級開發(fā)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建基于PSR模型框架的水電梯級開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響評價多層次評價指標(biāo)體系,并以熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重。水電梯級開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響評價結(jié)果顯示：隨著漢江干流梯級大壩的逐步開放,漢江生態(tài)環(huán)境影響評價綜合指數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢,水電梯級開發(fā)將會對漢江流域生態(tài)環(huán)境造成“不利”影響。水電梯級開發(fā)對漢江生態(tài)環(huán)境的壓力影響較為明顯,漢江流域的生態(tài)環(huán)境在王甫洲和黃金峽運(yùn)營時期呈現(xiàn)下降趨勢,在崔家營電站運(yùn)營后,由于防洪功能和水資源調(diào)節(jié)功能的增大而使得生態(tài)系統(tǒng)綜合功能有所改善,但隨著大壩的增大使得生態(tài)系統(tǒng)綜合功能又有繼續(xù)下降的趨勢。將標(biāo)準(zhǔn)化后的各個水電開發(fā)階段的壓力指數(shù)和漢江生態(tài)環(huán)境影響評價綜合指數(shù)利用SPSS進(jìn)行擬合分析,建立水電梯級開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響預(yù)測模型,定量預(yù)測漢江干流水電梯級開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響程度。 (4)對漢江流域水華發(fā)生的原因進(jìn)行分析,提出漢江水華的發(fā)生主要受到氣象、水文、水質(zhì)和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)因素影響的結(jié)論。根據(jù)漢江水華發(fā)生的限制條件,運(yùn)用主成分分析法篩選影響漢江水華發(fā)生的顯著因子,采用多元線性回歸分析法建立漢江仙桃段和武漢段多個影響因子間的線性回歸方程,進(jìn)一步確定影響水華發(fā)生的主要影響因子�；陧憫�(yīng)面分析建立漢江仙桃段和漢江武漢段水華發(fā)生年線性回歸模型,定量分析漢江仙桃段和武漢段水華可能發(fā)生的限制條件。此外,構(gòu)建漢江流域水華發(fā)生系統(tǒng)動力學(xué)模型,選取氣溫、流量、流速、總氮、氮磷比和COD排放量這6個指標(biāo)作為決策變量。通過改變決策變量的值來得到不同方案下相關(guān)指標(biāo)的模擬結(jié)果。再將模擬結(jié)果進(jìn)行量化即可得到不同方案下藻類細(xì)胞數(shù)量的大小及變化情況。結(jié)果表明：在實施引江濟(jì)(補(bǔ))漢工程、丹江口水庫與引江濟(jì)漢工程聯(lián)合調(diào)度、加大治污力度、實施生態(tài)補(bǔ)償與濕地保護(hù)相結(jié)合,可使得全流域的水華發(fā)生的可能性大幅下降,對漢江流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展有了很好的促進(jìn)作用。 (5)構(gòu)建流域水生態(tài)承載力評價指標(biāo)體系,以層次分析法確定權(quán)重。漢江流域水生態(tài)承載力評價結(jié)果顯示：從流域來看,全流域為“中等”,上游流域為“中等”,下游流域為“較低”,中游流域為“較低”；從地區(qū)來看,安康市為“較高”,十堰市、漢中市、神農(nóng)架林區(qū)、商洛市、潛江市為“中等”,武漢市、荊門市、仙桃市、南陽市、漢川市、應(yīng)城市、襄陽市、天門市均為“較低”。采用GIS技術(shù),結(jié)合水生態(tài)承載力綜合分析,將計算結(jié)果集成漢江流域水生態(tài)承載力評價圖。流域水資源開發(fā)利用對流域水生態(tài)各承載指數(shù)均有影響,造成漢江中下游水生態(tài)承載指數(shù)呈顯著下降。此外,構(gòu)建了漢江流域水生態(tài)承載力系統(tǒng)動力學(xué)模型,預(yù)測了2010-2040年流域水生態(tài)承載力變化情況。 (6)構(gòu)建基于綜合健康指數(shù)法流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系,并對漢江流域生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評價。漢江流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果顯示：從流域來看,全流域為“不健康”,上游流域為“亞健康”,中游流域為“不健康”,下游流域為“不健康”；從地區(qū)來看,漢中市、神農(nóng)架林區(qū)、安康市、十堰市為“健康”,商洛市、荊門市為“亞健康”,南陽市、漢川市、應(yīng)城市、潛江市、仙桃市、天門市、襄陽市、武漢市均為“不健康,,。說明水資源開發(fā)利用對漢江流域生態(tài)系統(tǒng)均有影響,并造成漢江流域中下游生態(tài)系統(tǒng)健康程度下降明顯。采用GIS技術(shù),結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)健康綜合分析,將計算結(jié)果集成漢江流域生態(tài)系統(tǒng)健康分布圖。此外,構(gòu)建了漢江流域生態(tài)系統(tǒng)健康系統(tǒng)動力學(xué)模型,預(yù)測了2010-2040年不同方案下流域生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)變化值,提出了漢江流域水資源開發(fā)利用的優(yōu)化調(diào)整方案。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X143;X826
【圖文】：

Pressure (壓力）一State (狀態(tài)）一Response (響應(yīng)）模型最初由Tony和David提出，用于分析環(huán)境壓力、現(xiàn)狀與響應(yīng)之間的關(guān)系（圖1-1)�；赑SR(壓力一狀態(tài)一響應(yīng)）的概念模型主要從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三個方面選取評價指標(biāo)。其中，壓力指代人類活動對環(huán)境引起的直接或間接的不恰當(dāng)影響，如人口、能源消耗、污染物排放等；狀態(tài)指代環(huán)境（或生態(tài)系統(tǒng)）的狀態(tài)，如環(huán)境質(zhì)量、土壤退化程度等；響應(yīng)指代人類對狀態(tài)做出的相關(guān)對應(yīng)措施，如污染控制政策、發(fā)展環(huán)保技術(shù)等[24‘245]。^ ！ 響應(yīng)Pressure State I Response信息I 「 ； i人類活動及其影響 產(chǎn)生污染物 環(huán)境及自然資源狀態(tài) 制度或個體反應(yīng)能源 與廢棄物 > 空氣 信息 ’ 立法運(yùn)輸 水 經(jīng)濟(jì)手段工業(yè) 土地 新技術(shù)農(nóng)業(yè) *一“資源利用生物多樣性 ‘社會響應(yīng)決社會價值觀念的改變漁業(yè) 適宜性 策與行動 國際義務(wù)i ^ ‘I 社會響應(yīng)（決策與行動）圖1-1壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（PSR)框架模型Fig. 1-1 Pressure-State-Response model framework生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)系統(tǒng)評價法中常將各類的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法（如綜合指數(shù)法、模糊數(shù)學(xué)法）或統(tǒng)計學(xué)方法（如聚類分析法等）作為分析方法。伴隨大規(guī)模高性能計算機(jī)的飛速發(fā)展，一些智能分析方法應(yīng)運(yùn)而生。此外，基于遙感技術(shù)與地理23

河、酉水河、子午河、池河、天河、月河、玉帶河、任河、鼠河、牧馬河、北河及蠻河等（圖2-1)。漢江及其支流所構(gòu)成的水系是不對稱的，右岸流域面積62，247平方公里，占全流域面積的85.77%，左岸流域面積lll，753kin2，占全流域面積64.23%,流域的不對稱系數(shù)為0.57。漢江及其主要支流的長度、流域面積以及表征流域形態(tài)特征的完整系數(shù)與形狀系數(shù)計算如表2-1(2)地形地貌漢江流域地勢大體上是西北高，東南低，山脈河流均作東西和西北一東南走向

漢江流域地勢大體上是西北高，東南低，山脈河流均作東西和西北一東南走向，見漢江流域遙感影像圖（圖2-2)。流域地貌上可分為三個地帶：即秦嶺淮陽山地地帶，大巴山荊山山地地帶，漢江河谷及下游泛濫平原地帶。流域北部以秦28

【引證文獻(xiàn)】

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1 馮立民;白山市西北岔水利樞紐工程生態(tài)及環(huán)境影響評價[D];吉林大學(xué);2018年

2 于燁婷;針對水源涵養(yǎng)功能的漢江流域生態(tài)修復(fù)分區(qū)及植被優(yōu)化配置[D];南京信息工程大學(xué);2018年

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本文編號：2803349