以非点源污染控制为目标导向的湖泊缓冲带范围规划方法研究

摘要

湖泊富营养化现象屡见不鲜，引起了社会的高度关注。如何有效防治非点源污染对湖泊水体的危害一直是近几年的研究热点。湖泊缓冲带规划是对湖泊及周边环境的专项规划，是为了更好地保护湖泊水体，从湖泊管理角度划定的，缓解或减轻人类活动对湖泊水环境和生态系统的破坏、干扰和污染的隔离生境。湖泊缓冲带对于防治面源污染、减缓湖泊生态环境恶化、修复生态系统具有重要的意义和作用，已引起学术界和管理部门的高度重视。构建湖泊缓冲带，范围是需要考虑的重要问题。范围太小，不能起到良好的效果，范围太大又会导致资源的浪费。鉴于我国土地资源的紧缺和社会发展的需要，如何为缓冲带确定一个科学合理的范围已经是湖泊缓冲带规划的首要难题。
　　本项研究在深刻剖析湖泊缓冲带的内涵和作用机制的基础上，充分考虑缓冲地内的土地利用、自然环境、功能定位、管理水平和社会支持程度等因素对缓冲带范围的影响，以非点源污染负荷的最终入湖量为控制目标，制定出一套湖泊缓冲带范围划定的方法体系，并且在太湖竺山湾进行了实际应用。该方法体系结合了非点源污染负荷输出模型、湖泊水环境承载力模型、物种面积曲线和ArcGIS技术，具有坚实的科学基础，是湖泊缓冲带规划工作的一大进步。本文具有如下创新点:率先在国内进行了流域尺度上的湖泊缓冲带规划研究，建立了一套针对缓冲带范围规划技术和流程，并运用在太湖竺山湾的缓冲带规划评估中;研究方法中运用景观生态学和水文学原理进行受纳水体非点源污染危险性评价，识别非点源污染关键源区，以此来指示缓冲带的范围，为湖泊缓冲带的规划提供了新的方法和思路。
　　本文取得的主要成果如下:
　　(1)基于GIS平台，利用河流网络分析和流域单元分析技术分析了非点源污染“源”、“汇”景观空间分布格局对受纳水体的影响。
　　(2)研究出一种湖泊缓冲带范围规划方法体系，以小流域单元做为研究对象，从非点源污染物的产生和迁移两方面来分析各流域单元对湖泊水环境的影响程度，利用原地产污和距离权重分析方法对受纳水体进行了非点源污染危险性评价，以此来确定缓冲带的合理分布。
　　(3)总结大量文献，用层次分析法(AHP)确定了各土地利用斑块的产污权重。
　　(4)利用文中建立的方法体系，在竺山湾进行了实证研究，确定了竺山湾的缓冲带范围。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景、目的及意义

1．1．1 研究的背景

1．1．2 研究目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究的主要内容

1．3．2 研究技术路线

第2章 湖泊缓冲带相关理论研究

2．1 湖泊缓冲带概述

2．1．1 湖泊缓冲带的概念

2．1．2 湖泊缓冲带的特征

2．1．3 湖泊缓冲带的功能定位

2．2 湖泊缓冲带的建设

2．3 湖泊缓冲带范围规划影响因素分析

2．3．1 自然环境

2．3．2 土地利用现状及开发强度

2．3．3 功能定位

2．3．4 行政管理水平

2．3．5 社会支持程度

第3章 湖泊缓冲带范围划定方法体系

3．1 湖泊缓冲带范围划定思路

3．2 针对湖泊水环境的缓冲带范围划定方法

3．2．1 湖泊水环境污染源分析

3．2．2 思路确定

3．2．3 相对产污贡献指数

3．2．4 湖泊缓冲带初步范围划定

3．2．5 污染负荷核定

3．3 针对缓冲带内生态系统健康的范围划定方法

3．4 与GIS的结合

3．4．1 水文分析模块

3．4．2 网络分析模块

第4章 太湖竺山湾数据库建立和数据处理

4．1 太湖竺山湾概况

4．2 太湖竺山湾数据库建立

4．3 数据处理与分析

4．3．1 流域单元划分

4．3．2 水系概化

第5章 竺山湾湖泊缓冲带范围划定

5．1 原地产污指数

5．2 竺山湾距离权重计算

5．2．1 河网数据集建立

5．2．2 OD成本矩阵分析

5．2．3 与流域单元结合计算距离权重

5．3 缓冲带初步范围划定

5．4 污染负荷核定

5．4．1 湖泊水环境承载力估算

5．4．2 入湖污染负荷估算

5．5 湖泊缓冲带最终范围确定

第6章 结语

6．1 结论

6．2 展望与不足

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢