平原河網(wǎng)地區(qū)河岸植被緩沖帶定量規(guī)劃研究.doc

《平原河網(wǎng)地區(qū)河岸植被緩沖帶定量規(guī)劃研究.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、平原河網(wǎng)地區(qū)河岸植被緩沖帶定量規(guī)劃研究平原河網(wǎng)地區(qū)河岸植被緩沖帶定量規(guī)劃研究平原河網(wǎng)地區(qū)河岸植被緩沖帶定量規(guī)劃研究平原河網(wǎng)地區(qū)河岸植被緩沖帶定量規(guī)劃研究【摘要】：河岸植被緩沖帶是指河岸兩側(cè)向岸坡爬升的由樹木及其他植被組成的緩沖區(qū)域,其功能是防止由坡地地表徑流、廢水排放、地下徑流和深層地下水流所帶來的養(yǎng)分、沉積物、有機(jī)質(zhì)、殺蟲劑及其他污染物進(jìn)入河溪系統(tǒng)。因而,河岸植被緩沖帶規(guī)劃是河流水質(zhì)保護(hù)的重要手段,對維系河流生態(tài)系統(tǒng)的健康有著重要的作用,受到學(xué)術(shù)界、建設(shè)和管理部門的廣泛關(guān)注。如何規(guī)劃河岸植被緩沖帶,主要取決于以下幾個(gè)問題的回答：1)如何考慮河岸植被緩沖帶的空間布局?

2、2)河岸植被緩沖帶的寬度如何確定?3)在寬度確定的基礎(chǔ)上,如何確定植物種類和植物組成?本項(xiàng)研究首先對國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行綜述、比較,并根據(jù)平原河網(wǎng)地區(qū)地勢平坦、快速城市化的特點(diǎn),基于GIS平臺,篩選和建立了一套適合平原河網(wǎng)地區(qū)的河岸植被緩沖帶規(guī)劃技術(shù)和流程；同時(shí)通過對上海地區(qū)河岸帶植被的野外調(diào)研和數(shù)量分析,建立區(qū)域河岸植被緩沖帶的參照系；在此基礎(chǔ)上,以上海滴水湖匯水區(qū)為例,利用“3S”技術(shù),建立空間數(shù)據(jù)庫,定量模擬匯水區(qū)的面源污染負(fù)荷、匯流路徑,并確定河岸植被緩沖帶的空間格局、寬度、植被種類和數(shù)量組成,最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域河岸植被緩沖帶的定量規(guī)劃。論文的研究結(jié)論可以從規(guī)劃方法技

3、術(shù)、實(shí)證研究兩個(gè)方面進(jìn)行概括：規(guī)劃方法和技術(shù)：(1)河岸植被緩沖帶規(guī)劃應(yīng)建立在“參照系構(gòu)建-匯水區(qū)劃分-面源污染負(fù)荷計(jì)算和匯流路徑分析”的基礎(chǔ)上。河岸植被緩沖帶規(guī)劃主要包含兩個(gè)方面：一是根據(jù)面源污染負(fù)荷及匯流路徑確定河岸植被緩沖帶的空間布局和寬度；二是在空間布局(位置)和寬度計(jì)算模擬的基礎(chǔ)上,依據(jù)建立的河岸植被參照系,確定河岸植被的種類以及組成。(2)參照系建立：本研究通過對上海地區(qū)河岸帶植被的野外調(diào)研和數(shù)量分析,建立區(qū)域河岸植被緩沖帶的參照系。(3)匯水區(qū)劃分：針對傳統(tǒng)的匯水區(qū)劃分方法在平原河網(wǎng)地區(qū)應(yīng)用的局限性,本研究提出了適合平原河網(wǎng)地區(qū)匯水區(qū)的劃分方法。在河網(wǎng)地

4、塊內(nèi)部,通過修正Getirana等的DEM融合算法,提出了適合上海地區(qū)的DEM融合算法,基于修正算法通過距離偏移矩陣運(yùn)算和高程偏移矩陣運(yùn)算,將影響徑流特征的地物要素(如道路、建筑、坑塘以及排水管網(wǎng))疊加到原始的“偽”DEM中,起到細(xì)化DEM的目的,提高平坦區(qū)域河網(wǎng)提取和匯水區(qū)邊界模擬的精度。在河網(wǎng)概化的基礎(chǔ)上,在MIKE11中建立河網(wǎng)一維非恒定流水動(dòng)力模型,依據(jù)水動(dòng)力學(xué)模型模擬河道在水利控制設(shè)施(節(jié)制閘、出海閘以及翻水站等)調(diào)控作用下引水或排水期間河網(wǎng)的水位、流向以及水量等,確定各出水口所對應(yīng)范圍,完成匯水區(qū)的劃分。(4)面源污染負(fù)荷計(jì)算及匯流路徑分析：本研究通過修正

5、的SCS模型和PLOAD模型對單場次降雨條件下的面源污染負(fù)荷做了計(jì)算,并模擬了面源污染的匯流路徑。(5)河岸植被緩沖帶規(guī)劃：基于面源污染途徑確定河岸植被緩沖帶的空間布局；通過對時(shí)間模型和水文模型進(jìn)行修正,計(jì)算得到河岸植被緩沖帶所需的最小寬度；依據(jù)參照系確定植物種類和數(shù)量組成。實(shí)證研究：(1)參照系建立：通過對上海地區(qū)河岸帶植被的野外調(diào)研,利用SPSS軟件進(jìn)行聚類分析得到8種河岸帶植被類型。分別對8種河岸帶植被調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,確定了不同植被類型的參照值。(2)匯水區(qū)劃分：通過對匯水區(qū)內(nèi)各出口水閘的開啟狀態(tài)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)各出口水閘的開啟狀態(tài)會隨著內(nèi)河水位的變化而變化

6、,河網(wǎng)水流方向也呈周期性變化,滴水湖匯水區(qū)的范圍是一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍,伴隨著出水口的改變而改變。滴水湖的匯水區(qū)范圍共有三種方案,其中非引水期間(模式1)的匯水區(qū)范圍最小,為76.15km2,此匯水區(qū)存在的持續(xù)時(shí)間最長,達(dá)到282d,引水期間(模式3)匯水區(qū)范圍次之,面積為233.5km2,持續(xù)時(shí)間為80d,處于兩者過渡狀態(tài)(模式2)的匯水區(qū)范圍持續(xù)時(shí)間最短,為3d,面積介于兩者之間,為92.29km2。(3)面源污染負(fù)荷計(jì)算及匯流路徑：從面源污染負(fù)荷計(jì)算結(jié)果來看,在匯水區(qū)劃分模式2下的面源污染的空間分布與模式1類似,產(chǎn)生NH3-N、TN、TP和TSS總量最大的區(qū)域主要位于滴

7、水湖的東北側(cè),緊鄰滴水湖的西側(cè)區(qū)域產(chǎn)生的NH3-N、TN、TP和TSS總量較少。而匯水區(qū)劃分模式3下產(chǎn)生NH3-N、TN、TP和TSS總量的區(qū)域主要集中在滴水湖的東北側(cè)和西側(cè),東北側(cè)區(qū)域內(nèi)的面源污染較為集中,都集中在2號河網(wǎng)地塊,與之相對應(yīng)的是滴水湖西側(cè)的面源污染呈散點(diǎn)狀分布,各地塊均有分布,且集中在河網(wǎng)地塊中心位置。匯水區(qū)劃分模式3下產(chǎn)生的面源污染產(chǎn)生的區(qū)域最廣,對滴水湖水質(zhì)的影響作用最大,對該模式下的面源污染防治也顯得尤為重要。對面源污染的匯流路徑進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)NH3-N、TN、TP和TSS的匯流路徑均以B1(坡面徑流-溝渠-1級河流)為主,其次