区域空气质量与水质及其土地利用变化响应研究

发布时间：2020-11-13 08:36

　　 生态文明建设是我国国民经济建设的一个重要内容,鄱阳湖生态经济区是江西省以保护生态、发展经济为重要战略构想的经济特区,本文在江西省水利厅项目“鄱阳湖生态经济区土地利用对水环境污染的研究”等项目的经验基础上,积累了 30余年的水文、气象资料、土地利用的遥感影像及近10年的环境空气质量实测数据,为了最大限度的开发和利用这些常规监测数据资源,本文选取鄱阳湖生态经济区作为研究区,以土地利用变化为研究的切入点,对区域空气质量、水质及土地利用变化之间进行“耦合”,把原有的单一研究,进行了有机的整合,对区域环境空气质量变化研究侧重于海量数据的整理分析及从各种监测结果找出相关规律,对研究区水质变化研究侧重模型的建立过程分析,对区域土地利用变化研究侧重应用面向对象的土地利用分类方法的比较研究,虽然三者研究的侧重点不同,但结果都是找出各自变化特征及趋势,通过区域联动治理空气污染、非点源污染。本文通过对南昌市城区的监测数据整理,分析了三种常规空气污染物浓度及API逐年特征,并对大气降水的pH值进行逐年变化分析,通过对1990年—2012年能见度分析,发现能见度呈现逐年下降的趋势,通过对生态区内四个主要城市间常规污染物的浓度的对比分析,发现生态区内的大气污染累积过程呈现明显的同步性,重污染天气集中出现,区域内部城市群间相互影响显著,要区域联动治理空气污染才能达到理想的效果。选取昌江流域为研究区域水质变化的典型区,应用SWAT模型对影响水质的氨氮、总磷进行了模拟,结果精度高。对鄱阳湖湖生态经济区内影像资料进行分类,得到1983～2012年研究区域(鄱阳湖生态经济区、昌江流域、南昌市)土地利用类型图,应用SWAT模型等分析土地利用变化对空气质量、水质变化的影响研究,得出在鄱阳湖生态经济区大力开展退耕还林及退耕还水的方法,可以减轻区域空气污染及水体非点源污染。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2013
【中图分类】：X50;F301.24
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状及趋势
        1.2.1 环境空气质量研究现状
        1.2.2 水质非点源污染研究
        1.2.3 土地利用变化研究
        1.2.4 鄱阳湖生态区环境空气质量、水质、土地利用研究进展
        1.2.5 研究趋势
    1.3 研究方案
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
        1.3.4 研究内容
第2章 研究区概况
    2.1 区域概况
        2.1.1 地理概况
        2.1.2 地形、地貌
        2.1.3 气候特征
        2.1.4 水系河流
        2.1.5 降水与径流
        2.1.6 泥沙
        2.1.7 水资源量
    2.2 地区总体经济发展状况
    2.3 环境概况
第3章 研究区环境空气质量变化分析
    3.1 典型区概况
        3.1.1 自然资源
        3.1.2 气候特征
    3.2 理论基础和方法手段
        3.2.1 空气环境监测项目和监测方法
        3.2.2 环境空气质量评价方法
        3.2.3 数据来源及处理
        3.2.4 统计分析法
    3.3 南昌市城区常规污染物的变化特征分析
2、NO₂、PM₁₀污染物的浓度逐年变化特征'>        3.3.1 SO₂、NO₂、PM₁₀污染物的浓度逐年变化特征
        3.3.2 南昌市城区空气污染指数API的逐年变化特征
        3.3.3 空气污染物浓度2003—2012年内分布统计情况
2、PM₁₀、NO₂污染物的浓度月、季变化特征'>        3.3.4 SO₂、PM₁₀、NO₂污染物的浓度月、季变化特征
        3.3.5 API逐月变化特征
2、PM₁₀、NO₂、API逐日变化特征'>        3.3.6 SO₂、PM₁₀、NO₂、API逐日变化特征
2、PM₁₀、NO₂、API空间变化特征'>        3.3.7 SO₂、PM₁₀、NO₂、API空间变化特征
    3.4 南昌市城区酸雨的变化及影响因素分析
        3.4.1 南昌市城区酸雨PH年变化
        3.4.2 南昌市城区酸雨PH逐月变化分析
        3.4.3 南昌市城区降水的化学成分分析
        3.4.4 南昌市城区降水量与降水的PH相关性分析
        3.4.5 南昌市城区降水的电导率分析
    3.5 南昌市城区空气环境质量评价
    3.6 南昌市城区环境空气污染物影响因素分析
        3.6.1 南昌市城区污染源的排放对环境空气污染物浓度的影响
        3.6.2 南昌市城区气象因素与污染物浓度的相关性分析
    3.7 南昌市城区大气能见度变化特征分析
        3.7.1 数据采集及分析
        3.7.2 南昌市城区大气能见度年际变化
        3.7.3 南昌市城区大气能见度月、季变化
        3.7.4 南昌市城区大气能见度日变化特征
    3.8 南昌市城区大气能影响因素分析
        3.8.1 气象因素对能见度的影响
        3.8.2 空气污染物对能见度的影响
    3.9 生态区4个城市城区空气质量的相互影响分析
        3.9.1 生态区4个城市城区的常规污染物变化分析
        3.9.2 生态区4个城市城区的大气降水PH变化分析
        3.9.3 生态区4个城市之间空气污染物影响分析
    3.10 本章小结
第4章 研究区水质变化特征分析
    4.1 典型区的选择及概况
        4.1.1 典型区选择的原则
        4.1.2 研究区概况
    4.2 研究方法及数据来源
        4.2.1 模型的选择
        4.2.2 模型的结构和机理
        4.2.3 数据要求及来源
    4.3 空间数据库的构建及处理
        4.3.1 数字高程模型DEM的构建
        4.3.2 土壤类型空间分布数据库
        4.3.3 建立数字化土地利用图
    4.4 属性数据库的构建及处理
        4.4.1 水文、水质数据的收集及采集、实验与分析
        4.4.2 气象数据
        4.4.3 土壤属性数据库
        4.4.4 农业生产状况
        4.4.5 水文相应单元的划分
    4.5 昌江流域农业非点源污染模拟
        4.5.1 河网的生成以及流域出口点的添加
        4.5.2 加载气象信息
        4.5.3 创建写入文件
        4.5.4 参数敏感性分析
        4.5.5 模型运行模拟
    4.6 模型校准与验证
        4.6.1 模型适用性评价方法
        4.6.2 径流的校准与验证
        4.6.3 泥沙的校准与验证
        4.6.4 水质的校准与验证
    4.7 非点源污染负荷计算
    4.8 非点源污染的分布特征
    4.9 本章小结
第5章 区域土地利用变化研究
    5.1 基础理论与方法
        5.1.1 遥感影像分类概述
        5.1.2 基于像元的分类
        5.1.3 基于专家知识的决策树分类
        5.1.4 面向对象影像分类
        5.1.5 遥感影像分类方法对比
        5.1.6 ENVI概述
        5.1.7 研究方法
    5.2 遥感影像数据处理
        5.2.1 遥感数据数据源收集
        5.2.2 数据预处理
        5.2.3 影像分割
        5.2.4 面向对象计算机自动分类
        5.2.5 分类结果精度检验
        5.2.6 人工解译与编辑
        5.2.7 运用GIS进行分析
    5.3 土地利用变化特征分析
        5.3.1 鄱阳湖生态经济区土地利用变化
        5.3.2 南昌市土地利用变化
        5.3.3 昌江流域土地利用变化
    5.4 本章小结
第6章 土地利用变化对水质及空气质量影响研究
    6.1 区域土地利用变化对水质影响相关性研究
        6.1.1 不同土地利用类型非点源氨氮、总磷污染分析
        6.1.2 土地利用类型与产出氨氮、总磷负荷的关系
        6.1.3 土地利用类型与产出氨氮、总磷贡献率
    6.2 土地利用与空气质量变化相关性研究
    6.3 优化土地利用类型情景数值模拟
    6.4 本章小结
第7章 结论
    7.1 主要研究成果
    7.2 主要主要的贡献及创新点
    7.3 研究中的不足
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

【参考文献】

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本文编号：2881991