煙臺(tái)北部沿海區(qū)縣城市化進(jìn)程與水環(huán)境質(zhì)量演變研究.pdf

1、本文首先介紹了國內(nèi)外對區(qū)域城市化進(jìn)程和水環(huán)境質(zhì)量演變的研究現(xiàn)狀、方法和研究中存在的主要問題，指出當(dāng)前利用3S技術(shù)分析區(qū)域水質(zhì)空間模式的最新方法。然后利用煙臺(tái)市1986、1992、2000和2004年的TM影像、1986-2004年的河流水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、1996年1:100 000地形圖及污染源等資料，通過遙感、GIS、環(huán)境庫茲涅茨曲線、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)學(xué)手段，從河流水質(zhì)演化、污染源分析等角度著手，對煙臺(tái)北部沿海地區(qū)20年以來的水環(huán)境變化進(jìn)

2、行動(dòng)態(tài)評價(jià)，揭示經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背后潛在的水環(huán)境危機(jī)；同時(shí)，結(jié)合水環(huán)境規(guī)劃，對煙臺(tái)北部沿海地區(qū)城市化進(jìn)程中的水環(huán)境利用狀況進(jìn)行分析。在理論上嘗試通過數(shù)模、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段，探討城市發(fā)展與水環(huán)境之間的耦合關(guān)系；在實(shí)踐上可作為今后區(qū)域環(huán)境評價(jià)的新途徑，旨在為沿海其它開放地區(qū)城市化與水環(huán)境演化研究提供借鑒和啟示作用，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 本文的立足點(diǎn)在于，以煙臺(tái)北部沿海區(qū)縣為例，探索一條研究沿海地區(qū)城市

3、化發(fā)展與水環(huán)境的途徑。集中討論的問題是，在國內(nèi)外城市化理論與水環(huán)境評價(jià)方法的基礎(chǔ)上，探討影響城市河流水質(zhì)演化的主導(dǎo)因素以及在快速城市化背景下二者的耦合關(guān)系。實(shí)現(xiàn)的路徑是，通過一系列TM遙感資料的解譯，獲取城市土地動(dòng)態(tài)變化的基本信息；通過水質(zhì)資料的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析與GIS評價(jià)，得出河流水質(zhì)演化的時(shí)空規(guī)律；運(yùn)用緩沖區(qū)分析及GIS空間疊置等功能，探討城市化過程與水環(huán)境質(zhì)量演化之間的內(nèi)在關(guān)系。通過上述研究得出以下結(jié)論： (1)1986

4、-2004年間，DO、CODcr、BOD5、CODmn、氨氮和石油類的BP模型分析與GIS空間插值表明：①煙臺(tái)北部沿海地區(qū)的CODcr和氨氮污染嚴(yán)重，為首要的超標(biāo)項(xiàng)目。②氨氮的污染中心在福山水閘下和新夾河橋一帶移動(dòng)，污染區(qū)域未見縮小。③其次是CODmn類指標(biāo)，近年來污染區(qū)域較分散，主要集中在高家橋和界河橋附近。④BOD5和OIL類的分布基本相似，此類指標(biāo)在逐年好轉(zhuǎn)，以招遠(yuǎn)的玲瓏橋、寨子斷面為例，已從80年代末期的劣V類上升為目前的II-

5、Ⅲ類。⑤DO類污染最輕，除1990年個(gè)別斷面屬劣V類外，其余年份均不超標(biāo)。⑥北部沿海地區(qū)的綜合水質(zhì)在1986和1990年出現(xiàn)了兩次嚴(yán)重惡化現(xiàn)象，其V類以上水質(zhì)分別占到28.57％和32.14％。⑦20年以來，大沽夾河有機(jī)污染在逐年加重，尤其是開發(fā)區(qū)附近的福山水閘下斷面，水質(zhì)持續(xù)惡化的趨勢明顯。 (2)煙臺(tái)北部沿海地區(qū)的CODcr和氨氮緩解并不明顯，溶解氧繼續(xù)保持變好的態(tài)勢。除了原有的污染中心，在福山水閘下、宮家島和新夾河橋一帶形成連片的

6、污染區(qū)，對大沽夾河的飲用水源地功能構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。而且通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)市區(qū)周邊的水環(huán)境也在惡化，這表明加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的水環(huán)境監(jiān)測與管理十分必要。 (3)從水環(huán)境指標(biāo)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的相關(guān)分析與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的結(jié)果看，煙臺(tái)北部沿海地區(qū)發(fā)展近20年以來，尤其是1990年以來，城市化和GDP增長等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素正成為水環(huán)境改善的積極因素，但要維持水環(huán)境演化的良好勢頭，必須進(jìn)一步加強(qiáng)水環(huán)境調(diào)控對策研究。 (4)運(yùn)用緩沖區(qū)分析及GIS

7、空間疊置等功能，探討城市化過程與水質(zhì)演化之間的內(nèi)在關(guān)系，通過對建設(shè)用地比率、人口密度、河網(wǎng)等級和水質(zhì)進(jìn)行疊置分析，并結(jié)合逐步回歸分析法揭示煙臺(tái)北部沿海區(qū)縣28個(gè)水質(zhì)監(jiān)測站各水質(zhì)參量的空間變化情況。結(jié)果顯示，通過建設(shè)用地比率和人口密度共同作用可以解釋85％以上的水質(zhì)參量模型，并發(fā)現(xiàn)用建設(shè)用地比率指標(biāo)反映的城市化比用人口密度指標(biāo)能更好地解釋水質(zhì)參量的空間變化。 文章最后就區(qū)域城市化進(jìn)程和水質(zhì)空間演變提出建議，提出應(yīng)加強(qiáng)土地利用、人