基于GIS的济南都市圈水土资源优化配置的研究

发布时间：2017-05-18 05:09

  本文关键词：基于GIS的济南都市圈水土资源优化配置的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水土资源作为人类生存发展的最根本、最重要的资源，不仅与地球的生态环境密切相关，同时水土资源的分布格局和开发利用方式相互关联，不可分割。作为山东省核心区域—济南都市圈，其水土资源匮乏，并且存在开发方式不合理，水土资源的利用率相对较低，土地资源分布格局不匹配，所以，对该区域进行合理的水土资源优化配置研究，对解决济南都市圈水土资源矛盾，加强和改进以往水土资源开发利用不合理，改善区域的生态环境，促进区域的经济发展具有重要的意义。 本文通过对济南都市圈水土资源驱动因子的分析，建立区域水土资源优化配置模型，从可持续发展的角度，兼顾区域经济、社会、生态效益的原则，分别对区域水土资源空间分布特征、开发利用现状与变化趋势及驱动因素进行分析，构建了基于GIS的济南都市圈的水土资源优化配置模型，在此基础上，对模型进行评价和分析，提出了一系列关于优化水土资源的举措。 论文获得的主要研究结论有： （1）以济南都市圈水土资源统计数据和济南都市圈1：100万土地资源数据集为基础，结合该区域的各类专题图，对区域的水土资源时空分布特征和开发利用情况进行了综合的分析和评价。结果表明，济南都市圈不仅在水资源总量上极度匮乏，而且在人均水资源量上也远远低于国家标准水平。水资源分布区域不均衡，开发利用方式过于单一，开发利用水平较低，严重制约着区域的经济社会发展。同时区域的土地利用与土地的适宜开发分类存在不一致和错位的矛盾，利用结构的差异性较大，土地的开发利用程度处于中等水平。 （2）通过对统计数据的分析，结合ArcGIS的空间分析功能，对济南都市圈的水土资源利用变化趋势以及各个驱动因素进行分析。分析结果表明，济南都市圈工业、农业、生活用水经历了从相对较低、明显增长、略微减少和渐渐稳定四个阶段，从利用结构上可以看出农业用水的比重慢慢的变小，工业用水和生活用水体现逐年增加的趋势。气候、人口、经济发展和重复用水率是影响济南都市圈用水量变化的主要驱动因素。而土地结构变化的驱动因素主要包括人口的增长、城镇工业化等。在济南都市圈中，耕地和建设用地体现在过于集中于平原地区，各类土地之间的相互转移和占据，影响着土地利用结构。 （3）利用系统工程的思想，建立了济南都市圈水资源优化配置模型，利用多目标线性规划方法，建立决策变量，约束变量，然后得出最优结果，对区域的用水系统和供水系统做好定性和定量的分析，然后将水资源的最佳设计结果利用输配水系统分配到各个部门，在这一基础上水资源的数量可以依据情况进行小幅度的调整，但要严格保证在可允许的百分比内，然后通过优化配置系统的反馈信息，不断优化并反复分配，为以后的优化配置得出更加优化的方案和配置结果，得出相应的目标年数据，为经济社会的发展提供数据的支持和实际应用意义。 （4）通过建立有约束条件的决策变量的目标函数，建立多目标优化模型，将决策变量定位成土地利用类型，以水资源为约束条件，目标函数为追求经济效益、社会效益和生态效益的最大化，建立模型，并对模型进行求解。得出济南都市圈合理的土地利用结构，以及耕地、建设用地、林地、牧草地、水域和其他未利用地的面积，通过对比2010年现状年的数据，分别对区域国内生产总值、二三产业的比重、各部门水资源需求量进行定量分析。在此基础上，在2010年现状年的土地利用类型地图上，通过约束分析，改变对应的地块属性，将优化的结果体现在地图上，为以后土地资源的优化配置提出切实可行的措施和方案。 鉴于济南都市圈的水资源匮乏，人均占有量极低，土地资源的开发利用存在一定的不合理性，匹配格局错位的现象，分别建立了上述基于GIS的济南都市圈的水资源和土地资源的优化配置方案，并对结果进行了分析和评价。但是由于社会的发展和某一方面的保护是需要全社会的共同努力才能实现的，因此水土资源的优化配置需要动员社会各方面的力量，，加强各部门之间的协调配合，采取必要的措施和方案是必不可少的。本文分别从经济角度、法制角度、生态文明角度、管理体制角度、工程设施改进角度等五个角度分别阐述了改进济南都市圈水土资源的优化配置方案和措施。在很大程度上对济南都市圈的经济、社会发展和生态文明建设有重要的指导意义和借鉴参考作用，为济南都市圈的管理者、决策者和规划者提出宝贵的意见和建议，促进济南都市圈经济社会又好又快的发展，致力于将济南都市圈打造成山东省发展的核心区域，山东省“十二五”期间“一黄、一蓝、一圈、一带”的重点区域，国务院研究省域空间结构布局的试点榜样，京津翼经济区和长江三角洲经济区的连接枢纽，以及环渤海经济圈甚至是东北亚经合圈的重要构成部门。 论文研究结果对促进济南都市圈水土资源的可持续开发利用，改善生态环境具有重要的借鉴意义。
【关键词】：济南都市圈 水土资源 GIS
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F301;TV213.4;P208
【目录】：

• 中文摘要5-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 选题的目的和意义12
• 1.2 国内外的研究现状及进展12-18
• 1.2.1 水资源的优化配置研究现状及进展12-14
• 1.2.2 土地资源的优化配置研究现状及进展14-16
• 1.2.3 水土资源的优化配置研究现状及进展16-18
• 1.3 当今水土资源优化配置研究中存在的问题及分析18-19
• 1.4 研究的主要内容和技术路线19-21
• 1.4.1 研究内容及方法19-20
• 1.4.2 技术路线20-21
• 第二章 济南都市圈水土资源概况及开发利用现状21-39
• 2.1 研究区概况21-23
• 2.2 济南都市圈水资源量及开发利用现状分析23-35
• 2.2.1 水资源基本涵义23-25
• 2.2.2 济南都市圈水资源量及利用现状25-35
• 2.3 济南都市圈土地资源及开发利用现状分析35-39
• 2.3.1 土地资源基本涵义35-36
• 2.3.2 济南都市圈土地资源及利用现状36-39
• 第三章 济南都市圈水土资源利用变化及驱动机制研究39-45
• 3.1 水资源利用变化趋势39-41
• 3.1.1 济南都市圈用水量的变化39-41
• 3.1.2 济南都市圈用水结构的变化41
• 3.2 济南都市圈水资源利用变化的驱动机制41-42
• 3.3 济南都市圈土地资源利用变化的驱动机制42-45
• 第四章 济南都市圈目标年水资源优化配置的研究45-56
• 4.1 济南都市圈水资源优化配置模型45
• 4.1.1 区域水资源优化配置模型过程45
• 4.1.2 济南都市圈区域水资源优化配置模型目标45
• 4.2 济南都市圈目标年水资源供需平衡分析45-49
• 4.2.1 用水系统分析45-46
• 4.2.2 供水系统分析46-47
• 4.2.3 济南都市圈水资源供需平衡分析47-49
• 4.3 济南都市圈目标年水资源优化配置模型49-56
• 4.3.1 模型概述49
• 4.3.2 模型的构建49-50
• 4.3.3 确定参数50-51
• 4.3.4 目标函数的建立51-52
• 4.3.5 约束条件的建立52
• 4.3.6 模型结果的计算52-56
• 第五章 济南都市圈目标年土地资源优化配置的研究56-64
• 5.1 模型建立56-61
• 5.2 优化配置结果在 GIS 中的实现61-62
• 5.3 评价模型62-64
• 第六章 结论与建议64-66
• 6.1 主要结论及建议64-65
• 6.2 存在的不足65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 吕孙云;基于断面控制的汉江流域水资源多目标调配研究[D];武汉大学;2013年

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本文编号：375179