汉江汉中平川段河流健康评价及水生态修复研究

发布时间：2020-10-13 08:12

　　 汉江是长江中游最大的一级支流,是陕南地区最大河流,也是汉中市经济社会最发达的地区。近年来污染物排放量逐年增大,区域水生态问题日益突出。基于此,本文从河流健康评价和生态修复的角度入手,研究了土地利用变化对河流景观的影响、评价了平川段河流水质现状、在充分的现场调查基础上采用层次分析法构建了河流健康评价模型,评价平川段河流的健康程度,并采用MIKE21模拟了人为采砂行为对鱼类生存环境的影响,为河流生态健康提供了相应的建议与保护措施。研究成果如下:(1)从土地利用景观数据分析中可以看出,平川段土地利用和生态景观变化上以2000年作为前后阶段划分的时间节点。2000年以前,受经济、社会发展进程加快影响,建设用地的影响作用越来越大,区域景观破碎程度趋高,生态环境有恶化趋势;2000年后,随着汉江湿地生态治理项目的开展,区域景观斑块类型的丰富性增大,景观异质性不断增加,平川段生态调节功能得到强化。针对区域景观格局存在的问题,应进行景观格局优化,在建立大型植被斑块基础上,构建生态廊道,实现斑块间的连续性,同时识别生态廊道上的生态功能薄弱处作为生态节点。(2)对平川段梁西渡、南柳渡、蒙家渡三个监测断面2006年到2015年之间DO、COD、BOD5、NH3-N等水质指标的年均值、最大值和超标率进行统计,在南柳渡和蒙家渡断面部分年份氨氮含量超标,超过水功能区划中三类水水质标准,最大超标率出现在2008年超标16.7%,成为影响水质的主要因素。据不同季节水质主成分分析结果,各个季节中因子综合得分从上游金牛驿断面到下游东村断面呈现出升高的趋势,表明水质逐渐变差,在枯水月和平水月期间从汉中断面到圣水镇断面综合因子得分均增加幅度特别明显;丰水月由于河流来水量较大,污染物被稀释,综合因子得分增长不明显。(3)采用层次分析法选取4个准则层共20个指标构建平川段河流健康评价模型。4个准则层(赋分0～25)中,其中水生动植物受到的干扰最大,断面得分范围在9.4～20.6之间;水文指标、河流地貌指标、水质指标的得分基本在20左右。基于四个准则层指标的评价结果,按照河流综合健康指数(赋分0～100),结果表明汉中平川段河流基本处于67～80之间属于亚健康状态,其沿程断面得分呈现出两边高中间低的分布,主城区部分健康程度明显受到影响,需要采取改善措施。(4)根据鱼类生存面积统计得知,各种流量情况下,采砂后都会导致采砂区域周围鱼类栖息环境由高等级环境转变为中等或者低等栖息环境,严重压缩了鱼类生存区域,导致鱼类种类减少。在枯水期最小流量时河道采砂对鱼类栖息环境影响最大,河道区域采砂位置高质量鱼类栖息地面积减小了 42%,产生了非常严重的影响。根据水生态调查得知,由于大量的采砂活动,基本破坏了产卵场,可能80%的产卵场变为沙场,或泥沙污水流入河中,影响鱼类的繁殖孵化。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X171.4;X824
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 土地利用变化与景观格局响应研究
        1.2.2 河流水质分析研究
        1.2.3 河流健康评价研究
        1.2.4 河流生态修复研究
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法与技术路线
2 研究区域概况
    2.1 地理位置
    2.2 地形地貌
    2.3 气候
    2.4 水文
        2.4.1 径流
        2.4.2 泥沙
        2.4.3 洪水
        2.4.4 水系特征
    2.5 土壤、植被
3 平川段河流景观格局动态演变分析
    3.1 数据来源及处理方法
    3.2 遥感影像处理
        3.2.1 遥感影像预处理
        3.2.2 土地类别划分
        3.2.3 影像分类最佳波段及特征
    3.3 土地利用现状调查
        3.3.1 汉中平川段土地利用动态演变
        3.3.2 土地利用动态变化分析
    3.4 土地利用景观分析
        3.4.1 景观指数选择
        3.4.2 斑块类型水平上景观格局变化
        3.4.3 景观水平上景观格局变化
    3.5 区域景观格局存在的问题
    3.6 本章小结
4 平川段水质现状评价分析
    4.1 数据处理和判别方法
        4.1.1 单因子评价法
        4.1.2 因子分析法
        4.1.3 聚类分析法
    4.2 平川段水质现状调查
    4.3 干流水质年际变化与沿程变化分析
    4.4 河流水质年内时空变异性分析
        4.4.1 河流水质浓度季节性变化特征
        4.4.2 水质因子分析
            a 丰水月水质分析
            b 枯水月水质分析
            c 平水月水质分析
        4.4.3 基于不同水质指标聚类分析
    4.5 本章小结
5 平川段河流水生态系统健康评价
    5.1 评价体系构建原则
    5.2 研究材料和方法
    5.3 评价模型的建立
    5.4 评价指标标准化分值
    5.5 评价指标权重分配
        5.5.1 判断矩阵判别依据
        5.5.2 层次单排序与一致性检验
        5.5.3 各层次判断矩阵及一致性检验
        5.5.4 层次总排序
    5.6 评价结果
    5.7 本章小结
6 基于河道整治的河流生态修复
    6.1 生态修复目标
        6.1.1 生态修复的目标
        6.1.2 生态修复规划原则
        6.1.3 生态修复措施
    6.2 河口地形历史演变分析
    6.3 河口地形水动力模拟
        6.3.1 水力学模型
        6.3.2 地形条件
        6.3.3 边界条件
        6.3.4 模型验证
    6.4 水动力模拟结果
        6.4.1 采砂前后流速变化
        6.4.2 采砂前后水深变化
    6.5 采砂前后鱼类栖息条件变化分析
    6.6 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录

【参考文献】

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本文编号：2838937