基于GIS与DRASTIC模型的嘉峪关市平原区地下水防污性能评价

以嘉峪关市城市规划区内平原区为研究对象,在对地下水资源进行评价的基础上,选取影响研究区地下水防污性能最主要的7个指标,建立了DRASTIC地下水防污性能评价模型,利用GIS技术绘制了各项指标分级图,在此基础上通过叠加分析得到评价结果,并进行了分级分区。结果表明,研究区地下水防污性能总体较好,其中城镇和工矿企业分布带地下水防污性能很好,新城乡—野麻湾东侧和大草滩一带地下水防污性能中等,泥沟村和北大河一带地下水防污性能较差,研究结果为研究区土地资源合理开发利用和地下水资源保护提供了科学依据。     

再生水灌区地下水防污性能区划模型的建立与验证

为促进地下水水资源保护和利用,根据研究区域的特点以及地下水防污性能的影响因素,基于DRASTIC模型,选用以下6个因子：地下水水位埋深、降雨入渗补给量、表层土壤类型、包气带岩性、含水水力传导度以及土地利用类型建立了再生水灌区地下水特殊防污性能区划模型。采用地理信息系统GIS技术和内梅罗指数法,绘制研究区域地下水综合污染指数分布空间图,并且探讨了防污性能区划的验证方法以及等级划分标准。结果表明：地下水综合污染指数与研究区域的防污性能具有很好的相关性（R2=0.9591）,采用DRASTIC模型评价地下水特殊防污性能是可行的,可为再生水灌区地下水的保护以及利用规划提供重要借鉴。     

成都平原典型样区浅层地下水水质调查与污染评价

[目的]开展成都平原区浅层地下水水质调查与污染评价,为该区域开展土壤和地下水资源保护、合理开发利用地下水资源提供理论依据。[方法]在成都平原典型样区采集了60个浅层地下水样,分析水样的pH值、溶解性总固体、总硬度、氯化物、氨氮、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、铁、锰等11项指标。利用层级阶梯评价法和主成分分析法对研究区浅层地下水水质进行评价,并用MapGIS绘制了水质综合评价图。[结果]研究区浅层地下水部分指标超标,尤其是硝酸盐污染较严重,其次是总硬度、铁和锰。[结论]研究区地下水质量总体较好,局部地区有一定程度污染。     

中国西北部生态脆弱区典型区域土地综合整治分区——以甘肃省兰州市为例

[目的]探讨土地整治规划的重要内容——土地整治分区,为确定土地整治重点区域和土地整治规划提供参考依据。[方法]以西北部生态脆弱区典型区域甘肃省兰州市为研究区域,基于生态保护视角,在充分考虑区域自然地理特征、土地利用特点及区域主要生态问题的基础上,从地形地貌、降雨、土壤类型、植被类型、水土流失、土地利用等5方面选取指标因子初步构建分区指标体系,并从水资源供给、水系分布及行政区划等方面进一步完善。同时运用ArcGIS空间叠加分析功能,使用综合分析法进行土地综合整治分区。[结果]形成了"方位+地貌+土地利用类型"命名的土地整治两级分区体系,二级分区较为详细。兰州市划分为7个一级区和15个二级区。[结论]中国西北部生态脆弱区域在土地综合整理过程中应该通过选择合理的指标体系分区进行整治。各分区应该针对其土地资源、水资源、生态环境状况等具体特征,基于生态保护视角采取有效措施进行土地综合整治。     

汾河水库周边土壤氮流失风险评价

[目的]对汾河水库周边土壤氮流失风险进行评价,为汾河水库周边的环境管理与污染控制提供依据。[方法]在对汾河水库周边土壤采样、全氮含量测定的基础上,结合研究区地形、降雨、土地利用类型、径流、化肥施用、人口、潜在污染源距离等因子,采用通用水土流失方程和氮指数评价法进行评价。[结果]从研究区整体来看,土壤氮流失风险水平并不高,风险评价等级为低、中、高、极高程度的面积分别占研究区总面积的78.04%,2.72%,9.31%和9.93%;从空间上来看,氮流失风险较高的区域主要集中分布在研究区的西南和东北部,土地利用类型主要是地势平坦的耕地。中等流失风险程度的区域大部分位于沿河山地地区,土地利用类型为林地、草地及耕地。低风险程度的区域主要位于河谷地区较为平坦的地区,土地利用类型以草地和耕地为主。[结论]采用的氮指数评价法综合考虑了土壤氮流失的源因子和迁移因子,可以科学有效地反映研究区土壤氮流失风险的水平及空间分布。     

大巴山区顺层岩质滑坡发育影响因素的贡献率及易发性评价

[目的]顺层岩质滑坡是大巴山区极其发育的一类灾害,通过对其发育影响因素的贡献率及易发性评价研究,构建预测评价模型,为该区防灾预灾工作提供科学支撑。[方法]基于GIS和数量化理论Ⅱ,选取21个研究区基岩顺层滑坡的样本,利用GIS技术提取高程、坡度、斜坡结构等9个影响因素的基础数据,通过数量化理论计算方法对学习样本进行学习,确定各因子类目得分,得到各项基础数据的易发性评价系数,然后通过GIS将各图层叠加,进行全范围的易发性预测。[结果]对滑坡贡献率较高的影响因素有:斜坡坡度约10°～20°,顺向坡斜坡结构、砂质硬岩夹软岩的岩体结构、汇流面积,水流冲蚀;基于数量化理论Ⅱ建立的易发性预测方法可以较准确地划分区域易发性的高低。[结论]位于大巴山区的南江县南部、巴州区北部、苍溪县南东部、宣汉县南西侧地等区域为顺层岩质滑坡的高易发区,这也与调查结果相符,GIS和数量化理论Ⅱ相结合的滑坡易发性预测方法适用于该地区滑坡易发性、危险性等相关领域的研究。     

两种固沙方格沙障的防护效益及地形适应性对比

[目的]探究当前我国各区域水土资源承载力的异质性变化规律,为现阶段我国宏观水土流失治理提供实证建议。[方法]基于2011年的省际面板数据选用多指标评价体系运用因子分析法进行了水土资源承载力的综合评价,在此基础上,结合各区域经济发展水平构建综合评价矩阵对31个省区进行聚类分析。[结果](1)河北、山东和河南省的综合分值位于全国前3位;青海省、天津市和上海市位于后3位。(2)河北、山东和湖北等8个地区属于"承载力强—经济强"型。河南、四川、黑龙江等7个地区属于"承载力强—经济弱"型,吉林、陕西、福建等7个地区属于"承载力弱—经济强"型,而云南、新疆、海南等9个地区属于"承载力弱—经济弱"型。[结论]地区第一产业生产总值、农村改水累计受益人口、废水排放总量等是导致我国水土资源承载力状况存在一定程度区域差异的主要因素。     

小流域植被覆盖与工程措施因子遥感监测研究

[目的]通过对长江委丹江治理工程重点项目区西河小流域植被覆盖与工程措施因子(CP)进行遥感监测研究,为丹江流域以及长江上游地区水土流失定量检测、土壤侵蚀综合防治和评价提供科学的决策依据。[方法]利用2010年丹江流域商南县西河小流域环境小卫星遥感数据,采用Erdas软件对遥感数据进行处理,得到影像中各类地物植被覆盖度。利用卜兆宏等水土流失定量遥感监测模型(QRSM模型)植被因子与植被覆盖度关系式算法,即用土壤流失量遥感监测植被因子算式开展计算和分析。[结果]西河小流域北部治理区和南部山区植被覆盖和工程措施因子值相当低;在河道两岸有局部区域出现了植被覆盖与工程措施因子高值区,主要是由于该区域居民房屋建筑和道路建设破坏了植被;中部人口集中的区域,治理程度较低,仅有较少区域出现植被覆盖集中连片高值区。[结论]影响水土流失众多客观自然因素中植被覆盖因子的影响最大,另一方面,人类过度开发利用土地资源引起陆地生态系统发生变化,因此研究水土流失应综合考虑地理、自然和经济发展,因地制宜,合理规划,确保经济持续稳定发展和生态安全。     

青海省北川河流域地下水水化学特征与水质评价

[目的]分析北川河流域地下水化学特征,从地下水的资源属性角度出发客观评价流域地下水水质状况,为区域地下水环境保护提供数据支撑。[方法]利用2019年北川河流域水文地质水资源调查所获取的189组地下水化学数据分析流域地下水化学成分的分布特征和来源。依据地下水富水性分级对单个样品点的水质类型赋予不同的系数,构建基于地下水富水性分级的区域水质评价方法。[结果]北川河流域地下水化学分布具有较大的空间变化。上游丘陵山区和河谷平原区广泛分布HCO₃~-型淡水,向下游逐渐出现SO₄^2-,Cl~-类型的微咸水、咸水以及指示人类活动影响的HCO₃·Cl-Na型淡水;碳酸盐岩和硅酸盐岩风化溶解对地下水水化学组分来源具有控制作用,局部区域因蒸发浓缩而富集;Al,Fe,Th等天然背景元素是造成流域地下水水质超标的主要指标,Pb,CCl₄、NO₃~-等典型污染组分在工业区和人口集中区地下水中超标更加明显,在人为污染及天然高背景双因素驱动下河谷区地下水质更加复杂;基于采样点数量统计的...     

水土资源承载力区域差异与影响因素

[目的]探究当前我国各区域水土资源承载力的异质性变化规律,为现阶段我国宏观水土流失治理提供实证建议。[方法]基于2011年的省际面板数据选用多指标评价体系运用因子分析法进行了水土资源承载力的综合评价,在此基础上,结合各区域经济发展水平构建综合评价矩阵对31个省区进行聚类分析。[结果](1)河北、山东和河南省的综合分值位于全国前3位;青海省、天津市和上海市位于后3位。(2)河北、山东和湖北等8个地区属于"承载力强—经济强"型。河南、四川、黑龙江等7个地区属于"承载力强—经济弱"型,吉林、陕西、福建等7个地区属于"承载力弱—经济强"型,而云南、新疆、海南等9个地区属于"承载力弱—经济弱"型。[结论]地区第一产业生产总值、农村改水累计受益人口、废水排放总量等是导致我国水土资源承载力状况存在一定程度区域差异的主要因素。     

基于熵权法的城市水资源脆弱性研究——以广东省为例

[目的]研究城市水资源的脆弱性,客观反映水资源的可持续发展能力,为建设可持续发展城市提供参考。[方法]本文把广东省21个行政市及佛山市顺德区水资源列为实证对象,从自然因素、人为因素、承载力因素3个角度建立评价指标体系;在熵权法计算影响权重的基础上利用线性加权求和法构建水资源脆弱性评价模型。[结果]广东省水资源脆弱性总体呈现较脆弱,深圳市水资源脆弱性呈现不脆弱,在22个研究对象中水资源脆弱性表现最稳定。[结论]根据广东省水资源脆弱性评价结果结合智慧城市中可持续发展的目标可知,由于产业结构、水资源利用效率较低等问题导致广东省水资源脆弱性较高,可以通过产业结构改革,建设智慧水务和利用科技水平提高水资源利用效率等方法来降低水资源脆弱性。     

大连市生态脆弱性评价及其不确定性分析

[目的]分析大连市生态脆弱性总体结果和空间分布特征,并识别分析评价体系的敏感性特征。[方法]基于生态敏感性—生态恢复力—生态压力度(SRP模型)构建城市生态脆弱性指标体系评估模型;采用OAT(one-at-a-time)方法评估指标权重不确定性下的结果变异程度。[结果]大连市极度脆弱、重度脆弱、中度脆弱、轻度脆弱、微度脆弱5个等级面积比例分别是4.17%,22.97%,41.00%,23.69%,8.16%;脆弱性最高的地区位于市中心及甘井子区东部,脆弱性最低的地区位于大连市北部地区、甘井子区与旅顺区交界处。土壤有机碳含量指标对结果影响最大,区域绝对平均变化率的最大值及最大像元变化率分别为11.49%和17.27%。[结论]大连市整体生态脆弱性处于中等脆弱水平,对于土壤有机碳含量指标权重应慎重考虑以减少评估结果不确定性。     

基于熵权物元模型的资源型城市脆弱性评价

[目的]测度资源型城市——河北省唐山的城市脆弱性演变状况,为提高唐山和类似资源型城市可持续发展能力提供科学依据。[方法]采用敏感性—应对能力框架,从资源环境、经济和社会三方面构建了城市脆弱性评价指标体系,运用物元分析模型对2000—2014年唐山城市脆弱性开展评价。[结果]研究期间唐山城市脆弱性程度整体呈现下降趋势,警情等级从"向巨警转化"下降为"向无警转化",并分为4个阶段;人均耕地面积、地方财政自给率、城乡平衡指数、资源密集型产业就业比重、第三产业增加值比重、产业结构多样化指数、单位电耗、工业固体废弃物综合利用率、科技支出占地方财政支出比重、第三产业从业人员等仍是制约唐山市脆弱性状况的主要因素。[结论]物元模型可用于城市脆弱性评价。评价结果表明唐山城市脆弱性得到了改善,但未来仍需关注研究的障碍因子。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的长春市水资源脆弱性评价

[目的] 分析吉林省长春市水资源脆弱性现状及影响因素,为长春市水资源开发利用、保护及管理提供参考。[方法] 结合长春市水资源现状,基于DPSIR模型选取19项指标构建了长春市水资源脆弱性评价体系,采用熵权法计算各项指标权重,采用TOPSIS法对长春市2005—2019年水资源脆弱性状况进行评价。[结果] 长春市水资源系统仅2005年处于轻度脆弱水平,2006—2019年在区间[0.3,0.5]波动,处于中等脆弱水平;各子系统对综合评价结果的影响力为：压力(P)＞影响(I)＞驱动力(D)＞状态(S)＞响应(R)。[结论] 长春市总用水量和水资源总量是影响其水资源脆弱性的重要因素,地下水较地表水对水资源脆弱性影响更大。政府应持续加大在节能环保方面投入资金,出台相关环境保护政策,提高城市水污染治理力度。进一步优化水资源配置,推广节水灌溉技术,提高水资源利用率,缓解枯水年供水压力。     

四川省简阳市地下水水化学特征及灌溉适宜性

[目的]对四川省简阳市地下水水化学特征与灌溉适宜性进行分析和评价,为合理开发该区地下水资源提供科学依据。[方法]利用Gibbs图、离子比值系数及多种统计分析方法,研究其浅表层与中深层地下水水化学特征,并将熵权理论与模糊物元法相结合,借助Matlab建立基于熵权的模糊物元模型,对地下水水质进行综合评价。[结果]研究区浅表层主要分布淡水,中深层主要为微咸水,由浅至深地下水水化学类型由HCO+3-Ca,HCO+3-Ca·Mg型转化为HCO_3-NaCa,HCO_3·SO_4~-Ca-Mg,SO_4-Na·Ca型。研究区地下水水化学成分主要受控于岩石风化作用,主要受岩盐、方解石、石膏、硅酸盐矿物的溶解及阳离子交替吸附作用的影响。浅表层地下水受人类活动影响比较明显;中深层地下水受深层盐卤水越流混合作用影响较明显。[结论]研究区浅表层地下水水质良好,适宜用做灌溉水源,由浅至深,地下水水质逐渐变差,中深层地下水不宜长期用于农业灌溉。     

基于最小累积阻力差值模型的北京市生态安全格局构建

[目的] 构建适合北京市区域环境特点和社会发展水平相对完整的城市生态安全体系，为有效控制城市扩张发展生态安全底线和城市生物多样性保护提供科学参考。[方法] 基于北京市生态系统水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性维持服务功能及各类自然保护地提取生态源地；综合考虑全域多要素指标，运用生态源地扩张阻力面和城镇用地扩张阻力面差值划分生态安全格局（即高水平生态区、中水平生态区、低水平生态区、生态城镇临界区、低水平城建区、中水平城建区和高水平城建区）。同时识别生态廊道和生态节点区域，从而构建北京市生态安全格局。[结果] 北京市生态源地总面积为3 568.95 km²，占全区土地总面积的21.7%，集中分布在北京市西北区域，呈包围中心城区态势；北京市重要生态廊道11条，生态节点153个，其中石景山区生态网络密度最大，东城区生态网络密度最小，北京市中心建城区呈“摊大饼”式蔓延，城区的生态廊道断裂程度较高。[结论] 北京市生态格局破碎化明显，未来应优化生态节点空间布局，以保护生态源地，规划生态廊道，控制生态城镇临界区建设等方式获得生态效益。     

基于GIS和FloodArea水动力模型的重庆市山洪灾害风险区划

[目的]开展重庆市山洪灾害风险评估与区划,为该地区山洪防灾减灾提供相应参考。[方法]依据自然灾害风险评估理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性、防灾减灾能力4个方面选取指标,构建重庆市山洪灾害风险评估模型。结合相关气象、生态和社会经济数据,运用GIS空间数据分析完成重庆市山洪灾害风险区划。[结果]重庆市山洪灾害致灾因子危险性在合川和江津大部地区为高风险区,孕灾环境高脆弱区主要位于长江、嘉陵江沿江河谷地带,承灾体暴露性在重庆市主城区、南川、武隆、涪陵、城口为高暴露区,重庆东北部和东南部大部地区为低防灾减灾能力区。[结论]总体评估而言,重庆市山洪灾害风险的高风险区主要位于重庆东北部的巫溪、东南部的酉阳和彭水、西南部的江津和西北部的合川。     

石门沟水源地的地下水脆弱性评价

对石门沟水源地地下水系统进行了脆弱性评价,以期为该区地下水资源的合理利用和科学管理提供技术支持。采用参数系统法中的DRASTIC指标,对研究区进行分区并对评价因子评分,通过构建矩阵进行运算得出脆弱性指数。结果发现,石门沟水源地地下水系统的脆弱性指数介于100～128之间,为低脆弱性和中等脆弱性。将整个研究区划分为两类6个区域,其脆弱性呈现由东北向西南逐次减弱的趋势。研究表明,岩溶发育地区的地下水脆弱性较其它岩性地区偏弱。地下水系统的脆弱性由含水层固有属性因子决定,但人为外部因素的改变也会对其造成极大的影响。     

1975-2014年河套绿洲城市化遥感监测与区域差异分析

[目的]对近40 a来河套绿洲城市化进行遥感监测与区域差异分析,以期为河套绿洲各城市的规划管理、城市间协调发展及可持续发展提供决策依据.[方法]利用1975,1989,1995,2000,2006和2014年6景Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像,结合7个城市扩展评价指标及主成分分析法等开展研究.[结果](1)河套绿洲3座城市的扩展趋势不同,扩展速度、强度及城市扩展弹性系数不同.(2)三座城市扩展的空间形态不同.(3)三座城市的城市重心转移方向和距离各不相同.(4)房地产开发投资额和第三产业是影响银川市城市扩展的主要社会因素,第一产业是影响临河区的主导产业,而第二产业是影响石嘴山市的支柱性产业.[结论]近40 a来,河套绿洲3座城市中,银川市年均扩展速度最快,强度最大,且城市扩展弹性系数更趋于人地关系的合理值;银川市和临河区的城市扩展形态趋向紧凑稳定型发展,复杂程度减小;而石嘴山市趋于离散发展,形态逐渐复杂化;同时,银川市城市重心向东南方向转移,转移距离最大,石嘴山市、临河区分别向西南、东北方向转移;且影响3座城市扩展的主因子不同.