城市非点源污染控制的机理与方法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭青海 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 马克明 |
| 关键词 | 非点源污染 土地利用 浮游藻类 控制规划 管理措施 Non-point source pollution Land use Phytoplankton Control planning Management practices |
| 其他题名 | Research on mechanisms and measures for urban non-point source pollution control |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 我国目前正处于城市化快速发展阶段，城市发展的同时也给城市生态环境带来巨大压力。城市水生态系统作为城市生态系统的一个不可缺少的子系统，城市水生态系统变化最终影响着城市生态系统的变化。科学认识和有效控制城市非点源污染是目前城市水环境质量改善和水生态系统保护的重要任务之一，但是目前在这些方面的研究还十分薄弱。为此，本研究选择水网密集、湖泊水质遭到严重破坏的武汉市汉阳地区为实例研究，运用景观生态学基本理论，通过实验分析、GIS与L-THIA模型模拟等技术，分析了汉阳地区城市土地利用格局变化、水体水质和湖泊藻类群落结构特征；探讨城市化过程中，墨水湖等流域土地利用格局与水质变化关系，以及水质变化和藻类群落演变相关规律，揭示汉阳地区城市非点源污染对湖泊水生态系统的影响机制，确定水生藻类群落对水质污染的耐受限度，在确定水体水质控制目标之后，从对湖泊水质有直接影响的土地利用地类型和人类活动方面提出有针对性的规划与管理；与城市景观建设相结合，从“源-迁移过程-汇”3个环节分级控制入手，模拟控制措施及其组合的去污效果，提出以保护湖泊生态系统为目标的汉阳地区城市非点源污染控制的规划与管理措施。具体研究结论如下： （1）城市土地利用特征与城市内湖水质关系 土地利用类型中农村居民地、城市居民地、商业用地和滩地是影响汉阳地区墨水湖等4个湖泊水质的主要类型。农村居民地、城市居民地和商业用地是污染源，而滩地既是重金属的源，又是大量污染物的汇。此外，各种土地利用类型之间的相互作用共同影响着湖泊水质。土地利用类型所占比例和用地类型的空间分布影响着水体水质。研究发现在流域中某一宽度样带范围内，土地利用对水质存在最强影响。 （2）湖泊水质变化对藻类群落结构的影响 藻类分布格局与水质污染空间分布存在一定相似性，水质和湖泊藻类密度之间存在较强的相关关系，不同藻类适应于不同的水质状态。具缘微囊藻、微囊藻属Sp.1、小颤藻、桥弯藻属sp.、四尾栅藻和二角盘星藻这6种藻类在污染程度较重的水域增长较迅速。湖泊鞘丝藻、颗粒直链藻、单角盘星藻和单角盘星藻具孔变种的藻类数量与TN、TP和COD存在负相关关系。水体富营养化加深，藻类群落种类和数量会呈现先增加会降低的演变趋势。汉阳地区优势种藻类维持着藻类群落稳定的功能，使得整个群落在生境变化中保持结构和功能的稳定和延续。在现有污染承受范围内，水体藻类群落结构不会崩溃。并在此基础上，得出控制规划所要保护的水体污染临界值，若以PB为衡量标准，范围介于60~65。 （3）非点源污染控制措施设计 L-THIA模型与系列化BMPs相结合，可以模拟控制规划所要采取的最佳管理措施去污效果。城市居民区可采取绿色屋顶+草地（+多孔路面）+渗透渠，农村居民地采取绿色屋顶+多孔路面+草地，商业用地采取多孔路面+草地，工矿用地采取草地+渗透渠，而农田则采用植被过滤带+湿塘。作为末端处理措施，植被过滤带和湿塘的去污效果明显。无论是在农业用地为主的汇水单元中，还是以城市用地为主的汇水单元中，植被过滤带和湿塘是必要的非点源污染控制措施。 （4）城市非点源污染控制规划 在城市景观格局分析与非点源污染敏感性评价的基础上，从流域和汇水单元2个尺度上进行规划控制，规划过程中坚持人与自然的和谐。流域尺度上又分为汉阳区域层次的控制分区和以湖泊为中心的湖泊流域层次上的圈层结构。汉阳区域层次上的控制分区分为建成区、新建区和待建区三个非点源污染控制区，分别制定控制规划；圈层结构上，以湖泊汇水流域为基准，按照“源-过程-汇”理论，以湖泊为汇，周边景观为过程，中心城区为污染源，进行逐级规划。管理措施以人为活动和人们的心理反应为出发点，因势利导。最终做到人与水的亲近，恰似“无限的彼岸流出的水，理应和我们有亲密的接触”。 |
| 学科主题 | 城市生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-25 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/474]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭青海. 城市非点源污染控制的机理与方法研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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