水污染控制规划的GIS辅助技术研究

以宁波市甬江流域为例，以GIS技术辅助流域水污染控制规划，在ARCGIS90的环境中，完成了流域水系概化、水质评价，并利用GIS的叠置技术，建立功能区划水域－入河排污口－陆上汇流区的对应关系。根据水环境功能区的水质目标，通过建立污染源－水环境质量的输入响应关系，然后利用GIS技术对甬江流域数字高程模型（DEM）进行数字地形分析，得到甬江流域的模拟河网和流域汇水图，构筑了水污染控制单元，作为水环境容量核定和总量分配的基本工作区域。最后利用GIS的可视化表达进行辅助决策，确定各水环境功能区的水环境容量，结合排污状况（包括工业、农业、生活）的分析，得出流域水污染控制的总量控制方案和对策措施。甬江流域水污染控制规划的实践表明，在规划过程中，GIS作为一个必不可少的工具渗透在每一个环节中，为数据管理、空间图形表达和空间决策分析提供有效的工作平台和可靠的技术支持     

水污染控制规划的GIS辅助技术研究

以宁波市甬江流域为例,以GIS技术辅助流域水污染控制规划,在ARCGIS90的环境中,完成了流域水系概化、水质评价,并利用GIS的叠置技术,建立功能区划水域－入河排污口－陆上汇流区的对应关系。根据水环境功能区的水质目标,通过建立污染源－水环境质量的输入响应关系,然后利用GIS技术对甬江流域数字高程模型（DEM）进行数字地形分析,得到甬江流域的模拟河网和流域汇水图,构筑了水污染控制单元,作为水环境容量核定和总量分配的基本工作区域。最后利用GIS的可视化表达进行辅助决策,确定各水环境功能区的水环境容量,结合排污状况（包括工业、农业、生活）的分析,得出流域水污染控制的总量控制方案和对策措施。甬江流域水污染控制规划的实践表明,在规划过程中,GIS作为一个必不可少的工具渗透在每一个环节中,为数据管理、空间图形表达和空间决策分析提供有效的工作平台和可靠的技术支持     

江南丘陵县域农业资源利用与农业结构优化

针对南方红壤丘陵区农业资源利用的现状，以湖南省桃江县为例，应用灰色关联度模型定量分析了农业各部门产值对农业总产值的影响程度。结果发现，近50年来桃江县农业各部门的关联序列为：种植业（0.887 5）>牧业（0.760 2）>渔业（0.675 6）>林业（0.543 3）。种植业和牧业产值的变化对桃江农业总产值的波动起着主导作用。基于历史统计数据，利用灰色预测模型预测了2001~2005年5年内桃江县农业各部门产值的变化趋势。预测结果表明，各部门发展对农业总产值的关联度分别为：种植业（0.611 3）>渔业（0.358 7）>林业（0.347 6）>牧业（0.334 7）。比较两组关联序列可以清楚发现农业产业各部门的发展潜力。结合桃江农业资源和各部门的发展趋势，提出了桃江县农业结构优化调整的方向。     

长江流域水质型缺水态势及节水思路初探

水质型缺水是长江流域的主要缺水类型之一。通过研究认为，长江流域以河流、湖泊和水库为水源的水质型缺水主要是由于污水排放引起，以地下水为水源的水质型缺水主要是农药、化肥其残留物、各种垃圾废弃物的渗滤液、以及海水和苦咸水侵入造成，因此，水质型缺水地区节水的实质是保护现有水资源，防止水污染。通过对长江流域水质型缺水地区农业、工业和生活节水存在问题以及节水难点的分析，认为，长江流域水质型缺水地区农业节水潜力巨大，工业节水和生活节水仍有较大的节水空间，农业节水可从提高灌溉水利用系数、推广节水灌溉面积取得突破成果，工业节水可从工业技术改造和技术更新、分质供水及中水利用取得突破成果，生活节水可从降低管网漏失率和大力推广节水器具取得突破性成果。     

流域土地利用变化的水质响应研究进展

探讨流域土地利用变化的水质响应,有利于从源头上控制水污染。不同学者在多种边界条件下研究了流域土地利用变化的水质响应,发现流域土地利用变化是造成河流水质发生变化的重要原因。根据是否可以将土地利用活动概化为点状,流域土地利用变化的水质响应研究可分为点状土地利用的水质响应和非点状土地利用的水质响应。准确边界土地利用的水质响应一般是研究流域土地利用空间特征和土地利用结构与水质变化的关系。对于用全流域尺度还是用缓冲区的尺度分析土地利用的水质响应更准确仍存在争论。水域边缘几何形状影响了土地利用与水质的关系。     

江苏沿江地区农用地集约利用与农产品市场可达性关系研究

基于农用地利用集约利用和可达性评价方法,计算了江苏沿江地区各县（市）2007年农用地利用集约程度和农产品市场可达性状况,并通过统计方法分析了两者的关系。结果表明：（1）农用地集约利用程度和农产品市场可达性均存在明显的空间差异,两者秩相关系数为0361,在〖WTBX〗α〖WTBZ〗=005的置信水平上显著相关,说明农用地集约利用程度和农产品市场可达性之间存在较弱的空间对应关系;（2）现代市场经济条件下,江苏沿江交通运输的发展使得基于农产品市场可达性的运费因素对于农用地集约利用空间布局的影响显著降低,而农业生产与轻工业之间的联系、农业生产专业化和快速的耕地非农化等影响农业生产布局的新因素,也显著弱化了农产品市场可达性对于农用地集约利用的直接影响。因此,农业区位论提出的“农产品市场可达性 农用地利用集约程度”空间布局模式在现代市场经济条件下对农业生产空间布局的指导价值已显著降低。     

河流近域土地利用格局与水质相关性分析——以巢湖流域为例

以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象,基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区,运用GIS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成,借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段,分析土地利用构成与水质指数间的相关关系;并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明,巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响,且受地形因素影响。其中,建设用地对河流水质恶化具有明显作用;河流沿岸林地布局能显著改善水质,尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感;耕地面积变化与水质相关性不显著。RDA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义,并为同类研究提供借鉴     

太湖出入湖河流水质多元统计分析

应用多元统计方法分析了太湖53条出入湖河流出入湖断面的水质监测指标。系统聚类分析方法将出入湖河流分为污染程度由高到低的3类,与太湖流域污染空间分布现状基本一致。因子分析表明：就全部监测河流来说影响河流水质的主导因素是氮,磷次之。I类河流首先是氮污染为主导因素,有机物污染次之;II类河流是以氮污染为主导因素,磷污染次之;III类河流首先受到有机污染和磷污染控制,其次受到氮污染的影响。     

河流水污染损失补偿模型研究

我国水污染问题的突出表现之一是省际间、地区间水污染纠纷接连不断, 严重影响经济发展和社会稳定。在流域不同主体之间建立水污染补偿机制,可以把水污染造成的环境外部损失内部化,从而促使污染者在治污成本和经济补偿之间进行权衡,促进水污染治理措施的有效执行和水污染纠纷的解决。在水污染经济损失评估的基础上,以河流为研究对象,采用水环境数学模型的方法描述了污染物排放的空间影响关系,进而把超量排放的环境影响与经济影响联系起来,对模型的基本特征、处理方法和应用范围进行了讨论,并且以太湖流域范围内的京杭运河为例进行实证研究,得到了河流水污染损失补偿的数学模型。     

基于SWAT模型的丹江口水库流域农业非点源污染的时空分布特征

利用SWAT模型,基于GIS技术和流域DEM,构建了丹江口水库流域农业非点源污染基础信息库,并根据实测资料对模型的参数进行了率定和验证,在确定模型适用性的基础上分析了流域农业非点源污染负荷的时空分布特征,模拟计算了流域内主要的土地利用类型的单位面积农业非点源污染负荷量。结果表明：研究区农业非点源污染负荷年内分布不均,污染负荷与降雨量具有较强的相关性,氮负荷同月径流的相关系数为0896,磷负荷同泥沙负荷的相关系数为0920;氮、磷等营养物质的流失量具有较大的空间差异性,且不同土地利用方式下单位面积的农业非点源污染有较大的差别,耕地和裸露地的单位面积污染负荷均较高,而林地单位面积的泥沙负荷污染负荷最低,其单位面积的泥沙负荷、吸附态氮、溶解态氮、吸附态磷和溶解态磷分别为715 t/hm2、892 kg/hm2、835 kg/hm2、807 kg/hm2、006 kg/hm2;设计不同的情景,模拟了不同施肥量和水土保持措施对农业非点源污染物产出的影响,与基准情景相比,发现减少化肥施用水平对研究区农业非点源污染总氮和总磷负荷削减比例较大,采取退耕还林和还草两种水土保持措施能有效减少流域泥沙负荷和农业非点源污染负荷     

江苏淮河流域工业点源负荷空间分布特征研究

搞清流域工业点源的空间分异特征,可为水环境整治与工业规划提供参考依据。采用工业污染源普查数据建立污染源信息数据库,在GIS技术、密度分析法与ESDA方法支撑下,探析江苏淮河流域工业点源与工业污染负荷空间格局与特征。结果显示：工业点源集聚于城市、县城及专业乡镇,污染行业地域分异现象显著,其中,河流、港口及临湖地区成为高负荷工业点源集聚地区,化工、造纸、化纤与医药等行业的工业集中于临海、临河及临湖地区,饮料制造业、副食品加工业点源集中于工业化水平较低的北部流域的少数乡镇,工业氨氮多数来自化工业。在不同工业化水平下,工业污染负荷空间差异大,南部流域负荷整体水平高于北部,北部流域高负荷区分布于少数乡镇与城区     

江苏省环境系统特点及环境污染状况

江苏省自然特点为单一而脆弱,表面为平原为主,水域面积较大,山地少,森林覆盖率低,生物种类少,江苏省社会环境特点为人均资源少,经济基础好,交通发达,城市密集和人才优势明显;江苏省的废气,废水,固体,噪声污染日益严重。由于上述特点和原因,江苏省农业机械化,现代化程度较高,水产养殖业发达,但应进一步提高农业集约化程度和大力推广生态农业整治环境污染,利用天在河道进一步发展养殖业;江苏省工业轻,重并举以轻为     

太湖流域典型区污染控制单元划分及其水环境载荷评估

污染控制单元是流域水质目标管理实施的基本单元。为实现流域水生态健康,针对太湖流域特征和太湖湖泊保护的要求,提出以流域水生态功能区为基础、水系完整性原则、管理可行性和可操作性原则、囊括影响受损水体的主要污染源原则、充分考虑现有控制断面原则等5项原则为太湖流域污染控制单元划分的基本原则,综合考虑汇水区、水生态功能区边界、水系分布及其流向、污染源、控制断面、县级与乡镇级行政边界等多个指标,在GIS空间分析的支持下进行太湖流域污染控制单元划分的总体技术思路;在划分技术体系的指导下,以兼具丘陵山区和平原地貌的湖州市及其上游的安徽省部分地区为案例研究区,在相关基础数据和空间方法的支持下,将其划分为12个污染控制单元,经过专家咨询、地方验证等多轮咨询反馈和实地察看以及管理试运行,表明污染控制单元划分结果具有较好的科学性和可操作性;进而评估了各污染控制单元COD、NH4 N、TN和TP污染物的水环境载荷特征,结果表明各单元污染超载严重     

Relationship between the riverine nitrate–nitrogen concentration and the land use in the Teshio River watershed, North Japan

The present research investigated the relationship between nitrate–nitrogen (NO₃–N) in river water and the land use/land cover (hereafter, land use) in the Teshio River watershed located in northern Hokkaido island to understand the effect of human activities such as agriculture, forestry, industry, and urbanization in the drainage basin on the river ecosystem quality and services. River water was sampled at nine points seasonally during a 2-year period and the nutrients concentration was measured. Land use profiles were estimated at two spatial scales, riparian and sub-catchment, for each sampling station. The spatial pattern of water quality in the Teshio River showed increased NO₃–N levels associated with agriculture and urban expansion, and forest reduction in the watershed. Land use at the riparian scale closely reflected that at the sub-catchment scale, which masked the unique riparian buffer effect on the river water condition. The increased agricultural and reduced forest area in the riparian zone, especially in the upper middle reach, could be a possible reason for a decline of ecosystem service for the provisioning of clean water and habitat for aquatic organisms. Measures towards sustainable and more nature-friendly agricultural management are necessary in the area to protect the Teshio River ecosystem and its ecosystem services.     

四川盆地丘陵山区局地水系空间格局与地形因子的耦合

应用ArcGIS技术,结合分形分维理论和统计分析方法,选取了重庆市忠县拔山镇的石门水系和五一水系作为研究对象,探讨了局地水系与地形因子的耦合影响关联度。结果表明：（1）岩石地层显著地影响局地水系空间格局。水道级别越高,越趋近分布于地势较低的地层中;（2）海拔高度、坡度、地形起伏度、地表粗糙度和地表切割深度与局地水系空间格局的关系拟合较好。水系发育程度越高,其空间格局与地形因子的耦合特征表现得越明显,各不同级别间水道的空间格局分布越呈现出一致变化的趋势 ;（3）五一水系的分维数〖WTBX〗DB=105,石门水系的分维数DB〖WTBZ〗=100,两水系的地貌形态都正处于幼年期,五一水系地面分割比石门水系更为破碎,局地水系的分形维数值可以用来判定局地地貌的侵蚀发育阶段     

长江口及邻近海域环境污染影响研究的必要性——以汞污染为例

总结了上海地区汞污染的现状：以黄浦江为主的水体汞平均含量明显偏高；江水和沉积物中总汞的沿江分布特征与两岸工农业布局相一致，从上游到下游具有低－高－低的波状起伏特征，下游江段汞含量较上游高。沉积物中含汞高的地点都在高水汞点的下游，与河流沉积的动力学规律一致，黄浦江输入长江的汞逐年增加。土壤具有较高的汞背景值。各种垃圾处置场对环境汞污染的具体影响还不清楚。上海工业百年来的发展已经使污染物在环境中的背景值升高，这些污染物低浓度、分布广，控制治理难度大，对人体的危害具有低剂量、长暴露特点。改革开放以来，上海市区正逐步变为一个以第三产业为主的服务中心区，而周边地区正在成为一个全球性生产基地。上海经济的新格局将改变上海及邻近海域环境污染状况，在分析上海经济发展对环境影响的基础上，指出了对长江口和邻近海域环境污染影响进行综合研究的重要性。     

南水北调中线丹江口库区水环境现状

从丹江口库区的自然、气候概况、水量状况、水环境现状、水土流失等方面对丹江V口水库进行了分析。目前丹江口水库水质现状不容乐观，主要问题有：水土流失严重，森林覆盖率低，工业、农业污染严重，城镇、农村生活污水和养殖污水等大量排放，造成丹江口水库水质呈现中一富营养，并向富营养转化的趋势。要改善水库的水质现状，对工业污染坚持“预防为主”的原则，优化产业结构，全面实施污染物总量控制制度；对城镇、农村生活污水排放，加强城镇基础设施建设，控制城镇生活污染，进行城市生态建设；对养殖污水排放，制定合理的养殖计划，实施生态养殖；对农业污染，在库区要大力推进自然保护区、生态示范区、生态功能保护区和环境保护的建设，以小流域综合治理为基础，全面改善生态与环境，全面保护南水北调中线水源地丹江口水库水质。     

德清县水环境压力与胁迫类型区划分

在第一次地理国情普查统计数据与调研数据的支持下,采取小流域划分与圩区划分相结合的方法,对德清县进行水环境空间评价单元划分。选用畜禽养殖污水排放量、重点企业污水排放量、农药化肥入河量、城镇与乡村生活污水排放量等5个指标,运用GIS空间分析与统计分析方法进行水污染负荷综合分析,并进行压力类型划分。尝试利用水环境功能区划及生态环境功能区划的既有成果对各空间评价单元进行水环境目标类型区划分,并将水环境目标类型与其水环境压力类型进行空间匹配分析,共划分为7种水环境胁迫类型区。此外,对各胁迫类型区的主要村域分布进行了识别。     

典型流域土地利用/覆被变化及对水质的影响--以太湖上游浙江西苕溪流域为例

利用1985、1995和20D0年的TM数据及水质资料，运用GIS和水质指数法研究西苔溪流域的土地利用／覆被变化及其水环境效应。结果表明：流域内耕地不断减少，建设用地持续扩大，林地前期减少后期缓慢增加；林地和耕地是流域内的主要土地利用类型，二者面积之和占流域面积的比例在三个时段均在92％以上；空间集中性及斑块碎化是土地利用空间格局变化的主要表现，建设用地斑块数量增多且斑块面积明显增大，饼地面积减少但斑块数量增多。研究时段内流域水质在时间上呈逐步恶化趋势，在空间上则表现为自上游至下游逐渐下降，其中，1996-2000年，研究河段内水质指数下降幅度达30％左右；只治理点污染源仅使水质指数增加6．5％左右，表明影响水质的主要因素是土地利用变化导致的面源污染。     

岷江流域土地利用结构对地表水水质的影响

当点源污染得到有效控制时,非点源污染,尤其是农业非点源污染将成为影响地表水水质的主要因素。利用遥感和地理信息系统技术获取岷江流域土地利用类型,并在分析该流域内地表水水质监测数据的基础上,研究了不同土地利用结构与地表水水质的相关关系。结果表明,在以单一土地利用类型为主控制的区域中,林地和草地控制的小流域的地表水水质明显优于耕地;在不同土地利用类型的组合结构中,地表水水质的优劣状况介于林地、草地和耕地为主控制的小流域之间;在其他条件相似时,随着小流域内林地和草地比例的增加,非点源污染降低,而随着耕地比例的增加,非点源污染有增大的趋势。此外,土地利用结构对地表水水质的影响不仅表现在数量结构上,同时表现在空间分布上.