城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)的影響及對策研究——以西安市為例.pdf

1、城市作為人類重要的聚集地區(qū)，是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的首要領地，也是最具挑戰(zhàn)意義的實踐與研究領域。城市化是當今世界上最重要的社會經(jīng)濟現(xiàn)象之一。近20年來，由于生產(chǎn)力的發(fā)展和人口的增長，人與自然的沖突加劇，城市化地區(qū)普遍存在著地下水超采、地沉地裂、雨洪災害頻發(fā)、河流流量減小污染嚴重等水文生態(tài)問題。城市化強烈干擾著人居環(huán)境的安全，造成水環(huán)境惡化，損傷了城市文明的可持續(xù)性。因此，開展城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)的影響及對策研究對城市水資源可持續(xù)利用與

2、人居環(huán)境的改善具有重要的意義。 本論文在全面總結已有水文生態(tài)問題研究成果的基礎上，系統(tǒng)分析了城市化地區(qū)面臨的主要水文生態(tài)問題的基本特征及城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)的作用機制，提出了城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)影響的有序分析理論和方法，并以西安市作為實例進行了研究。研究過程中采用了實際調(diào)查、資料對比、理論分析及計算機模擬相結合等方法。理論聯(lián)系實際，結合實例分析問題，最后提出對策和建議。 在前人工作的基礎上提出了城市水文生態(tài)系統(tǒng)的新概念，

3、即城市水文生態(tài)系統(tǒng)是一個由城市水文系統(tǒng)和以人為中心的生態(tài)系統(tǒng)耦合而成的復合系統(tǒng)。認為城市居民的生產(chǎn)、生活活動以不同的方式對城市水文生態(tài)系統(tǒng)施加影響，而大量的人工技術物質(zhì)決定和影響著城市的水文生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。因而，城市水文生態(tài)系統(tǒng)更多地表現(xiàn)為自我調(diào)節(jié)和自我維持能力薄弱，獨立性差、依賴性強等特點。 系統(tǒng)總結了城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)的作用特征，即作用方式的相似性與作用時間的同步性、作用歷時的長期性與作用程度的深刻性、作用范圍的廣泛

4、性與作用方式的多樣性、影響作用的雙重性、干擾活動的小尺度與作用后果的大尺度。從城市化對地面徑流過程、河流水文生態(tài)過程、地下水系統(tǒng)變化、酸雨形成及城市地表景觀的作用機制上進行了分析，探索了城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)的作用機制。 應用當代科學的世界觀和方法論，提出城市化對水文生態(tài)系統(tǒng)影響的有序分析理論與方法，并以西安市作為實例進行研究。用小波分析方法對比分析了城市降水序列和主要河流年徑流序列的周期性特征；利用秩次分析法和模糊聚類法對西安降

5、水序列，河流徑流序列進行了趨勢性和突變性分析，趨勢性分析包括地下水水質(zhì)時間序列。結果表明，西安城市降水序列和主要河流水文序列存在多時間尺度周期；主要河流出山徑流序列和入渭徑流序列在過去的60年中先后出現(xiàn)了趨勢性變化和突變年份，包括地下水水質(zhì)時間序列的趨勢性變化，說明城市化已經(jīng)對西安市水文生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深刻的影響。 探討了城市人水關系的基本特征，針對城市化地區(qū)廣泛存在水文生態(tài)問題和城市居民的環(huán)境保護理念現(xiàn)狀，以事實為根據(jù)，提出對城