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济南市城市扩展对地下水补给的影响研究

高守英  
【摘要】:济南市是以泉水著称的国家级历史文化名城,泉水的动态变化对济南市的社会经济、环境有着重大的影响。近20年来,泉水的喷涌量、喷涌时间不断减少,究其原因是多方面的。许多学者、研究机构从不同角度对济南市的泉水进行了科学的研究,特别在济南市地下水补给方面,并提出城市扩展对地下水补给量具有影响。本文就是在前人研究的基础上,利用了3S技术,从空间角度分析了城市扩展导致下垫面变化,从而引起地下水补给量的减少。研究结果表明,城市扩展是导致地下水补给量减少的主要原因之一,研究结果验证前人的科学观点。 研究范围:济南市区与长清县界为西边界,南以长城岭地表分水岭为界,东界到东坞断裂,北部以石炭、二叠系和火成岩交界处为北界,整个研究区范围位于济南泉域区内,面积大约为1003.5km~2。 研究方法:本次工作在前人研究的基础上,以水文学、水文地质学理沦为依据,通过收集国内外有关资料和研究区有关研究成果,科学地论证了地下水补给量与下垫面之间的关系。并以此为理论依据和分类指标,利用先进的3S技术,在MAPINFO、ARCVIFW、ERDAS等软件支持下,提取研究区不同时期的空间信息,将空间信息转化为水文信息,根据研究区三水转化关系,分三部分计算研究区地下水补给减少量:降水入渗补给减少量、水体渗漏补给减少量、灌溉回灌水补给减少量,得出城市扩展对研究区地下水补给的影响情况。 主要研究成果: 1、借鉴前人的理论成果及试验数据,结合研究区下垫面的实际情况,采用变参系数法,比较合理的确定了不同下垫面的入渗系数。 2、通过分析计算,验证了城市扩展对地下水补给量有很大影响的科学判断。 3.研究结果表明,自1995年至2000年期间,由于城市扩展导致正常年份每年减少地下水补给:1995—1998年减少231.9万m~3;1998—2000年减少288.4万m~3。 4.从土地利用类型变化分析城市扩展,耕地的城市化是影响地下水补给量减少的主要因素,其次是草地。由此可见,城市扩展应尽可能避免占用耕地。绿化是增加地下水补给量的有效方法。 5.从空间角度分析城市扩展,城市扩展速度与地形地貌关系密切。平原、丘陵地区的城市扩展速度是占主要地位,因而平原、丘陵地区的降水入渗减少量最大。因此,平原、丘陵地区的城市化又是导致地下水补给量减少的主要原因。 6、借用3S技术,从不同时间、不同角度分析城市扩展的发展变化规律是一项十分有效地技术手段。同样,地下水的补给涉及到地貌、土地利用、降水量等各项要素,反映这些要素的数据量十分大,传统的研究方法很难做到同步、准确、及时。本项研究仅用了3个时相的遥感图像,便可以准确的提取不同时期的下垫面信息。 7、试验观测到的数据是本文写作的基础,没有前人的研究成果、试验数据,便不可能合理准确的获得本次研究成果。因此,传统的研究手段也是不可缺少的,只有将传统的研究方法与现代技术融合在一起,才能有效地提高研究水平。


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