黄山市新安江流域小微湿地景观格局演变及其雨洪调蓄效应研究

作     者：刘铭韬 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冀凤全;洪敏

授予年度：2024年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0713[理学-生态学] 

主      题：小微湿地 景观格局 驱动力 雨洪效应 新安江流域 

摘      要：湿地以其卓越的水文调节能力、生物地球化学作用和生态价值而闻名,在雨洪控制、水质净化、气候稳定以及生物多样性保育等多个方面扮演了不可或缺的角色。与湖泊和河流这类大型湿地相比,小微湿地凭借其独有的水文地理特征和生物地球化学过程,能够提供一些独特的生态系统服务,这些服务往往在大型湿地中难以实现。黄山市新安江流域是重要的水源涵养保护区,然而,20世纪80年代末旅游经济的发展,该区域景观格局发生了较大变化。因此,揭示黄山市新安江流域小微湿地变化特征及影响因素、探讨小微湿地的雨洪调蓄效应,能够为探索未来城市化小微湿地的保护与利用提供了理论基础和科学依据。 本文以长时间序列遥感影像为数据来源,利用随机森林分类法和人工目视等方法提取了1988、2001、2011、2021四个时期黄山市新安江流域小微湿地的空间信息,从动态变化、转移矩阵和景观格局指数等方面分析近30多年小微湿地的格局的变化特征;结合自然因素和社会经济因素数据,建立影响因素变化和小微湿地变化之间的地理加权回归模型,探寻小微湿地变化的影响因子;基于黄山市新城组团小流域的现状条件,通过SWMM模型模拟场地尺度上小微湿地的雨洪调蓄能力,探究小微湿地变迁与场地径流之间的相互影响;运用情景分析方法,模拟不同开发情景下场地径流的差异。本研究的基本结论如下: （1）1988-2021年黄山市新安江流域小微湿地景观格局变化明显 1988-2021年间,小微湿地的个数减少了49.6%,面积减少了38.18%,斑块密度、平均周长面积比呈现逐年递减趋势。其中1988-2001年屯溪区、休宁县等区域小微湿地面积的变化最剧烈,2001-2011年变化幅度降低,且损失严重区域向东北方向移动。面积在1hm2以上的小微湿地存活率较高,多为集体管理的塘坝或小型水库,小微湿地转移趋势最大用地类型是耕地和林地。 （2）社会经济因素对小微湿地消失的影响力最大 黄山市新安江流域小微湿地景观格局的演变是众多因素共同作用的结果。其中社会经济因素起主导作用。1988-2021年间,退耕还林、绿色长廊等生态保护政策引导下的林地变化对黄山市新安江流域小微湿地景观变化影响最大,产业结构优化升级及城市扩张带动的建设用地变化也起到干扰作用。高程、温度等自然因素对黄山市新安江流域小微湿地景观变化也产生了重要影响,并具有空间差异性。 （3）场地尺度小微湿地可以有效控制地表径流量 在场地尺度上利用SWMM模型模拟了小微湿地的雨洪调蓄能力。十年长期降雨模拟结果显示,在有小微湿地存在的前提下,开发前场地外部流出量43329.591×10～6L下降至8080.469×10～6L,消减了81.35%;开发后,场地外部流出量有53282.983×10～6L下降至9553.350×10～6L,消减了82.07%。小微湿地对径流控制率分别为83.41%和83.92%。在百年一遇的120min设计降雨下洪峰时间由01:08推迟到01:15,峰值流量由35.455m3/s降低至13.919m3/s。 （4）不同开发情景下的小微湿地雨洪调蓄功能具有明显差异,上游开发的情景对场地径流影响最小 在保留小微湿地进行开发建设的假设前提下,提出了高密度、中密度、低密度居住区三种开发模式和上游、中游、下游三种流域布局位置组成的九种规划情景,模拟地表径流特征和雨洪调蓄表现。研究发现,在长时间降雨下,小微湿地对地表径流总量的控制率在80%以上;单次设计暴雨下,将高密度的建设用地布局在场地上游时,峰值径流量最小,对地表径流的控制率相对较高。 图13表28参85