无锡市区水资源与水环境承载力动态特征研究

水资源和水环境问题已成为无锡市社会经济发展的重要制约因素。文章从社会经济-水资源-水环境系统互馈机理出发,采用空间系统动力学方法建立“社会经济-水资源-水环境”耦合模型,对不同气候和社会经济发展情景下无锡市区水资源和水环境承载力的时空动态特征进行研究。结果显示:①不同情景下各行政区水资源和水环境承载系数满足滨湖区>锡山区>惠山区>新吴区>梁溪区的关系;②不同情景下水资源和水环境承载力有所差异,节水型丰水年(C1)情景下梁溪区、滨湖区、锡山区、惠山区和新吴区水资源承载力系数和水环境承载力系数月平均值分别是发展型枯水年(B3)情景下的2.23倍和2.36倍、2.13倍和3.22倍、2.13倍和2.55倍、2.12倍和2.53倍、1.58倍和1.74倍。实践表明,空间系统动力学模型能在时间和空间上协调处理社会经济与资源环境之间的关系,使模拟结果更加接近实际情况,可为同类地区的水资源管理提供科学依据。

基于水体型生态指数的无锡市城区生态质量时空变化分析

水体是构成生态质量的重要指标,传统的城市生态质量评价方法通常掩膜了水体区域,忽略了水对生态质量的影响。基于Google Earth Engine(GEE)平台提供的2013、2015、2017、2019、2021年的Landsat8-OLI影像数据,利用信息熵权重法耦合水体丰度(SPWI)、比率植被指数(RVI)、归一化潜热指数(NDLI)、干度(NDSI)、热度(LST)构建水体型生态指数(WBEI),对江苏省无锡市城区2013-2021年生态质量进行时空变化分析,并利用Moran指数计算无锡市城区生态质量的空间自相关性。结果表明:(1)WBEI融合了水体对生态指数的影响,弥补了传统方法无法反映水体区域生态质量的不足,能更好地反映包含水体区域在内的城市生态质量;(2)2013-2021年,无锡市城区平均WBEI分别为0.4808、0.4416、0.5068、0.4471、0.4682,城区生态质量呈波动变化,总体呈小幅下降的趋势;(3)无锡市城区生态质量极好等级的面积减少67.5251km^(2),良好与一般等级增加76.8633km^(2),生态质量等级变好区域的面积大于变差区域的面积,变好的区域主要分布在东侧锡山区城乡交界处及南侧滨湖区太湖周边地区,变差的区域主要分布于梁溪区与新吴区;(4)五个年度的全局莫兰指数分别为0.6820、0.7002、0.6367、0.7007、0.6886,生态质量的空间聚类明显,且以高-高、低-低的聚类类型为主。说明无锡市城区内各区域之间的生态质量差异显著,同类空间聚集,主要表现为高质量区域之间相互聚集,低质量区域之间相互聚集,生态质量具有高度空间自相关性。本文基于WBEI实现水体型城市无锡城区的生态质量的快速检测,可为同类城市生态保护与环境监测提供方法借鉴与数据支撑。

2010~2020年太湖无锡水域水质时空变化及原因分析

分析太湖无锡水域水质时空变化对于区域富营养化控制、水污染防治有重要意义。基于2010~2020年太湖无锡水域逐月水质数据和入湖河流水质数据,采用综合污染指数和综合营养状态指数评估了湖区水质和富营养化状态的时空变化特征,分析了主要水质指标的年际年内变化规律和空间格局,探究了湖区水质与入湖河流污染物浓度及通量的相关性。结果表明,2010~2020年太湖无锡水域水质明显改善,全湖综合污染指数和综合营养状态指数分别下降了25%、10%。除总磷浓度无明显变化趋势外,湖区其余水质因子浓度均呈下降趋势。季节变化方面,高锰酸盐指数、总磷和叶绿素a浓度在夏秋季保持较高值,总氮和氨氮浓度则在冬春季保持较高值。空间上,营养盐浓度由西北部、北部湖区向东南部、东部湖区递减。2013~2020年入湖河流水质变化与湖区水质变化趋势基本一致,其中湖区总氮和氨氮浓度分别与入湖河流总氮浓度和氨氮入湖通量呈显著正相关关系,空间格局响应基本一致,入湖河流的外源输入是影响湖区水质时空变化的重要因素。

基于ANN的苏锡常地裂缝预测研究

伴随着地面沉降灾害的发生,地裂缝作为一种新的地质灾害出现在苏锡常平原上,已有十多年历史,给地区发展造成严重危害。作者在较详细地阐述区域地质背景基础上,着重分析了地下水位和地面沉降在地裂缝形成中的作用。确定了“起伏的基底外加地下水位和地面沉降作用”这一地裂缝成灾模式。研究认为地裂缝的发生与地下水及地面沉降之间不存在简单的线性关系。而是二者共同作用的结果,同时需要有量的配合。初步确定了水位埋深50m,地面沉降量达500mm这样一个苏锡常地区地裂缝的易发环境。通过文章的研究,使得苏锡常地区地裂缝的产生机制更加清晰。文中一些定性和半定量的分析结论将对该地区地裂缝防治区划产生指导作用。

苏锡常地区地下水资源开发利用与环境保护

分析了江苏省苏锡常地区地下水资源的开发利用现状，以及因地下水长期超量集中开采导致的资源破坏和生态环境问题，提出该区地下水资源合理开发利用和环境保护的对策。

无锡市重点水功能区水质达标率时空特征及其成因分析

本文基于2015年1月至2017年12月无锡市重点水功能区81个采样点的逐月监测数据,分析了无锡市重点水功能区达标率的时空分布特征,重点阐述了达标率较低的主要原因,从而为提高水功能区达标率及水环境管理提供科学依据和建议。

苏锡常地区Ⅱ承压水开采与地面沉降控制研究

论文通过苏锡常地区获取了孔隙水Ⅱ承压水开采水位衰变与地面沉降同步监测资料、含水层结构特征研究,论述了Ⅱ承压水压力成为含水层中所夹粘性土层由高压转卸荷膨胀的机理;天然状态水、土应力平衡面在不同顶板压力水头高度内。地面沉降的发生、发展系开采水位超过天然状态的水、土应力平衡面所致[1,2]。尚未超采区则消耗了天然状态高压强水压力。而超采区才是水、土应力失衡互动的结果。两者水力性质不同。给尚未发生地面沉降区由禁采转入按天然状态水、土应力平衡面控制开采措施和地面沉降发生、发展区的形成条件找到了理论依据。提出了超采严重区禁采后,在远离高压强补给源地水位下降期增加在Ⅱ承压含水层上的附加应力荷载仍存在,潜在地面沉降量较大,需采取人工辅助的高压强回灌水来快速提高Ⅱ承压含水层水压强,扼制其沉降速率的治理措施。这不仅对该地区孔隙水Ⅱ承压水开采与地面沉降的关系认识有重要意义,而且对不同埋深孔隙水承压含水层水的开采利用、查明水文地质条件和评价允许开采资源方面将起导向作用。

视电阻率垂向电测深在无锡市地质环境勘查中的应用

在城市中,存在着大量的多物理属性背景干扰,其中以地质发育,工业、民用电磁信号,城市噪声等为主要影响。视电阻率垂向电测深方法具有垂直方向分辨率高、装置简易、工作效率高的优点被广泛应用于城市地质环境勘查。本次在无锡市完成3条总长3160 m的测线E1、E2、E3,结合以往的勘查以及对异常区的钻探验证,结果显示在勘查区存在2条断层F1、F2,并且在垂向划分了岩层,确定了富水区域,取得了优良的应用效果,为无锡市地质环境评价提供了参考依据。

经济发达地区水环境约束分区与产业准入研究——以无锡市区为例

随着发达地区经济社会的快速发展,水污染物排放量急剧增加,致使区域水环境不断恶化,并成为制约区域经济社会发展的重要因素。为了协调水环境与经济发展间的关系,许多国家开展水环境功能区划研究,为流域管理和调控提供科学依据,但是这些研究大多以水体为对象,较少关注水陆空间联系以及水环境承载能力对区域产业布局的限制,忽视了经济社会发展对水环境胁迫作用。为此,综合考虑水环境容量和压力两方面要素,提出水环境约束分区方法,并以无锡市区为例讨论了分区评价单元划分、指标选择与处理等技术方法,通过水环境容量和水环境压力的矩阵分析,将研究区划分为高压高容区、高压低容区、低压高容区和低压低容区等4种类型区,据此提出产业准入与布局调整导向。研究结果可为协调区域产业发展与水环境关系、制定差别化的产业准入政策提供科学依据。