下辽河平原地下水脆弱性的时空演变

地下水脆弱性受相关因子变化的影响,在时空分布上具有动态变化性,因此分析地下水脆弱性的时空演变及结构变化规律对于地下水有针对性地污染防治具有重要意义。以下辽河平原为研究区,选取1991、2000和2010年的相关人为因子参数,结合DRASTIC模型计算这3个年份的地下水脆弱性综合指数,利用Arc GIS的地理统计工具分析地下水脆弱性的演变状况。在此基础上计算G指数得到地下水脆弱性的空间热冷点分布,结合重心和标准差椭圆对热点的变动情况进行定量分析。研究结果表明:(1)1991年地下水脆弱性以较低脆弱性和高脆弱性区为主,分别占研究区面积的36.5%和31.3%,到2000年以一般脆弱性和较高脆弱性区为主,面积比例分别达到31.6%和25.9%,发展到2010年主要以较高脆弱性为主,面积比例占41.71%;(2)1991—2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈现先增后减的趋势,沈阳市及周边长期处于高值状况,南部沿海地区逐步演化为高值脆弱性区;(3)1991和2000年的热点集中区主要分布在新民市和辽中县的西部地带,期间变化较小,2010年的滨海地区也发展成热点集中区,各时期内冷点分布面积比较少,且零散;(4)1991年至2000年,热点重心向西南方向位移了2.264km,热点分布格局进一步趋于东—西方向;2000年到2010年,热点重心向西南方向位移了30.787km,标准差椭圆长轴旋转角逆时针转动了32.44°,整体热点分布格局为东北—西南方向。     

基于ArcGIS的下辽河平原地下水脆弱性评价及空间结构分析

以下辽河平原为研究区,通过选取1991、2000和2010年3个代表年的相关参数,在DRASTIC模型基础上构建评价指标体系进行地下水脆弱性评价,并以地下水中氮元素浓度为响应指标通过显著性检验,在此基础上借助GS+、Arc GIS和Geoda095i等软件的制图功能和空间统计分析功能,对下辽河平原地下水脆弱性的空间分布特征、变异规律以及空间关联格局进行研究分析,结果表明:11991—2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈先增后减趋势,空间分布上以沈阳市为中心的地下水高脆弱区向南部沿海方向扩散;21991—2010年研究区地下水脆弱性Moran's I表现为较强正相关现象,且关联程度呈略微下降趋势;31991—2010年研究区地下水脆弱性局部空间自相关和显著性水平均发生了明显的变化;4研究区内地下水脆弱性受结构性因素和随机性因素共同作用,且随机性因素在3个时期内有逐步上升趋势。研究成果反映了研究区地下水脆弱性空间结构的变异规律及驱动机制,为决策者在未来地下水污染防治方面提供相关参考依据。