【作者】 林玉茹
【关键词】 水文长序列分析 鄱阳湖 枯水位 监督分类 遥感 湿地 EMD
【导师姓名】刘成林;胡振鹏
【学位名称】硕士
【学位年度】2010
【授予单位】南昌大学
【分类号】 P333;|X171.1
【录入时间】2017-05-14
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【摘要】2003年以来,长江流域进入了连续枯水年、2005年三峡工程截流后边施工边运行,长江中下游干流和中国最大淡水湖——潘阳湖的枯水期水位连创新低,低水位持续时间延长,鄱阳湖的代表站星子站于2006年出现吴淞高程10m以下枯水位持续3月之久,低于9m、8m枯水位的天数比最干旱的1963年还长,2007年8m以下水位时间维持近一个月。持续低水位使湖泊水质劣化、草洲植物群落退化、水生生物和越冬候鸟大量减少,同时对生产生活用水、灌溉、航运、水产捕捞等经济社会发展也产生了严重影响。针对上述情况,本文通过水文长序列分析了解鄱阳湖出现连续低枯现象的主要原因,接着应用遥感技术研究鄱阳湖湿地生态系统对湖水位低枯现象的响应,研究主要内容及结论如下：(1)根据数理统计的变差系数、距平、滑动平均、均方差分级等方法和经验模态分析(EMD),对鄱阳湖降雨量、星子站水位以及汉口站径流量长时序系列进行分析,得到鄱阳湖枯水现象产生原因：第一,年际趋势性方面,长江中下游总体进入枯水期,鄱阳湖星子站54年间水位呈迂回降低趋势,主要原因是江湖连通情况下的水位降低和江西省鄱阳湖流域用水量增大,次要原因是退田还湖使湖区面积扩大和湖区无序采砂导致湖底形态发生变化。第二,年际周期性方面,鄱阳湖与长江在中短丰枯周期上具有一致性,但是这种周期具有多尺度性。第三,年内分配方面,汉口站径流量和鄱阳湖流域降雨量的不均匀性均在减小,20世纪40年代是汉口站径流量的转折点,长江流域人类用水量增大,水利工程对河流调控作用的增强。(2)根据遥感数据各波段特点并结合鄱阳湖主湖区实际情况,确定以TM4、3、2波段为主,TM4、5、3波段为辅作为目视解译的基础图像波段。根据国际湿地公约湿地分类系统和中国湿地大纲分类系统,建立了鄱阳湖湿地分类系统和解译标志。根据此分类系统和解译标志建立了七个不同水位的分类模板,进行监督分类,得到星子水位吴淞高程下7.90m、9.83m、12.10m、12.87m、13.82m、14.93m、16.09m的七张湿地分类图像及数据。对七个分类模板进行了精度评价,总体精度均在90%以上,Kappa系数均在85%以上,满足分析精度。根据对获得的湖泊水体、沙地、泥滩、沼泽、出露草洲、浅碟形洼地面积数据的分析可知,10-14m是鄱阳湖湿地生态系统的最适宜水位,14m是一个转折点,枯水位时间的提前出现及持续增长会使湿地植被退化,沼泽植被、飘叶植物群落、漂浮植物群落减少,部分水域沉水植物群落中优势物种改变,影响鱼类繁殖与候鸟越冬。...
【全文】2003年以来,长江流域进入了连续枯水年、2005年三峡工程截流后边施工边运行,长江中下游干流和中国最大淡水湖——潘阳湖的枯水期水位连创新低,低水位持续时间延长,鄱阳湖的代表站星子站于2006年出现吴淞高程10m以下枯水位持续3月之久,低于9m、8m枯水位的天数比最干旱的1963年还长,2007年8m以下水位时间维持近一个月。持续低水位使湖泊水质劣化、草洲植物群落退化、水生生物和越冬候鸟大量减少,同时对生产生活用水、灌溉、航运、水产捕捞等经济社会发展也产生了严重影响。针对上述情况,本文通过水文长序列分析了解鄱阳湖出现连续低枯现象的主要原因,接着应用遥感技术研究鄱阳湖湿地生态系统对湖水位低枯现象的响应,研究主要内容及结论如下：(1)根据数理统计的变差系数、距平、滑动平均、均方差分级等方法和经验模态分析(EMD),对鄱阳湖降雨量、星子站水位以及汉口站径流量长时序系列进行分析,得到鄱阳湖枯水现象产生原因：第一,年际趋势性方面,长江中下游总体进入枯水期,鄱阳湖星子站54年间水位呈迂回降低趋势,主要原因是江湖连通情况下的水位降低和江西省鄱阳湖流域用水量增大,次要原因是退田还湖使湖区面积扩大和湖区无序采砂导致湖底形态发生变化。第二,年际周期性方面,鄱阳湖与长江在中短丰枯周期上具有一致性,但是这种周期具有多尺度性。第三,年内分配方面,汉口站径流量和鄱阳湖流域降雨量的不均匀性均在减小,20世纪40年代是汉口站径流量的转折点,长江流域人类用水量增大,水利工程对河流调控作用的增强。(2)根据遥感数据各波段特点并结合鄱阳湖主湖区实际情况,确定以TM4、3、2波段为主,TM4、5、3波段为辅作为目视解译的基础图像波段。根据国际湿地公约湿地分类系统和中国湿地大纲分类系统,建立了鄱阳湖湿地分类系统和解译标志。根据此分类系统和解译标志建立了七个不同水位的分类模板,进行监督分类,得到星子水位吴淞高程下7.90m、9.83m、12.10m、12.87m、13.82m、14.93m、16.09m的七张湿地分类图像及数据。对七个分类模板进行了精度评价,总体精度均在90%以上,Kappa系数均在85%以上,满足分析精度。根据对获得的湖泊水体、沙地、泥滩、沼泽、出露草洲、浅碟形洼地面积数据的分析可知,10-14m是鄱阳湖湿地生态系统的最适宜水位,14m是一个转折点,枯水位时间的提前出现及持续增长会使湿地植被退化,沼泽植被、飘叶植物群落、漂浮植物群落减少,部分水域沉水植物群落中优势物种改变,影响鱼类繁殖与候鸟越冬。