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基于Landsat影像的近40年来(1982—2021年)三峡库区水面面积及其蒸发损失变化

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湖泊科学 2023年第5期35卷 1822-1831页

作者：李祖忠张旭东江聪杜涛曾凌中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局重庆400020 长江水利委员会水文局武汉430010

三峡水库蓄水引起库区水位抬升,水面面积显著增加,对区域水文循环过程产生了一定影响。为揭示三峡水库蓄水前后水面面积及蒸发损失变化规律,选取三峡库区坝前至寸滩区间作为研究区,利用Landsat影像数据提取1982—2021年水面面积,分区建... 详细信息

三峡水库蓄水引起库区水位抬升,水面面积显著增加,对区域水文循环过程产生了一定影响。为揭示三峡水库蓄水前后水面面积及蒸发损失变化规律,选取三峡库区坝前至寸滩区间作为研究区,利用Landsat影像数据提取1982—2021年水面面积,分区建立水位与面积关系曲线,进而推求库区逐日水面面积。在估计三峡库区水面面积的基础上,结合站点潜在蒸发资料推求水面蒸发损失量。研究结果表明:2010年三峡水库全面运行后,坝前至寸滩库区平均水面面积由蓄水前的372.96km^(2),增加到761.31km^(2),较蓄水前增加了1.04倍。同时,三峡水库的蓄泄调节改变了库区河段原有的水文节律,使得库区水面面积的季节性变化特征较蓄水前发生了显著变化。蓄水后,冬季水面面积最大,平均为843.81km^(2),较蓄水前增加了1.89倍;秋季、春季次之,水面面积分别为818.73和735.28km^(2),较蓄水前分别增加了97.17%和1.28倍;夏季水面面积最小,为653.03km^(2),较蓄水前仅增加了39.06%。水库全面运行后,蒸发损失量随水面面积扩大而急剧增加,多年平均蒸发损失量由蓄水前的2.68亿m^(3)增加到5.65亿m^(3)。库区水面蒸发损失量的季节性节律较蓄水前并未发生实质性变化,春季蒸发损失量为1.26亿m^(3),较蓄水前增加了1.4倍;夏季仍是蒸发损失最大的季节,其蒸发损失量为2.11亿m^(3),较蓄水前增加了61.14%,但其占全年总蒸发损失的比重却由蓄水前的48.80%减少至37.32%;秋季蒸发损失量为1.49亿m^(3),较蓄水前增加了1.23倍;而冬季水面蒸发损失量为0.80亿m^(3),较蓄水前增加了3.34倍,其占全年总蒸发损失的比重也由蓄水前的6.85%增加至14.11%,该季节水面面积虽然最大,但其蒸发量仍然最小。本文研究结果有助于更加全面地揭示三峡水库运行对库区水文循环要素的影响。

关键词：三峡水库 Landsat影像水面面积蒸发损失

1985—2020年京津冀平原水面面积演变特征及归因分析

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水利学报 2023年第4期54卷 451-460页

作者：王庆明张越窦鹏赵勇李恩冲马梦阳流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038 水利部水利水电规划设计总院北京100120 北京市水科学技术研究院北京100048

在国家复苏河湖生态环境的要求下,分析京津冀平原区长序列水面面积变化特征及变化原因,有助于科学制定区域生态补水量及预测补水效果。研究通过3期土地利用数据融合确定了京津冀平原区的水域面积,基于GEE(Google Earth Engine)云平台提... 详细信息

在国家复苏河湖生态环境的要求下,分析京津冀平原区长序列水面面积变化特征及变化原因,有助于科学制定区域生态补水量及预测补水效果。研究通过3期土地利用数据融合确定了京津冀平原区的水域面积,基于GEE(Google Earth Engine)云平台提取了1985—2020年京津冀平原区长序列水面面积,并分析了水域面积填充率及水面面积演变原因。结果表明,京津冀平原区水面面积呈增加趋势,与1985年相比,2020年中部平原区水域面积填充率由3.6%增加到18.5%,滨海平原区水域面积填充率由30%增加到45%;生态补水是河湖水面面积增加的主要原因,2020年较2001年中部平原区水面面积增加了176 km 2,本地和南水北调生态补水的贡献占到84%。进一步以河湖复苏为目标,从水域面积填充率的角度设置了不同情景,分别估算了不同情景下的河湖生态需水量,为未来生态补水计划提供参考。研究成果系统分析了京津冀平原区水面现状及生态补水的效果,对京津冀平原区开展合理河湖复苏措施具有重要意义。

关键词：水域面积水面面积 GEE云平台填充率生态补水

近40年洞庭湖区内湖水面面积变化及其驱动因素

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湖泊科学 2019年第3期31卷 755-765页

作者：高耶谢永宏邹冬生侯婷娟李正最湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 湖南省水文水资源勘测局长沙410007 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所洞庭湖湿地生态系统观测研究站岳阳414018 郴州市水文水资源勘测局郴州423000

选择1979-2016年间多时期、多类型、多光谱遥感数据,分析评价洞庭湖区内湖近40年的面积变化.结果表明,最近40年洞庭湖区内湖面积保持相对稳定,丰水期间呈上升趋势,枯水期间波动下降,2016年内湖总面积比1980s初减少3.94%.随着湖泊面积增... 详细信息

选择1979-2016年间多时期、多类型、多光谱遥感数据,分析评价洞庭湖区内湖近40年的面积变化.结果表明,最近40年洞庭湖区内湖面积保持相对稳定,丰水期间呈上升趋势,枯水期间波动下降,2016年内湖总面积比1980s初减少3.94%.随着湖泊面积增加,湖泊水面面积变化的比例和幅度逐渐减小,大型湖泊(>10 km2)和中型湖泊(5～10 km2)面积相对稳定,小型内湖(面积变化尤为剧烈.内湖水面面积主要受降雨、蒸发等气候因素和生产生活取水、防洪排涝和退田还湖等人为活动调控. 1980-2000年和2001-2015年两个时期,洞庭湖区多年平均降雨量呈现不同程度的下降趋势,多年平均蒸发量明显上升.三峡工程运行后,三口分流衰减,但水资源需求量不断增长,退田还湖和留蓄雨洪作为水资源使得丰水期间内湖水面面积增长,气候变化和水资源开发利用导致枯水期水面面积趋于减少.有必要加强洞庭湖区内湖的研究和保护,适当退田还湖提高湖泊率,优化三口水系格局,实施河湖水系连通工程,缓解洞庭湖区季节性水资源紧张问题.

关键词：洞庭湖区内湖遥感监测水面面积

基于遥感影像的乌梁素海水面面积及水量变化研究

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人民黄河 2023年第S1期45卷 22-23页

作者：李帅曲伟张婷婷姚远沈阳农业大学辽宁沈阳110866 中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱建造工程技术研究中心北京100038

基于高分系列卫星遥感数据,通过归一化差异水体指数(NDWI)提取水体,对乌梁素海2014—2021年水面面积变化情况进行研究分析,并结合DEM湖泊水面面积—库容统计数据推算乌梁素海水面库容量。结果表明:乌梁素海2021年水面面积比2014年减少0.... 详细信息

基于高分系列卫星遥感数据,通过归一化差异水体指数(NDWI)提取水体,对乌梁素海2014—2021年水面面积变化情况进行研究分析,并结合DEM湖泊水面面积—库容统计数据推算乌梁素海水面库容量。结果表明:乌梁素海2021年水面面积比2014年减少0.85%,面积变化保持相对稳定,但研究期内面积变化波动较大,最大减小量为2015年的346.8 km^(2)到2020年的317.24 km^(2),减小幅度为8.52%。相邻年间减小幅度最大为5.41%。水面面积最大增长量为2014年的334.86 km^(2)到2015年的346.8 km^(2),且为相邻年间最大的增长幅度(3.57%)。在2015—2020年期间,乌梁素海库容除2016—2017年和2018—2019年出现小幅度反弹外,整体呈现下降趋势。2014—2015年库容增长最大(0.22亿m^(3)),增长幅度为7%。

关键词：遥感水面面积水面库容曲线乌梁素海

1974-2016年青海湖水面面积变化遥感监测

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湖泊科学 2017年第5期29卷 1245-1253页

作者：骆成凤许长军曹银璇童李霞中国测绘科学研究院北京100830 青海省地理空间信息技术与应用重点实验室西宁810001

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的咸水湖和内陆湖,也是青藏高原东北部的重要水汽源,青海湖面积的动态变化是气候和周围生态环境状况的重要体现.本研究利用长时间序列中分辨率遥感影像数据,通过人工提取湖岸水涯线信息对青海湖水... 详细信息

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的咸水湖和内陆湖,也是青藏高原东北部的重要水汽源,青海湖面积的动态变化是气候和周围生态环境状况的重要体现.本研究利用长时间序列中分辨率遥感影像数据,通过人工提取湖岸水涯线信息对青海湖水面面积进行监测.结果显示:1974-2016年期间,青海湖面积总体上呈先减后增的变化趋势.2004年水面积最小,为4223.73 km^2,比1974年减少253.80 km^2.其中1974-1987年期间面积骤减;2000-2009年期间青海湖水面面积变化幅度相对较小,平均变化幅度为6.85 km^2.2009-2016年7 a间,水面面积增加了128.27 km^2.2012年青海湖面积骤增,比2011年8月同期增加65.12 km^2;同年6月和9月的面积变化为2002-2016年最大,达到59.18 km^2.湖东岸沙岛的湖岸线变化最为显著,1974-2004年岸线后退最大距离达4.59 km,2012年的年内最大变化距离为0.39 km.青海湖流域内降水补给增加,生态环境治理措施促使入湖河流径流量增大,是近年来湖水面积增加的主要原因.

关键词：青海湖水面面积遥感监测

近十年青海湖水面面积和水位变化规律及其成因

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青海科技 2022年第4期29卷 59-62页

作者：王威赵晓军周华坤青海省刚察县林业和草原局刚察812300 青海省海北州草原站西海镇812200 中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室西宁810008

利用2011年~2021年青海湖下社水文站水位观测资料及其青海湖流域气象观测资料,分析了青海湖水位变化特征和规律,明确了水位变化成因。发现:(1)2011年~2021年期间,青海湖水面面积总体呈上升趋势。(2)2011年~2021年期间,青海湖水位总体上... 详细信息

利用2011年~2021年青海湖下社水文站水位观测资料及其青海湖流域气象观测资料,分析了青海湖水位变化特征和规律,明确了水位变化成因。发现:(1)2011年~2021年期间,青海湖水面面积总体呈上升趋势。(2)2011年~2021年期间,青海湖水位总体上呈增加的变化趋势。(3)全球变暖背景下气候暖湿化形成的青海湖流域降水量增加是引起青海湖水面面积、水位变化的主要因素,同时流域植被恢复、冻土退化导致的径流量增加也是原因之一。文章将为青海湖区乃至青海湖流域的生态环境保护规划与管理提供科学依据。

关键词：青海湖水面面积水位气候暖湿化

基于哨兵2号与面深模型的小清河水深反演方法研究

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中国农村水利水电 2024年第4期 7-14页

作者：曾雪涛张艳军宋圆馨王逸凡刘鑫宇武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

利用卫星遥感技术反演水深是快速获取广域水深信息的重要手段。然而,水体中底质、广泛存在的泥沙等悬浮物质、叶绿素等水色影响物质导致传统光学卫星影像反演精度较低。为减小水色物质对水深反演精度的影响,基于数学模型与哨兵2号遥感影... 详细信息

利用卫星遥感技术反演水深是快速获取广域水深信息的重要手段。然而,水体中底质、广泛存在的泥沙等悬浮物质、叶绿素等水色影响物质导致传统光学卫星影像反演精度较低。为减小水色物质对水深反演精度的影响,基于数学模型与哨兵2号遥感影像,在分析不同断面类型河道水深与水面面积数学模型的基础上,提出了一种能够克服水色物质影响的水深反演方法。该方法通过对河道断面进行概化并分类,推导出河道面深模型,结合哨兵2号遥感影像确定数学模型中相关参数,得出可直接通过水面面积计算水深的表达式,可最大程度减小水色对遥感影像反演水深的影响。将其应用于小清河,该方法在黄台桥与石村水文站的水深反演绝对误差平均值分别为0.03 m与0.23 m,反演结果较为可靠。实验结果表明,提出的方法水深反演精度较高,不受水体水色的影响,可基于卫星遥感技术快速获取水体水深信息,有推广应用价值。

关键词：遥感水面面积水深小清河

三峡工程调节作用对洞庭湖水面面积(2000-2010年)的影响

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湖泊科学 2014年第1期26卷 37-45页

作者：袁敏李忠武谢更新梁婕赵新娜姜燕松彭也茹张艳湖南大学环境科学与工程学院长沙410082 湖南大学环境生物与控制教育部重点实验室长沙410082

以洞庭湖为研究对象,以11年(2000-2010年)Terra/MODIS 16 d最大值合成的植被指数数据产品集MOD13Q1和同期城陵矶水文监测站的水位数据为主要数据源,通过对NDVI和NIR分别设定阈值的方法,实现了洞庭湖水面面积的综合提取,分析了三峡工程... 详细信息

以洞庭湖为研究对象,以11年(2000-2010年)Terra/MODIS 16 d最大值合成的植被指数数据产品集MOD13Q1和同期城陵矶水文监测站的水位数据为主要数据源,通过对NDVI和NIR分别设定阈值的方法,实现了洞庭湖水面面积的综合提取,分析了三峡工程建设背景下,洞庭湖水面面积的年际变化特征和年内变化规律,再结合城陵矶水位数据,对水位与水面面积之间的定量关系进行了深入分析.研究结果表明:三峡工程的运行,很大程度上控制着洞庭湖的入湖水量,对洞庭湖防汛工作有利;在气候变化、三峡水库的共同影响下,洞庭湖区水面面积整体上呈减少趋势;水面面积与水位的拟合结果显示两者具有良好的相关性,其中2000-2003年两者的确定性系数达到0.975.

关键词： MODIS 水面面积三峡工程洞庭湖

基于GF_1卫星的丹江口水库水面面积-蓄水量-水位相关性研究

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南水北调与水利科技 2017年第5期15卷 89-96页

作者：孙建芸袁琳王新生李朋泽邹金秋湖北大学资源环境学院武汉430062 农业部遥感应用中心武汉分中心武汉430062 绍兴市城市规划测绘院浙江绍兴312000 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

基于GF_1卫星16m分辨率多光谱遥感数据及水文观测数据,通过计算NDWI水体指数来提取丹江口水库水面面积,并研究水面面积、水位与蓄水量三者之间的相关性,实现动态分析水库蓄水量变化情况,以期为"南水北调"提供决策支撑。研究发现:(1)南... 详细信息

基于GF_1卫星16m分辨率多光谱遥感数据及水文观测数据,通过计算NDWI水体指数来提取丹江口水库水面面积,并研究水面面积、水位与蓄水量三者之间的相关性,实现动态分析水库蓄水量变化情况,以期为"南水北调"提供决策支撑。研究发现:(1)南水北调中线首个调度年前后丹江口水库水面面积-水位,水位-蓄水量以及水面面积-蓄水量之间均为显著相关关系,且三对变量依次呈现明显的1次、2次、3次曲线关系,拟合曲线方程的决定系数分别达到0.976、0.999和0.980,因此可以根据其中一个已知变量预测其他两个未知量;(2)水面面积自2014年10月5日至2016年5月5日最大变化幅度相差180km^2,是影响周边环境变化的重要因素;(3)同时蓄水量在首个调度年内,于2014年11月初达到最大值204.10亿m^3,可调水量在16.53~78.93亿m^3范围内浮动,且年内整体变化平缓稳定,保证了2015调度年内南水北调中线工程的供水需求。

关键词：丹江口水库 GF_1卫星水面面积水位蓄水量