發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 13:45

　　 湖泊水位-面積關(guān)系是湖泊重要的生態(tài)特征之一,也是研究湖泊生態(tài)環(huán)境的重要參數(shù)。鄱陽(yáng)湖是我國(guó)最大的淡水湖,其水位-面積關(guān)系對(duì)研究鄱陽(yáng)湖生態(tài)環(huán)境的變化具有重要意義。目前研究所建立的鄱陽(yáng)湖水位-面積關(guān)系各異,都存在一定的不確定性,其原因在于都忽略了鄱陽(yáng)湖漲水與退水過(guò)程對(duì)其水位與面積的影響,也因此無(wú)法從根本上合理解釋鄱陽(yáng)湖在同一水位下出現(xiàn)多個(gè)湖面面積且差異較大的現(xiàn)象。本文通過(guò)EFDC水動(dòng)力模型獲取對(duì)應(yīng)的湖面面積數(shù)據(jù),并與實(shí)測(cè)的水文站水位數(shù)據(jù)相結(jié)合,在通過(guò)遙感影像解析了鄱陽(yáng)湖漲水與退水過(guò)程對(duì)其水位-面積關(guān)系影響的基礎(chǔ)上,統(tǒng)計(jì)分析了漲水與退水過(guò)程的鄱陽(yáng)湖典型年份實(shí)測(cè)水位與湖面面積之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,從而建立了更加合理的的鄱陽(yáng)湖水位與湖面面積關(guān)系。研究結(jié)果如下:(1)在分析不同年份下鄱陽(yáng)湖星子、都昌、棠蔭和康山等4個(gè)不同空間位置水文站水位與湖泊水面面積的統(tǒng)計(jì)關(guān)系時(shí),4個(gè)站點(diǎn)中星子站的水位與湖泊水面面積關(guān)系最好。(2)在對(duì)星子站水位與湖泊水面面積的關(guān)系分析中,水位與水面面積的關(guān)系均表現(xiàn)出明顯的非線性特征,尤其在水位高于15 m時(shí),呈現(xiàn)出典型的“湖相型”特征,而在小于該水位時(shí),則呈現(xiàn)出典型的“河相型”特征。(3)鄱陽(yáng)湖水面面積與水位關(guān)系存在不確定性,主要受鄱陽(yáng)湖漲水與退水過(guò)程中鄱陽(yáng)湖水面比降不同,導(dǎo)致鄱陽(yáng)湖存在水位空間分布差異,使其在同一水位下出現(xiàn)多個(gè)水面面積。(4)在同一水位條件下,漲水過(guò)程中鄱陽(yáng)湖水面面積往往大于退水過(guò)程的水面面積,同時(shí)水面面積的增減變化與漲水退水的幅度變化趨勢(shì)呈一致性,其漲水或退水幅度越大,水面面積增加或減少就越多,反之亦然。(5)漲水與退水過(guò)程對(duì)鄱陽(yáng)湖水位與面積的影響主要表現(xiàn)在中低水位,隨著水位增長(zhǎng)到高水位時(shí),這種影響會(huì)越來(lái)越小。(6)在漲水與退水過(guò)程的典型年份水位與面積關(guān)系分析中,通過(guò)漲水與退水過(guò)程分區(qū)的水位與水面面積關(guān)系模式的相關(guān)性及擬合精度,在不同年型中,都比原先未分區(qū)的有所提升。
【學(xué)位單位】：江西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：P343.3
【部分圖文】：

2 研究區(qū)概況鄱陽(yáng)湖是我國(guó)第二大湖泊（僅次于青海湖），其面積在我國(guó)淡水湖泊中位列第一。鄱陽(yáng)湖經(jīng)緯坐標(biāo)為 28°22′~29°45′N(xiāo)，115°47′~116°45′E，位于贛北部及長(zhǎng)江中下游南岸。鄱陽(yáng)湖湖體分屬于江西省的九江市、南昌市和上饒市。湖區(qū)地形四周高中間低，湖盆自東南向西北方向傾斜延伸[27]，比降 12 m 至 1 m 之間，湖岸線長(zhǎng)約 1200 km，湖泊形態(tài)系數(shù)為 109，發(fā)展系數(shù)（彎曲系數(shù)）為 6。鄱陽(yáng)湖湖體通常以處于都昌和吳城之間間的松門(mén)山為界，分為南部湖區(qū)和北部湖區(qū)（或東鄱湖與西鄱湖）。松門(mén)山西北為北部湖區(qū)，湖面狹窄修長(zhǎng)向北延伸至長(zhǎng)江主干道，實(shí)際上是一狹長(zhǎng)通江水道，長(zhǎng)達(dá) 40 km，寬均 3~5 km，最窄處約 2.8 km。松門(mén)山東南為南部湖區(qū)，湖面水域遼遠(yuǎn)開(kāi)闊，實(shí)為鄱陽(yáng)湖區(qū)主體，長(zhǎng)達(dá) 133 km，最寬處達(dá) 74 km[28]。鄱陽(yáng)湖處于平水位時(shí)，其湖面往往高于長(zhǎng)江主干道水面，湖水由南向北經(jīng)湖口灌入長(zhǎng)江。經(jīng)鄱陽(yáng)湖的調(diào)蓄后，其入湖河流的洪峰可減弱15～30%，從而減輕了長(zhǎng)江洪峰對(duì)其中下游沿岸的侵襲與威脅。

基于 EFDC 模型的鄱陽(yáng)湖水位與湖面面積關(guān)系分析合理的比例系數(shù)，使在一個(gè)模擬的水文周期中，入流量與出流量大致持平；此外，鄱陽(yáng)湖的地下水僅占湖泊總水量的 1.3％[43]，且湖區(qū)地下水的觀測(cè)數(shù)據(jù)較少，因此，地下水問(wèn)題暫不考慮。模型的氣象邊界條件包括渡峰坑、虎山、虬津、吳城、永修、李家渡、外洲、萬(wàn)家埠、都昌、康山、棠蔭、龍口、星子、梅港和鄱陽(yáng)等 15 個(gè)雨量站逐日降雨數(shù)據(jù)，鄱陽(yáng)縣、都昌縣、星子縣、南昌縣、九江縣、永修縣、德安縣、余干縣等 9 個(gè)縣氣象站的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、干球與濕球溫度、云量等逐日數(shù)據(jù)（氣象站位置見(jiàn)圖 4-1）。

圖 4-2 鄱陽(yáng)湖水動(dòng)力模型的基本參數(shù)(a)模型格網(wǎng)的正交性；(b)模型格網(wǎng)的分辨率Figure 4-2 the basic parameters of the hydrodynamic model of Poyang Lake(a) model grid orthogonality; (b) model grid resolution4.3 模型的率定與驗(yàn)證由于全時(shí)段模擬工作量太大，又比較耗費(fèi)時(shí)間，所以選取 2000 年 1 月 1日至 7 月 31 日之間的 7 個(gè)月時(shí)間作為鄱陽(yáng)湖二維水動(dòng)力模型的率定時(shí)期，該時(shí)間段包含了鄱陽(yáng)湖的豐水期和枯水期，這有利于在率定過(guò)程中觀測(cè)模型對(duì)高水位與低水位的模擬效果，同時(shí)也有利于提高模型率定的效率，并考驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪m用性。模型的模擬采用內(nèi)模式與外模式結(jié)合的方法進(jìn)行，當(dāng)存在倒灌時(shí)采用內(nèi)模式，無(wú)倒灌時(shí)則采用外模式；模擬的時(shí)間步長(zhǎng)采用自適應(yīng)時(shí)間步長(zhǎng)模式，自適應(yīng)時(shí)間步長(zhǎng)的基本增量為 1s。表 4-1 為模型主要參數(shù)的率定結(jié)果，表中網(wǎng)格的干濕深度和干濕狀態(tài)判斷的時(shí)間步長(zhǎng)是模型運(yùn)行過(guò)程中涉及的水陸漫灘區(qū)域運(yùn)動(dòng)邊界干濕格網(wǎng)判斷技術(shù)中的參數(shù)。其中格網(wǎng)干深和格網(wǎng)濕深分別是水陸漫
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