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近10年鄱阳湖湖区洪水面变化及影响区域分析*

2018-07-26

九江学院学报(自然科学版) 2018年2期
关键词:南昌县鄱阳湖南昌市

李 丽 曹 铭

(1广西师范大学环境与资源学院 广西桂林 547004;2九江学院旅游与国土资源学院 江西九江 332005)

鄱阳湖位于江西省北部、长江中下游南岸,是长江中下游五大平原之一。[1]但因鄱阳湖主要补给支流抚河、赣江等均处于东亚季风区,降水集中于夏季,且与长江汛期相隔甚短,致使鄱阳湖丰水期水量丰富,导致夏季洪灾频发。[2]由于遥感技术的大面积同步观测、时效性和经济性等特点,被广泛用于洪灾监测研究。例如1995年洪水时期,中科院利用机载雷达对鄱阳湖的受灾情况进行监测,这也是江西首次利用遥感技术进行洪灾监测。[3]1998年洪水期间,国家测绘局通过机载传感器对鄱阳湖区洪峰经过时的淹没状况进行监测,获取了高精度的洪水淹没资料。[4]文章利用陆地卫星影像提取鄱阳湖区近10年的洪水面信息,在分析鄱阳湖洪水面变化规律的基础上,确定易受洪灾影响区域。

1 研究区域及数据来源

1.1研究区域

文章所研究的鄱阳湖范围是指鄱阳湖、支流及人工湖在内的鄱阳湖水域,共包含了江西省九江市区、湖口县、都昌县、庐山市、星子县、永修县,上饶市鄱阳县、余干县,南昌市新建区、南昌县、进贤县10个县(市、区),见图1。

图1 研究区范围图

1.2数据来源及说明

基本影像中的鄱阳湖TM遥感影像数据详见表1,来源于地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)。

表1 洪水期影像数据

2 洪水面信息提取

2.1水体指数计算

徐涵秋[5]提出的改进归一化差异水体指数(MNDWI)利用短波红外与绿光波段的光谱差异来提取水体信息,效果较好。故文章选取MNDWI来进行水体指数计算,计算公式为:

2.2洪水面提取

文章所研究的鄱阳湖水域为鄱阳湖且包含其周边水库、支流等,但一景影像包含研究区以外的数据,故文章以研究区范围为基础对影像图进行裁剪,同时为除去其他地物影像,对影像图进行分割阈值限定,最终得出鄱阳湖2007年-2016年洪水面提取结果,得出近10年鄱阳湖洪水期水域面积,见图2。

图2 2007年-2016年鄱阳湖洪水面信息提取结果图

3鄱阳湖洪水面与影响区域变化分析

3.1总量变化

由对鄱阳湖洪水面信息提取图统计出近10年洪水期面积最小是2011年,仅3105.16km2;最大是2012年,为4691.85km2。其中2010年、2012年等几个年份因当年强降水天气较多,水量丰富,面积均超过4000km2,给鄱阳湖城市发展的防洪救灾带来了严峻的考验。

3.2年际变化分析

依据近10年鄱阳湖洪水面信息提取影像图,文章通过对相连两年洪水面进行地图代数运算,得出鄱阳湖相连两年水域影像叠加图,并借此分析出洪水面主要变化趋势,见图3。

图3 洪水面变化结果图

结合图3与历年鄱阳湖气象分析,各年份水域面积变化与鄱阳湖区域季节性降水有着密切关系。2007年,受超强台风“罗莎”影响降水较多,鄱阳湖洪水期水域面积较大。相比2007年,2008年鄱阳湖区夏季降水较少,湖区整体下降,尤其以西部、西南部洪水面减少最多。2009年鄱阳湖西部、南部水域继续缩小。2010年,江西出现连续性暴雨,鄱阳湖超警戒水位,西部地区水域明显增加,主要包括了南昌市新建区、九江市永修县、上饶市余干县。2011年鄱阳湖洪水面较小,以西部水域面积减少最多,其次减少较多的为南部地区,东部、北部变化较小。2012年由于降水量较大,鄱阳湖洪水面积明显增加,洪水面主要增加区域在西部、南部,且经过提取得出2012年洪水面为10年最大,达到4691.85km2。2013年鄱阳湖洪水期除北部与长江接壤地区受长江顶托作用,九江市及庐山市水域面积有所增加,西部、南部、东部洪水面均有所减少,尤其是西部地区,洪水面积减少最多。2014年,受南部支流径流量与降水量影响洪水面积有所增加,东部、南部水域面积变化较小,北部星子县内鄱阳湖洪水面有所减少,但减少面积不大。2015年,鄱阳湖区洪水面积缩小较为明显,主要减少为南昌市新建区、南昌县、进贤县、上饶市余干县和九江市永修县,灾害影响较小。2016年,受台风等自然灾害影响,降水量猛增,鄱阳湖洪水面扩展明显,主要增加区域在南部和西部,包含了南昌市新建区、南昌县、进贤县以及九江市永修县4个县区。

综合所述,近10年变化较大区域集中在鄱阳湖西部、南部地区,受影响较大的行政区域是南昌市南昌县、新建区。

4结论与讨论

鄱阳湖是中国第一大淡水湖,影响着长江中下游诸多城市的发展。但鄱阳湖年际变化较大,且每年影响区域不同,加大了各城市防洪工作的难度。文章依据鄱阳湖2007年-2016年洪水期陆地卫星影像数据分析,得出以下结论:鄱阳湖近10年洪水期水域面积均在2500km2以上。通过鄱阳湖近10年洪水面变化图,得出鄱阳湖水域变化较大地区集中在西部、南部地区,确定了鄱阳湖洪水期对城市造成威胁较大的在南昌市新建区和南昌县。

文章虽对鄱阳湖洪水面进行了长时间统计,但所得结论仍有很多不足:该研究的鄱阳湖洪水面时间跨度较大,且研究区所需数据集中于夏季,雨量较多,卫星遥感数据受天气影响云量较大。为减少云量等其他地物研究区数据影响,文章选择了7月-8月中云量较少的影像数据,故洪水期存在偏差,洪水面数据提取与洪水不是100%吻合。

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