發(fā)布時間：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)。鄱陽湖是我國最大的淡水湖,其水位-面積關(guān)系對研究鄱陽湖生態(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湖漲水與退水過程對其水位與面積的影響,也因此無法從根本上合理解釋鄱陽湖在同一水位下出現(xiàn)多個湖面面積且差異較大的現(xiàn)象。本文通過EFDC水動力模型獲取對應(yīng)的湖面面積數(shù)據(jù),并與實測的水文站水位數(shù)據(jù)相結(jié)合,在通過遙感影像解析了鄱陽湖漲水與退水過程對其水位-面積關(guān)系影響的基礎(chǔ)上,統(tǒng)計分析了漲水與退水過程的鄱陽湖典型年份實測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湖星子、都昌、棠蔭和康山等4個不同空間位置水文站水位與湖泊水面面積的統(tǒng)計關(guān)系時,4個站點中星子站的水位與湖泊水面面積關(guān)系最好。(2)在對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,呈現(xiàn)出典型的“湖相型”特征,而在小于該水位時,則呈現(xiàn)出典型的“河相型”特征。(3)鄱陽湖水面面積與水位關(guān)系存在不確定性,主要受鄱陽湖漲水與退水過程中鄱陽湖水面比降不同,導(dǎo)致鄱陽湖存在水位空間分布差異,使其在同一水位下出現(xiàn)多個水面面積。(4)在同一水位條件下,漲水過程中鄱陽湖水面面積往往大于退水過程的水面面積,同時水面面積的增減變化與漲水退水的幅度變化趨勢呈一致性,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)漲水與退水過程對鄱陽湖水位與面積的影響主要表現(xiàn)在中低水位,隨著水位增長到高水位時,這種影響會越來越小。(6)在漲水與退水過程的典型年份水位與面積關(guān)系分析中,通過漲水與退水過程分區(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)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P343.3
【部分圖文】：

2 研究區(qū)概況鄱陽湖是我國第二大湖泊（僅次于青海湖），其面積在我國淡水湖泊中位列第一。鄱陽湖經(jīng)緯坐標為 28°22′~29°45′N，115°47′~116°45′E，位于贛北部及長江中下游南岸。鄱陽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。鄱陽湖湖體通常以處于都昌和吳城之間間的松門山為界，分為南部湖區(qū)和北部湖區(qū)（或東鄱湖與西鄱湖）。松門山西北為北部湖區(qū)，湖面狹窄修長向北延伸至長江主干道，實際上是一狹長通江水道，長達 40 km，寬均 3~5 km，最窄處約 2.8 km。松門山東南為南部湖區(qū)，湖面水域遼遠開闊，實為鄱陽湖區(qū)主體，長達 133 km，最寬處達 74 km[28]。鄱陽湖處于平水位時，其湖面往往高于長江主干道水面，湖水由南向北經(jīng)湖口灌入長江。經(jīng)鄱陽湖的調(diào)蓄后，其入湖河流的洪峰可減弱15～30%，從而減輕了長江洪峰對其中下游沿岸的侵襲與威脅。

基于 EFDC 模型的鄱陽湖水位與湖面面積關(guān)系分析合理的比例系數(shù)，使在一個模擬的水文周期中，入流量與出流量大致持平；此外，鄱陽湖的地下水僅占湖泊總水量的 1.3％[43]，且湖區(qū)地下水的觀測數(shù)據(jù)較少，因此，地下水問題暫不考慮。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、萬家埠、都昌、康山、棠蔭、龍口、星子、梅港和鄱陽等 15 個雨量站逐日降雨數(shù)據(jù)，鄱陽縣、都昌縣、星子縣、南昌縣、九江縣、永修縣、德安縣、余干縣等 9 個縣氣象站的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、相對濕度、干球與濕球溫度、云量等逐日數(shù)據(jù)（氣象站位置見圖 4-1）。

圖 4-2 鄱陽湖水動力模型的基本參數(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 模型的率定與驗證由于全時段模擬工作量太大，又比較耗費時間，所以選取 2000 年 1 月 1日至 7 月 31 日之間的 7 個月時間作為鄱陽湖二維水動力模型的率定時期，該時間段包含了鄱陽湖的豐水期和枯水期，這有利于在率定過程中觀測模型對高水位與低水位的模擬效果，同時也有利于提高模型率定的效率，并考驗?zāi)Ｐ偷倪m用性。模型的模擬采用內(nèi)模式與外模式結(jié)合的方法進行，當(dāng)存在倒灌時采用內(nèi)模式，無倒灌時則采用外模式；模擬的時間步長采用自適應(yīng)時間步長模式，自適應(yīng)時間步長的基本增量為 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)判斷的時間步長是模型運行過程中涉及的水陸漫灘區(qū)域運動邊界干濕格網(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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本文編號：2879258