基于Landsat 8遥感数据的东洞庭湖湿地变化监测与分析

基于2013~2018年Landsat8-OLI 9个时相的遥感数据,采用湿地三类分级系统,以决策树分类法提取不同时间的湿地类型,结果表明:2013-2018年东洞庭湖湖泊草洲、泥滩地和水域面积呈现动态变化,其中草洲面积平均714km²、泥滩地面积平均81km²、水域面积平均502km²;湖区草洲和水体面积占比大,且此消彼长,草洲面积平均占比55.1%,水域面积平均占比38.7%,泥滩地面积最少平均占比仅6.2%;水位变化是湖区草洲出露面积的主控因素,随水位升高,草洲出露面积逐渐减小,且在典型高低水位下草洲空间分布差异明显,高水位下主要分布在南部柴下洲和北部藕池河一带地形较高区域,而低水位条件下湖区大部分草洲面积分布广泛,其面积占湖区总面积的74%。成果进一步验证了东洞庭湖不同水情下的湿地景观格局。     

小冰期以来中国季风温水川对全球变暖的响应

中国的季风温冰川主要分布在青藏高原东南部,冰川覆盖面积为１３２０３ｋｍ＾２,占我国冰川总面积的２２．２％。由于这类冰川的特性,对气候变暖极为敏感,自小冰期最盛时（１７世纪）以来,温冰川区平均升温０．８℃,冰川面积减小相当现代面积的３０％,为３９２１．２ｋｍ＾２,预估中国季风温冰川区２１００年的升温值２．１℃,届时冰川面积将减少７５％,达９９００ｋｍ＾２左右,考虑到降水增加趋势等因素,实际冰川退缩比     

加强管理保护沿海地质环境

江苏沿海大陆岸线长９５３．９ｋｍ,海岸带面积约３．５万ｋｍ＾３,滩涂面积５０００ｋｍ＾２,而且每年向外海新增土地两万多亩,还拥有举世瞩目的辐射状海底沙脊群,海平面以上部分就有４００ｋｍ＾２,是江苏省宝贵的后备国土资源。沿海地区是江苏新的经济增长点。改革开放以来,沿海地区经济的发展,加之地表水体的污染逐年严重,对优质地下淡水的开采逐年增加,原有的地质环境受到破坏,出现了地下水位下降,地下淡水资源减少     

鹤岗矿区煤层气资源评估与开发前景预测

鹤岗矿区面积２５２ｋｍ＾２，有效井田面积为１００．２１ｋｍ＾２，含煤地层厚８００～１０００ｍ，共含煤４０层，含煤系数为４．３～９．３％，大于３．５ｍ的煤层占７５％，中厚煤层占１９．２％，其中可采煤层和局部可采煤层计３６层，总厚度为３８．６～８５．８ｍ，赋存深度均在１２００ｍ以内，煤炭资源量２５６５Ｍｔ，资源量密度为１０．１８Ｍｔ／ｋｍ＾２，煤层瓦斯含量为９．４～１５．５ｍ＾２／ｔ，平均为１３ｍ＾３     

近50年鄱阳湖形态和水情的变化及其与围垦的关系

根据1954、1957、1961、1965、1967、1976、1984年量测的鄱阳湖高程与面积、容积关系,分析鄱阳湖不同时期的形态参数及其变化特征;统计年最高水位的变化,用以揭示水情变化特点。利用典型年交叉调洪计算结果,探讨围垦对洪水位的影响;建立洪水位围垦效应与围垦面积的关系,用以反映洪水位围垦效应随围垦程度而变化的规律;根据退垦效益与退垦面积的关系和湖区大中型圩堤的堤高现状,确定鄱阳湖退垦还湖面积。     

从苏北海岸的进退谈黄河泥沙利用问题

自１８５５年黄河改道北行至今,山东省的渤海湾海岸线向海方面推移了１９ｋｍ,黄河泥沙的造陆面积达２８２７ｋｍ＾２,而在处北部从双洋口至小丁港１５０ｋｍ的海岸线上共失去土地１３２０ｋｍ＾２以上。作者认为,可以疏通明清黄河故道作为引黄工程,利用黄河携带的大量泥沙淤积于黄海沿岸,以减缓黄海岸线的侵蚀,还可抑制黄河泥沙沉积而造成的渤海的淤积。     

山东省侵入岩岩石谱系单位划分序列

近十几年来，山东省先后开展并基硒完成了新一轮１：２０万区调修测工作，至“八．五”末累计完填图面积１１３０６ｋｍ＾２，１：５区调填面积为４９０６ｋｍ＾２，覆盖面积已达可填图区５７％左右。本文依据这些新成果，编制山东省侵侵入岩岩石系单位划分序列，作为侵入岩研究的一个方面的初步总结。     

泛滥平原沉积物的超低密度采样代表性研究（二）：统计学检验…

设计了１个采样点／１ｋｍ＾２，１个组样／４ｋｍ＾２，１个采样点／１００－１０００ｋｍ２／＾２和１个采样点／１０００－１０００ｋｍ６３３个层次的采样密度系统研究了泛滥平原沉积物的超低密度采样代表性。运用统计学原理对泛滥平原只物中３０－４０余种元素进行正态母体显著性检验，ｔ检验及对多元素总体的灰关联分析。     

潘谢矿区三维地震成果验证及经济评价

在全国煤炭系统淮南局率先应用三维地震进行采区勘探。１９９４年８月完成的“淮南谢桥煤矿采区三维地震勘探研究”取得了突破性进展与良好效果。截止１９９６年底推广应用到三个矿９个采区，勘探面积达１８．６５ｋｍ＾２。两年多的时间内掘出了１０个综采工作面，约１．６ｋｍ＾２的范围得到验证。     

洞庭湖中枯水期水情变化及其驱动因素

为揭示洞庭湖中枯水期水情变化特征及其驱动因素,采用长短期记忆神经网络模拟洞庭湖出湖流量及湖区水位,通过情境模拟开展水情变化归因分析。洞庭湖1992—2019年9—10月出湖流量大幅减少,主要受长江流量降低的影响。洞庭湖中枯水期水位主要呈下降趋势,其中9—10月平均水位在西洞庭湖、南洞庭湖降幅约1 m,在东洞庭湖降幅约2 m。地形变化对中枯水期水位主要起拉低作用,长江和流域四水流量变化在9—10月起拉低作用、在12月至次年3月起抬升作用,其中对东洞庭湖水位的影响相对更为显著。研究结果可为洞庭湖中枯水期水资源管理和湿地保护提供参考。     

三峡水库运行前后洞庭湖水资源量变化

为研究三峡水库运行前后洞庭湖水资源量变化情况,通过利用1994-2019年165个时相的多平台中高分辨率（15~30 m）卫星遥感数据,城陵矶多年日观测水位数据和洞庭湖区降水量、蒸发量等资料,采用掩膜处理、K-Means聚类分析提取水面信息,结合观测数据进行统计分析,研究了1994年以来洞庭湖水面面积与湖容变化情况.结果表明:三峡水库运行后洞庭湖年均水面面积由1 077.46 km2减少到857.13 km2,减幅达20.45%,但是2011年后当城陵矶水位大于26.34 m时水面有所增加;三峡水库对下泄量的调控在缓解洞庭湖洪涝灾害隐患的同时,也使得低枯水位提前1个月,且对洞庭湖枯水期的补给水量极其有限;三峡水库运行后洞庭湖湖容明显减小,且当城陵矶水位越高时,洞庭湖湖容减幅越大;当水位小于20 m时三峡水库运行前后两个时段的湖容逐渐接近.洞庭湖水资源量变化主要受出入湖径流影响,"四水"径流是影响洞庭湖水资源量的主要因素,"三口"径流的减少也对洞庭湖水资源量的变化起着重要作用.同时,湖区年均降水量的减少和蒸发量的增加也是引起洞庭湖水资源量减少的原因之一.研究成果为三峡工程运行后治湖思路调整、洞庭湖区水资源保护和长江流域生态修复提供了客观资料.      

三峡水库蓄水后长江中游水沙时空变化的定量评估

定量评价三峡蓄水后长江中游流域水文情势的时空变化,为长江中游生态保护和区域水资源管理提供科学依据。采用变化范围法分析了长江干流5个水文站的流量、含沙量日均数据,定量评估了三峡工程蓄水后,长江中游水沙变化度最大的江段和水文指标类别,及其对应的生态影响。研究结果表明三峡蓄水后,下游河道含沙量的变化度远大于流量,除城陵矶站外,含沙量较蓄水前有了大幅度下降,宜昌站的含沙量下降幅度达到了一个数量级,洞庭湖对长江干流含沙量有明显的调蓄作用。流量的变化度随着与大坝距离的增加而减小,且在7~11月流量下降幅度明显。这些水文节律的变化将影响下游鱼类产卵栖息地以及滞洪区水生生物与周边植被的生长。     

近60a来洞庭湖水位演变特征及其影响因素

基于1956-2015年洞庭湖主要控制站实测水文数据,运用Mann-Kendall检验法、主成分分析法对比分析了近60 a来洞庭湖东、南、西三个湖区水位演变特征及其影响因素。结果表明：从调弦口堵口至葛洲坝截流后,南咀和城陵矶站同流量下水位均升高,但南咀站平均水位受三口分流能力减弱而下降（0.03 m）,城陵矶站平均水位受湖盆泥沙淤积和长江干流顶托作用而上升（1.33 m）;三峡水库运行后,湖盆冲淤基本持平,湖泊同流量下水位基本不变,由于该时段长江流域整体为相对枯水期,因而与葛洲坝截流后相比湖泊年平均水位下降约0.31~0.58 m。近60 a来南咀站平均水位呈显著下降趋势（p<0.05）,而城陵矶站水位呈显著上升趋势（p<0.01）,说明湖泊水位影响因素作用存在空间异质性。洞庭湖年内水位存在涨（4-5月）~丰（6-9月）~退（10-11月）~枯（12月-次年3月）的变化特征,葛洲坝运行期丰水期水位上涨明显,三峡运行期各月水位均有下降,受水库调度方式影响7-10月水位降幅最大。洞庭湖流域降水量、四水入湖和出湖径流大小以及长江干流水情是洞庭湖水位变化的主要影响因素,三口来沙变异条件下的洞庭湖冲淤量变化是湖泊水位变化的次要因素。     

汉江水利工程与环境水文及测验方法研究

汉江干支流上多座水利枢纽工程的修建,使汉江众多水文站由天然水文进入受水利工程影响的环境水文,其水文情势完全受人工调节,水文要素之间关系复杂多变,这给水文测验和成果计算带来了很大的难度。为此,我们研究出了适合受汉江水利工程影响的环境水文测验方法,提出了水库下游测站输沙模数采用当年入库输沙量加区间来沙计算公式。其测验方法可供同类测站参考。     

雅鲁藏布江流域水文分区研究

青藏高原水系众多,水文站点稀疏,观测资料匮乏,通过水文分区可以将相似流域归为一类,实现其有限测站水文资料向无资料区移用以及达到站网优化设置的目标。以雅鲁藏布江流域(以下简称雅江)为研究对象,利用气象资料和反映下垫面条件的土地利用和地形等物理因子,采用主成分分析、K-Means聚类分析等方法对雅江进行水文分区研究。研究中,根据气候和地形的垂直特征,将雅江划分为5个水文分区,分别为高寒荒漠区、高原温带河谷区、高原峡谷稀林区、高原冰川雨雪区和亚热带山地多雨区,并阐述了各分区的特征。最后,采用斯米尔诺夫检验的方法,选取具有长序列水文资料的站点进行检验,论证了分区结果的合理性。此项成果可为雅江无资料流域水文预测提供依据。     

河口三角洲元素含量与矿产资源--以湘资沅澧为例

基于在研究前人洞庭湖冲积平原区土壤测量资料时发现湘江、资水、沅江、澧水河口三角洲土壤中有明显的成矿元素聚集,且成矿元素的种类、含量与流域内的矿产种类、储量大小密切相关等的资料,以及6年来已经在湘江流域发现了一处巨型锡矿,铜、金矿勘查取得了重大进展的成果,对湘江、资水、沅江、澧水的三角洲及洞庭湖平原长江沉积物中的元素含量做进一步的预测研究。研究结果表明:1)用河口三角洲沉积物中的元素含量减去背景值后的值与汇水盆地面积、厚度及岩石密度相乘的乘积可以大致预测数万平方公里流域内的矿产储量;2)将沉积物厚度分别规定为1.5m,2m,3m和5m,可大致体现不同地质工作程度所取得的储量;3)6年来锡储量的增加完全证实了预测的一定可靠性;4)利用湘江、资水、沅江、澧水河口三角洲元素含量预测上游流域内矿产储量的可行性,大胆探索了利用洞庭湖沉积物中成矿元素含量预测长江上游100余万平方公里汇水流域内的矿产储量。2004年谢学锦院士与挪威的J.Bogen和R.Ottesen开始酝酿一个全球大科学计划“沿世界主要河流的全球地球化学填图”。计划在世界主要大江大河及其支流的河口共采集2000～2500个组合样,分析其中71～76种元素及一些有机物的含量,用以迅速评估全球矿产资源潜力与环境现状。文章认为,     

1996~2017年枯水期地下水排泄对洞庭湖水量均衡的贡献及其时间变异性

地下水排泄在湖泊水量及营养盐均衡中发挥着重要作用,其中地下水向湖泊排泄的量化是关键,但目前对其时间变异性的研究却十分薄弱.针对这一科学问题,以长江中游重要调蓄湖泊-洞庭湖为例,通过收集1996~2017年洞庭湖流域的水文和气象数据,基于质量平衡模型,查明地下水排泄对洞庭湖水量均衡的贡献以及地下水向洞庭湖排泄强度随时间的变化.结果显示:（1）枯水期时地下水排泄量为（0.17~1.51）亿m3/d,地下水排泄强度为38.74~207.26 mm/d,地下水排泄对湖泊水量均衡的贡献为8.70%~30.37%;（2）地下水排泄量、地下水排泄强度、地下水排泄对湖泊水量均衡的贡献在1996~2017年间均呈现出明显的先降低再升高的变化趋势,三峡水库蓄水后至三峡工程全面竣工初期的地下水排泄相较于三峡水库蓄水前和三峡工程全面运行后显著降低;（3）三峡工程运行对长江水位及地下水位的改变可能是引起湖底地下水排泄时间变异性的重要原因.为洞庭湖区域的水量均衡提供了新的认识,也为今后洞庭湖区域水资源开发利用和区域生态安全管理提供了理论支撑.      

洞庭湖平原水网区地表产水量计算

洞庭湖区河湖水网密布，纵横交错，各水量之间交换关系复杂，为准确评价该区水资源量，根据水量平衡的原理，依据相关的水文气象资料。将湖区下垫面分为水面、水田、不透水面和陆面等4部分，根据其不同的特点分别提出不同的产水量计算方法。建立了具有一定物理概念的产水计算模型，并在湖南省洞庭湖纯湖区的3个四级区套县的各部分天然年产水量计算中得到应用，对于水网地区的地表水资源量的计算具有一定的参考价值。     

长江中下游水沙数值模拟研究

根据长江中下游水沙运动特征,采用水动力学、河流动力学和数值模拟技术相结合的技术途径,建立了一、二维混合的非恒定流非均匀沙非平衡输沙的数学模拟模型,对长江中下游干流、河网区和洞庭湖水沙运动及其河床变形进行了数值模拟,并在水沙模拟的范围内着重对河网区内水沙动边界的处理、河网汊点分流分沙计算模式、动床阻力和河湖交换模式等问题进行了讨论,提出了解决问题的途径和技术处理方法.为了验证模型的适应性和有效性,采用1981年至1989年10年长江中下游水文资料对所建模型进行了检验,模拟结果较好地反映了长江中下游干流、河网区和洞庭湖水沙输运特征和河道冲淤的宏观效应.     

三峡水库蓄水期洞庭湖出湖水量变化

基于长江与洞庭湖一、二维耦合水动力模型,模拟了三峡水库蓄水前后洞庭湖湖区的水文过程,定量分析了蓄水期三峡水库蓄水与洞庭湖出湖水量的响应关系。结果表明:蓄水期三峡水库蓄水减少了荆江三口进入洞庭湖的水量,同时也改变了洞庭湖湖容变化的速度;相比还原情况,各典型年下9-10月洞庭湖出湖水量均明显减少,且10月份减少幅度大于9月份,11月变化不显著;9-10月荆江三口水量变化是洞庭湖出湖水量变化的主导因素,而11月主导因素是湖容的变化。通过多元回归分析,构建了三峡水库蓄水量与洞庭湖出湖水量、湖容变化量的响应关系,在湖容不变情况下,洞庭湖出湖水量减少量约为三峡水库蓄水量的23%。