烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積變化趨勢(shì)

王晴

摘要 利用2015—2021年GF1號(hào)衛(wèi)星遙感資料分析烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積。結(jié)果表明：（1）烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積逐月呈波動(dòng)變化，總體趨勢(shì)為波動(dòng)上升;庫(kù)區(qū)每年河床裸露面積最大，基本上出現(xiàn)在每年11月和12月，庫(kù)區(qū)每年河床裸露面積最小基本上出現(xiàn)在每年4月和5月。（2）烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積年內(nèi)季變化趨勢(shì)為：烏海湖建成以來2015—2021年各季度的裸露面積由小到大依次是：春季（3—5月）、冬季（12—2月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）。（3）烏海湖庫(kù)區(qū)河床年平均裸露面積整體呈上升趨勢(shì)，其中2015—2018年年平均裸露面積變化不大，2019—2021年裸露面積整體高于2015—2018年，且裸露面積波動(dòng)變化，但波動(dòng)程度不大。

關(guān)鍵詞 裸露面積;GF1;烏海湖;遙感

中圖分類號(hào)：TV147 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2022）03–0146–03

黃河烏海段沿甘德爾山與五虎山間，由南北奔流而過，流經(jīng)烏海市105 km[1]。2014年后在黃河烏海段上修建海勃灣水利樞紐大壩，在包蘭鐵路烏達(dá)鐵橋以上至黃河水利樞紐大壩河面增寬，河面增寬處水勢(shì)較緩，河水變淺，河心沙灘增多。本次研究河床裸露面積變化就是由在黃河上修建水利樞紐大壩增寬河面形成的烏海湖區(qū)域[2]。

1 資料與方法

遙感技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，近年來，在水域方面的應(yīng)用也越趨成熟，常用于調(diào)查水域面積、水域深度等有關(guān)水體特征向量[3-4]。本文主要以烏海湖區(qū)域范圍2015—2021年高分1號(hào)（GF1）影像為數(shù)據(jù)源，對(duì)烏海湖裸露面積進(jìn)行提取[5]。

2 烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積的變化趨勢(shì)

2.1 烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積的逐月變化趨勢(shì)

由圖1可知，烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積逐月呈波動(dòng)變化，總體趨勢(shì)為波動(dòng)上升[6]。裸露整體有3種狀態(tài)：（1）裸露面積小于5 km2的平穩(wěn)狀態(tài);（2）裸露面積呈現(xiàn)5～20 km2之間的大幅度波動(dòng)狀態(tài);（3）異常的單個(gè)高值點(diǎn)裸露面積>20 km2。2015年1—10月裸露面積為平穩(wěn)狀態(tài)，其中1—3月呈小幅下降趨勢(shì)，3—10月變化幅度較小;2015年11—2016年1月裸露為大幅度波動(dòng)狀態(tài)，其中2015年11月激增至該年裸露最大面積;2016年2—9月裸露面積為平穩(wěn)狀態(tài)，其中2—5月有小幅波動(dòng)，6—9月裸露面積小、變化幅度也較小;2016年10—2017年1月裸露面積呈大幅度波動(dòng)狀態(tài)，其中2016年11月的裸露面積最大;2017年2—2018年10月為平穩(wěn)狀態(tài)，其中除2017年3月、12月和2018年7月裸露面積突然激增至波動(dòng)狀態(tài)區(qū)間，其中2017年3月的裸露面積最大;2018年11—2019年10月為大幅度波動(dòng)狀態(tài)，其中除2019年4—5月處于平穩(wěn)狀態(tài)區(qū)間，2018年12月的裸露面積最大;2019年11—12月處于異常的單個(gè)高值點(diǎn)，其中2019年12月的年內(nèi)裸露面積最大;2020年2月大幅度波動(dòng)狀態(tài);2020年3—6月處于平穩(wěn)狀態(tài);2020年7—9月處于異常的單個(gè)高值點(diǎn)，其中除2020年8月處于大幅度波動(dòng)狀態(tài)區(qū)間，其中2020年7月的裸露面積最大;2020年10—12月處于大幅度波動(dòng)狀態(tài);2021年1—2月處于平穩(wěn)狀態(tài);2021年3月處于異常的單個(gè)高值點(diǎn);2021年4月處于平穩(wěn)狀態(tài);2021年5—7月處于大幅度波動(dòng)狀態(tài);2021年8月處于異常的單個(gè)高值點(diǎn);2021年10月處于大幅度波動(dòng)狀態(tài);2021年11月處于異常的單個(gè)高值點(diǎn)，其中2021年11月的裸露面積最大。

從上述分析可知，烏海湖庫(kù)區(qū)每年河床裸露面積最大基本上出現(xiàn)在11月和12月，庫(kù)區(qū)每年河床裸露面積最小基本上出現(xiàn)在4月和5月;2019后除春季（3—5月）外，其他絕大多數(shù)時(shí)間河床裸露大于5 km2，而2019年前除11月和12月外，絕大多數(shù)時(shí)間裸露都小于5 km2。

2.2 烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積的年內(nèi)季變化趨勢(shì)

由圖2可知，烏海湖年內(nèi)裸露面積季節(jié)特點(diǎn)比較明顯，且2019年前后裸露情況大不同，因此分析烏海湖庫(kù)區(qū)裸露面積季節(jié)變化趨勢(shì)[7]?？傮w來看，烏海湖2015—2021年各季度的裸露面積由小到大依次是：春季（3—5月）、冬季（12—翌年2月）、夏季（6—8月）和秋季（9—11月）。從分時(shí)間段來看，烏海湖建成初期（2015—2018年）各季度中裸露面積由小到大依次是：夏季（6—8月）、春季（3—5月）、秋季（9—11月）和冬季（12—2月）;烏海湖建成相對(duì)后期（2019—2021年）各季度的裸露面積由小到大依次是：春季（3—5月）、冬季（12—2月）、夏季（6—8月）和秋季（9—11月）。由此能夠明顯看出2019年至今河床各季度裸露面積均明顯高于初期（2015—2018年）。

2.3 烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積的年變化趨勢(shì)

由圖3可知，烏海湖庫(kù)區(qū)河床年平均裸露面積整體呈上升趨勢(shì)，其中2015—2018年年平均裸露面積變化不大，2019—2021年裸露面積整體高于2015—2018年，且裸露面積波動(dòng)變化但波動(dòng)程度不大。年內(nèi)最小裸露面積逐年變化不大，呈穩(wěn)定狀態(tài);年內(nèi)最大裸露面積逐年變化明顯，整體呈上升趨勢(shì)，2015—2018年上升幅度小于2018—2021年。按現(xiàn)有衛(wèi)星資料數(shù)據(jù)分析，自2015年至今裸露面積極大值為40.4144 km2，出現(xiàn)在2020年7月29日;裸露面積極小值為0.055 2 km2，出現(xiàn)在2015年5月23日。

2.4 烏海湖不同水位下輪廓面積變化的監(jiān)測(cè)分析

烏海湖是受水利樞紐大壩調(diào)控水位的人工湖，不同水位下湖的水域輪廓面積會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，造成不同影響，因此對(duì)湖水的水域輪廓面積進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析十分必要。不同水位烏海湖輪廓形態(tài)如圖4所示，庫(kù)區(qū)水位基本在1 069～ 1 076 m之間變化，核心區(qū)輪廓面積在59.323 8～82.549 9 km2之間變化。

由圖5可知，烏海湖的水位與外圍輪廓面積呈正相關(guān)趨勢(shì)，隨水位升高，外圍輪廓面積擴(kuò)大。主要輪廓變化區(qū)域?yàn)闉鹾：鱾?cè)上段和下段，其余位置輪廓變化不明顯，西側(cè)的上段為烏海湖設(shè)計(jì)開發(fā)的旅游小島項(xiàng)目。通過分析可知，當(dāng)水位<1 074 m時(shí)，旅游島周圍區(qū)域?qū)⑷柯懵叮粺o法通過，故而無法產(chǎn)生沙水相連的設(shè)計(jì)旅游項(xiàng)目的效益，對(duì)水域的輪廓面積影響大。而當(dāng)水位<1 073 m時(shí)，西側(cè)下段將形成與河岸相連的成片次生濕地或裸露;水位≥1 073 m時(shí)，雖然也存在次生濕地或裸露，但未與河岸相連，對(duì)水域的輪廓面積影響也相對(duì)較大。建議水位降至1 073 m或1 074 m時(shí)，相關(guān)部門要發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施通知。

3 研究結(jié)論

（1）烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積的逐月呈波動(dòng)變化，總體趨勢(shì)為波動(dòng)上升;庫(kù)區(qū)每年河床裸露面積最大基本上出現(xiàn)在11月和12月，庫(kù)區(qū)每年河床裸露面積最小基本上出現(xiàn)在4月和5月[8]。

（2）烏海湖庫(kù)區(qū)河床裸露面積的年內(nèi)季變化趨勢(shì)為：總體來看，烏海湖建成以來2015—2021年各季度的裸露面積由小到大依次是：春季（3—5月）、冬季（12—2月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）[9]。分時(shí)間段來看，烏海湖建成初期2015—2018年各季度的裸露面積由小到大依次是：夏季（6—8月）、春季（3—5月）、秋季（9—11月）、冬季（12—2月）;而烏海湖建成相對(duì)后期的2019—2021年各季度的裸露面積由小到大依次是：春季（3—5月）、冬季（12—2月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）。

（3）烏海湖庫(kù)區(qū)河床年平均裸露面積整體呈上升趨勢(shì)，其中2015—2018年年平均裸露面積變化不大，2019—2021年裸露面積整體高于2015—2018年且裸露面積波動(dòng)變化但波動(dòng)程度不大[10]。

（4）當(dāng)水位<1 074 m時(shí)，旅游島無法產(chǎn)生沙水相連的設(shè)計(jì)旅游效益[11];當(dāng)水位<1 073m時(shí)，西側(cè)下段將形成與河岸相連的成片次生濕地或裸露。建議水位降至1 073 m或1 074 m時(shí)相關(guān)部門要發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施通知。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Change Trend of Exposed Area of Riverbed in Wuhai Lake Reservoir Area

WANG Qing （Wuhai Meteorological Bur-eau， Wuhai， Inner Mongolia 016040）

Abstract Based on the remote sensing data of GF1 satellite from 2015 to 2021， the exposed area of riverbed in Wuhai lake reservoir area is analyzed. The results showed that： （1） the exposed area of riverbed in Wuhai lake reservoir area fluctuated month by month， and the overall trend was fluctuating and rising; The largest exposed area of riverbed in the reservoir area basically occured in November and December every year， and the smallest exposed area of riverbed in the reservoir area basically occured in April and may every year. （2） The annual and seasonal variation trend of the exposed area in wuhai Lake reservoir area was as follows： Since the completion of Wuhai Lake in 2015-2021， the exposed area in each quarter from small to large was spring （March to May）， winter （December to February）， summer （June to August） and autumn （September to November）. （3） The average annual exposed area of riverbed in Wuhai lake reservoir area showed an upward trend as a whole. The average annual exposed area changes little from 2015 to 2018. The exposed area from 2019 to 2021 was higher than that from 2015 to 2018， and the exposed area fluctuates， but the fluctuation degree was small.

Key words Bare area; GF1; Wuhai Lake; Remote sensing