三峽庫區(qū)不同蓄水階段下江心洲的時(shí)空演變分析*

唐青青， 趙剛， 余勇， 季永月，嚴(yán)聆云， 溫兆飛， 曾思棟， 陳吉龍

1. 重慶交通大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院， 重慶 400074； 2. 中國科學(xué)院 重慶綠色智能技術(shù)研究院， 重慶 400717；3. 中國科學(xué)院 水庫水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 400717； 4. 重慶市水利局， 重慶 401147；5. 中國石油西南油氣田分公司重點(diǎn)地面工程建設(shè)項(xiàng)目部， 重慶401147

江心洲是基于有利的河道水勢， 由水下心灘逐漸發(fā)育成型的淤積體長期出露水面形成的穩(wěn)定洲體， 它的發(fā)育受泥沙等外源物質(zhì)的輸入、 流水的搬運(yùn)能力、 夾沙能力等的影響[1]， 是受到筑壩及庫區(qū)調(diào)節(jié)影響的重要河流地貌之一[2-4]． 隨著三峽庫區(qū)分階段蓄水， 水位的不斷抬升必然對(duì)江心洲的發(fā)育產(chǎn)生顯著的影響[5]． 一方面原有長江天然河道的部分江心洲被淹沒， 同時(shí)， 一些邊灘也可能隨著水位的抬升并經(jīng)過長期的切割形成新的江心洲[6-7]； 另一方面， “蓄清排渾”的運(yùn)行方式也使部分江心洲隨著水位的反季節(jié)變化而出露和淹沒． 在這種巨大的水位變化及庫區(qū)調(diào)節(jié)運(yùn)行的影響下， 庫區(qū)江心洲形態(tài)在時(shí)間及空間上都將發(fā)生明顯的變化， 對(duì)河道維穩(wěn)、 航道通行、 水陸交錯(cuò)、 生物棲息等方面都將產(chǎn)生重要的影響[8-10]．

近一個(gè)世紀(jì)以來， 國內(nèi)外學(xué)者借助實(shí)地觀測、 遙感影像、 理論概化模型、 數(shù)學(xué)模型等手段探討了分汊河道江心洲的形成與演變規(guī)律[11-13]． 大量學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)和短期的觀測研究了江心洲形態(tài)演變過程[14-16]． 但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都基于恒定流量、 河道寬度、 坡度以及均質(zhì)泥沙等穩(wěn)定環(huán)境和理想條件， 很多影響江心洲演變的環(huán)境因素未能考慮[17-18]． 近年來， 隨著數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展， 尤其是遙感和GIS的快速發(fā)展， 為多時(shí)相、 多尺度的江心洲的監(jiān)測與模擬提供了技術(shù)手段[19]， 對(duì)江心洲演變與模擬有了更深入的研究． Schuurman等[11]基于物理模型生成江心洲和分汊河段的水深、 流量和泥沙輸運(yùn)數(shù)據(jù)集， 并結(jié)合遙感數(shù)據(jù)建立了江心洲、 分汊、 河道之間的概念網(wǎng)絡(luò)模型． 劉曉芳等[20]采用水動(dòng)力的分析方法， 探究了江心洲達(dá)到平衡穩(wěn)定形態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的河流分沙及分流比例． Rasbold等[21]以沉積學(xué)為基礎(chǔ)， 確定了古環(huán)境中沙洲演變過程的標(biāo)志． Adami等[18]選取波長、 遷移率和高度等參數(shù)， 探究了阿爾卑斯萊茵河的江心洲近30年形態(tài)動(dòng)力學(xué)的時(shí)空變化特征． 長江作為我國第一大河， 在推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展中具有重要戰(zhàn)略地位， 其江心洲形態(tài)演變對(duì)維持河道穩(wěn)定、 提升黃金水道功能具有重要的意義． 然而在過去的30年內(nèi)， 三峽大壩的修建導(dǎo)致壩下水沙情勢發(fā)生了明顯的變化[22]， 改變了自然狀態(tài)下江心洲發(fā)育的水文條件． 已有眾多學(xué)者基于長期的水文觀測數(shù)據(jù)、 多時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)并結(jié)合模型模擬， 對(duì)大壩運(yùn)行前后長江中下游的江心洲也開展大量工作， 并已經(jīng)觀測到江心洲產(chǎn)生的一系列顯著的變化[4， 23]， 揭示了水沙情勢變化背景下壩下江心洲的演變過程[22]及響應(yīng)機(jī)制[23]． 而三峽庫區(qū)在巨大的水位變化及反季節(jié)水位波動(dòng)背景下， 江心洲形態(tài)演變過程及對(duì)水沙情勢的響應(yīng)與壩下不同[24]． 目前由于相關(guān)研究的缺乏， 對(duì)三峽庫區(qū)不同蓄水階段江心洲形態(tài)的變化特征及過程仍不明確．

因此， 本研究利用多時(shí)相的Landsat遙感數(shù)據(jù)源， 通過遙感反演和GIS空間分析， 提取了三峽庫區(qū)不同蓄水階段的江心洲數(shù)據(jù)， 構(gòu)建時(shí)空變化序列； 分析了不同蓄水階段江心洲數(shù)量、 面積、 形態(tài)、 位置的時(shí)空變化特征． 為進(jìn)一步揭示三峽庫區(qū)蓄水及反季節(jié)水位變化對(duì)庫區(qū)江心洲發(fā)育的影響機(jī)制提供支撐， 也為庫區(qū)江心洲整治規(guī)劃、 洲灘生態(tài)修復(fù)等提供科學(xué)依據(jù)．

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與階段劃分

三峽庫區(qū)位于長江上游， 東起湖北宜昌市， 西至重慶江津區(qū)(圖1)． 庫區(qū)的地形以山地與丘陵為主， 氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候， 多年平均氣溫在17～19 ℃， 年降水量1 000～1 800 mm． 三峽庫區(qū)正式運(yùn)行蓄水后， 形成從湖北宜昌至重慶江津的長約760多km， 總庫容約393億m2， 面積達(dá)1 084 km2的狹谷型庫區(qū)． 其地理位置介于東經(jīng)106°16′-111°28′， 北緯28°56′-31°44′， 涉及湖北和重慶的25個(gè)區(qū)縣． 三峽大壩修建之前， 庫區(qū)干流多急流險(xiǎn)灘， 水位落差大； 隨著庫區(qū)的分期蓄水， 急流險(xiǎn)灘已趨于平緩， 庫區(qū)正式蓄水后更是呈現(xiàn)高峽平湖的壯麗景觀．

審圖號(hào)： GS(2019)3333號(hào)圖1 研究區(qū)地理位置圖

三峽工程1997年成功實(shí)現(xiàn)大江截流， 壩前水位大約提高至84 m； 2003年6月三峽庫區(qū)完成一期蓄水目標(biāo)， 壩前水位達(dá)到139 m； 2006年10月三峽庫區(qū)完成二期蓄水， 成功蓄至156 m； 2008年9月三峽庫區(qū)開始試驗(yàn)性蓄水， 11月實(shí)現(xiàn)172 m目標(biāo)； 2009年9月完成第二次試驗(yàn)性蓄水175 m后， 于2010年正式運(yùn)行[24]． 因此， 根據(jù)三峽工程建設(shè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)和庫區(qū)水位變化特征， 將三峽庫區(qū)蓄水劃分為5個(gè)階段(表1)， 并選擇不同蓄水階段枯水期的長江干支流江心洲為研究對(duì)象， 揭示江心洲的演變過程．

表1 三峽庫區(qū)不同蓄水階段劃分

1.2 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

1.2.1 Landsat數(shù)據(jù)

本研究利用多時(shí)相的Landsat遙感影像提取江心洲的地物信息， 由于三峽庫區(qū)從大江截流至今正常運(yùn)行跨越20余年， 為保證不同階段數(shù)據(jù)的一致性、 數(shù)據(jù)的時(shí)空分辨率以及江心洲的提取精度， 首先， 數(shù)據(jù)應(yīng)盡量選擇云霧遮蓋少的時(shí)間段[4， 19]． 其次， 為減少因影像時(shí)相差異帶來的影響， 不同階段之間數(shù)據(jù)時(shí)間盡可能保持相對(duì)一致． 最后， 在Landsat衛(wèi)星16天重訪周期的影響下， 難以獲取不同條帶水位完全一致的影像， 所以盡可能選取水位在相近高度的影像． 因此根據(jù)三峽庫區(qū)水位變化的特性， 水位在建壩前冬低夏高， 建壩后冬高夏低， 選用冬季范圍在11月至次年3月的影像．

基于以上原則， 從地理空間數(shù)據(jù)云數(shù)據(jù)平臺(tái)選取并下載了30m空間分辨率的影像共計(jì)36景， 跨越Landsat衛(wèi)星第39至42條帶． 并在ENVI軟件中對(duì)影像進(jìn)行單波段提取、 假彩色合成、 幾何校正、 輻射定標(biāo)等一系列預(yù)處理， 為江心洲的遙感反演做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備．

1.2.2 水沙數(shù)據(jù)

三峽庫區(qū)的水位、 輸沙量、 淤積量等數(shù)據(jù)來自長江水文網(wǎng)(http： //www.cjw.gov.cn/zwzc/bmgb/)每年發(fā)布的長江泥沙公報(bào)及長江三峽集團(tuán)官網(wǎng)(https： //www.ctg.com./sxjt/sqqk/index.html)更新的水情情況．

1.3 研究方法

1.3.1 江心洲的遙感提取

采用自動(dòng)提取并輔以人工目視解譯的方法來實(shí)現(xiàn)江心洲形態(tài)特征的遙感反演． 利用歸一化差異水體指數(shù)(MNDWI)[25]初步實(shí)現(xiàn)江心洲的自動(dòng)提?。甅NDWI源于歸一化水指數(shù)(NDWI)， 通過綠光波段和中紅外波段的歸一化差值處理， 凸顯影像中的水體信息[26]． 但NDWI只考慮了植被， 存在一定的局限性， 徐涵秋[25]對(duì)NDWI進(jìn)行修正并構(gòu)建了MNDWI， 該指數(shù)已被證明是進(jìn)行江心洲遙感提取的有效手段[4， 19]， 其計(jì)算方法如下：

(1)

式中：ρGreen為綠光波段的地表反射率；ρMIR為中紅外波段的地表反射率[25]． 在ArcGIS軟件中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提取， 得到江心洲分布矢量文件． 由于不同時(shí)相的遙感影像自動(dòng)提取結(jié)果存在一定的差異， 加上三峽庫區(qū)水面運(yùn)行著大量船只， 自動(dòng)提取很容易將其判別為江心洲． 因此， 自動(dòng)提取完成后需輔以人工目視解譯， 并結(jié)合水位觀測等水文數(shù)據(jù)與不同時(shí)相的遙感影像， 剔除誤判信息， 優(yōu)化修正自動(dòng)提取的結(jié)果， 盡量提高江心洲提取的精度．

1．3 檢驗(yàn)儀器和方法 采用熒光酶免疫方法測定（FEIA）測定TSH值，熒光讀數(shù)儀和試劑盒均由芬蘭Lab－system公司提供。實(shí)驗(yàn)步驟按試劑盒內(nèi)說明操作。

1.3.2 江心洲的屬性測度

1) 面積和形狀指數(shù)

單個(gè)江心洲的面積與周長從ArcGIS中計(jì)算可得． 江心洲通常呈竹葉、 橢圓形等形狀[27]， 其長度和寬度的變化可直接反映橫向及縱向形態(tài)的調(diào)整， 長寬比(LWR)是斑塊長度與寬度的比值， 可以作為衡量江心洲的形態(tài)變化特征的一個(gè)綜合指標(biāo)[4，19]．

(2)

式中：L，W，LWR分別為每個(gè)江心洲洲體的長度、 寬度及長寬比，L為洲體的最大長度，W為洲體的最大寬度．

2) 重心遷移模型

重心遷移模型可以從時(shí)空上很好地描述江心洲的演變過程， 通過江心洲面積的重心遷移研究不同蓄水階段江心洲整體上的變化趨勢[28-29]．

(3)

(4)

式中：Xs，Ys分別為第s階段三峽庫區(qū)整體江心洲重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)；Asi為第s階段第i個(gè)江心洲面積；xi，yi分別為第i個(gè)江心洲幾何中心的經(jīng)緯度；n為江心洲斑塊總數(shù)． 已知不同蓄水階段的重心遷移所在位置， 可以計(jì)算出重心空間移動(dòng)距離， 重心年際空間移動(dòng)距離的測度公式如下：

(5)

式中：Ds′-s為重心變化的距離；s′為研究的起始蓄水階段；s為研究的終止蓄水階段； (Xs′、Ys′)，(Xs、Ys)分別為第s′年和s年的重心在研究區(qū)域的地理坐標(biāo)．

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2.2 不同蓄水階段庫區(qū)江心洲的時(shí)間變化特征分析

2.2.1 數(shù)量與面積變化特征

隨水位的不斷抬升， 庫區(qū)江心洲的數(shù)量及面積發(fā)生顯著變化(圖2)． 總體來看， 江心洲數(shù)量波動(dòng)較大， 在經(jīng)歷圍堰蓄水和一期蓄水后， 庫區(qū)江心洲總數(shù)量持續(xù)降低(圖2a)， 由自然狀態(tài)的150個(gè)降至一期蓄水后的89個(gè)． 而二期蓄水后江心洲數(shù)量增加至103個(gè)， 正常運(yùn)行后又略微下降至99個(gè)． 庫區(qū)干流中的江心洲數(shù)量(圖2b)從圍堰蓄水開始呈不斷降低的趨勢， 而支流中江心洲數(shù)量(圖2c)從二期蓄水開始， 急劇增加， 正常運(yùn)行后達(dá)到總數(shù)量的45.5%． 同時(shí)， 江心洲總面積(圖2d)隨著水位的抬升呈現(xiàn)急劇減少的趨勢， 由自然狀態(tài)下河道的最大總面積4 910.56 hm2降至正常運(yùn)行后的最小總面積3 214.6 hm2． 其中， 庫區(qū)干流中的面積(圖2e)與整個(gè)庫區(qū)的面積變化趨勢相似， 但支流中的面積(圖2f)在庫區(qū)正式運(yùn)行前變化不大， 正式運(yùn)行后面積急劇增加至288.07 hm2． 此外， 庫區(qū)江心洲面積主要分布在0.2～1 134 hm2， 在水文情勢巨大變化的影響下， 庫區(qū)江心洲的平均面積波動(dòng)較大． 而干流的平均面積遠(yuǎn)大于支流， 庫區(qū)正式運(yùn)行后達(dá)到最大平均面積， 分別為54.19 hm2和6.4 hm2． 平均面積的變化情況也更直觀地反映了庫區(qū)江心洲面積的集中趨勢．

圖2 三峽庫區(qū)江心洲數(shù)量及面積變化情況

不同規(guī)模江心洲的數(shù)量及面積變化趨勢如圖3所示， 從江心洲的數(shù)量來看， 小型江心洲數(shù)量最多， 占到了江心洲總數(shù)的55%以上， 尤其是庫區(qū)正式運(yùn)行后， 有70%以上的江心洲面積小于3 hm2． 其中， 二期蓄水后支流江心洲數(shù)量急劇增加， 主要由小型江心洲的變化導(dǎo)致． 雖然數(shù)量占主導(dǎo)， 但其面積占比較低， 平均占比不足2%． 隨水位抬升， 中型與大中型江心洲的數(shù)量及面積變化相似， 圍堰蓄水后略微增加， 一期蓄水后都顯著減少． 盡管大型江心洲的數(shù)量最少， 平均占比不足8%， 但面積仍然占優(yōu)勢， 各階段占比均達(dá)到76%以上， 由此可見， 其面積變化主導(dǎo)了不同蓄水階段江心洲整體面積的變化趨勢． 大型江心洲的出露面積隨著水位的抬升持續(xù)降低， 但庫區(qū)正常運(yùn)行后， 新生的大型江心洲出現(xiàn)， 面積達(dá)1 133.88 hm2(位于忠縣涂井鄉(xiāng))， 導(dǎo)致大型江心洲面積增加．

圖a單位： 個(gè)； 圖b單位： hm2圖3 三峽庫區(qū)不同規(guī)模江心洲數(shù)量及面積變化情況

2.2.2 形態(tài)變化特征

庫區(qū)江心洲的長寬比變化趨勢如圖4所示． 從整體來看(圖4a)， 不同蓄水階段的庫區(qū)江心洲長寬比處于不斷調(diào)整的狀態(tài)， 范圍介于1.01～10.22， 平均值分別為2.78，3.05，2.69，2.17，2.10． 其中， 圍堰蓄水后的江心洲長寬比最大， 而從一期蓄水后開始， 長寬比表現(xiàn)為持續(xù)減小的趨勢， 且分布范圍從散亂朝較為聚集的狀態(tài)發(fā)展． 表明隨蓄水位的抬升， 庫區(qū)江心洲整體由窄長趨向于相對(duì)短圓的形態(tài)． 此外， 江心洲的形態(tài)具有一定的規(guī)模效應(yīng)， 平均而言， 江心洲長寬比整體上從大到小依次為： 大中型、 中型、 大型、 小型． 小型江心洲(圖4b)長寬比最小， 形態(tài)傾向于短圓， 因其面積小、 高度低， 容易受水淹而消失、 沖刷與淤積， 長寬比呈不規(guī)則的波動(dòng)特征． 而大型江心洲(圖4e)面積較大， 水淹對(duì)形態(tài)的影響相對(duì)滯后， 前兩階段變化相對(duì)較小， 而一期蓄水后受到明顯的影響． 中型(圖4c)與大中型(圖4d)的江心洲長寬比變化相似， 圍堰蓄水后略有增加， 一期蓄水開始整體呈下降的趨勢， 形態(tài)由窄長趨于短圓．

2.3 不同蓄水階段庫區(qū)江心洲的空間變化特征分析

2.3.1 空間分布特征

三峽庫區(qū)江心洲在不同蓄水階段的空間分布不均勻(圖5)． 自然狀態(tài)下江心洲(圖5a)主要分布在距離大壩300～660 km(萬州—江津)處， 數(shù)量占比96.7%． 圍堰蓄水后(圖5b)， 庫區(qū)內(nèi)江心洲的分布仍與自然階段相似， 庫區(qū)上段江心洲數(shù)量減少的原因可能與采砂等人類活動(dòng)有關(guān)． 一期蓄水后(圖5c)， 水位蓄至139m， 距大壩250～500 km(云陽—涪陵)處共消失41個(gè)江心洲， 總面積達(dá)1 068.03 hm2． 二期蓄水后(圖5d)水位達(dá)到156 m， 整個(gè)庫區(qū)的江心洲分布發(fā)生了巨大的變化． 距大壩0～400 km(大壩-豐都)位置變化劇烈， 水域范圍擴(kuò)大后有較多因陸地水淹形成的沿江孤島， 導(dǎo)致該位置共增加40個(gè)江心洲． 同時(shí)， 400～660 km處也受水位的影響減少了26個(gè)江心洲． 庫區(qū)正常運(yùn)行后(圖5e)水位上升至175 m， 在200～350 km(云陽-忠縣)位置共增加26個(gè)江心洲， 但主要分布在云陽支流(小江)， 同時(shí)距大壩500～660 km處有21個(gè)江心洲消失． 總體來看， 江心洲距離大壩越遠(yuǎn)， 受到回水的影響越滯后， 庫區(qū)江心洲空間分布上的劇烈演變， 與庫區(qū)分期蓄水， 淹水范圍不斷擴(kuò)大有關(guān)， 蓄水后使庫區(qū)江心洲的數(shù)量分布變得更加均勻．

此處將支流江心洲歸到最鄰近的干流位置．圖5 三峽庫區(qū)江心洲空間分布變化情況

2.3.2 重心遷移特征

將每一階段分別與前一階段的江心洲面積加權(quán)的重心為基準(zhǔn)進(jìn)行比較， 得出不同蓄水階段江心洲的重心遷移軌跡分布圖(圖6)． 從縱向總體分布來看， 隨水位抬高各階段江心洲的重心不斷遷移． 三峽庫區(qū)圍堰蓄水后江心洲重心向西南方向移動(dòng)了2.04 km， 一期蓄水階段、 二期蓄水階段與圍堰蓄水階段江心洲重心的空間遷移軌跡都表現(xiàn)為西偏南方向， 遷移距離分別為25.68，9.39 km． 前3個(gè)階段的重心持續(xù)朝庫尾方向遷移， 與庫區(qū)內(nèi)水位抬高， 回水末端不斷上移有極大的相關(guān)性． 但正常運(yùn)行后陸地水淹形成較多的沿江孤島， 導(dǎo)致江心洲重心下移， 朝東偏北方向遷移70.63 km． 而不同蓄水階段下的江心洲重心都主要集中在涪陵及以上位置， 也直接體現(xiàn)了江心洲面積在庫區(qū)的變動(dòng)回水區(qū)段占比更大， 呈現(xiàn)西多東少的格局．

審圖號(hào)： GS(2019)3333號(hào)圖6 三峽庫區(qū)整體江心洲的面積加權(quán)重心遷移軌跡

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

三峽大壩建設(shè)前， 長江流域?yàn)樽匀粻顟B(tài)下的江流， 雖會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)江心洲局部的沖刷與淤積， 但仍處于較為平衡的狀態(tài)[30]． 而三峽大壩建設(shè)后， 由于水文條件的巨大改變， 這種平衡狀態(tài)被嚴(yán)重破壞． 已有眾多研究表明， 長江中下游由于建壩后清水下泄的影響， 洲體處于不斷沖蝕的過程， 同時(shí)， 隨江心洲與大壩之間的距離變大， 相關(guān)因素的變化趨勢變?nèi)鮗4， 19， 22]． 而三峽庫區(qū)在經(jīng)歷不同蓄水階段的水文情勢變化后， 庫區(qū)內(nèi)江心洲也發(fā)生極大變化． 首先， 隨蓄水位不斷抬升， 淹水范圍擴(kuò)大， 原有洲體出露水面的面積隨之減少， 并導(dǎo)致大量江心洲被淹沒． 而河流邊灘及沿江地勢較低的陸地在水淹影響下， 新形成較多江心洲與江心島， 此現(xiàn)象在三峽庫區(qū)開州縣白家溪區(qū)域較為明顯． 其次， 一期蓄水前采砂等人類活動(dòng)造成水流挾沙能力處于嚴(yán)重不飽和狀態(tài)， 導(dǎo)致河床沖刷及庫區(qū)內(nèi)江心洲洲體穩(wěn)定性較差． 而一期蓄水后， 庫區(qū)水位上升， 水流速度減緩， 泥沙落淤， 水位對(duì)江心洲的影響占主導(dǎo)作用． 最后， 自然發(fā)育的江心洲常以橢圓形、 竹葉形、 鐮刀形等典型的形態(tài)出現(xiàn)[27]， 而三峽蓄水后， 庫區(qū)內(nèi)江心洲與自然河流中的江心洲形態(tài)發(fā)育存在較大的差異． 且平衡狀態(tài)被破壞， 庫區(qū)生境趨于“島嶼化”． 此外， 庫區(qū)變動(dòng)回水區(qū)比常年回水區(qū)內(nèi)的江心洲所受的沖淤影響更大， 變動(dòng)回水區(qū)內(nèi)江心洲應(yīng)得到更多的保護(hù)， 增強(qiáng)其穩(wěn)定性， 抵抗外部力量．

與眾多研究一樣， 本研究也存在一些局限性以及未解決的問題， 在數(shù)據(jù)獲取階段雖已盡量選取時(shí)相一致且水位相近的影像， 以減少水位波動(dòng)對(duì)江心洲地物信息提取的影響， 但分析中仍然存在一定的不確定性． 在之后的研究中， 會(huì)獲取更多及更高分辨率的遙感影像， 進(jìn)一步降低水位的影響， 達(dá)到最優(yōu)效果． 在庫區(qū)分期蓄水及“蓄清排濁”調(diào)度方案[5]的背景下， 年內(nèi)存在高低水位不斷漲落的現(xiàn)象， 但此處僅對(duì)枯水期11月至次年3月的庫區(qū)江心洲展開了初步研究， 江心洲年內(nèi)變化之后還需繼續(xù)展開探討． 由于該調(diào)度方式的運(yùn)用導(dǎo)致庫區(qū)形成常年回水區(qū)與變動(dòng)回水區(qū)， 而不同蓄水階段的回水末端位置也存在差異， 之后仍需具體分析不同回水區(qū)段典型江心洲的發(fā)育機(jī)制． 庫區(qū)江心洲仍有較多工作待開展， 這一工作將有助于三峽庫區(qū)江心洲整治規(guī)劃、 洲灘生態(tài)修復(fù)、 庫區(qū)航道整治等工作的進(jìn)行， 可為其提供更多的科學(xué)參考依據(jù)．

3.2 結(jié)論

本研究以遙感反演和GIS空間分析為基礎(chǔ)， 采用形狀指數(shù)、 重心遷移模型等方法， 分析了三峽庫區(qū)不同蓄水階段下江心洲的數(shù)量、 面積、 形態(tài)及位置分布的動(dòng)態(tài)演變特征， 探討庫區(qū)江心洲在時(shí)空上的響應(yīng)， 得出以下結(jié)論：

1) 庫區(qū)江心洲主要受不同蓄水階段水位抬升的影響， 數(shù)量及面積經(jīng)歷了不同程度的波動(dòng)過程． 水域擴(kuò)大， 導(dǎo)致庫區(qū)干流大量江心洲被淹沒或出露面積減少． 而庫區(qū)支流及涪陵以上的干流位置在高水位影響下， 出現(xiàn)較多由河流邊灘、 沿岸陸地水淹切割而形成的江心洲棲息地． 其中， 小型江心洲數(shù)量占比最高， 大型江心洲面積占比最高， 分別主導(dǎo)了庫區(qū)整體的數(shù)量及面積變化趨勢．

2) 庫區(qū)水位抬升破壞了江心洲形態(tài)發(fā)育的平衡狀態(tài)， 不同蓄水階段的江心洲從整體來看， 由“窄長”趨向于相對(duì)“短圓”的形態(tài)． 按不同規(guī)模劃分后， 發(fā)現(xiàn)江心洲規(guī)模越大形態(tài)變化上越相對(duì)穩(wěn)定， 規(guī)模越小越不穩(wěn)定．

3) 不同蓄水階段之間江心洲空間分異特征顯著． 自然狀態(tài)下庫區(qū)江心洲分布不均， 萬州—江津位置江心洲數(shù)量占比96.7%， 而受庫區(qū)分期蓄水、 淹水范圍不斷擴(kuò)大的影響后， 江心洲數(shù)量空間分布變得更加均勻． 重心不斷遷移， 但重心的位置都分布在涪陵及上游位置， 也就是庫區(qū)江心洲面積在庫區(qū)的變動(dòng)回水區(qū)段占比更大， 呈西多東少的分布格局． 需要及時(shí)對(duì)變動(dòng)回水區(qū)內(nèi)河道進(jìn)行疏浚， 防止江心洲的發(fā)育對(duì)通航造成影響．