青海达布逊湖面积变化及湖泊蒸发量的计算

发布时间：2020-08-06 09:30

【摘要】：湖泊资源占全球总液态淡水资源的95%,湖泊面积的动态变化受其所在流域水量平衡动态变化的影响。目前,湖泊萎缩是人类面临的主要环境问题之一。湖泊的形成与消亡、扩张与萎缩,都会在某种程度上反映和影响当地甚至全球的气候、生态环境、地质构造等各个方面。因此,通过研究湖泊面积的动态变化规律,可以及时掌握区域水量平衡状况,从而探明自然因素和人类活动等外界因素对湖泊面积变化的影响,这对湖泊资源的可持续性开发、科学利用和保护有着极其重要的意义。本文通过遥感技术,获取了空间分辨率为30 m的Landsat5、7、8卫星数据,利用改进的归一化差值水体指数法(MNDWI)和经过改编的表面能量平衡系统(SEBS模型)进行计算,提取和反演了达布逊湖湖泊面积和湖泊水面蒸发量。同时结合气温、蒸发量、日照时长、盐湖开采量等因素,探究湖泊面积与各影响因素的相关性,并利用灰色-马尔科夫模型预测湖泊2030年的面积。这对于达布逊湖的生态环境保护和卤水的可持续开采工作来说具有重要意义,同时为该区域水资源评价以及区域生态保护提供理论依据。研究结果表明:(1)达布逊湖年内变化大致呈现出“先增后减再增”的趋势,冬季湖泊蒸发很小,湖泊面积最大,夏季湖泊蒸发强烈,湖泊面积最小;(2)年内湖泊面积变化与气温、相对湿度具有较高的相关性,蒸发量、日照时数和月降水量对湖泊面积变化的影响不明显;(3)达布逊湖从1987~2017年间湖泊面积整体呈缩小趋势;(4)年际湖泊面积变化与蒸发量、风速呈中等程度正相关;(5)2010~2017年,钾肥产量与湖泊面积呈强相关,R~2为0.840,随着达布逊湖的开采量逐年增涨,人为因素逐渐成为导致湖泊面积减小的主要原因;(6)SEBS模型计算湖泊蒸发与气象站蒸发在α=0.01上显著相关,相关系数为0.974,二者具有极强相关性,因此当湖面实测气象数据无法获取时,利用SEBS模型结合格尔木气象站数据计算达布逊湖湖面蒸发是合理的;(7)气温、日照时数与SEBS模型计算湖泊蒸发具强相关性,与风速呈弱相关,与湿度相关性极弱;(8)建立灰色-马尔科夫模型,经预测,2030年湖泊面积将减小至106.5 km~2,满足2030年面积不能小于100 km~2的政府规划要求。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P343.3
【图文】：

达布逊湖,地理位置,格尔木河,流域

第 2 章研究区概况2.1 地理位置格尔木河流域位于青海柴达木盆地南部，研究区位于格尔木河流域的山前平地理坐标为 36°10′~37°10′N，94°30′~95°20′E 之间（图 2-1），南以昆仑山为界，北逊湖，东西至格尔木河流域的分水岭。除南部昆仑山边界外，研究区其余边界均边界，总面积约为 4566 km2。

年内变化,降水量,气温,格尔木河

图 2-2 降水量、气温年内变化图2.4 水文特征源于昆仑山主峰布尔汗布达山的格尔木河，出山口后蜿蜒北流最终注入达布逊湖，全河长 352 km，集水面积 18468 km2，如图 2-3。格尔木河流域具有西北内陆盆地水文地质的一般特征，巨厚的第四系松散沉积物形成了孔隙地下水系统，为地下水的储存和运动提供了空间。山前含水层埋藏较深，河流出山流经戈壁砾石带，河水以悬河的形式存在，地下水埋藏较浅，含水层顶板埋深在 1~5 m，此时河水大量入渗补给地下水；河流穿越细土平原区在冲洪积扇前缘形成泉集河；然后流经盐沼平原区，最终汇入达布逊湖蒸发排泄（寇文杰等，2007）。格尔木河作为达布逊湖的最主要地表水补给源，对湖泊的水量及盐类资源的补充都有着十分重要的影响，同时格尔木河作为柴达木盆地第二大内陆河，也是格尔木市数以万计百姓的生命源泉。格尔木河属于地下水补给型，径流较稳定且年际变化小，由出山口的格尔木水文站控制，多年平均径流量（格尔木河三站）7.82×108m3。格尔木河河水

示意图,格尔木河,流域,示意图

山主峰布尔汗布达山的格尔木河，出山口后蜿蜒北流最终注，集水面积 18468 km2，如图 2-3。格尔木河流域具有西北内，巨厚的第四系松散沉积物形成了孔隙地下水系统，为地下。山前含水层埋藏较深，河流出山流经戈壁砾石带，河水以藏较浅，含水层顶板埋深在 1~5 m，此时河水大量入渗补给区在冲洪积扇前缘形成泉集河；然后流经盐沼平原区，最终文杰等，2007）。作为达布逊湖的最主要地表水补给源，对湖泊的水量及盐类的影响，同时格尔木河作为柴达木盆地第二大内陆河，也是命源泉。格尔木河属于地下水补给型，径流较稳定且年际变文站控制，多年平均径流量（格尔木河三站）7.82×108m3。为主，地下水、雨水和冰川融水分别占总补给量的 66.4%、1995）。

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