干旱区季节性河流和田河中下游侧向渗漏遥感研究

摘要

胡杨为中国新疆塔里木盆地西南部荒漠河岸林的主要成林树种之一，是绿洲农牧业生产的天然绿色“长城”，对于调节绿洲的小气候，维持生态平衡，保护农牧业生产和人民的生活，有着十分重要的意义。同时胡杨是比较珍贵的种质资源，又是荒漠地区较为古老的落叶阔叶树种，对于研究沙漠的变迁、荒漠河岸林的发生和发展以及古地理、古气候的变化有着重要的研究价值。
　　和田河中下游位于塔克拉玛干沙漠腹地，沿岸分布着窄带状荒漠河岸林，树种主要是胡杨，主要依靠地下水维持生存。同时，其分布范围及密集程度与和田河的侧向渗漏过程密切相关。
　　和田河为季节性河流，本研究通过利用季节性河流冬季河床暴露地表的特点，基于和田河冬季卫星影像的立体像对，提取枯水期河床的大比例尺DEM，并利用冬季影像提取河床糙率。在此基础上，利用丰水期遥感影像测定河道断面及边界信息，并获得断面面积、水深、河宽等断面信息，为河流流速、流量的计算提供基础数据。阐明河流渗漏特征，构建渗漏量与河岸两侧胡杨林带分布范围的相关模型，分析和田河中下游侧向渗漏的变化规律，主要得到以下结论：
　　（1）经计算两河汇合口阔什拉什的流量为583.74m3/s，2010年7月的径流量为15.63493108m3，和田河汇入塔里木河肖塔水文站的流量为177.5m3/s，7月径流量为4.75423108m3。和田河中下游河道总侧渗量为406.24m3/s，占和田河中下游流量的69.59%。平均每1km河道渗漏量为1.302m3/s。
　　（2）经对河岸两侧胡杨遥感解译、分析，得到胡杨林的分布规律：沿河岸两侧呈带状分布，分布范围较广，可达4.8km，绝大部分胡杨离河岸越近，分布越密集；整体上西岸分布范围大于东岸。到下游距河口82km处为新旧和田河的分流点，东岸为古河道主流带，东岸胡杨分布范围广。
　　（3）运用数学和统计方法，构建河道渗漏量与河岸两侧胡杨林带分布范围的相关模型：Y?.7578 X3?.170686 X2?.13780363，R2=0.844，并通过了0.001的F检验，利用相关模型计算得到东岸单宽侧向渗漏量为131.162m3/s，西岸单宽侧向渗漏量为275.078m3/s。
　　（4）经计算结果和分析表明：和田河由汇合口阔什拉什至肖塔河段侧渗量呈由南向北逐渐递减的趋势，西岸侧渗量大于东岸，离河岸越近渗漏量越大；距阔什拉什65km麻扎塔格山处河道河流渗漏量最少。

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1 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究进展

1.3 国内外相关研究的启示与本项研究的思路

1.4 研究内容

1.5 技术路线及研究方法

1.6 本文创新点

2 研究区和数据来源

2.1 研究区概况

2.2 资料与数据来源

3 河流边界信息提取

3.1 数据收集与预处理

3.2 水体遥感特征分析

3.3 河流边界信息提取流程

3.4 Canny边缘算法

3.5 河流边界后处理

4 基于立体像对的DEM提取

4.1 ASTER遥感立体像对的DEM提取原理

4.2 DEM提取过程

5 河流水文参数的估算与分析

5.1 基于DEM的河流断面测量

5.2 流速模型的建立

5.3 流量估算

6 河道侧向渗漏研究

6.1 水量平衡差值法计算

6.2 河道侧向渗漏的影响因素

6.3 河道侧渗规律

6.4 胡杨林分布地理环境及生理特性

6.5 侧渗量对植被的影响

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 存在的问题及对未来的展望

8 参考文献

9 攻读学位期间取得的研究成果

致谢