基于遥感数据的洪泽湖库容曲线推求
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地 高 出 近 2 m ，在 不 同 的 水 位 高 度 时 其 湖 泊 水 面 面
积 不 同 。土地利用方式的变化对洪泽湖湿地产生较
wk.baidu.com
大 的 影 响 ，湖 边 的 农 田 和 滩 地 被 开 挖 成 鱼 塘 ，浅 水 区
由 于 围 网 养 殖 ，天 然 湿 地 转 化 为 人 工 湿 地 或 其 他 非
第 37卷第3 期 Vol. 37 No. 3
水利水电科技进展
Advances in Science and Technolog^^ of Water Resources
DOI:10. 3880/j. issn. 1006 7647.2017. 03. 013
2017年 5 月 May 2017
基于遥感数据的洪泽湖库容曲线推求
湿 地 类 型 。另 外 水 工 建 筑 物的修建也对湖区湿地格 局 产 生 影 响 ，如 1 9 5 4 年 三 河 建 闸 使 得 洪 泽 湖 水 位 大
水 利 水 电 科 技 进 展 ，2017，37 (3 ) Tel ：025 - 83786335 E-mail ：jz@ hhu. edu. cn http：//w w w . hehaiqikan. cn
• 77 •
中 下 游 结 合 处 的 苏 北 平 原 中 部 偏 西 ，位 于 江 苏 省 淮 安 、宿 迁 两 市 境 内 ，地 理 位 置 在 北 纬 3 3 毅 0 6 忆 ~ 3 3 毅 4 0 忆 和 东 径 1 1 8 毅 1 0 忆 〜 1 1 8 。5 2 忆 之 间 ⑴ ，如 图 1 所 示 。 洪 泽 湖 处 于 黄 淮 平 原 ，是 淮 河 流 域 最 大 平 原 水 库 ，属 于
戚 晓 明 ，杨 兰 ，白 夏 ，汪 迎 春
( 蚌 埠 学 院 应 用 化 学 与 环 境 工 程 系 ，安 徽 蚌 埠 233030)
摘 要 ：基于洪泽湖区域2 1 景 E T M + 遥感影像，解译得到洪泽湖的水面变化时间序列数据；结合三河
闸（闸上）实测水 位 数 据 ，推 导 了 洪 泽 湖 水 位 水 面 面 积 函 数 关 系 ，运 用 积 分 方 法 得 到 洪 泽 湖 库 容 曲
分 区 3/ 圈圩合计/ 圈圩
km2
km2 占比/ %
152.10 442. 33 27.70
152. 82 480. 22 30. 07
153. 06 512.93 32. 12
156.79 525. 47 32. 90
1.2 湖泊水域面积商榷
洪 泽 湖 属 于 过 水 性 湖 泊 ，其 河 床 高 度 比 周 边 陆
淮河流域是我国重要的农业区和人口密集区, 流 域 内 湿 地 类 型 多 样 ，包 括 众 多 大 型 湖 泊 、纵 横 交 错 的 河 网 和 大 量 人 工 湿 地 。 近 年 来 ，随 着 淮 河 流 域 中 下 游 地 区 人 口 的 增 长 和 经 济 社 会 快 速 发 展 ，湖 泊 周 边 的 库 岸 修 建 、联 圩 并 圩 以 及 围 湖 垦 殖 等 人 类 活 动
域 圈 圩 面 积 的 变 化 情 况 ; 采 用 水 位 12. 5 m 时 洪 泽 湖 面 积 1 5 9 7 . 0 k m 2 来 计 算 水 域 圈 圩 所 占 百 分 比 ，结 果 如 表 2 所示。图 2 为近年来的水域圈圩变化情况，
分析可知洪泽湖周边水域圈圩养殖区是早期形成 的 ，2 0 0 0 — 2 0 1 5 年 间 圈 圩 总 体 上 得 到 一 定 的 控 制 ，
过 水 性 湖 泊 ，水 域 面 积 随 水 位 波 动 较 大 ，平 均 水 深 I. 5 m ，最 大 水 深 4. 5 m ，水 位 在 12. 5 m 时 水 域 面 积 约 为 1 5 9 7 k m 2 , 库 容 约 30. 4 亿 m 3 ;洪 泽 湖 死 水 位 II. 1 1 m ( 1 9 8 5 国 家 高 程 基 准 ），汛 限 水 位 1 2 . 3 1 m ， 正 常 蓄 水 位 12. 8 1 m ，规 划 蓄 水 位 13. 3 1 m ，设 计 洪 水 位 15. 8 1 m 。 洪 泽 湖 不 仅 是 周 边 重 要 的 水 源 地 ，也 是 南 水 北 调 东 线 工 程 的 重 要 调 蓄 水 库 ，具 有 防 洪 抗 旱 、 调 水 、水 产 、水 运 等 综 合 利 用 功 能 。
数据越丰富、影像之间的湖泊水位差越小，则库容曲线越准确。
关 键 词 ：库容曲线；遥感影像；水面面积；土地利用变化；洪泽湖
中 图 分 类 号 :TP79
文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 ：1 0 0 6 7 6 4 7 ( 2 0 1 7 ) 0 3 0 0 7 7 0 7
Water level-capacity curve of Hongze Lake based on remote sensing data//Q I Xiaoming， YANG Lan， BAI Xia， WANG Yingchun( Department of Chemistry and Environmental Engineering， Bengbu College，Bengbu 233030，China) Abstract: Based on a 21 King ETM+ remote sensing image， time series data of water level variation were interpreted. The water level-area function was derived using the measured water level data of the Sanhe Sluice， a new water level-capacity cur^^e of Hongze Lake was obtained with the integral method，and the water level-capacity curve was compared with the existing curve. The results show that the culture area of the captive polder around Hongze Lake was formed early， and the captive polder condition was improved from 2000 to 2015，but shows an aggravation trend in the western part of Hongze Lake. The selection of the water level-area function has an influence on the calculation of the water surface area with a lower water level，resulting in an error in the calculation of the dead storage of the lake. When the remote sensing image data are more abundant，the difference between lake water levels in different images is smaller，and the water level-capacity curve is more accurate. Key words: water level-capacity curve; remote sensing；water surface area；land use change；Hongze Lake
使 湖 泊 调 蓄 洪 水 的 能 力 受 到 了 影 响 ，在 一 定 程 度 上 改 变 了 湖 泊 原 有 的 水 位 库 容 关 系 [|]。 水 库 库 容 曲 线 是 水 库 调 度 运 行 管 理 、大 坝 安 全 认 定 的 重 要 依 据 ， 也 是 大 坝 高 度 、泄 洪 设 施 正 常 运 行 、正 常 蓄 水 位 、防 洪 限 制 水 位 的 重 要 依 据 [2]。 目 前 ，我 国 库 容 曲 线 的 建 立 多 依 靠 在 水 库 蓄 水 前 进 行 库 区 地 形 图 测 量 ，蓄 水 运 行 后 则 采 用 G PS定位与水深测量相结合的方 式 进 行 量 测 [3]，这 种 实 地 地 形 量 测 方 法 需 要 耗 费 大 量 时 间 和 精 力 ，特 别 是 针 对 历 史 形 成 的 湖 泊 ，这 种 方 法 更 受 限 制 。 自 2 0 世 纪 7 0 年 代 以 来 ，遥 感 技 术 被
1 研究区及数据
1.1 研 究 区 概 况
洪 泽 湖 是 我 国 五 大 淡 水 湖 之 一 ,地 处 淮 河 流 域
基金项 目 ：国家自然科学基金(41001292);安徽高校自然科学研究重点项目（K J2015A2 67，113052015K J04) 作者简 介 ：戚晓明（1975— ），男 ，副 教 授 ，博 士 ，主要从事水文学及水资源研究。E -m ail:qixiaomiiig8 8 8 @ siiia.com
平均 水深/m
1.77 1.50
1.50
容积/ 亿 m3
高程标准参考文献
70.0 1985 文 献 [10]
27.90
文 献 [11]
31.30
文 献 [12]
文 献 [13]
31.3
文 献 [14]
文 献 [15]
38.35 1985 文 献 [16]
147.5
文 献 [17]
南 三 面 属 于 天 然 湖 岸 ，东 部 为 人 工 大 堤 ，将 湖 区 分 成 3 个 子 区 域 ，采 用 人 工 交 互 解 译 方 法 计 算 洪 泽 湖 水
表 1 历史文献中的洪泽湖水位面积关系
时间 水位/ m
面积/ km2
11. 11 1 037.00
12.37 1 576.90
1954 年 12.50 1 597.00
12.50 2 060.00
12.50 2 069.00
13.00 2 069.00
1931 年 13.31 1 770.00
16.25 3 880.00
但在洪泽湖西岸有进一步加剧的趋势。
表 2 洪泽湖周边水域圈圩变化
时摇间
2000-03-24 2005-10-16 2010-09-12 2015-04-11
分 区 1/ km2
89. 06 109. 57 128. 73 132. 34
分 区 2/ km2
201. 17 217. 83 231. 14 236. 34
广 泛 用 于 洪 水 淹 没 范 围 制 图 ，水 深 遥 感 测 量 也 得 到 广 泛 的 关 注 [4]。 近 年 来 遥 感 技 术 在 水 利 方 面 的 应 用 越 来 越 成 熟 广 泛 [5]。 洪 泽 湖 作 为 淮 河 流 域 的 重 要 湿 地 之 一 ，对 区 域 防 洪 、生 态 平 衡 和 稳 定 环 境 等 具 有 重 要 作 用 [6]，而 洪 泽 湖 的 库 容 曲 线 在 评 价 其 蓄 洪 效 益 和 水 文 过 程 模 拟 中 不 可 或 缺 。 1 9 0 6 年 和 1954 年 曾 对 洪 泽 湖 作 了 大 规 模 的 水 文 调 查 [7]，随 着 洪 泽 湖 地 区 的 经 济 社 会 发 展 ，土 地 利 用 变 化 显 著 ，有 必 要 复 核 洪 泽 湖 的 库 容 曲 线 。本文利用洪泽湖区域多期 遥 感 数 据 和 三 河 闸 （闸 上 ）水 位 资 料 推 求 了 洪 泽 湖 的库容曲线。
线 ，并与现有库容曲线进行了对比分析。 结 果 表 明 ：洪 泽 湖 周 边 水 域 圈 圩 养 殖 区 是 早 期 形 成 的 ，
2 0 0 0 — 2 0 1 5 年间圈圩总体上得到一定的控制，但在洪泽湖西岸有进一步加剧的趋势；水 位 水 面 面
积函数的选取对低水位水面面积推算有影响，进而对湖泊死库容计算产生累计误差影响；遥感影像
积 不 同 。土地利用方式的变化对洪泽湖湿地产生较
wk.baidu.com
大 的 影 响 ，湖 边 的 农 田 和 滩 地 被 开 挖 成 鱼 塘 ，浅 水 区
由 于 围 网 养 殖 ，天 然 湿 地 转 化 为 人 工 湿 地 或 其 他 非
第 37卷第3 期 Vol. 37 No. 3
水利水电科技进展
Advances in Science and Technolog^^ of Water Resources
DOI:10. 3880/j. issn. 1006 7647.2017. 03. 013
2017年 5 月 May 2017
基于遥感数据的洪泽湖库容曲线推求
湿 地 类 型 。另 外 水 工 建 筑 物的修建也对湖区湿地格 局 产 生 影 响 ，如 1 9 5 4 年 三 河 建 闸 使 得 洪 泽 湖 水 位 大
水 利 水 电 科 技 进 展 ，2017，37 (3 ) Tel ：025 - 83786335 E-mail ：jz@ hhu. edu. cn http：//w w w . hehaiqikan. cn
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中 下 游 结 合 处 的 苏 北 平 原 中 部 偏 西 ，位 于 江 苏 省 淮 安 、宿 迁 两 市 境 内 ，地 理 位 置 在 北 纬 3 3 毅 0 6 忆 ~ 3 3 毅 4 0 忆 和 东 径 1 1 8 毅 1 0 忆 〜 1 1 8 。5 2 忆 之 间 ⑴ ，如 图 1 所 示 。 洪 泽 湖 处 于 黄 淮 平 原 ，是 淮 河 流 域 最 大 平 原 水 库 ，属 于
戚 晓 明 ，杨 兰 ，白 夏 ，汪 迎 春
( 蚌 埠 学 院 应 用 化 学 与 环 境 工 程 系 ，安 徽 蚌 埠 233030)
摘 要 ：基于洪泽湖区域2 1 景 E T M + 遥感影像，解译得到洪泽湖的水面变化时间序列数据；结合三河
闸（闸上）实测水 位 数 据 ，推 导 了 洪 泽 湖 水 位 水 面 面 积 函 数 关 系 ，运 用 积 分 方 法 得 到 洪 泽 湖 库 容 曲
分 区 3/ 圈圩合计/ 圈圩
km2
km2 占比/ %
152.10 442. 33 27.70
152. 82 480. 22 30. 07
153. 06 512.93 32. 12
156.79 525. 47 32. 90
1.2 湖泊水域面积商榷
洪 泽 湖 属 于 过 水 性 湖 泊 ，其 河 床 高 度 比 周 边 陆
淮河流域是我国重要的农业区和人口密集区, 流 域 内 湿 地 类 型 多 样 ，包 括 众 多 大 型 湖 泊 、纵 横 交 错 的 河 网 和 大 量 人 工 湿 地 。 近 年 来 ，随 着 淮 河 流 域 中 下 游 地 区 人 口 的 增 长 和 经 济 社 会 快 速 发 展 ，湖 泊 周 边 的 库 岸 修 建 、联 圩 并 圩 以 及 围 湖 垦 殖 等 人 类 活 动
域 圈 圩 面 积 的 变 化 情 况 ; 采 用 水 位 12. 5 m 时 洪 泽 湖 面 积 1 5 9 7 . 0 k m 2 来 计 算 水 域 圈 圩 所 占 百 分 比 ，结 果 如 表 2 所示。图 2 为近年来的水域圈圩变化情况，
分析可知洪泽湖周边水域圈圩养殖区是早期形成 的 ，2 0 0 0 — 2 0 1 5 年 间 圈 圩 总 体 上 得 到 一 定 的 控 制 ，
过 水 性 湖 泊 ，水 域 面 积 随 水 位 波 动 较 大 ，平 均 水 深 I. 5 m ，最 大 水 深 4. 5 m ，水 位 在 12. 5 m 时 水 域 面 积 约 为 1 5 9 7 k m 2 , 库 容 约 30. 4 亿 m 3 ;洪 泽 湖 死 水 位 II. 1 1 m ( 1 9 8 5 国 家 高 程 基 准 ），汛 限 水 位 1 2 . 3 1 m ， 正 常 蓄 水 位 12. 8 1 m ，规 划 蓄 水 位 13. 3 1 m ，设 计 洪 水 位 15. 8 1 m 。 洪 泽 湖 不 仅 是 周 边 重 要 的 水 源 地 ，也 是 南 水 北 调 东 线 工 程 的 重 要 调 蓄 水 库 ，具 有 防 洪 抗 旱 、 调 水 、水 产 、水 运 等 综 合 利 用 功 能 。
数据越丰富、影像之间的湖泊水位差越小，则库容曲线越准确。
关 键 词 ：库容曲线；遥感影像；水面面积；土地利用变化；洪泽湖
中 图 分 类 号 :TP79
文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 ：1 0 0 6 7 6 4 7 ( 2 0 1 7 ) 0 3 0 0 7 7 0 7
Water level-capacity curve of Hongze Lake based on remote sensing data//Q I Xiaoming， YANG Lan， BAI Xia， WANG Yingchun( Department of Chemistry and Environmental Engineering， Bengbu College，Bengbu 233030，China) Abstract: Based on a 21 King ETM+ remote sensing image， time series data of water level variation were interpreted. The water level-area function was derived using the measured water level data of the Sanhe Sluice， a new water level-capacity cur^^e of Hongze Lake was obtained with the integral method，and the water level-capacity curve was compared with the existing curve. The results show that the culture area of the captive polder around Hongze Lake was formed early， and the captive polder condition was improved from 2000 to 2015，but shows an aggravation trend in the western part of Hongze Lake. The selection of the water level-area function has an influence on the calculation of the water surface area with a lower water level，resulting in an error in the calculation of the dead storage of the lake. When the remote sensing image data are more abundant，the difference between lake water levels in different images is smaller，and the water level-capacity curve is more accurate. Key words: water level-capacity curve; remote sensing；water surface area；land use change；Hongze Lake
使 湖 泊 调 蓄 洪 水 的 能 力 受 到 了 影 响 ，在 一 定 程 度 上 改 变 了 湖 泊 原 有 的 水 位 库 容 关 系 [|]。 水 库 库 容 曲 线 是 水 库 调 度 运 行 管 理 、大 坝 安 全 认 定 的 重 要 依 据 ， 也 是 大 坝 高 度 、泄 洪 设 施 正 常 运 行 、正 常 蓄 水 位 、防 洪 限 制 水 位 的 重 要 依 据 [2]。 目 前 ，我 国 库 容 曲 线 的 建 立 多 依 靠 在 水 库 蓄 水 前 进 行 库 区 地 形 图 测 量 ，蓄 水 运 行 后 则 采 用 G PS定位与水深测量相结合的方 式 进 行 量 测 [3]，这 种 实 地 地 形 量 测 方 法 需 要 耗 费 大 量 时 间 和 精 力 ，特 别 是 针 对 历 史 形 成 的 湖 泊 ，这 种 方 法 更 受 限 制 。 自 2 0 世 纪 7 0 年 代 以 来 ，遥 感 技 术 被
1 研究区及数据
1.1 研 究 区 概 况
洪 泽 湖 是 我 国 五 大 淡 水 湖 之 一 ,地 处 淮 河 流 域
基金项 目 ：国家自然科学基金(41001292);安徽高校自然科学研究重点项目（K J2015A2 67，113052015K J04) 作者简 介 ：戚晓明（1975— ），男 ，副 教 授 ，博 士 ，主要从事水文学及水资源研究。E -m ail:qixiaomiiig8 8 8 @ siiia.com
平均 水深/m
1.77 1.50
1.50
容积/ 亿 m3
高程标准参考文献
70.0 1985 文 献 [10]
27.90
文 献 [11]
31.30
文 献 [12]
文 献 [13]
31.3
文 献 [14]
文 献 [15]
38.35 1985 文 献 [16]
147.5
文 献 [17]
南 三 面 属 于 天 然 湖 岸 ，东 部 为 人 工 大 堤 ，将 湖 区 分 成 3 个 子 区 域 ，采 用 人 工 交 互 解 译 方 法 计 算 洪 泽 湖 水
表 1 历史文献中的洪泽湖水位面积关系
时间 水位/ m
面积/ km2
11. 11 1 037.00
12.37 1 576.90
1954 年 12.50 1 597.00
12.50 2 060.00
12.50 2 069.00
13.00 2 069.00
1931 年 13.31 1 770.00
16.25 3 880.00
但在洪泽湖西岸有进一步加剧的趋势。
表 2 洪泽湖周边水域圈圩变化
时摇间
2000-03-24 2005-10-16 2010-09-12 2015-04-11
分 区 1/ km2
89. 06 109. 57 128. 73 132. 34
分 区 2/ km2
201. 17 217. 83 231. 14 236. 34
广 泛 用 于 洪 水 淹 没 范 围 制 图 ，水 深 遥 感 测 量 也 得 到 广 泛 的 关 注 [4]。 近 年 来 遥 感 技 术 在 水 利 方 面 的 应 用 越 来 越 成 熟 广 泛 [5]。 洪 泽 湖 作 为 淮 河 流 域 的 重 要 湿 地 之 一 ，对 区 域 防 洪 、生 态 平 衡 和 稳 定 环 境 等 具 有 重 要 作 用 [6]，而 洪 泽 湖 的 库 容 曲 线 在 评 价 其 蓄 洪 效 益 和 水 文 过 程 模 拟 中 不 可 或 缺 。 1 9 0 6 年 和 1954 年 曾 对 洪 泽 湖 作 了 大 规 模 的 水 文 调 查 [7]，随 着 洪 泽 湖 地 区 的 经 济 社 会 发 展 ，土 地 利 用 变 化 显 著 ，有 必 要 复 核 洪 泽 湖 的 库 容 曲 线 。本文利用洪泽湖区域多期 遥 感 数 据 和 三 河 闸 （闸 上 ）水 位 资 料 推 求 了 洪 泽 湖 的库容曲线。
线 ，并与现有库容曲线进行了对比分析。 结 果 表 明 ：洪 泽 湖 周 边 水 域 圈 圩 养 殖 区 是 早 期 形 成 的 ，
2 0 0 0 — 2 0 1 5 年间圈圩总体上得到一定的控制，但在洪泽湖西岸有进一步加剧的趋势；水 位 水 面 面
积函数的选取对低水位水面面积推算有影响，进而对湖泊死库容计算产生累计误差影响；遥感影像