河口海域悬浮泥沙时空动态遥感研究——以珠江口为例

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由于地球气候变化和人类活动的不断加剧,近岸水域面临着水质污染等一系列水环境问题,严重干扰了近岸生态安全和人类社会经济活动。作为中国最开放最发达的地区,“千年商都”广州及其周边区域(珠三角)是全国最大的贸易港口群,也是世界人口密度和数量最大的区域之一,还是重要的湿地保护区。港口航道通畅、饮用水安全、湿地生态健康是维护该地区社会经济、人口、生态可持续发展的重要前提。然而,由于近岸河口水域复杂的海洋-陆地-大气环境条件,珠江口区域水环境特征长时序定量化监测问题一直没有得到有效解决。  水体悬浮泥沙不仅是重要的污染物承载体,而且对于多种环境条件具有高度敏感性,通过分析水体悬浮泥沙的变化能够准确捕捉到不同环境条件的变化。本文将利用长时序的遥感数据,结合实测及各种辅助数据,研究珠江口悬浮泥沙的长短期时空格局及其影响因素。研究的结论如下:  1)建立了一个适用于珠江口MODIS数据长时序悬浮泥沙浓度反演模型。模型使用瑞利散射校正后645nm和555nm陆地波段比值为遥感因子,其决定系数R2为0.925,平均相对误差MRE为15.67%,能够用于长时间序列的悬浮泥沙浓度反演。  2)利用MODIS遥感数据获取了珠江口表层长时间序列(2003~2015年)的悬浮泥沙浓度时空分布状态。由西海岸近岸向远海成半圆形条带状分布,枯水期泥沙浓度高于丰水期,径流泥沙入海口附近丰水期泥沙浓度明显增高,不同年份泥沙浓度季节差异显著。  3)珠江口悬浮泥沙变化的主要影响因素为丰枯水期风向风速的变化,冬季增大的北风或西北风将珠江口表层海水吹离海岸,将近岸的高泥沙浓度海水带到远海区域,造成远海区域泥沙浓度升高,同时近岸底层海水上涌引起泥沙再悬浮,使近岸海水泥沙浓度升高;夏季径流作用加强,主要的径流入海口泥沙浓度明显升高,春秋两季径流和风速均较弱,悬浮泥沙泥沙处于低浓度状态;珠江流域梯级水利开发,特别是龙滩截流及西江流域多级水库联合调水,造成入海泥沙大量减少,致使2009年后,珠江口悬浮泥沙浓度显著降低。
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