雄安新区规划建设应增加白洋淀湿地行洪、滞洪空间

中科院遥感地球所 2018-09-19 13:05:06
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雄安新区地处海河流域大清河水系,河流水系发育,历史上是洪涝灾害频发之地。中科院遥感地球所(现为空天信息研究院)科研人员利用卫星遥感资料,在分析近50年白洋淀流域地表水和湿地退化状况的基础上,提出了新区规划建设应增加白洋淀湿地行洪、滞洪空间的建议。 图1. 白洋淀流域水系分布 说明:图中红色区域为新区

雄安新区地处海河流域大清河水系,河流水系发育,历史上是洪涝灾害频发之地。中科院遥感地球所(现为空天信息研究院)科研人员利用卫星遥感资料,在分析近50年白洋淀流域地表水和湿地退化状况的基础上,提出了新区规划建设应增加白洋淀湿地行洪、滞洪空间的建议。

图1. 白洋淀流域水系分布

说明:图中红色区域为新区所辖雄县、容城县和安新县。

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白洋淀流域地表水及湿地状况遥感监测分析

科研人员分析了近50年白洋淀流域地表水变化情况和1978年至2008 年白洋淀流域湿地变化情况,发现:

①地表水减少严重,从20世纪60年代的1128平方千米减少到2010 年的192平方千米(见图2);

②湿地面积大幅减少,河流湿地和湖泊湿地分别从1978年的144.56平方千米、430.73平方千米降到2008年的82.07平方千米、63.05平方千米(见表1),进入2000年以来湿地面积基本保持了稳定,主要归功于人为调控和保护;

③湿地景观破碎、湿地网络不再完整。流域内水资源呈现缺乏现象,由河流—湖泊—沼泽等构成的湿地网络不再完整,从而影响了湿地功能的发挥。 

图2. 近50 年白洋淀流域地表水变化情况

表1. 白洋淀流域湿地变化

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白洋淀湿地状况遥感监测分析

白洋淀湿地总面积366平方千米(按十方院大沽高程10.5米水位计),是华北平原较大的淡水湿地,也是大清河水系中游地区缓洪、滞洪的大型洼淀,是防洪的重要部位。新中国成立以来,白洋淀流域曾多次发生洪水事件,白洋淀湿地在行洪、滞洪方面发挥了至关重要的作用。

以1996年8月的洪水为例,虽引发洪水的降雨总量相当于10年一遇,但暴雨期间白洋淀充分蓄滞洪水,较大滞洪量达6.5亿立方米,防止了洪水对下游地区的灾害性影响。此外,1988年6月至8月,白洋淀流域发生特大洪水,但此次洪水之前,白洋淀一直处于干涸状态,湿地空间起到了很好的行洪和滞洪作用,未造成损失。2012年7月21日,给北京地区带来巨大人员和财产损失的暴雨洪水过程,给白洋淀湿地注入了0.9亿立方米洪涝水资源。总体而言,除1963 年8月海河流域特大洪水灾害在白洋淀范围内造成巨大损失外,其他的暴雨洪水事件未在该范围内造成损失,有的甚至还对白洋淀湿地生态的恢复起到了积极作用。

然而近几十年来,受耕地扩张、居民地和旅游开发建设影响,白洋淀核心湿地面积显著萎缩。卫星遥感监测结果表明,1988年至2014年,白洋淀湿地水体、挺水和沉水植物分布区域总面积由270.2平方千米缩减为215.7平方千米。根据1964年11月21日CORONA军事侦察卫星影像监测结果,1963年大洪水在白洋淀湿地范围的实际滞洪区域面积约为457.8平方千米(见图3)。2015年卫星遥感监测显示,在1963年洪水淹没缓冲区内耕地、建设用地和林地等的总面积为249.2平方千米(见图4),核心湿地面积仅为208.6平方千米,远远小于1963年洪水淹没缓冲区457.8平方千米,也远小于公认的湿地总面积366平方千米。

 图3. 1964年白洋淀湿地区蓄滞洪水情况

说明:图中的卫星底图为CORONA 军事侦察卫星影像(空间分辨率2.7 米)。

 

图4. 2015 年白洋淀湿地保护区土地覆盖

综合上述监测结果,科研人员建议,为防范和避免未来上游地区潜在暴雨洪水过程给新区经济建设和人民财产、健康带来灾害性威胁,在制订和实施新区开发建设方案过程中,需给白洋淀湿地预留出充裕的行洪和滞洪空间。此外,还需要对整个湿地保护区的水上、水下地形展开详细调查,修正并建立新的水位—库容曲线,为未来洪水演进模拟、淹没风险预测和防汛科学调度提供精确的关键基础数据。

20世纪60年代白洋淀流域地表水数据的提取,以CORONA军事侦察卫星影像为数据源,通过人工目视解译的方式提取区域内不同水体的边界。水体边界提取精度优于95%;20世纪90年代和21世纪前10年白洋淀流域地表水数据的提取,以Landsat TM/ETM+ 影像为数据源,通过增强型水体指数(MNDWI)构建、阈值分割来获取不同水体边界数据,数据提取精度优于90%。1978年、1990年、2000年和2008年白洋淀流域湿地变化监测,以相应年份Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像为数据源, 结合高程、土壤、土地利用和Google Earth 数据,采用人工目视解译的方式进行提取,湿地类型分类精度优于80%。

报告中1964年白洋淀湿地区洪水边界同样通过人工目视解译提取自CORONA军事侦察卫星影像。而2015年白洋淀湿地土地覆盖图来自中国科学院遥感与数字地球研究所较新编绘并公开发布的全国2015年土地覆盖数据集。

由白洋淀流域地表水和湿地遥感监测组制作完成

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组织实施:卢善龙、徐进勇、程天海

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数据处理与专题制图:卢善龙、朱亮、徐进勇、程天海

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报告撰写:卢善龙、牛振国

以上内容摘编自《中国可持续发展遥感监测报告(2017)》,第三部分遥感监测快报。

中国可持续发展遥感监测报告(2017)

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