雄安新區規劃建設應增加白洋淀濕地行洪、滯洪空間
雄安新區地處海河流域大清河水系,河流水系發育,歷史上是洪澇災害頻發之地。中科院遙感地球所(現為空天信息研究院)科研人員利用衛星遙感資料,在分析近50年白洋淀流域地表水和濕地退化狀況的基礎上,提出了新區規劃建設應增加白洋淀濕地行洪、滯洪空間的建議。
圖1. 白洋淀流域水系分布
說明:圖中紅色區域為新區所轄雄縣、容城縣和安新縣。
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白洋淀流域地表水及濕地狀況遙感監測分析
科研人員分析了近50年白洋淀流域地表水變化情況和1978年至2008 年白洋淀流域濕地變化情況,發現:
地表水減少嚴重,從20世紀60年代的1128平方千米減少到2010 年的192平方千米(見圖2);
濕地面積大幅減少,河流濕地和湖泊濕地分別從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(見表1),進入2000年以來濕地面積基本保持了穩定,主要歸功於人為調控和保護;
濕地景觀破碎、濕地網路不再完整。流域內水資源呈現缺乏現象,由河流—湖泊—沼澤等構成的濕地網路不再完整,從而影響了濕地功能的發揮。
圖2. 近50 年白洋淀流域地表水變化情況
表1. 白洋淀流域濕地變化
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白洋淀濕地狀況遙感監測分析
白洋淀濕地總面積366平方千米(按十方院大沽高程10.5米水位計),是華北平原最大的淡水濕地,也是大清河水系中游地區緩洪、滯洪的大型窪淀,是防洪的重要部位。新中國成立以來,白洋淀流域曾多次發生洪水事件,白洋淀濕地在行洪、滯洪方面發揮了至關重要的作用。
以1996年8月的洪水為例,雖引發洪水的降雨總量相當於10年一遇,但暴雨期間白洋淀充分蓄滯洪水,最大滯洪量達6.5億立方米,防止了洪水對下游地區的災害性影響。此外,1988年6月至8月,白洋淀流域發生特大洪水,但此次洪水之前,白洋淀一直處於乾涸狀態,濕地空間起到了很好的行洪和滯洪作用,未造成損失。2012年7月21日,給北京地區帶來巨大人員和財產損失的暴雨洪水過程,給白洋淀濕地注入了0.9億立方米洪澇水資源。總體而言,除1963 年8月海河流域特大洪水災害在白洋淀範圍內造成巨大損失外,其他的暴雨洪水事件未在該範圍內造成損失,有的甚至還對白洋淀濕地生態的恢復起到了積極作用。
然而近幾十年來,受耕地擴張、居民地和旅遊開發建設影響,白洋淀核心濕地面積顯著萎縮。衛星遙感監測結果表明,1988年至2014年,白洋淀濕地水體、挺水和沉水植物分布區域總面積由270.2平方千米縮減為215.7平方千米。根據1964年11月21日CORONA軍事偵察衛星影像監測結果,1963年大洪水在白洋淀濕地範圍的實際滯洪區域面積約為457.8平方千米(見圖3)。2015年衛星遙感監測顯示,在1963年洪水淹沒緩衝區內耕地、建設用地和林地等的總面積為249.2平方千米(見圖4),核心濕地面積僅為208.6平方千米,遠遠小於1963年洪水淹沒緩衝區457.8平方千米,也遠小於公認的濕地總面積366平方千米。
圖3. 1964年白洋淀濕地區蓄滯洪水情況
圖4. 2015 年白洋淀濕地保護區土地覆蓋
綜合上述監測結果,科研人員建議,為防範和避免未來上游地區潛在暴雨洪水過程給新區經濟建設和人民財產、健康帶來災害性威脅,在制訂和實施新區開發建設方案過程中,需給白洋淀濕地預留出充裕的行洪和滯洪空間。此外,還需要對整個濕地保護區的水上、水下地形展開詳細調查,修正並建立新的水位—庫容曲線,為未來洪水演進模擬、淹沒風險預測和防汛科學調度提供精確的關鍵基礎數據。
20世紀60年代白洋淀流域地表水數據的提取,以CORONA軍事偵察衛星影像為數據源,通過人工目視解譯的方式提取區域內不同水體的邊界。水體邊界提取精度優於95%;20世紀90年代和21世紀前10年白洋淀流域地表水數據的提取,以Landsat TM/ETM+ 影像為數據源,通過增強型水體指數(MNDWI)構建、閾值分割來獲取不同水體邊界數據,數據提取精度優於90%。1978年、1990年、2000年和2008年白洋淀流域濕地變化監測,以相應年份Landsat MSS/TM/ETM+遙感影像為數據源, 結合高程、土壤、土地利用和Google Earth 數據,採用人工目視解譯的方式進行提取,濕地類型分類精度優於80%。
報告中1964年白洋淀濕地區洪水邊界同樣通過人工目視解譯提取自CORONA軍事偵察衛星影像。而2015年白洋淀濕地土地覆蓋圖來自中國科學院遙感與數字地球研究所最新編繪並公開發布的全國2015年土地覆蓋數據集。
由白洋淀流域地表水和濕地遙感監測組製作完成
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組織實施:盧善龍、徐進勇、程天海
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數據處理與專題製圖:盧善龍、朱亮、徐進勇、程天海
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報告撰寫:盧善龍、牛振國
以上內容摘編自《中國可持續發展遙感監測報告(2017)》,第三部分遙感監測快報。
中國可持續發展遙感監測報告(2017)
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