陳卉萍，章 重

（江西省水利科學研究院，江西 南昌 330029）

0 引言

河道岸線與流域防洪、供水、航運及河流生態(tài)等關系密切。遙感技術具有多時相、大范圍、光譜信息豐富等特點，對于研究時間跨度廣的河道演變有著明顯的優(yōu)勢[1]。因此遙感技術可以從宏觀上研究河道演變的機理，在研究河道的變化規(guī)律方面具有特殊的作用[2]。

信江位于江西省東北部，是鄱陽湖水系五大河流之一。信江流域修建了大批防洪發(fā)電工程，由于歷史、經(jīng)濟等各種原因，存在河道生態(tài)環(huán)境逐漸變差等問題。

本文以信江尾閭的東大河、西大河兩大分支及其入湖口為實驗對象，利用遙感技術研究河道演變規(guī)律，并分析引起形態(tài)變化的主要因素。研究成果對信江周邊區(qū)域的防洪安全和水資源可持續(xù)利用等可起到理論與信息支持作用，為河道整治及岸帶開發(fā)決策提供必要的依據(jù)。

1 研究現(xiàn)狀

遙感技術對信息的實時動態(tài)監(jiān)測，相比費時、費力的傳統(tǒng)研究具一定的優(yōu)勢。

肖志遠等[3]利用GIS技術分析城陵磯至螺山河段的槽蓄量變化規(guī)律，得出20世紀70年代該河段淤積嚴重的結論。李茂田等[4]利用GIS與DEM技術定量模擬40 a來九江河段沖淤過程，發(fā)現(xiàn)河床淤積主要集中在上游。許靜[5]建立閩江下游干流竹岐至侯官段的水深遙感反演模型，得出2001年至2003年該河段河床下切嚴重的結論。

國外文獻記載，專家學者們著重于河床沖淤變化的研究，應用高分辨率衛(wèi)星影像動態(tài)監(jiān)測1942年至1986年法國魯西永沿岸河口及岸線的變化受洪水影響；河道沉積物上游物源減少導致河床拓寬，以及河道下切等河道演變情況，并提出相應的解決措施[6-8]。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源

信江尾閭以大溪渡水位站為開端，西到瑞洪，東至樂安河入饒河口；入湖口以信江入湖處的康山河周邊為區(qū)域，圖1、圖2展示了尾閭及入湖口的區(qū)域范圍。

本文以1973年至2010年信江尾閭及入湖口的遙感影像作為主要數(shù)據(jù)源，選取了其中8幅鄱陽湖枯水期影像數(shù)據(jù)（見表1），同時結合1∶50000基礎地理數(shù)據(jù)圖和地圖書籍等相關材料作為目視解譯的輔助數(shù)據(jù)，研究近40 a來信江尾閭河道平面分布變化及其入湖口的演變規(guī)律特征。

3 研究區(qū)遙感信息提取

由于遙感數(shù)據(jù)在獲取過程中存在畸變，所以首先對原始遙感影像進行輻射校正，幾何配準等預處理，對不同影像使用其最優(yōu)水體提取法獲得水體圖像，最后利用ArcGIS軟件，用二值法將水體和非水體區(qū)分開，但是提取出的水體信息還包含水塘、水庫等其它細小水體，因此把細小水體刪除后方可得到各時相的河道矢量圖，如圖3。

圖1 研究區(qū)域遙感示意圖

圖2 信江尾閭河道示意圖

4 信江尾閭及入湖口演變分析

4.1 歷史演變

根據(jù)歷史資料記載，1928年汊筲箕港建造馬檔圩堵了三塘河；1936年建造了中山圩，從此三塘河與互惠河成為分流。1951年建琵琶圩，堵互惠河出口，1952年又堵互惠河進口，使互惠河成為內港（啞河），并將13座小圩聯(lián)合為信河聯(lián)圩，1958年建古埠聯(lián)圩，1977年建信瑞聯(lián)圩、楓富聯(lián)圩和楓港圩，并將西大河下游58座小圩分別并入信瑞、楓富、楓港三大聯(lián)圩，縮短堤線1201 m。

表1 研究區(qū)影像的選取

4.2 現(xiàn)代演變

根據(jù)各年份提取的河道信息對比結果，本文選取具代表性的1973年、1993年和2010年河道信息進行疊加分析，其中西大河分為5個小研究區(qū)（見圖4），東大河在近時段無明顯變化，故不做研究。由于篇幅限制，只放西大河A、B區(qū)的演變圖，如圖5、圖6所示。文中選取MSS影像的754波段和TM＼ETM影像的543波段合成假彩色影像參與河道解譯。在假彩色遙感影像中，水體呈藍色，邊灘和枯水期露出水面的心灘均呈棕紅色，潛伏水下的灘地呈灰藍色，沙灘呈白色。

西大河中A區(qū)為彎曲分汊河道。1973年至1993年，主汊左岸線明顯向東偏移，周畈上河段變窄；1993年至2010年，周畈上的邊灘整體向下游延伸，且該區(qū)河段呈現(xiàn)東移趨勢。B區(qū)為彎曲河道，1973年至1993年，該河段的南湖洲（心灘）沿左岸縮進；1993年至2010年，南湖洲逐漸從四周縮進，洪埠河段河流旁向侵蝕，河道展寬。近40 a來，C區(qū)部分河道擴寬，程坊蔣家河段明顯向北偏移；D區(qū)逐漸分流形成分支；E區(qū)河段整體往北偏移。東大河1973年至2010年，岸線基本保持穩(wěn)定。

圖3 信江尾閭2010年河道水體信息

圖4 信江西大河研究分區(qū)平面示意圖

圖5 信江西大河A區(qū)演變示意圖

圖6 信江西大河B區(qū)演變示意圖

根據(jù)上述對信江尾閭的河道變化研究，我們可以發(fā)現(xiàn)大溪杜至瑞洪河段（西大河段）中存在邊灘拓寬，心洲縮減、岸線由南向北、由西向東移動等現(xiàn)象；東大河段中存在邊灘消退、河道拓寬、岸線由西向東偏移等現(xiàn)象。河道整體變化呈現(xiàn)向東北偏移的趨勢。

4.3 入湖口現(xiàn)代演變

本文選取1973年、1993年、2010年近紅外波段（即MSS的Band7和TM/ETM的Band4）分為2組做對比分析。如圖7中疊合影像所示，黑色表示水域，白色表示沖刷區(qū)，圓圈區(qū)域的深灰和淺灰色表示淤積區(qū)。信江流域在瑞洪鎮(zhèn)河段下游匯入康山河并流入鄱陽湖，文中選取康山河下游區(qū)域來反映信江入湖口灘地的變化情況。

圖7 1973～1993年入湖區(qū)域變化

從圖7我們可以看出，1973年至1993年淤積在河流兩側的入湖區(qū)域較明顯，但不集中，有向湖內擴展的趨勢；1993年至2010年主河道兩側淤積不斷向主流方向集中，其分支不斷向湖內延長。

5 影響因素

5.1 自然因素

信江下游尾閭河道屬于為分汊型河道，河段中分布許多洲灘，淤積較為嚴重，河勢穩(wěn)定性較差。

在信江的入湖口處，地下水位降低使得湖水滲透補給地下水，從而導致湖水水位下降，且水流具有嚴重的擴散現(xiàn)象。根據(jù)資料分析，得知鄱陽湖流域五河入湖年均輸沙量：贛江為 916.0 萬 t、信江為 214.0 萬 t、撫河為 143.0 萬 t、饒河為 57.7 萬 t、修水為 38.0 萬 t[9]。 可以看出贛江、撫河、信江含沙量相對較大，故贛、撫、信入湖河口湖岸線向湖中心推進較快，因此信江尾閭河道與入湖區(qū)域有東北方向推進的移動趨勢。

5.2 人為因素

歷年來，信江中下游流域的圩提不斷進行加高加固，周邊斷續(xù)的丘陵與之共同控制信江中下游的河道走勢，使河道平面形態(tài)變化趨于穩(wěn)定。但是，信江中上游的水利工程興建和鄱陽湖水位變化對信江下游河道的變形會產(chǎn)生一定影響。河灘、湖灘圍墾對信江下游及尾閭河道產(chǎn)生頂托作用，使得流速減緩，泥沙淤積；信江的水庫建設工程使得庫區(qū)末端河段導致泥沙淤積、河床抬高較快。信江入湖口受到鄱陽湖湖內大量人工采砂活動影響，區(qū)域中淤積增多。

綜上所述，河道變化和灘地演變受自然和人為因素的綜合影響。自然因素主要導致邊灘擴增，河道變形，人為因素的影響主要導致河道沖刷，河道心灘縮減，灘地淤高。

6 結論

本研究使用枯水期遙感影像，分別進行矢量圖像疊加和影像疊合，定性、定量地分析近40 a來鄱陽湖信江入湖口演變規(guī)律特征和信江尾閭的河道及支流的空間分布走向，得出1973年至2010年期間信江尾閭區(qū)域的河道走勢呈現(xiàn)東偏北移的趨勢；入湖口主河道兩側的分支不斷向湖內延伸，兩側淤積逐漸向主河道集中，且范圍也不斷向鄱陽湖內擴展；河道演變同時受自然和人為因素的綜合影響，人為因素影響比重更大。

研究的結果基本反映了實際情況。但由于時間和數(shù)據(jù)資料的限制，還是有許多的工作有待進一步研究探討。本文僅對信江尾閭的河道和入湖口平面信息進行了演變研究，我們還可以從豎向進行探索；本項研究還可以利用河道的各時期的水下地形數(shù)據(jù)建立該研究區(qū)域的DEM，得到各時段河道的沖淤變化圖，能讓研究變得可視化，更易于定量定性的分析。

[1］周成虎，駱劍承，楊曉梅，等.遙感影像地學理解與分析[M］.北京：科學出版社，2001.

[2］陳一梅，虞 娟，羅 建.遙感技術在岸灘演變分析中的應用研究[J］.遙感信息，2005.（1）：44-49.

[3］肖志遠，郭海晉，徐德龍，等.城陵磯至螺山河段槽蓄量及沖淤變化計算[J］.人民長江， 2003.34（1）：38-56.

[4］李茂田，于 霞，陳中原.40年來長江九江河段河道演變及其趨勢預測[J］.地理科學，2004.24 （1）： 76-82.

[5］許 靜.閩江下游干流水深遙感與河道演變分析[D］.福建師范大學，2009.

[6］Del Pont，Motti E.Monitoring by remote Sensing of the geomorphological evolution of a Part of the Roussillon coastal layout （France） [J］.Geomorphology .1994.1（15）：213-225.

[7］Kondolf G M，Piegay H，Landon N.Channel response to increased and decreased bed～load supply from land use change.contrasts between two catchments[J］.Geomorphology.2002.45：35-51.

[8］JP Bravard.Dynamics of rivers in the French Alps in the late Middle Ages and Modern [J］.Liege GeographicSociety Bulletin.1989.12：45-61.

[9］水利部長江水利委員會.長江泥沙公報[R］.2005.