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《湖南大学》 2007年
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洞庭湖湖泊环境系统的演变及驱动因子研究

胡旭跃  
【摘要】: 洞庭湖是长江中游调节洪水与泥沙的重要枢纽,清代全盛时期湖面面积曾达近六千平方公里,其后,洞庭湖不断萎缩。20世纪80年代,洞庭湖水面范围缩减为两千六百余平方公里。随着洞庭湖迅速萎缩,湖区洪涝灾害不断加剧,生态环境全面恶化,灾害损失不断增大。因此,研究洞庭湖的演变与发展趁势,探索正确认识洞庭湖的方法和思路,已成为当务之急。 对洞庭湖区的问题前人进行过许多研究,涉及水文、历史、地理、气候、气象等多个学科,得出了许多重要的结论。论文在综合以往研究成果的基础上,力求在研究思路上有新的突破,进行多学科交叉渗透的综合性研究分析。以洞庭湖为核心,避免将视野过分扩大;将洞庭湖水沙运动、现代地质活动和人类活动对其演变的影响作为一个有机整体,进行系统分析。以湖泊的现状为分析的着眼点,同时视洞庭湖为一不断发展演化的环境系统,主要分析其近、现代的演变规律,探讨各驱动因子与影响因素的作用及湖泊产生的反应。 本论文以系统工程理论为基础,以湖泊为研究对象,完成了分析湖泊人工—自然复合环境系统分析的理论框架构建,并以此理论框架为基础,在工程应用的时间和空间尺度上,讨论了洞庭湖演变的驱动因子、影响因素及演变特征。阐述自然条件下系统固有的演变规律,分析了增加人为活动影响后的系统结构、功能及其机制。应用了遥感、地理信息系统等多种方法进行分析、对比和验证。以一些具体的区域及特殊的现象为例,从不同的驱动因子出发,分析了多种相关因素对演变的影响及各因子的作用。 现代洞庭湖水沙的组成、泥沙淤积和湖床演变的时空分布特征受多方面因素的影响,本研究将水沙运动和人为作用分别作为湖泊演变的内因和外因进行分析,对洞庭湖的地貌发育及其阶段进行了探讨,论述了洞庭湖现代演变的地貌发育阶段及其临界阈值特点。 植物的存在对湖泊的演变有重要影响,而此种影响应该从植物对水流运动的阻力影响出发开始研究。本文从边壁和床面剪切力分割为基础,首先分析了床面植物高度及其不均匀性对阻力的影响。然后以目平湖为例,采用1:10000的大比例地形图,建立了1975年和1995年的数字地形模型,通过GIS分析,将植物作为湖泊系统中特殊的部分进行研究,定量对目平湖的冲淤分布特点进行了探讨,并利用多时相遥感影像资料,探讨了植物对湖泊的冲淤分布和演变发展的影响。研究表明泥沙淤积和植被分布密切相关,泥沙的淤积特性决定着不同植被之间的相对变化。泥沙在不同高程的淤积特性决定了芦苇、湖草、白泥洲、水体四者之间扩展的相对速率。泥沙空间分布的不均匀性会引起植被分布和变化的地域差异。不同的植物特性不同,其生长区的泥沙淤积情况也不一样。 采用遥感解译分析与地质调查结合的方法,对洞庭湖现代地质活动进行了分析,明确了地质活动在湖泊演变过程中的表象和特点。在湖盆地质变迁整体分析的基础上,结合冲淤分析研究了响水坎跌坎的演变及成因,响水坎段湖床演变的地质因素包括第四系沉积,近、现代地质构造活动和断裂展布等;得出了现代地质活动是草尾河局部跌坎成因及演变的控制因素的结论。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X143

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【参考文献】
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