【摘要】：總懸浮物(Total suspended matter,TSM)是水體中重要的光學(xué)敏感物質(zhì)之一,很大程度上決定了水柱中光的吸收、散射和衰減,同時(shí)吸附營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和有毒有害物,對(duì)水體物質(zhì)生物地球化學(xué)過程、沉積物埋藏動(dòng)力和湖泊環(huán)境演化具有重要的意義。本研究基于星地同步實(shí)驗(yàn)和靜止水色成像儀GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)構(gòu)建了太湖懸浮物濃度估算模型;基于模型估算了太湖水域2012年至2017年的懸浮物濃度日分布數(shù)據(jù),得到了太湖全湖及各分區(qū)湖泊懸浮物濃度的日間變化、月際變化、季節(jié)變化及年際變化,從不同的尺度對(duì)太湖懸浮物濃度的時(shí)空演變規(guī)律進(jìn)行分析,并對(duì)其時(shí)空演變的機(jī)制進(jìn)行分析;選取典型風(fēng)浪過程及典型降雨過程分析了太湖懸浮物濃度短期動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)對(duì)太湖水體懸浮物濃度較為敏感的波段為GOCI的第七波段(745nm)和第八波段(865 nm),懸浮物濃度與對(duì)應(yīng)波段遙感反射率線性相關(guān)決定系數(shù)分別為0.72和0.55;基于GOCI第七波段的懸浮物濃度單波段遙感估算模型能較為準(zhǔn)確地估算太湖的懸浮物濃度,模型相對(duì)均方根誤差和平均絕對(duì)百分誤差分別為28.3%和24.4%。(2)太湖水體懸浮物濃度存在明顯的日內(nèi)變化,2012年7月21日太湖懸浮物濃度西北部較高,并呈現(xiàn)出從早至晚遞減的趨勢(shì)。太湖懸浮物濃度的月際變化呈現(xiàn)一個(gè)明顯的單峰分布格局,太湖3月份的全湖平均懸浮物濃度最高,為65.6 mg/L,9月份的全湖平均懸浮物濃度最低,為44.1 mg/L。在季節(jié)變化方面,太湖春季和冬季的懸浮物濃度明顯比夏季和秋季高,在湖灣地區(qū),梅梁灣和竺山灣的季節(jié)變化規(guī)律與整體湖區(qū)的變化規(guī)律相反,其他湖區(qū)的季節(jié)變化規(guī)律與整體湖區(qū)的變化規(guī)律一致。年際變化方面,太湖近六年的平均懸浮物濃度變化經(jīng)歷了從2012年到2013年遞增,從2013年到2014年遞減,然后從2014年到2017遞增這樣一個(gè)過程,太湖2013年的全湖平均懸浮物濃度最高,為64.44 mg/L,2014年的全湖平均懸浮物濃度最低,為56.25 mg/L;相對(duì)其他灣區(qū),中心湖區(qū)的年平均懸浮物濃度最高,竺山灣最低。對(duì)太湖大量實(shí)地測(cè)量的Kd(PAR)數(shù)據(jù)及透明度數(shù)據(jù)分別與相應(yīng)的懸浮物濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果顯示懸浮物濃度與Kd(PAR)及透明度有顯著相關(guān)關(guān)系,其線性相關(guān)可決系數(shù)分別為0.79和0.73。(3)通過研究典型風(fēng)浪過程前后太湖懸浮物濃度變化發(fā)現(xiàn)其短期動(dòng)態(tài)變化顯著,風(fēng)速風(fēng)向是懸浮物濃度短期動(dòng)態(tài)變化的重要驅(qū)動(dòng)因素,懸浮物濃度與風(fēng)速成正比,并隨著風(fēng)向擴(kuò)散;高頻連續(xù)GOCI影像結(jié)果顯示懸浮物濃度短期動(dòng)態(tài)變化對(duì)風(fēng)浪擾動(dòng)的響應(yīng)有一定的滯后性,滯后時(shí)間為數(shù)小時(shí)到1天,懸浮物沉降與沉積物再懸浮的臨界風(fēng)速約為3.4 m/s。(4)通過對(duì)2013年10月6至8日這一降雨過程進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)降雨量是苕溪入湖口羽流面積變化的重要因素;從降雨后的太湖懸浮物濃度分布來看,太湖懸浮物濃度的高值區(qū)域隨著時(shí)間的變化以南部苕溪入湖口為中心逐漸遞減。
【圖文】：

度成為可能。過去２５年（１９９２－２０１６），關(guān)于懸浮物的研宄呈現(xiàn)快速增逡逑長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，在Ｗｅｂ邋ｏｆ邋Ｓｃｉｅｎｃｅ數(shù)據(jù)庫(kù)中近年來每年新增１０００篇左右相逡逑關(guān)ＳＣＩ論文（圖１．１）。逡逑傳統(tǒng)的懸浮物濃度估算主要依賴野外實(shí)測(cè)、采樣分析得到，這種逡逑方法工作量大，效率低，并且只能對(duì)特定時(shí)間段某一有限區(qū)域進(jìn)行觀逡逑測(cè)，通過這種方法獲取的總懸浮物濃度值相對(duì)精確，而且由于懫樣點(diǎn)逡逑的局限性，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以反映整個(gè)區(qū)域的水質(zhì)情況，從而難以實(shí)逡逑現(xiàn)水體懸浮物濃度的同步動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和精細(xì)化的空間分布描述。近年來逡逑傳感器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)快速發(fā)展，，通過濁度等探頭參數(shù)的轉(zhuǎn)換能夠?qū)崿F(xiàn)逡逑單一站點(diǎn)懸浮物濃度的動(dòng)態(tài)變化過程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)［６］，但在線監(jiān)測(cè)站逡逑點(diǎn)有限，仍無法彌補(bǔ)空間過程的同步動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，不能有效地揭示懸浮逡逑物濃度時(shí)空格局的精細(xì)化過程。遙感數(shù)據(jù)本身具有獲取數(shù)據(jù)快

本研宄根據(jù)太湖的地理位置與環(huán)境要素將太湖分為六個(gè)湖區(qū)，分逡逑別為東太湖、竺山灣、中心湖區(qū)、梅梁灣、貢湖灣、胥口灣［２５］（圖逡逑２．１）。其中東太湖是典型的草型湖泊，胥口灣、貢湖灣則是草藻混合逡逑型湖泊，而梅梁灣、竺山灣、中心湖區(qū)則幾乎沒有生長(zhǎng)水草，屬于典逡逑型的藻型湖泊［Ｍ。太湖作為重要的內(nèi)陸水源地，其水質(zhì)變化與人類活逡逑動(dòng)關(guān)系密切［３８］。太湖在風(fēng)浪作用下，沉積物極容易發(fā)生再懸浮，沉積逡逑物再懸浮不僅增加了水體中的懸浮物濃度，同時(shí)釋放營(yíng)養(yǎng)鹽，加劇了逡逑太湖的富營(yíng)養(yǎng)化＿，因此監(jiān)測(cè)太湖水體中懸浮物濃度動(dòng)態(tài)變化過程，逡逑揭示其驅(qū)動(dòng)機(jī)制對(duì)太湖水環(huán)境監(jiān)測(cè)和藍(lán)藻水華控制、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治逡逑理都具有重要意義。逡逑１２０ｃ０＇０＂＾邐１２０。１５，０＂東邐丨邋２０。３０，０＂尜逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X524

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1 孫德勇;李云梅;王橋;樂成峰;黃昌春;施坤;王利珍;;基于實(shí)測(cè)高光譜的太湖水體懸浮物濃度遙感估算研究[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2009年02期

2 張懷靜;翟世奎;范德江;郭志剛;于增慧;曹立華;楊榮民;張曉東;;三峽工程一期蓄水后長(zhǎng)江口及其鄰近海域懸浮物濃度分布特征[J];環(huán)境科學(xué);2007年08期

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本文編號(hào)：2594041