湖泊與水庫（下文簡稱湖庫）作為陸地水圈的重要組成，以水量收支與陸氣水交換等方式參與自然界的水循環(huán)；同時(shí)也是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)不可或缺的水資源，在灌溉、維系水產(chǎn)、調(diào)蓄洪水等方面發(fā)揮重要作用。然而，由于湖庫現(xiàn)有站點(diǎn)觀測資料的時(shí)間連續(xù)性與空間覆蓋度有限，難以在全球尺度或區(qū)域尺度對湖庫季節(jié)性水量收支及變化開展定量研究，因此借助遙感手段開展大尺度湖庫水儲(chǔ)量季節(jié)性變化估算及其蓄洪與削峰能力評(píng)估成為研究突破口，特別是不受云雨天氣影響的衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)觀測發(fā)展與高時(shí)空分辨率SAR影像的海量數(shù)據(jù)云獲取為這方面研究提供了便利。 

　　針對上述研究問題和目標(biāo)，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等資助下，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所宋春橋研究員課題組聯(lián)合美國堪薩斯州立大學(xué)、河海大學(xué)、香港大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科研人員利用多源遙感數(shù)據(jù)首次估算了全球大中型湖庫的季節(jié)性水量變化及東亞季風(fēng)區(qū)典型流域——鄱陽湖流域的所有湖庫的水儲(chǔ)量年內(nèi)時(shí)序變化及蓄洪能力。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Journal of Hydrology和Science of The Total Environment期刊上，論文第一作者為該課題組的特別研究助理陳探博士。 

　　遙感估算全球463個(gè)面積10 km²以上的湖庫（約占全球湖泊總面積的64%，占全球湖泊蓄水量的93%）季節(jié)性水量變化。研究結(jié)果表明（圖1）：其季節(jié)性水量變幅為1390.91 ± 78.91 km³，其中自然湖泊季節(jié)性水量變化為869.44 ± 67.35 km³，水庫季節(jié)性水量變化為521.46 ± 41.11 km³。全球湖泊季節(jié)性水量變化的緯向與經(jīng)向地帶性比較顯著，季節(jié)性水量變化在北半球集中在30°N - 60°N之間，在南半球集中在赤道和30°S之間。在全球范圍內(nèi)對湖庫季節(jié)性水量的初步估計(jì)將極大地幫助我們更好地理解湖泊和水庫在調(diào)節(jié)全球和區(qū)域水循環(huán)方面的季節(jié)性行為，以及陸地儲(chǔ)水量變化對海平面上升在年內(nèi)尺度的貢獻(xiàn)。全球湖泊季節(jié)性水量變化較大的湖泊群集中在北美洲和非洲的流域，此類湖泊群受氣候變化和人類活動(dòng)的疊加影響具有較大的季節(jié)性波動(dòng)。 

圖1. 全球大中型湖庫的季節(jié)性水量變化遙感估算結(jié)果 

　　由于湖庫水儲(chǔ)量的季節(jié)性變化帶來的調(diào)蓄功能可以使湖泊生態(tài)系統(tǒng)通過洪水蓄積和徑流補(bǔ)給實(shí)現(xiàn)水資源的再分配，進(jìn)而減輕洪澇災(zāi)害。近年來，世界各地的洪澇災(zāi)害頻發(fā)。本研究介紹了一種基于高時(shí)空分辨率SAR遙感監(jiān)測與湖庫庫容曲線方法量化流域尺度湖庫水量年內(nèi)時(shí)序變化的方法。基于Sentinel-1 雷達(dá)衛(wèi)星影像、GRACE重力衛(wèi)星、SRTM數(shù)字高程模型等多源遙感數(shù)據(jù)對鄱陽湖流域水域面積1 km²以上所有湖庫的面積與水量由枯轉(zhuǎn)洪的年內(nèi)時(shí)序變化進(jìn)行了定量重建（圖2）。針對2020年7月長江中下游流域受強(qiáng)降雨影響，引發(fā)的百年一遇嚴(yán)重洪水事件為例，遙感觀測數(shù)據(jù)顯示，2020年汛期鄱陽湖及流域內(nèi)其他湖庫的總調(diào)蓄量約為151億m³，約占鄱陽湖流域陸地水儲(chǔ)量變化的45%，鄱陽湖的調(diào)蓄能力在所有湖庫中貢獻(xiàn)比例高達(dá)80%。因此，準(zhǔn)確掌握我國典型流域湖庫的高時(shí)空分辨率動(dòng)態(tài)變化，定量評(píng)估湖庫洪水調(diào)蓄和水資源調(diào)節(jié)功能，對我國洪水管理及水資源保護(hù)具有科學(xué)指導(dǎo)意義。 

圖2. 鄱陽湖流域湖庫水量季節(jié)性變化遙感估算及其對2020年特大洪水事件的蓄洪能力評(píng)估 

　　論文鏈接： 

　　利用多源遙感數(shù)據(jù)估算全球湖庫季節(jié)性水量變化 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022169420312427 

　　利用多源遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測典型流域湖庫水儲(chǔ)量高分辨率時(shí)序變化 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969721058502