Page 78 - 2023年第54卷第4期

Δ （Ｒ′ － Ｇ′） ６ ．３４ γ （１ ＋ ０．５３６ｕ）（ｅ － ｅ）
ａ
ｎ
ｓ
Ｅ ＝ Ｅ＋ Ｅ ＝ ＋ （６）
ｐ ｒ ａ
λ （ Δ ＋ γ ） λ （ Δ ＋ γ ）
－ １
－ １
式中：Ｅ为水面蒸发能力，ｍｍ·ｄ ；Ｅ为水面蒸发中的辐射分项，ｍｍ·ｄ ；Ｅ为水面蒸发中的空气
ｐ ｒ ａ
－ １
－ ２
－ ２
动力学分项，ｍｍ·ｄ ；λ为蒸发潜热，Ｊ·ｋｇ；Ｒ′为地表净辐射，Ｗ·ｍ ；Ｇ′为地表热通量，Ｗ·ｍ ；
ｎ
－ １
Δ为饱和水汽压差与温度曲线的斜率，ｋＰａ·℃ ；ｅ为饱和水汽压，ｋＰａ；ｅ为实际水汽压，ｋＰａ；ｕ为
ｓ
ａ
－ １
－ １
风速，ｍ·ｓ ；γ为干湿度常数，ｋＰａ·℃ 。
２．４ 水面面积变化归因 将水面面积变化原因归结为降水补给、蒸发损失和生态补水三大因素，考虑
到京津冀平原在 ２００１年浅层地下水平均埋深已经达到 １３ｍ，地表水入渗补给已经几乎不受地下水埋
深的影响 ［３１］ ，即便到 ２０２０年地下水埋深增加到 １８ｍ，不同年份的入渗补给量相差不大，因此对不同
年份水面变化的影响可视作相等，故未将地下水位变化作为贡献因素。归因解析时先基于数据拟合出
三大因素与水面面积的函数关系，对比时段水面面积变化时，固定需要归因的变量，将另两个变量的
实际值带入拟合函数中，计算该情景下的水面面积，将计算出的水面面积与实际水面面积对比，差值
即为该变量的贡献。计算公式如下：
Ａ ＝ ｆ（Ｘ，Ｙ，Ｚ） （７）
Δ Ａ ＝ Ａ－ ｆ（Ｘ，Ｙ，Ｚ） （８）
０
ｔ
ｔ
ｔ
η ＝ Δ Ａ?（Ａ－ Ａ） × １００％ （９）
ｔ
０
式中：Ａ为水面面积，Ｘ、Ｙ、Ｚ分别代表降水、蒸发损失和生态补水三个变量，下标 ｔ和下标 ０分别
代表时段末和时段初的水面面积值或变量值；η为贡献占比。
３ 结果
３．１ 京津冀平原水域面积与水面面积变化
３．１．１ 水域分布及面积 根据 ３期土地利用数据合并得
出的京津冀平原区水域面积，如图 ３所示，提取的河湖
水系完整、贯通程度高，能够反映出水域分布的真实情
２
况。京津冀中部平原区水域总面积为 １６５４ｋｍ ，占中部
２
平原区总面积的 ２．２％，其中河渠水域面积为 ９３７ｋｍ ，
２
占全部水域面积的 ５７％，湖泊为 １６２ｋｍ ，占比为 ９．８％，
２
坑塘为 ５５５ｋｍ ，占比为 ３３．２％；滨海平原区水域总面
２
积为 ４４６８ｋｍ ，占滨海平原区总面积的 ２７．７％，其中河
２
渠水域面积为 ５３５ｋｍ ，占比为 １２％，湖泊水域面积为
２
２
２４ｋｍ ，占比为 ０．５％，坑塘为 ３９１０ｋｍ ，占比为 ８７．５％。
整体来说京津冀中部平原区水域以河渠为主，大型湖泊
湿地较少，小型坑塘较多，滨海平原区开发了大面积的
盐场、鱼塘，虽然水域面积较大，但不是河湖生态复苏
要保障的对象。
３．１．２ 水面面积变化 通过 ＧＥＥ平台提取水面面积后，
图 ３ 京津冀平原水域面积分布
在 ２０２０年提取的逐月融合永久性水体水面基础上随机
选取 ３００个验证样本，其中河渠 １３３个样本、湖泊 ８６个样本，坑塘 ８１个样本，与谷歌地球高分辨率
影像进行对比，正确提取水体样本 ２６２个，水面提取率为 ８７％，分类结果经一致性检验的 Ｋａｐｐａ系数
为 ０．７１，说明水体分类结果较为一致，根据样本点位置划分 １００ｍ × １００ｍ矩形网格，对比提取水面面
积和谷歌地球影像水面面积，面积相对误差为 ８％，如图 ４所示。谷歌地球影像分辨率最高时可达到
０．５ｍ，远高于 Ｌａｎｄｓａｔ３０ｍ的分辨率，但 Ｌａｎｄｓａｔ的多光谱特性是谷歌地球所不具备的，目前一些小
的河渠水面仍无法提取到，这也是当前存在的技术难题。

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