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性洲滩 2003—2023 年的 Landsat 影像数量分别为 1224、644、634、1776 景。利用 QA 波段去除云层、
阴影等观测质量较差的影像，最终获取各洲滩区域的可用影像分别为 358、290、300、344 景。

3 研究思路与方法

本文的总体研究思路是：首先从河段尺度研究 4 个区段内洲滩面积的空间分布及其随时间变化的
宏观规律；其次结合代表性洲滩，从局部尺度识别不同因素影响下不同高程洲滩面积变化的具体特
点；最后分析洲滩形态变化及水文情势双重影响下植被生长适宜区变化，并从中识别洲滩调整的影
响。按照以上思路，对各具体环节涉及的研究方法介绍如下。
3.1 洲滩变形量化方法
3.1.1 基于实测地形的洲滩面积计算 采用贴体坐标系生成荆江河段的正交曲线网格，以适应不规
则的河道边界。针对全长约为 347 km、平均河道宽度约为 2 km 的河段，将整个河道区域划分 5000×
80 个正交曲线网格，水流方向网格平均长度约 70 m，河宽方向网格平均宽度约 25 m。
地形法计算的洲滩出露面积随枝城流量级而变，需建立洲滩面积与枝城流量之间的关系。考虑到
三峡建库后，同流量下的沿程水位以及三口分流关系发生了变化 ［28-29］ ，这些变化也可能对洲滩出露面
积产生影响，但为了保持洲滩出露面积对比的参考基准一致，本文将建库前的多年平均水位-流量关
系和 2002 年河道地形相结合，通过平面二维恒定流模型确定出各级流量下的沿程水位分布，以此水位
考察洲滩面积变化。在基本河槽（10 000 m /s）至洪水河槽（50 000 m /s）之间以 5000 m /s 为间隔共设置
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了 9 级流量，各级流量下的旁侧分流以及出口边界是根据 1992—2002 年的三口分流量-枝城流量、城
陵矶水位-枝城流量的多年平均关系给定。
各级流量下洲滩出露情况的判断以网格为对象，具体是将不同年份的河道高程与该位置的各级水
位进行对比，判断地形的出露或淹没情况，从而能够统计出各级流量对应的洲滩面积及其年际变化。
以上计算既可以在全河段尺度实施，也可以针对各代表性洲滩分别实施。根据已有研究 ［13］ ，荆江河段
开始漫滩的枝城流量约为 25 000 m /s，平滩流量约为 35 000 m /s。因此，在本研究中分别以枝城流量
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10 000～25 000 m /s、>25 000～35 000 m /s 以及>35 000 m /s 的淹没范围作为低滩、中滩以及高滩的判
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别标准。通过计算不同时期低、中、高各级洲滩的面积分布，来考察不同高程部位的洲滩调整特征。
3.1.2 基于输沙量法识别洲滩淤积的发生条件 洲滩淤积只能发生在滩面淹没期间，针对滩面淹没期
间的河段进出沙量开展分析，可以判断出洲滩淤积的发生时机和条件。分别以枝城—沙市、沙市—监
利以及监利—螺山作为计算区段，依据 2003—2020 年各区段进、出口及区间分汇流的日均水沙数据计
算了各区段内的日冲淤率和不同流量级累积冲淤量，从而为洲滩淤积发生条件的分析提供参考。
3.1.3 基于遥感解译的代表性洲滩平面形态提取 为了从局部尺度和更高时间分辨率上分析各区段内
代表性洲滩的面积变化，将遥感影像解译法与地形法相结合，以获取更加密集的基本河槽以上洲滩面
积时序数据。首先，基于 GEE 平台获取并筛选得到各代表性洲滩的高质量影像数据，并采用改进的归
一化水体指数 MNDWI （Modified Normalized Difference Water Index） ［30］ 识别遥感影像的水体及洲滩信
息，表达式为：
)
( ρ GREEN - ρ SWIR
MNDWI = ) （1）
( ρ GREEN + ρ SWIR
式中 ρ 和 ρ 分别代表绿波段和短红外波段。根据 MNDWI 指数对筛选后的多光谱遥感图像进行处
GREEN SWIR
理，生成单波段的 MNDWI 影像集。进一步采用 OTSU 算法 ［31］ ，逐幅确定 MNDWI 影像的二值化分割阈
值，从而完成水体与洲滩信息的识别（图 2），然后以此提取洲滩面积数据。
考虑到高滩上存在覆被干扰，基于遥感影像的代表性洲滩面积提取仅考虑枝城流量 10 000 m /s 对
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应的较低高程，以此来考察低滩的变化。为提取相同水位下的洲滩面积，需根据日期将影像数据与水
位数据进行匹配。根据站点与代表性洲滩分布情况，采取的方式是：关洲与枝城站相匹配，金城洲与

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