鄱阳湖是中国第一大淡水湖,对于水生态系统的作用举足轻重,受到国内外广泛关注。近年来,鄱阳湖水体面积萎缩、湖区干涸等水环境问题频发,大规模的人为采砂活动使水体悬浮泥沙浓度显著上升、水质恶化,严重影响了周边自然环境与人民的生产生活。因此,对鄱阳湖水动力高动态变化过程进行及时有效监测、定量分析人为采砂活动对水体悬浮泥沙浓度影响与时空变化规律,在改善湖泊水生态、加强流域治理方面意义重大。本文采用Delft3D水动力模型,借助水文气象站点实测数据、水下地形数据,模拟了鄱阳湖2011-2015年间水动力变化过程。利用MODIS遥感数据、实测数据对水位、流量、水体范围和淹水面积模拟结果的验证表明,Delft3D适用于该区域水体高动态变化特点,模拟效果较好。在此基础上,对鄱阳湖五年间水动力变化规律与干旱气候条件下的响应与影响作了分析。以水动力模型为基础构建了鄱阳湖二维悬浮泥沙输移模型,并将Landsat卫星影像检测的采砂船位置信息考虑到模型中。根据野外观测资料和MODIS卫星遥感资料验证模拟结果证明,添加采砂活动信息后,水体泥沙浓度模拟精度大幅提高,和实际情况趋于一致。通过设置多组情景模拟,进一步定量探究了鄱阳湖不同采砂强度扰动时悬浮泥沙浓度的时空分布变化规律。具体的研究内容和主要成果如下:(1)构建了鄱阳湖高动态水动力模型,表明Delft3D数值模型可以有效捕捉鄱阳湖洪枯两季剧烈变化,适用于鄱阳湖水动力高动态变化特性。水位模拟结果与湖区内主要水文观测站实测资料一致性较好,决定系数R2均在0.88以上,星子、都昌、康山站验证结果的RMSE分别为0.26m、0.33m、0.63m,相对误差分别为1.80%、1.21%、3.34%,枯水期模拟精度低于丰水期。湖口出流量的模拟结果与实测值较为吻合,决定系数R2达到0.869,RMSE为1557.83m3/s,相对误差为18.70%。利用MODIS地表反射率产品提取水体范围对模拟结果进行的有效验证表明,水体面积模拟结果与遥感提取结果之间决定系数R2达到0.829,二者数值与空间分布格局基本一致,均方根误差RMSE为283.47 km2,相对误差为15.90%。(2)综合实测资料、MODIS卫星数据、水动力模拟结果分析了 2011-2015年间鄱阳湖水动力高动态变化特征。数值模型和MODSI遥感提取结果获取的最大、最小淹水面积反映了相似的湖泊形态与空间分布,具有良好的一致性,均体现了鄱阳湖年内洪枯两季淹水范围、水体分布的剧烈时空变化规律,年内最大最小面积比最大达到了 4.58。分析各年淹水范围和天数变化规律可知,鄱阳湖常年被水体覆盖的区域主要包括狭长主航道、分散的若干子湖如东南部的青岚湖,西部修水和赣江入湖口附近的大湖池,东部的焦潭湖等。受洪枯季节变化影响,其他区域均出现不同程度的湖底裸露,尤其是2011、2013年区域干旱气候条件下,鄱阳湖面积锐减、旱期提前,淹水天数和淹水范围受到显著影响。(3)在水动力模型基础上,构建了鄱阳湖二维悬浮泥沙输移模型,并将Landsat卫星影像检测的采砂船位置信息考虑到模型中。利用野外观测资料与MODIS卫星监测结果实施验证表明,模型增加采砂活动信息后,水体泥沙浓度模拟结果趋近于实测值,其空间分布格局与MODIS卫星监测较为一致,野外采样点实测值与模拟值之间决定系数R2为0.831,RMSE为15.5mg/L,其精度远高于不考虑采砂的情景模拟。(4)设置了多组情景,定量阐述了鄱阳湖不同采砂强度对悬浮泥沙扰动程度的时空变化规律。结果表明,遥感检测的三个采砂活动区对鄱阳湖南部、五河径流入湖口以及松门山岛以西水域的泥沙扰动较小,其影响区域从南到北,由北湖区主航道、入江水道直至与长江交汇的湖口附近,影响面积基本稳定在730km2左右,是导致北湖区水体高浑浊状态的重要原因。在相同的采砂强度下,相同的网格点悬浮泥沙浓度增量下降到未采砂基态50%所耗费的半程恢复时间(前半程)远小于增量由基态50%下降至5%所耗费的时间(后半程)。随着采砂强度的增强,受扰动水体的泥沙浓度恢复到未采砂状态的恢复时间显著延长,整体上呈现沿主航道至湖口区域由南向北、由上游到下游、时间由短到长的变化规律;由湖区开阔水域靠近湖区东岸,恢复时间逐渐增加,棠荫附近主航道以北以东的水域、湖湾、花庙湖一带,完全恢复时间达到全湖最长。