洞庭湖是中国长江中游地区重要的调蓄湖泊,也是第二大淡水湖,长江上游来水由北经“三口”(松滋口、太平口、藕池口)分泄入洞庭湖,“四水”(湘、资、沅、澧)来水分别由东、西、南灌入洞庭湖,经调蓄后,从城陵矶出流入长江,与长江之间形成了复杂的江湖关系。近年来长江中游地区洪旱灾害频繁,三峡工程运行对长江中游干流和洞庭湖防洪情势带来了巨大影响,洞庭湖水文特征发生了一系列变化,进而影响江湖关系变化。在三峡工程建设及运行的背景下,探讨和分析长江与洞庭湖之间的关系及变化及成因,不仅关系到洞庭湖以后的演变和发展,对于通江湖泊的发展也具有重要的意义。本文采用Terra/MODIS,Aqua/MODIS L1 A、L1B遥感数据,提取了2000-2012年洞庭湖水面面积,结合同期城陵矶水位观测数据,分析了2000-2012年洞庭湖水情的时空变化规律,首次发现了洞庭湖水位-水面面积的绳套关系曲线,揭示洞庭湖水位-水面面积关系在不同时期、不同典型年份的变化特征,并采用BP神经网络模拟长江自然径流过程下城陵矶水位,分析三峡工程运行对洞庭湖水面面积与城陵矶水位关系影响。研究结果表明:1、2000-2012年,城陵矶水位年平均值均呈现总体减少的趋势,年内呈现明显的涨-丰-枯-退水文节律。洞庭湖水面面积年平均值也呈现总体减少的趋势,年内呈现规律性的涨落,同样具有涨-丰-枯-退的变化特征。从洞庭湖水面面积空间变化上来看,增长时期水面面积是由湖体中心向外增长扩大,减少时期是由外向湖体中心逐渐减小。2、2000-2012年洞庭湖水面面积与城陵矶水位之间关系具有较高的相关性,水位-水面面积关系呈现多值变化,表现为绳套形状,但不同时期二者相关性受不同的因素影响而变化,枯水期、丰水期洞庭湖水位-水面面积的绳套关系主要是受长江来水量影响较大,涨水期、退水期洞庭湖水位-水面面积的绳套关系受到东洞庭湖面积大小的一定影响。在丰水年,洞庭湖水位-水面面积关系曲线更为规则,与多年平均水位-水面面积曲线较相似,而枯水年洞庭湖水位-水面面积关系曲线更为复杂,但不论是丰水年或枯水年,城陵矶水位与洞庭湖水面面积变化的相关性都很高,而典型年份东洞庭湖水位-水面面积的相关性比整个湖区水位-水面面积关系的相关性更高。3、三峡工程运行后,调度期4-5月,城陵矶水位有所提高,调度期9-11月,城陵矶水位有所下降。调度期4-5月,洞庭湖水面面积有所增大,丰水期7-9月,洞庭湖水面面积有所减小,调度期9-11月,洞庭湖水面面积有所减小,枯水期1-3月,洞庭湖水面面积有所增大,但增大的较为不明显。2003-2012年以来,4-6月城陵矶水位多年平均值下降、洞庭湖水面面积多年平均值的减少不是由于三峡工程运行造成的。9-11月,三峡工程运行对城陵矶水位多年平均值下降、洞庭湖水面面积多年平均值的减少存在一定的影响。4、三峡工程运行对平水年、丰水年影响较小,主要影响体现在提高了调蓄期4-6月的洞庭湖面积和城陵矶水位,减小了7-8月洞庭湖面积和城陵矶水位,在调蓄期9-11月,减小了10月份洞庭湖面积和城陵矶水位。三峡工程运行对于枯水年影响较大,对4-6月春季干旱有所调节,减小7-8月汛期洪水,加剧了9月之后的干旱。