福建水产设备联盟

测地所利用卫星重力研究西辽河流域地下水变化取得重要进展

中科院测地所 2019-10-13 12:31:07

  地下水作为陆地水的重要组成部分,在水循环中扮演着重要的角色,同时也是我国北方地区重要的供水水源。西辽河流域,位于中国内蒙古东部,被誉为“内蒙古粮仓”。自1980年以来,由于气候变化、农业发展和人口的快速增长,西辽河流域的地表水断流现象时有发生,地下水持续开采。对该地区的地下水变化开展相关研究,对于保障农业的持续发展,以及相关用水政策的制定和实施具有重要的现实意义。

  中国科学院测量与地球物理研究所“卫星大地测量与全球变化”研究团队通过联合GRACE卫星重力和地面实测资料,系统分析了西辽河流域地下水储量时空变化规律。卫星重力监测发现,2005年至2011年西辽河地下水每年损耗9.2

4.9亿吨地下水。通过联合卫星重力与降雨资料,重构了1980年以来西辽河流域的陆地水时空变化与地下水变化时间序列。研究表明,受2000年以来的长期气候干旱和人类地下水开采活动加剧的影响,该地区地下水储量亏损速率显著加速。通过重构西辽河流域近30年以来的陆地水储量和地下水储量变化,并与ENSO指数对比后发现,该地区的水文过程受厄尔尼诺和拉尼娜的影响显著。在厄尔尼诺期间,西辽河流域地下水和陆地水的储量显著增加;在拉尼娜期间则显著下降。被誉为有记录以来最强厄尔尼诺之一的1997/1998年强厄尔尼诺事件,及其之后的1998/1999和1999/2000强拉尼娜事件,导致西辽河流域十余年的干旱,并使得地下水加速亏损。本项研究的开展,说明了结合卫星重力和地面水文气象观测资料,开展长时间序列地下水变化监测与解释的重要意义。

  相关论文于2018年3月在国际主流遥感期刊Remote Sensing上发表,题为Groundwater Depletion in the West Liaohe River Basin, China and Its Implications Revealed by GRACE and In Situ Measurements。论文第一作者为钟玉龙博士生,通讯作者为冯伟副研究员(论文作者列表:钟玉龙、钟敏、冯伟、张子占、沈迎春和吴定程)。该项研究获得了国家自然科学基金(41774094、41431070等)和中国科学院战略性先导科技专项(XDB23030100)的资助。

论文链接:http://www.mdpi.com/2072-4292/10/4/493