科研进展

JH: 京津冀地下水开采对陆面水文过程的影响

  京津冀地区地下水超采问题严重,是我国水资源供需矛盾最为突出的地区之一。因此,定量研究该地区地下水开采对水文过程的影响对保障用水安全、促进社会经济的协调发展具有重要的作用,并可为水资源保护政策的制定及评估提供科学依据和支撑。

  近日,中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室王龙欢博士、贾炳浩研究员、谢正辉研究员、王斌研究员以及国内其他单位的学者,基于考虑地下水侧向流及地下水开采的高分辨率陆面过程模式,结合水资源公报提供的用水数据,对京津冀地区陆面水文过程进行高分辨率(1km)数值模拟,研究地下水开采对水文过程的影响。地面和卫星观测以及模型模拟结果均表明京津冀地区2000-2012年间地下水埋深逐渐增加、陆地水储量呈下降趋势;地下水开采用于农业灌溉引起土壤湿度增加,进而改变能量通量,灌溉用水剧烈的地区潜热通量增加了18%,这一影响在生长季节更为显著。此外,该研究工作还基于回归方法量化了气候因子及地下水开采对陆地水储量变化的贡献,约52%的城市地区陆地水储量变化由地下水开采主导,强调了京津冀地区地下水开采对水资源损耗的重要影响。

  上述研究成果发表于《Journal of Hydrology》期刊,研究得到国家自然科学基金重点项目(41830967)和中国科学院青年创新促进会项目(2021073)的联合资助。

 

图1 京津冀地区多年平均(2000-2012)人类取用水量空间分布:(a)总取水量;(b)地表水取水量;(c)地下水取水量;(d)灌溉量;(e)生态用水量;(f)工业用水量;(g)生活用水量;(h)渔业畜牧业用水量;(i)城镇公共用水量。

 

图2 降水、蒸散发、积雪以及地下水开采对京津冀地区陆地水储量变化的相对贡献

  论文信息:

  Wang, L., Jia, B., Xie, Z., Wang, B., Liu, S., Li, R., Liu, B., Wang, Y., Chen, S. Impact of groundwater extraction on hydrological process over the Beijing-Tianjin-Hebei region, China. Journal of Hydrology, 2022, 609, 127689. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127689 

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