利用GRACE衛星重力數據監測得到的華北地下水2003-2010年變化趨勢圖
地下水是全球陸地水循環(huán)中的重要組成部分，是農業(yè)灌溉、工業(yè)用水和城市生活用水的重要淡水來(lái)源之一。自20世紀中葉以來(lái)，由于氣候變化、農業(yè)和城市的快速發(fā)展，我國華北地區的地下水超采現象嚴重，產(chǎn)生了大面積的地下水降落漏斗，并由此導致大面積地面沉降、海水入侵、地下水污染和土壤鹽化等一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，威脅著(zhù)生態(tài)環(huán)境，嚴重制約了社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展。
中科院測量與地球物理研究所“衛星大地測量與全球環(huán)境變化”研究團隊馮偉博士、鐘敏研究員、許厚澤院士，與法國空間局/大地測量研究中心（CNES/GRGS）Richard Biancale教授和Jean-Michel Lemoine博士、國際水資源協(xié)會(huì )主席夏軍教授(武漢大學(xué)/中科院地理所)合作，在GRACE衛星重力監測華北地下水方面開(kāi)展了深入研究，首次利用GRACE衛星重力數據和土壤水資料定量估計了近十年來(lái)華北地下水儲量變化的時(shí)空分布和長(cháng)期趨勢。研究發(fā)現，華北地區（包括北京、天津、河北和山西）每年損耗約83±11億噸地下水。這一結果是早期基于淺層地下水統計數據估算結果的3倍多。兩者之間的巨大差異表明，華北地區深層地下水損耗遠大于淺層地下水損耗。早期的研究可能大大低估了華北目前面臨的嚴重地下水危機。此外，研究還發(fā)現，華北地下水減少最明顯的地區主要在石家莊、保定等太行山山前平原區和北京、天津等地。
該研究成果于2013年3月在國際水資源領(lǐng)域著(zhù)名期刊《Water Resources Research》上發(fā)表，題為Evaluation of groundwater depletion in North China using the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) data and ground-based measurements (DOI: 10.1002/wrcr.20192)。該項研究拓展了GRACE在地下水監測方面的應用，加深了人們對華北地區地下水的認識，對了解地球系統的質(zhì)量變化和遷移、區域水資源管理和開(kāi)展全球水循環(huán)研究具有重要意義。
該研究獲得了國家973項目、國家自然科學(xué)基金、國家基金創(chuàng )新研究群體科學(xué)基金、中科院國家外專(zhuān)局創(chuàng )新團隊國際合作伙伴計劃和中科院“中法聯(lián)合培養博士生”項目的資助。
