北中国平原地下水回收的时空空间差异使用GRACE和井数据
Hao Zhang1, Linsong Wang1, Zhenran Peng1
1Hubei Subsurface Multi-Scale Imaging Key Laboratory, School of Geophysics and Geomatics, China University of Geosciences, Wuhan, China.
Ground water
|June 11, 2025
概括
北中国平原的地下水储量正在恢复,在水井中检测的时间比卫星更早. 气候变化是这种地下水回收的主要驱动因素,明显超过人类活动.
科学领域:
- 水文学 水文学
- 环境科学 环境科学
- 地质物理学 地质物理学
背景情况:
- 北中国平原 (NCP) 的长期地下水储量枯竭最近显示出恢复的迹象.
- 这种地下水回收的时空空间特征和驱动因素仍然不清楚.
研究的目的:
- 通过使用GRACE/GRACE-FO和现场井数据,估计NCP的地下水储量 (GWS).
- 量化从GWS枯竭到恢复过渡的时空模式和驱动因素.
- 为了确定GWS恢复时间的转折点.
主要方法:
- 利用了来自重力恢复和气候实验 (GRACE) 和GRACE后续 (GRACE-FO) 任务的数据.
- 采用了改进的完整合奏实证模式分解与适应噪声 (ICEEMDAN) 方法.
- 应用了贝叶斯突然变化,季节性和趋势估计器 (BEAST) 算法来检测恢复转折点.
主要成果:
- 地下水的回收在南部的NCP (2020年2月至10月) 比北方的NCP (2020年11月至2021年8月) 提前启动.
- 现场井数据检测到GWS恢复比卫星数据早7个月,这是由于分辨率差异和井响应性.
- 降水和南向北水分转移 (SNWD) 项目影响了GWS的恢复,导致了时空变化.
结论:
- 气候因素是每年GWS变化的主要驱动因素 (87.63%),而人类活动则贡献了12.37%.
- 了解这些驱动因素对于NCP的可持续地下水管理至关重要.
