黄淮海平原地下水储量时空变化及其影响因素

摘要

基于GRACE(gravity recovery and climate experiment)观测数据和GLDAS(global land data assimilation system)同化数据,辅以趋势分析和随机森林等方法,对2002—2017年黄淮海平原地下水储量时空演变特征进行研究,并从降水量和不同部门用水量等供需视角探究黄淮海平原地下水变化的影响因素。结果表明:(1)联合GRACE和GLDAS反演的黄淮海平原地下水储量与WGHM模型(WaterGAP Global Hydrology Model)输出的地下水储量具有较好的一致性,相关系数达0.76,相关性较高的区域分布在海河流域、淮河流域及山东半岛地区;(2)2002—2017年黄淮海平原地下水储量整体呈现持续下降趋势,下降速率为-9.36 mm/a,黄淮海平原地下水总损失体积达589亿~790亿m^(3);(3)黄淮海平原地下水储量变化具有明显季节性特征,呈现春季达到最大亏损、夏季缓慢回升、秋季达到最大盈余、冬季缓慢下降的季向循环模式;(4)空间上,除皖北、苏北地区呈略微上升趋势外,黄淮海平原大部分地区地下水呈现下降趋势,其中豫北及冀南等地区的下降趋势最为显著,降速高达-41.29 mm/a;(5)农业用水和工业用水是黄淮海平原地下水储量变化的主导因素,二者贡献率分别为27.04%和23.23%。