GRACE/GRACE-FO揭示黄河上游2002-2022年GWS及可持续性时空演化

开展黄河流域上游地下水储量(groundwater storage,GWS)时空变化及可持续性时空演化特征研究,可为黄河流域水资源可持续合理开发提供有力的参考依据。利用GRACE(gravity recovery and climate experiment)和GRACE-FO(GRACE follow on)重力卫星Mascon和球谐数据,联合先验水文模型,反演估算了黄河流域上游2002-04—2022-12陆地水储量及GWS变化时空演化特征,通过计算区域水资源可持续性指数(sustainability index,SI)评估该区域地下水可持续性概况,并探讨了降雨量变化、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、蒸散发量(evapotranspiration,ET)与区域GWS变化的相关性及其贡献度。结果表明,研究区域GWS变化以约-3.89±0.37 mm/a速率呈整体下降趋势,在空间上呈现出明显的南、北量值差异分区的特性,与实测水井监测结果较一致(相关度约为0.73);研究时段内区域地下水几乎均处于重度不可持续状态,空间上可持续性也呈现出自南向北逐渐降低的趋势,平均可持续性指数仅为0.38;贡献度量值大小显示出NDVI对研究区域GWS变化产生的影响最大,ET次之,降雨量影响最小;NDVI、ET与区域GWS变化呈显著负相关关系(相关系数分别约为-0.76和-0.77),黄河流域上游南、北部降雨与相应GWS变化呈正相关关系(相关系数分别约为0.54和0.50)。