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    我国科学家用GRACE卫星重力对青藏及周边地区地下水储量研究取得重要进展

    日期 2016-06-27   来源:地球科学部   作者:于晟  【 】   【打印】   【关闭

      近日,在国家自然科学基金重点项目(项目批准号:41431070)的资助下,中国科学院测量与地球物理研究所汪汉胜研究团队和瑞典国土测量局Holger Steffen博士、香港大学胡百卓教授合作,用GRACE卫星重力对青藏及周边地区地下水储量研究取得重要进展。研究成果于2016年6月15日以“Groundwater storage changes in the Tibetan Plateau and adjacent areas revealed from GRACE satellite gravity data”(《从GRACE卫星重力数据分离青藏高原及邻区地下水储量的变化》)为题在Earth and Planetary Science Letters在线发表。论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821 X16302898。

      青藏高原地下水储量的变化对高原生态恢复、农牧业发展、地质灾害防治、工程设计和地热开发等具有重要价值,同时对水文循环和全球气候变化研究具有重要意义。长期以来,在青藏高原广阔的地区,由于可利用的水井水位测量数据极少,对地下水状况知之甚少。2002年以来,GRACE卫星重力观测使评估整个高原地下水的变化成为可能。然而,卫星的重力观测受土壤湿度、冰川与积雪、冻土、湖泊与水库变化等影响,如何排除这些影响是精确获得地下水储量变化信息的关键。汪汉胜研究团队在充分利用国际最新的GRACE重力场数据的同时,还利用了多种水文模型提供的土壤湿度和积雪数据、冰川湖泊ICESat-1卫星测高结果、冻土模型和最新的冰川均衡调整模型,首次揭示了青藏高原及周边2003-2009年地下水增加趋势(图1),每年总增加量为186±48亿立方米,相当于三峡水库175米水位时近一半的库容量。

      研究人员进一步的研究分析表明:在高原东部河源地区,广泛分布的石灰岩和碎屑岩的裂隙孔隙、岩溶和活动断层有利于地下水储存;地下水增加与流域或盆地周边地区的冰/雪、冻土融水和降水增加所产生的径流补给以及高原西部的内流盆地活动断层渗漏有关;对于三江(澜沧江、长江和黄河)源地区,2005年以来中国政府实施生态保护和重建工程所采取的生态移民、限制放牧、森林湿地保护和人工降雨等措施有利于地下水的储积和生态恢复。

    图1 青藏高原及周边地区2003-2009年地下水储量的年变化量与变化趋势




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