南水北调工程驱动下华北平原地下水储量变化

摘要

为明晰华北平原地下水储量变化规律，指导地下水资源合理开发利用，基于2002-2022年GRACE重力卫星数据，选取华北平原地下水储量变化为研究对象，重点分析地下水储量的时空变化特征及其驱动因素。以南水北调工程实施为时间节点，探究工程实施前后的地下水储量动态变化差异；结合降水量（P）、蒸散发量（E）、归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、人为灌溉用水量数据（irrigation, IR）和城市人口数（population, POP），研究地下水长期趋势性变化特征的环境响应关系。结果表明：华北平原地下水储量异常值在2002-2015年呈减少趋势（-0.031 24 mm/a）,2015-2020年减少趋势加剧（-0.073 07 mm/a）,2021-2022年地下水呈缓慢增长趋势（0.242 4 mm/a）。南水北调工程的实施使人为影响因素对华北平原地下水储量变化的贡献率有所减小。研究揭示华北平原20年来地下水储量的时空变化规律及其对自然和人为驱动因素的响应，为评估大型水利工程的生态与资源效益提供实证依据。

关键词

南水北调工程 / 地下水储量 / 时空特征 / 随机森林