刘斌，吴琼

吉林大学 地球探测科学与技术学院，长春 130026

0 引言

地下水满足全球超过20亿人的饮水和灌溉需求[1]，地下水过度开采会产生大量环境问题，如沙漠化、土壤盐渍化和地面沉降等[2]，不利于地下水资源的可持续利用，而地下水资源的实时动态监测是实现水资源可持续利用的重要保障[3]。传统的地下水储量监测技术主要是通过监测井实测水位数据估计地下水储量的动态变化，该方法常因监测井数量少且空间分布不均匀，难以给出较大地区的地下水储量动态信息[4]。

地表质量在大尺度区域下的变化可以归因于陆地水循环过程，重力恢复与气候实验卫星(Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE)数据可以反演地表质量变化，是监测陆地水储量的新途径[5]。地下水作为陆地水储量的重要组成部分，结合水文模型和实测资料，从陆地水储量变化中扣除土壤水和冰雪等效水等的贡献，即可获得地下水储量的动态信息[6]。自2002年发射起，GRACE卫星已经提供了长达15 a的重力场信息，广泛应用于水储量的时空变化反演[7]，特别是在地下水消耗严重的地区[8]。Rodell et al.[9]研究表明，印度西北部农业地区在2002—2008年间地下水储量以等效水柱高(4.0±1.0)cm/a的速率减少。Strassberg et al.[10]反演了美国中部高原地下水储量变化，与实测水位数据符合度较好，验证了GRACE地下水储量反演在大面积半干旱区域的良好效果。Feng et al.[11]利用GRACE与GLDAS数据反演了中国华北地区2003—2010年地下水储量变化，结果显示地下水消耗速率为(8.3±1.1)km3/a，三倍于中国北部平原地下水公报数据(2.5 km3/a)，说明华北地区深层地下水可能存在严重亏损。……