基于GRACE和GLDAS的西北干旱區(qū)地下水資源量可持續(xù)性評價

阮永健， 吳秀芹

（1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083；2.北京林業(yè)大學(xué)水土保持國家林業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

地下水作為水資源的重要組成部分，具有分布范圍廣、水質(zhì)優(yōu)良、開發(fā)成本低等特點(diǎn)［1-3］。中華人民共和國水利部發(fā)布的2020 年度《中國水資源公報》指出，全國地下水資源總量為8553.5×108m，占水資源總量的27%，2020 年地下水資源供給量為892.5×108m，占供水總量的15.4%，地下水資源在供給中占有極其重要的地位［4-5］。隨著用水需求的不斷提升，21 世紀(jì)以來，我國地下水開采量持續(xù)超過1000×108m，地下水的超采勢必造成地下水儲量減少、地下水水位的下降［6］，可能導(dǎo)致地下水依賴型生態(tài)系統(tǒng)退化并危及區(qū)域生態(tài)安全。干旱半干旱區(qū)就是典型的地下水依賴型生態(tài)系統(tǒng)，只有可持續(xù)利用地下水，才能緩解干旱半干旱區(qū)地下水環(huán)境的惡化［7］。

地下水可持續(xù)性的概念最早由Alley 等［8］在1999 年提出，后經(jīng)過不斷的完善可以定義為：地下水系統(tǒng)能夠?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)和人類社會持續(xù)提供足夠數(shù)量和良好質(zhì)量的水資源的能力。國內(nèi)外也展開了大量的地下水可持續(xù)性相關(guān)的研究，主要包括基于數(shù)量的、基于質(zhì)量的以及綜合評價方法3 種。在地下水?dāng)?shù)量評價方面，Thomas 等［9］通過GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）和GLDAS（Global Land Date Assimilation System）水文模型，結(jié)合基于GRACE的地下水干旱指數(shù)（GRACE Groundwater Drought Index，GGDI），評價了2002—04—2016—07 全球37 個大型含水層的地下水資源量可持續(xù)性。地下水質(zhì)量評價方面主要包括通過地下水指數(shù)、地下水脆弱性以及地下水質(zhì)可持續(xù)性指標(biāo)進(jìn)行評價。綜合評價是指綜合考慮地下水的數(shù)量和質(zhì)量來評價地下水可持續(xù)性，如Singh 等［10］通過構(gòu)建基于15 個指標(biāo)的地下水可持續(xù)性指數(shù)GSI 評估印度拉賈斯坦邦西部干旱地區(qū)地下水可持續(xù)性；……