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馮偉團(tuán)隊使用的衛(wèi)星資料來源于GRACE重力衛(wèi)星,這是衛(wèi)星示意圖(馮偉提供)
長江網(wǎng)4月1日訊(長江日報記者 李佳 通訊員 程方升)機構(gòu)改革中備受關(guān)注的“自然資源部”,組建不久,就將針對專家呼吁東北地下水超采,召開專題會。武漢科學(xué)家在世界水日前一天發(fā)表的一篇論文,助推了此次會談。
“如果按我們測算的西遼河地下水年均損耗量來推算,’虧損’上40年,就相當(dāng)于一個三峽的蓄水量。而華北已是前車之鑒,更短,只用5年”,3月30日,中科院武漢測地所大地測量與地球動力學(xué)國家重點實驗副研究員馮偉博士,接受長江日報記者采訪時介紹。
缺水是東北“糧倉”增產(chǎn)的瓶頸,而地下水是我國北方地區(qū)重要的供水水源。西遼河流域,位于中國內(nèi)蒙古東部,被譽為“內(nèi)蒙古糧倉”。而自1980年以來,該區(qū)域地表水?dāng)嗔鳜F(xiàn)象時有發(fā)生。這里也成為武漢科學(xué)家用衛(wèi)星跨界觀測水文的又一個“標(biāo)本”。
馮偉說,2002年歐美聯(lián)合發(fā)射的重力場恢復(fù)與氣候?qū)嶒炐l(wèi)星,能通過精確測定地球時變重力場,定量反演地表及內(nèi)部質(zhì)量(包括冰雪、水和固體地球質(zhì)量等)遷移過程,被廣泛應(yīng)用在大地測量學(xué)上。近年,國際上開始有科學(xué)家用這顆衛(wèi)星來觀察水文過程。2013年時,馮偉團(tuán)隊在全國率先利用該衛(wèi)星觀測地下水損耗情況,第一個“標(biāo)本”瞄準(zhǔn)華北平原。彼時,他已發(fā)現(xiàn),華北深層地下水超采嚴(yán)重,而被稱為“化石水”的深層地下水,年齡一般都在幾千年到幾萬年不等,一旦用完就會徹底枯竭。
“‘天眼’怎么就成了‘透視眼’、能看到地面下的情況?”馮偉說,與傳統(tǒng)衛(wèi)星用可見光、紅外及微波看地球表面不同,重力衛(wèi)星能“在天上觀測地球上的質(zhì)量變化”,這相當(dāng)于在太空給地球稱體重。結(jié)合重力衛(wèi)星和水文模型,能可靠地測算地下水量變化,尤其可了解深層地下水的情況,“按照傳統(tǒng)水文觀測與建模方法,許多沒有水井資料的地區(qū),或許成為盲區(qū)”。
武漢測地所團(tuán)隊系統(tǒng)重構(gòu)了1980年以來西遼河流域的陸地水時空變化與地下水變化時間序列。衛(wèi)星重力監(jiān)測發(fā)現(xiàn),2005-2011年西遼河地下水每年損耗9.2億噸地下水,“如果按此速率推算,損耗40年,相當(dāng)于一個三峽的蓄水量。如果不引起重視,損耗速度還有可能加快,或許用不了40年”。研究表明,受2000年以來的長期氣候干旱和人類地下水開采活動加劇的影響,該地區(qū)地下水儲量虧損速率顯著加速。相關(guān)論文于2018年3月21日在國際主流遙感期刊《遙感(Remote Sensing)》上發(fā)表。
無獨有偶。3月22日“世界水日”這一天,中國水利水電科學(xué)研究院水資源所所長王建華通過媒體呼吁,東北地下水超采嚴(yán)重,千萬不能重蹈華北地區(qū)的覆轍。王建華聯(lián)系上馮偉團(tuán)隊,對測地學(xué)者的學(xué)科交叉研究成果非常感興趣。
馮偉說,繼華北、東北之后,團(tuán)隊將對中國各主要流域開展類似工作,定量分析我國近四十年的地下水儲量變化規(guī)律,為我國地下水監(jiān)測和水資源管理提供決策支持。