地下水作为陆地水的重要组成部分，在水循环中扮演着重要的角色，同时也是我国北方地区重要的供水水源。西辽河流域，位于中国内蒙古东部，被誉为“内蒙古粮仓”。自1980年以来，由于气候变化、农业发展和人口的快速增长，西辽河流域的地表水断流现象时有发生，地下水持续开采。对该地区的地下水变化开展相关研究，对于保障农业的持续发展，以及相关用水政策的制定和实施具有重要的现实意义。2002年欧美联合发射的重力场恢复与气候实验（GRACE）卫星通过精确测定地球时变重力场，定量反演地表及内部质量（包括冰雪、水和固体地球质量等）迁移过程，被广泛应用在大地测量学、水文学、海洋学、地球物理学和冰冻圈科学等。 

　　近日，中国科学院测量与地球物理研究所“卫星大地测量与全球变化”研究团队通过联合GRACE卫星重力和地面实测资料，系统分析了西辽河流域地下水储量时空变化规律。卫星重力监测发现，2005-2011年西辽河地下水每年损耗9.24.9亿吨地下水。通过联合卫星重力与降雨资料，重构了1980年以来西辽河流域的陆地水时空变化与地下水变化时间序列。研究表明，受2000年以来的长期气候干旱和人类地下水开采活动加剧的影响，该地区地下水储量亏损速率显著加速。通过重构西辽河流域近30年以来的陆地水储量和地下水储量变化，并与ENSO指数对比后发现，该地区的水文过程受厄尔尼诺和拉尼娜的影响显著。在厄尔尼诺期间，西辽河流域地下水和陆地水的储量显著增加；在拉尼娜期间则显著下降。被誉为有记录以来最强厄尔尼诺之一的1997/1998年强厄尔尼诺事件，及其之后的1998/1999和1999/2000强拉尼娜事件，导致西辽河流域十余年的干旱，并使得地下水加速亏损。 

　　本项研究的开展，可以有效填补GRACE计划和后续尚未发射的相关卫星计划之间的数据空白；说明了结合卫星重力和地面水文气象观测资料，开展长时间序列地下水变化监测与解释的重要意义。研究团队计划进一步对中国各主要流域开展类似工作，定量分析我国近四十年的地下水储量变化规律，为我国地下水监测和水资源管理提供决策支持。 

　　相关论文于2018年3月在国际主流遥感期刊Remote Sensing上发表，题为Groundwater Depletion in the West Liaohe River Basin, China and Its Implications Revealed by GRACE and In Situ Measurements。论文第一作者为钟玉龙博士生，通讯作者为冯伟副研究员（论文作者列表：钟玉龙、钟敏、冯伟、张子占、沈迎春和吴定程）。该项研究获得了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的资助。 

　　论文链接：http://www.mdpi.com/2072-4292/10/4/493 

　　图1. （a）西辽河流域地下水水位变化速率图（2005-2011）；（b）西辽河流域地下水储量变化时间序列（1980-2015） 

　　图2. （a）西辽河流域降雨异常与ENSO指数；（b）西辽河流域地下水变化、陆地水变化与ENSO事件的关系示意图