冯伟团队使用的卫星资料来源于GRACE重力卫星,这是卫星示意图(冯伟提供)

长江网4月1日讯(长江日报记者 李佳 通讯员 程方升)机构改革中备受关注的“自然资源部”,组建不久,就将针对专家呼吁东北地下水超采,召开专题会。武汉科学家在世界水日前一天发表的一篇论文,助推了此次会谈。

“如果按我们测算的西辽河地下水年均损耗量来推算,’亏损’上40年,就相当于一个三峡的蓄水量。而华北已是前车之鉴,更短,只用5年”,3月30日,中科院武汉测地所大地测量与地球动力学国家重点实验副研究员冯伟博士,接受长江日报记者采访时介绍。

缺水是东北“粮仓”增产的瓶颈,而地下水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”。而自1980年以来,该区域地表水断流现象时有发生。这里也成为武汉科学家用卫星跨界观测水文的又一个“标本”。

冯伟说,2002年欧美联合发射的重力场恢复与气候实验卫星,能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上。近年,国际上开始有科学家用这颗卫星来观察水文过程。2013年时,冯伟团队在全国率先利用该卫星观测地下水损耗情况,第一个“标本”瞄准华北平原。彼时,他已发现,华北深层地下水超采严重,而被称为“化石水”的深层地下水,年龄一般都在几千年到几万年不等,一旦用完就会彻底枯竭。

“‘天眼’怎么就成了‘透视眼’、能看到地面下的情况?”冯伟说,与传统卫星用可见光、红外及微波看地球表面不同,重力卫星能“在天上观测地球上的质量变化”,这相当于在太空给地球称体重。结合重力卫星和水文模型,能可靠地测算地下水量变化,尤其可了解深层地下水的情况,“按照传统水文观测与建模方法,许多没有水井资料的地区,或许成为盲区”。

武汉测地所团队系统重构了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。卫星重力监测发现,2005-2011年西辽河地下水每年损耗9.2亿吨地下水,“如果按此速率推算,损耗40年,相当于一个三峡的蓄水量。如果不引起重视,损耗速度还有可能加快,或许用不了40年”。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。相关论文于2018年3月21日在国际主流遥感期刊《遥感(Remote Sensing)》上发表。

无独有偶。3月22日“世界水日”这一天,中国水利水电科学研究院水资源所所长王建华通过媒体呼吁,东北地下水超采严重,千万不能重蹈华北地区的覆辙。王建华联系上冯伟团队,对测地学者的学科交叉研究成果非常感兴趣。

冯伟说,继华北、东北之后,团队将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。