气候突变模式下华北农业区地下水保障能力响应特征

The groundwater supply ability in agricultural areas of North China Plain (NCP) is closely related with climate change, especially in successive dry or wet precipitation years. The agricultural exploitation and groundwater recharge has changed obviously. On the basis of clarification evolution characteristics and mechanisms of groundwater supply ability in climate gradient mode, this paper uses the agricultural area of NCP as study region to establish evaluation system of groundwater supply ability adapt to climate change and reveal the response characteristics and critical point of transform of groundwater supply ability in climate abrupt change mode with the methods of geo-statistics, hydrological model and ArcGIS spatial analysis. The results can provide scientific basis for groundwater rational exploitation and utilization in NCP..Stand on the agricultural areas of NCP where the groundwater is the main irrigation water resource, this study focuses on the characteristics and critical point of transform of groundwater supply ability response to climate abrupt change, and the mechanisms of decay and conservation of groundwater system in different time scale. It is of great significance in exploration and research.

华北灌溉农业区地下水保障能力与气候变化密切相关，尤其降水连年枯水或连年丰水情景下农业开采量和地下水补给量都有显著变化。本研究以华北农业区为研究区，应用地学统计、水文模型及ArcGIS空间分析等方法，在厘清气候渐变模式下农业区地下水保障能力演变特征与机制基础上，建立与气候变化相适应的地下水保障能力预测评价体系，揭示气候突变模式下华北不同分区地下水保障能力响应特征及转变临界点，为华北农业区地下水合理开发利用提供科学依据。. 本项目立足以地下水作为主要水源的华北农业区作为主研对象，侧重不同区位农业区地下水保障能力对气候突变响应特征与转变临界点研究，以及不同时间尺度下农业区地下水系统衰变与涵养机制研究，具有鲜明的探索性和重要研究意义。

华北灌溉农业区地下水保障能力与气候变化密切相关，尤其降水连年枯水或连年丰水情景下农业开采量和地下水补给量都有显著变化。本研究以华北农业区为研究区，侧重不同区位农业区地下水保障能力对气候突变响应特征与转变临界点研究，研究成果可为华北农业区地下水合理开发利用提供理论依据。主要研究内容与成果如下：.1．不同时间尺度下农业区地下水系统对气候变化响应特征与机制。在小时间尺度下，农业区地下水水位呈现明显的“弱降强升”机制，在冬小麦主灌期，地下水水位呈现出“cm/d”下降速率，且在降水偏枯年份持续时间较长，降水偏丰年份持续时间较短，雨季，地下水水位在山前平原以“mm/d”上升，中部平原以“mm/d”上升，且在降水偏枯年份持续时间较短，地下水系统呈现衰变趋势，在降水偏丰年份持续时间较长，地下水系统呈现正向发展趋势；在水文年尺度上，枯水年及平水年地下水水位呈现下降趋势，且枯水年下降速度明显大于平水年，丰水年地下水水位呈现上升趋势；在降水周期尺度上，较枯水周期，丰水周期地下水水位的劣变速率明显减缓。.2. 厘清气候渐变模式下农业区地下水保障能力演变特征与机制。建立了与气候变化相适应的地下水保障能力预测评价体系，在气候渐变模式下，石家庄等5个地区为无法保障；邢台、邯郸等6个区域为基本保障；秦皇岛等5个区域为较安全保障。区域水资源可利用量是影响地下水保障能力变化的主控因素，降水量次之。.3. 揭示气候突变模式下华北不同分区地下水保障能力响应特征。在RCP26气候情景下，较历史期，石家庄、保定、邢台、安阳、鹤壁和衡水等地区地下水保障能力总体呈下降趋势；在RCP45情景下，石家庄、保定、邢台和衡水等地区地下水保障能力呈下降趋势，且较RCP26情景下降幅度更大；在RCP85情景下，石家庄、保定和衡水等地区地下水保障能力总体呈下降趋势。