人類取水用水，改變土壤含水量與陸氣水分能量交換，對生態水文過程有重要影響。對水資源的大規模過度開采，使地表地下水資源日趨枯竭、超采區形成地下水漏斗、干涸干旱等自然災害頻頻發生，水資源不可持續利用。取用地下水引起側向流動補給局地地下水損耗。認識和理解人類取用水活動和地下水側向流動的作用規律，對于科學管理水資源至關重要。

　　近日，中國科學院大氣物理研究所研究員謝正輝和博士生曾毓金等將人類取用水方案和地下水側向流動模型與陸面過程模式耦合，并應用于西北干旱區黑河流域為例進行模擬試驗，揭示黑河全流域人類取用水活動和地下水側向流動的生態水文效應。

　　研究結果顯示，人類取用水活動和地下水側向流動共同影響著黑河流域地下水水位變化和其他相關的生態水文過程。過去十年，由于地下水抽取，黑河流域中游開采區的地下水位下降了2米左右，地下水資源的迅速消耗形成了地下水漏斗，而地表水資源由于人類大規模引水灌溉也被過度損耗。地下水側向流動對地下水漏斗區有明顯的補給作用，該作用在平原地區比在山區明顯。另外在河道輸水條件下，地下水側向流動對河道兩岸生態系統的生存和發展有著至關重要的作用。

　　此項研究已經發表在Journal of Advances in Modeling Earth Systems 和Hydrology and Earth System Sciences上。

　　參考文獻：

　　Yujin Zeng, Zhenghui Xie, Yan Yu, Shuang Liu, Linying Wang, Jing Zou, Peihua Qin, Binghao Jia. Effects of anthropogenic water regulation and groundwater lateral flow on land processes, 2016. Journal of Advances in Modeling Earth Systems. In press. doi:10.1002/2016MS000646.

　　Yujin Zeng, Zhenghui Xie, Yan Yu, Shuang Liu, Linying Wang, Binghao Jia, Peihua Qin, Yaning Chen. Ecohydrological effects of stream–aquifer water interaction: a case study of the Heihe River basin, northwestern China, 2016. Hydrology and Earth System Sciences, 20, 2333-2352, doi:10.5194/hess-20-2333-2016.

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耦合模型框架示意圖

黑河流域，中國西北第二大內陸河流域

　　黑河流域(a)高程, (b)地形坡度, (c)100厘米土壤層側向水導率和(d)地下水側向流流量的空間分布，以及(e)不考慮地下水側向流和(f)考慮地下水側向流情況下地下水位埋深的空間分布

　　模式模擬2003-2013年考慮人類水資源開發利用和不考慮人類水資源開發利用情況下(a)地下水位埋深，(b)100厘米土壤濕度，(c)2厘米土壤濕度，(d)產流深，(e)河道水儲量，(f)陸地水儲量，(g)地表溫度，(h)潛熱通量和(i)感熱通量的差值的空間分布