地下水储量反演方法

GPS与GRACE数据融合

将GPS地表形变与GRACE卫星重力数据相结合，定量反演华北平原地下水储量变化，揭示2021年地下水快速回升。

Rui, Zhang · Yujie, Peng · 超能芳 · Qi, Ou · Gang, Chen · 王正涛 · Hong, Zhu · Bing, Liu · Zixin, Zhang

GPS Solutions 2025

参数信息

2011–2017年地下水储量趋势

-2.56 mm/yr

2018–2020年地下水储量趋势

-4.72 mm/yr

2021–2022年地下水储量趋势

11.76 mm/yr

地表沉降>5 mm的台站比例

94 %

地表沉降>10 mm的台站比例

58 %

技术优势

联合解算

基于孔弹性响应与弹性负荷理论，把GPS形变和GRACE重力统一到同一物理框架下解算，两个独立观测互相约束。

捕获快速恢复

反演结果捕捉到2021–2022年地下水储量趋势由负转正、达到+11.76 mm/a，直接量化南水北调工程的恢复效果。

应用场景

• 水文监测：反演区域地下水储量变化，识别南水北调等工程的补给效果。
• 地表形变监测：提供与地下水储量强相关的地表形变时间序列，刻画沉降与回升。
• 卫星遥感应用：联合GPS与GRACE卫星数据，发挥多源遥感在区域水文监测中的优势。