Resources Science ›› 2017, Vol. 39 ›› Issue (6): 1099-1116.doi: 10.18402/resci.2017.06.10
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Ming LEI1,2(), Xiangbin KONG1,2(
), Xueliang ZHANG1,2, Fangfang WU1,2
Received:
2016-06-05
Revised:
2017-03-16
Online:
2017-06-20
Published:
2017-06-20
Ming LEI, Xiangbin KONG, Xueliang ZHANG, Fangfang WU. Land use change and impact on groundwater storage in the Huang-Huai-Hai Plain[J].Resources Science, 2017, 39(6): 1099-1116.
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Table 1
Study data description"
数据名称 | 数据描述 | 数据来源 |
---|---|---|
土地利用数据 | 空间分辨率为1km | 中国科学院资源环境科学数据中心[ |
降水量 | 空间分辨率为1km | 中国气象数据网中国地面累年值年值数据集[ |
蒸散发数据 | 1980-2006年由IBIS(Input Buffer Information Specificati-on)模型输出的全球蒸散发数据,空间分辨率为0.5 | 1980-2006年数据来源于国家地球系统数据共享平台-全球变化模拟集成科学数据中心[ |
出入境水资源流量 | 1998-2010年外调水量和入海水量 | 外调水量和入海水量来源于海河流域水资源公报,黄河流域水资源公报以及淮河流域水资源公报 [ |
地下水侧向补给量测算所需参数 | 潜流入渗系数,垂直于剖面的水力坡度,单位长度剖面面积,计算长度等 | 《河北省地下水资源勘查报告》[ |
不透水系数 | 透水系数 | 不透水系数 |
地表水供给系数 | 建设用地、耕地以及水域的地表水供给系数 | 由于缺乏建设用地、耕地以及水域的地表水供给系数 |
统计数据 | 县域工业产值、人口数据以及粮食产量数据 | 据王静爱的研究[ |
Table 2
Change matrix of each compared LUCC type in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010(km2)"
1990年 | 2010年 | 2010年变化百分比/% | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 建设用地 | 草地 | 水域 | 林地 | 未利用土地 | 总量 | ||
耕地 | 197 528 | 35 360 | 1 170 | 4 025 | 1 151 | 617 | 239 851 | -2.80 |
建设用地 | 27 506 | 16 364 | 312 | 782 | 205 | 111 | 45 280 | 18.28 |
草地 | 2 020 | 333 | 2 415 | 106 | 444 | 11 | 5 329 | -17.77 |
水域 | 3 667 | 935 | 135 | 6 339 | 270 | 86 | 11 432 | 0.83 |
林地 | 1 343 | 239 | 333 | 143 | 4 252 | 52 | 6 362 | 0.33 |
未利用土地 | 1 071 | 328 | 17 | 132 | 61 | 1 000 | 2 609 | -28.06 |
总量 | 233 135 | 53 559 | 4 382 | 11 527 | 6 383 | 1 877 | 310 863 |
Table 3
Net change in LUCC types in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010(%,km2)"
土地利用类型 | 2010年变化百分比 | 耕地 | 建设用地 | 草地 | 水域 | 林地 | 未利用土地 | 净变化量 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | -2.80 | - | -7 854 | 850 | -358 | 192 | 454 | -6 716 |
建设用地 | 18.28 | 7 854 | - | 21 | 153 | 34 | 217 | 8 279 |
草地 | -17.77 | -850 | -21 | - | 29 | -111 | 6 | -947 |
水域 | 0.83 | 358 | -153 | -29 | - | -127 | 46 | 95 |
林地 | 0.33 | -192 | -34 | 111 | 127 | - | 9 | 21 |
未利用土地 | -28.06 | -454 | -217 | -6 | -46 | -9 | - | -732 |
Table 4
Groundwater storage of construction land in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010(亿m3)"
流域 | 1990年建设用地地下水蓄变量计算 | 2010年建设用地地下水蓄变量计算 | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
山前侧向补给 | 地表水供给量 | 有效 降水 | 地面 蒸发量 | 生活耗水量 | 工业 耗水量 | 1990年地下水蓄变量 | 山前侧向补给 | 地表水供给量 | 有效 降水 | 地面 蒸发量 | 生活 耗水量 | 工业 耗水量 | 2010年地下水蓄变量 | |
北四河下游 | 0.22 | 14.71 | 10.45 | 4.31 | 3.79 | 15.28 | 2.00 | 0.30 | 12.82 | 14.16 | 10.97 | 6.43 | 29.39 | -19.51 |
子牙河流域 | 0.27 | 14.46 | 3.53 | 1.17 | 2.61 | 5.94 | 8.54 | 0.37 | 14.04 | 4.80 | 2.87 | 2.82 | 9.22 | 4.30 |
徒骇马颊河 | - | 46.00 | 8.87 | 1.37 | 2.85 | 4.31 | 46.34 | - | 45.10 | 10.48 | 4.10 | 3.38 | 10.94 | 37.16 |
大清河流域 | 0.33 | 12.31 | 4.65 | 1.24 | 2.49 | 8.80 | 4.76 | 0.45 | 12.12 | 6.09 | 3.93 | 3.50 | 19.59 | -8.36 |
漳卫河流域 | 0.15 | 13.77 | 2.54 | 1.13 | 1.32 | 1.89 | 12.12 | 0.18 | 13.29 | 3.02 | 2.15 | 1.34 | 3.11 | 9.89 |
黑龙港运东 | - | 4.33 | 4.90 | 0.67 | 1.87 | 5.52 | 1.17 | - | 4.19 | 6.20 | 1.68 | 3.51 | 11.81 | -6.61 |
黄河下游 | 0.20 | 21.43 | 8.79 | 1.27 | 2.38 | 4.13 | 22.64 | 0.24 | 27.85 | 9.52 | 2.82 | 2.90 | 8.79 | 23.10 |
淮河上游 | 0.32 | 21.47 | 24.76 | 2.57 | 3.30 | 11.58 | 29.10 | 0.35 | 30.10 | 26.19 | 6.24 | 4.57 | 24.44 | 21.39 |
淮河中游 | - | 32.95 | 18.40 | 2.21 | 2.75 | 3.99 | 42.40 | - | 34.23 | 19.43 | 3.19 | 3.36 | 8.81 | 38.30 |
淮河下游 | - | 23.14 | 24.79 | 3.91 | 4.03 | 7.27 | 32.72 | - | 24.82 | 25.38 | 4.95 | 4.80 | 19.25 | 21.20 |
南四湖 | - | 30.92 | 5.93 | 0.73 | 1.48 | 1.59 | 33.05 | - | 37.20 | 6.77 | 1.94 | 1.76 | 5.92 | 34.35 |
Table 5
Groundwater storage calculation of cultivated land in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010(亿m3)"
流域 | 1990年耕地地下水蓄变量计算 | 2010年耕地地下水蓄变量计算 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
山前侧 向补给 | 有效 降水量 | 地表水 供给量 | 农作物 蒸散发量 | 1990年地下水蓄变量 | 山前侧 向补给 | 有效 降水量 | 地表水 供给量 | 农作物 蒸散发量 | 2010年地下水蓄变量 | |
北四河下游 | 0.82 | 75.58 | 4.92 | 80.39 | 0.93 | 0.74 | 66.14 | 4.28 | 82.81 | -11.65 |
子牙河流域 | 2.13 | 53.58 | 4.83 | 71.60 | -11.06 | 2.03 | 49.97 | 4.69 | 83.30 | -26.61 |
徒骇马颊河 | - | 99.37 | 15.37 | 126.86 | -12.12 | - | 93.80 | 15.07 | 146.88 | -38.01 |
大清河流域 | 2.43 | 64.09 | 4.11 | 79.49 | -8.86 | 2.32 | 59.83 | 4.05 | 89.61 | -23.41 |
漳卫河流域 | 1.12 | 28.02 | 4.60 | 33.87 | -0.13 | 1.10 | 26.00 | 4.44 | 37.82 | -6.28 |
黑龙港运东 | - | 74.84 | 1.45 | 90.75 | -14.46 | - | 70.48 | 1.40 | 101.74 | -29.86 |
黄河下游流域 | 0.91 | 81.03 | 83.20 | 96.84 | 68.30 | 0.91 | 78.68 | 84.37 | 107.64 | 56.32 |
淮河上游 | 1.68 | 250.79 | 35.25 | 259.67 | 28.05 | 1.65 | 240.80 | 49.42 | 275.49 | 16.38 |
淮河中游 | - | 193.86 | 63.65 | 188.41 | 69.10 | - | 187.01 | 68.12 | 191.17 | 63.96 |
淮河下游 | - | 168.29 | 38.00 | 151.61 | 54.68 | - | 157.78 | 40.75 | 154.12 | 44.41 |
南四湖 | - | 60.37 | 55.77 | 67.58 | 48.56 | - | 55.92 | 58.07 | 71.45 | 42.54 |
Table 6
Groundwater storage calculation of ecological land in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010(亿m3)"
生态用地地下 水蓄变量计算 | 北四河下游 | 子牙河 | 徒骇马颊河 | 大清河 | 漳卫河 | 黑龙港 运东 | 黄河 下游 | 淮河 上游 | 淮河 中游 | 淮河 下游 | 南四湖 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1990年 | 水域有效降水 | 0.98 | 0.17 | 0.32 | 0.74 | 0.06 | 0.19 | 0.87 | 0.87 | 0.75 | 2.93 | 0.22 |
水域蒸散量 | 7.57 | 1.59 | 2.83 | 6.22 | 0.54 | 1.56 | 7.29 | 6.41 | 5.00 | 19.95 | 1.71 | |
河流补给量 | 8.51 | 1.74 | 2.96 | 6.76 | 0.57 | 1.76 | 11.08 | 7.62 | 6.22 | 15.93 | 3.13 | |
山前侧向补给 | 0.08 | 0.05 | - | 0.19 | 0.01 | - | 0.08 | 0.04 | - | - | - | |
水域蓄变量 | 2.00 | 0.37 | 0.45 | 1.47 | 0.10 | 0.39 | 4.74 | 2.12 | 1.97 | -1.09 | 1.64 | |
草地有效降水 | 3.28 | 1.59 | 0.97 | 2.65 | 3.10 | 0.29 | 4.43 | 3.24 | 2.18 | 2.57 | 0.35 | |
草地蒸散量 | 3.01 | 1.57 | 0.93 | 2.46 | 3.04 | 0.26 | 4.14 | 3.14 | 2.13 | 2.34 | 0.38 | |
山前侧向补给 | 0.03 | 0.06 | - | 0.09 | 0.09 | - | 0.06 | 0.02 | - | - | - | |
草地蓄变量 | 0.30 | 0.08 | 0.04 | 0.28 | 0.15 | 0.03 | 0.35 | 0.12 | 0.05 | 0.23 | -0.03 | |
林地有效降水 | 9.27 | 0.45 | 0.95 | 0.67 | 2.85 | 0.03 | 1.19 | 6.77 | 2.02 | 7.84 | 0.62 | |
林地蒸散量 | 10.93 | 0.59 | 1.16 | 0.80 | 3.76 | 0.03 | 1.45 | 6.81 | 1.93 | 7.21 | 0.68 | |
山前侧向补给 | 0.10 | 0.02 | - | 0.02 | 0.08 | - | 0.01 | 0.04 | - | - | - | |
林地蓄变量 | -1.56 | -0.12 | -0.21 | -0.11 | -0.83 | 0.00 | -0.25 | 0.00 | 0.09 | 0.63 | -0.06 | |
未利用土地有效降水 | 2.03 | 0.00 | 3.12 | 0.22 | 0.12 | 0.55 | 3.28 | 0.10 | 0.00 | 0.09 | 0.28 | |
未利用土地蒸散量 | 2.33 | 0.00 | 4.57 | 0.28 | 0.11 | 0.76 | 3.56 | 0.13 | 0.01 | 0.13 | 0.32 | |
山前侧向补给 | 0.02 | 0.00 | - | 0.01 | 0.00 | - | 0.04 | 0.00 | - | - | - | |
未利用土地蓄变量 | -0.28 | 0.00 | -1.45 | -0.05 | 0.01 | -0.21 | -0.24 | -0.03 | -0.01 | -0.04 | -0.04 | |
生态用地总蓄变量 | 0.46 | 0.33 | -1.17 | 1.59 | -0.57 | 0.21 | 4.60 | 2.21 | 2.10 | -0.27 | 1.51 | |
2010年 | 水域有效降水 | 1.03 | 0.16 | 0.38 | 0.68 | 0.06 | 0.21 | 0.78 | 0.82 | 0.77 | 2.93 | 0.22 |
水域蒸散量 | 8.37 | 1.59 | 3.12 | 5.55 | 0.45 | 1.96 | 6.94 | 6.04 | 5.39 | 20.91 | 1.79 | |
河流补给量 | 9.46 | 1.83 | 3.56 | 6.28 | 0.51 | 2.25 | 8.23 | 7.58 | 6.71 | 19.59 | 4.27 | |
山前侧向补给 | 0.08 | 0.05 | 0.00 | 0.18 | 0.01 | 0.00 | 0.07 | 0.04 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
水域蓄变量 | 2.20 | 0.45 | 0.82 | 1.59 | 0.13 | 0.50 | 2.14 | 2.40 | 2.09 | 1.61 | 2.70 | |
草地有效降水 | 2.55 | 1.45 | 0.90 | 2.44 | 2.89 | 0.00 | 2.31 | 2.24 | 2.28 | 2.27 | 0.25 | |
草地蒸散量 | 2.90 | 1.91 | 1.12 | 2.88 | 3.76 | 0.00 | 2.70 | 2.35 | 2.32 | 2.10 | 0.28 | |
山前侧向补给 | 0.03 | 0.06 | 0.00 | 0.09 | 0.09 | 0.00 | 0.03 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
草地蓄变量 | -0.32 | -0.40 | -0.22 | -0.35 | -0.78 | 0.00 | -0.36 | -0.10 | -0.04 | 0.17 | -0.03 | |
林地有效降水 | 8.42 | 0.42 | 0.85 | 0.70 | 2.43 | 0.04 | 1.21 | 7.06 | 2.08 | 7.63 | 0.58 | |
林地蒸散量 | 11.61 | 0.62 | 1.26 | 0.99 | 3.55 | 0.05 | 1.64 | 7.02 | 1.98 | 6.70 | 0.70 | |
山前侧向补给 | 0.09 | 0.02 | 0.00 | 0.03 | 0.07 | 0.00 | 0.02 | 0.04 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
林地蓄变量 | -3.10 | -0.18 | -0.41 | -0.26 | -1.05 | -0.01 | -0.41 | 0.08 | 0.10 | 0.93 | -0.12 | |
未利用土地有效降水 | 1.65 | 0.00 | 2.53 | 0.17 | 0.05 | 0.47 | 1.50 | 0.03 | 0.00 | 0.03 | 0.23 | |
未利用土地蒸散量 | 1.96 | 0.00 | 4.12 | 0.25 | 0.07 | 0.65 | 1.86 | 0.04 | 0.00 | 0.02 | 0.30 | |
山前侧向补给 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
未利用土地蓄变量 | -0.29 | 0.00 | -1.59 | -0.07 | -0.02 | -0.18 | -0.34 | -0.01 | 0.00 | 0.01 | -0.07 | |
生态用地总蓄变量 | -1.51 | -0.13 | -1.40 | 0.91 | -1.72 | 0.31 | 1.03 | 2.37 | 2.15 | 2.72 | 2.48 |
Table 7
Groundwater storage calculation of basin in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010(亿m3,%)"
流域 | 地下水蓄变量变化计算 | 地下水蓄变量变化贡献度 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
1990年蓄变量 | 2010年蓄变量 | 地下水蓄变量变化 | 建设用地 | 耕地 | 生态用地 | |
北四河下游 | 3.39 | -32.67 | -36.06 | 59.65 | 34.89 | 5.46 |
子牙河 | -2.19 | -22.44 | -20.25 | 20.94 | 76.79 | 2.27 |
徒骇马颊河 | 33.05 | -2.25 | -35.30 | 26.01 | 73.34 | 0.65 |
大清河 | -2.51 | -30.86 | -28.35 | 46.28 | 51.32 | 2.40 |
漳卫河 | 11.42 | 1.89 | -9.53 | 23.40 | 64.53 | 12.07 |
黑龙港运东 | -13.08 | -36.16 | -23.08 | 33.71 | 66.72 | -0.43 |
黄河下游 | 95.54 | 80.45 | -15.09 | -3.05 | 79.39 | 23.66 |
淮河上游 | 59.36 | 40.14 | -19.22 | 40.11 | 60.72 | -0.83 |
淮河中游 | 113.60 | 104.41 | -9.19 | 44.61 | 55.93 | -0.54 |
淮河下游 | 87.13 | 68.33 | -18.80 | 61.28 | 54.63 | -15.90 |
南四湖 | 83.12 | 79.37 | -3.75 | -34.67 | 160.53 | -25.87 |
Table 8
Change matrix of LUCC type water storage in Huang-Huai-Hai Plain from 1990 to 2010 (亿m3)"
1990年土地利用类型 | 2010年土地利用类型 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 建设用地 | 草地 | 水域 | 林地 | 未利用土地 | |
耕地 | -105.89 | -65.30 | 0.67 | 33.45 | 0.68 | 0.40 |
建设用地 | 37.54 | -76.36 | 0.62 | 6.61 | 0.41 | 0.23 |
草地 | -1.25 | -1.24 | 0.03 | 2.60 | 0.01 | 0.00 |
水域 | -32.00 | -7.19 | -0.08 | -10.16 | -0.16 | -0.06 |
林地 | -0.82 | -0.89 | 0.01 | 1.15 | 0.13 | 0.01 |
未利用土地 | -1.06 | -2.27 | 0.00 | 1.62 | 0.00 | -0.05 |
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