張幼寬：Does groundwater pumping affect ground surface temperature?

報(bào)告人簡介

美國亞利桑那大學(xué)水文學(xué)博士,，南方科技大學(xué)講座教授,。曾任美國愛荷華大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)系終身教授,、愛荷華水利科學(xué)研究所終身研究員,、南京大學(xué)思源教授,、南京大學(xué)水科學(xué)研究中心主任,。2005年當(dāng)選美國地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)士,，2019年當(dāng)選意大利博洛尼亞科學(xué)院院士。已主持40余項(xiàng)美國和中國政府資助的科研項(xiàng)目,，包括擔(dān)任國家重大水專項(xiàng)十一五“淮河流域水污染治理技術(shù)研究與集成示范”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,。 發(fā)表了論文100多篇，內(nèi)容涉及非均質(zhì)介質(zhì)中地下水污染物彌散理論,、河流徑流和基流以及地下水水位變化的尺度效應(yīng),、土地利用和地表覆蓋對(duì)流域水循環(huán)的影響、土壤與地下水污染修復(fù),、基巖裂隙水分布及富集規(guī)律與合理開發(fā)利用等?，F(xiàn)任或曾任多個(gè)國際水資源與水環(huán)境專業(yè)刊物（Ground Water，Stochastic Environmental Research & Risk Assessment,，Vadose Zone Journal）副主編,、美國地球物理協(xié)會(huì)地下水專業(yè)委員會(huì)委員、中國地球科學(xué)促進(jìn)會(huì)（IPACES）主席,。

內(nèi)容簡介

We’ll answer this question in the seminar with a coupled ParFlow.CLM model representing subsurface and land-surface processes and their interactions was applied in the North China Plain (NCP) at high spatio-temporal resolutions. The model was validated using the water and energy fluxes reported in previous studies and from the JRA-55 reanalysis. Numerical experiments were designed to examine the impacts of groundwater pumping and irrigation on the ground surface temperature (GST). Results show significant effects of groundwater pumping on GST in the NCP. Generally, the subsurface acts as a buffer to temporal variations in heat fluxes at the land-surface, but long-term pumping can gradually weaken this buffer, leading to increases in the spatio-temporal variability of GST, as exemplified by hotter summers and colder winters. Considering that changes of water table depth (WTD) can significantly affect land surface heat fluxes when WTD ranges roughly between 0.01–10 m, the 0.5 m/year increase of WTD simulated by the model due to pumping can continue to increase the regional averaged WTD and hence, perturb GST for about 20 years after groundwater pumping began in the NCP, before WTD exceeds 10 m. The variations of GST are expected to increase faster initially and gradually slow down due to the nonlinear behaviors of GST with WTD. The findings from this study in the NCP may also have implications for other regions with groundwater depletion.

梁修雨：地表水-地下水交互作用的模擬研究

報(bào)告人簡介

梁修雨,，南方科技大學(xué)研究副教授，博士生導(dǎo)師,。2012年畢業(yè)于南京大學(xué),，獲水文學(xué)及水資源專業(yè)博士學(xué)位。曾任南京大學(xué)水科學(xué)研究中心助理研究員,、副研究員,。主要從事地下水資源與環(huán)境方向的研究工作，重點(diǎn)關(guān)注界面水動(dòng)力過程,，具體包括：飽和-非飽和水流耦合模擬,、地表水-地下水交互作用、地下水流及溶質(zhì)的時(shí)間尺度性,、土壤污染氣體運(yùn)移模擬等,。在水資源領(lǐng)域主流學(xué)術(shù)期刊Water Resources Research，Water Research,，Hydrology and Earth System Sciences,，Journal of Hydrology等上發(fā)表科技論文40余篇。主持包括國家自然科學(xué)基金、科技部重大專項(xiàng)子課題,、國家水專項(xiàng)子任務(wù)和省自然科學(xué)基金項(xiàng)目5項(xiàng)?，F(xiàn)任國際學(xué)術(shù)期刊Vadose Zone Journal和Stochastic Environmental Research & Risk Assessment副主編。

內(nèi)容簡介

地表徑流和地下水流是流域水循環(huán)的兩個(gè)重要組成部分,，二者緊密相連,，通常在河岸帶發(fā)生復(fù)雜的水流、能量和物質(zhì)的交互作用,，這些交互作用是影響流域水循環(huán)和物質(zhì)循環(huán)以及地表生態(tài)環(huán)境的重要因素,。而理解河岸帶水動(dòng)力過程是研究物質(zhì)循環(huán)以及生物地球化學(xué)反應(yīng)的重要基礎(chǔ)。本研究重點(diǎn)關(guān)注河岸帶地表水和地下水的水動(dòng)力交互作用,，主要采用數(shù)學(xué)解析方法并結(jié)合數(shù)值模擬,，研究洪水波、河岸坡度,、以及河網(wǎng)交匯角對(duì)河岸帶地表水-地下水交互作用的影響,。研究結(jié)果表明，洪水波會(huì)引起河岸帶地下水存在不可忽視的平行于河道方向的水流,，傳統(tǒng)剖面模型由于忽略該方向的地下水流通常會(huì)高估上游的地下水位及河道基流而低估下游的地下水位及基流,；洪水波消退后，進(jìn)入河岸帶含水層中的河水會(huì)回流至河流,，回流量與時(shí)間存在冪指數(shù)關(guān)系,，這對(duì)河岸帶水流停留時(shí)間分布特征的研究具有重要啟示；當(dāng)河岸帶的坡度較小時(shí)（傾角小于30°）,，河岸坡度對(duì)地表水-地下水交互作用具有明顯的影響,，地下水位隨著坡度減小而顯著增大；最近的研究表明,，地下水流的侵蝕作用會(huì)形成特定的河網(wǎng)交匯角,，而該研究發(fā)現(xiàn)河網(wǎng)交匯角同樣影響地下水位及基流的退水過程,，隨著交匯角減小,，基流退水更快，這對(duì)改進(jìn)傳統(tǒng)基流分析方法提供基礎(chǔ),。