摘 要：為掌握南水北調(diào)東線工程對山東省陸地水儲量變化的影響，采用２０１０ 年１ 月至２０１７ 年１２ 月ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合同期主要水文要素（降水量、蒸散發(fā)量）數(shù)據(jù)集，以南水北調(diào)開通時間為界，利用分時間段分區(qū)域的方式對研究區(qū)陸地水儲量變化、主要水文要素變化進(jìn)行研究，結(jié)合同期南水北調(diào)工程調(diào)水量數(shù)據(jù)推算南水北調(diào)工程對山東省水儲量變化的影響。結(jié)果表明：研究時段內(nèi)，多年間研究區(qū)水儲量空間分布呈從東到西依次降低的態(tài)勢，季節(jié)特性表現(xiàn)為夏秋季水儲量豐富，而春冬季較少；分時段研究結(jié)果顯示水儲量衰減速度在南水北調(diào)工程開通前后分別為－１．４５、－０．３６ ｃｍ／ ａ，綜合多個水文要素數(shù)據(jù)集計算發(fā)現(xiàn)南水北調(diào)工程對魯西的中南部、魯中的南部產(chǎn)生了較好的正向影響。綜合而言，南水北調(diào)工程緩解了山東省水儲量５６．９％的下降趨勢，在研究時間段內(nèi)對研究區(qū)水資源條件、水儲量富集產(chǎn)生了較為積極的作用。

關(guān)鍵詞：ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星；陸地水儲量；時空變化；南水北調(diào)

中圖分類號：ＴＶ６８；ＴＶ２１３．４ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０７．０１３

引用格式：兀澤坤，李愛民．南水北調(diào)東線工程運(yùn)行前后山東省水儲量變化分析［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（７）：７２－７８．

０ 引言

南水北調(diào)東線工程是緩解京津冀地區(qū)、山東半島和淮河流域水資源短缺的重要戰(zhàn)略工程［１］ ，于２００２ 年年底開工，于２０１３ 年１１ 月通水，自建成以來，受水區(qū)包括棗莊、濟(jì)寧、聊城、德州、濟(jì)南、濱州、淄博、東營、濰坊、青島、煙臺、威海等城市［２］ 。為掌握南水北調(diào)東線工程對山東省陸地水儲量變化的影響，開展相關(guān)研究具有現(xiàn)實意義。

陸地水儲量［３］ （Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｗａｔｅｒ Ｓｔｏｒａｇｅ，ＴＷＳ）包括地表水量、地下水量、土壤含水量、生物含水量等，是區(qū)域水資源監(jiān)測的重要指標(biāo)。ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星采用極地近圓軌道低衛(wèi)星跟蹤技術(shù)，通過獲取星間距離的變化及其殘差來恢復(fù)時變重力場信息［４］ 。在消除天體引潮力對海洋、大氣和相關(guān)地球動力過程引起的時變重力場影響后，ＧＲＡＣＥ 時變重力場反映的主要是兩極冰蓋、山岳冰川、陸地水儲量以及海平面變化信息［５］ 。近年來，ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星成為對陸地水儲量進(jìn)行大規(guī)模監(jiān)測的重要手段［６］ 。

國內(nèi)外專家學(xué)者利用ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)對區(qū)域水儲量進(jìn)行了相關(guān)研究，如：郭仁杰等［７］ 利用ＧＲＡＣＥ重力衛(wèi)星與多元?dú)庀髷?shù)據(jù)探究２００３—２０１９ 年中國及其四大自然地理區(qū)地下水儲量變化特征，發(fā)現(xiàn)西北地區(qū)地下水儲量的下降趨勢最為明顯；安琳莉等［８］ 在ＧＲＡＣＥ觀測數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加入水文模型ＷａｔｅｒＧＡＰ２．２ｄ 模擬人為耗水，以探究人類活動對陸地水儲量變化的影響；李嘉等［９］ 通過ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)計算華北平原在南水北調(diào)工程運(yùn)行后的水儲量變化為２．９６ Ｇｔ／ ａ，與南水北調(diào)調(diào)水量（３．０８ Ｇｔ／ ａ）相近；聶圣琨等［１０］ 通過計算南水北調(diào)運(yùn)行后海河流域陸地水儲量變化，結(jié)合多元水文數(shù)據(jù)得出海河流域水儲量緩解趨勢貢獻(xiàn)率由大到小依次是人為耗水、氣候變化、南水北調(diào)調(diào)水，且調(diào)水貢獻(xiàn)率與趨勢呈增高態(tài)勢；Ｙａｎｇ 等［１１］ 利用水文模型數(shù)據(jù)集、ＴＲＭＭ 數(shù)據(jù)、衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和ＧＲＡＣＥ ＲＬ０５ 衛(wèi)星數(shù)據(jù)，分析得出非洲肯尼亞區(qū)域２００２ 年至２０１０ 年的陸地水儲量呈下降趨勢，這主要是人類活動引起的水資源超采導(dǎo)致；Ａｎｙａｈ等［１２］ 用ＧＲＡＣＥ 衛(wèi)星數(shù)據(jù)和高階統(tǒng)計獨(dú)立分量分析方法，研究了陸地水儲量變化與５ 個全球氣候遙相關(guān)指數(shù)之間的關(guān)系。目前大多研究僅針對陸地水儲量與各個水文要素的關(guān)系進(jìn)行探討，卻忽略了人類活動、工業(yè)生產(chǎn)、工程建設(shè)等活動對陸地水儲量造成的影響。

筆者利用２０１０ 年１ 月至２０１７ 年１２ 月的ＧＲＡＣＥ重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合同期主要水文要素（降水量、蒸散發(fā)量）數(shù)據(jù)集，以南水北調(diào)東線工程運(yùn)行時間為界，利用分時間段分區(qū)域的方式對山東省陸地水儲量變化、主要水文要素變化進(jìn)行研究，結(jié)合同期南水北調(diào)東線工程調(diào)水量數(shù)據(jù)探討南水北調(diào)東線工程運(yùn)行后山東省水儲量變化。

１ 數(shù)據(jù)與方法

１．１ 研究區(qū)域

山東省是地處我國華東地區(qū)的沿海省份，屬于暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為１１～１４ ℃，氣候呈現(xiàn)降水集中、雨熱同季、春秋短暫、冬夏較長的特點［１３］ ，年平均降水量為８３１ ｍｍ。如圖１ 所示，山東省中部山地突起，西南、西北低洼平坦，東部緩丘起伏，形成以山地丘陵為骨架、平原盆地交錯環(huán)列的地形大勢。山東省分屬于黃、淮、海三大流域，多年平均水資源總量約為３００ 億ｍ３，地下水總量約為１５０ 億ｍ３，其中大部分為降水下滲［１４］ 。黃河水是其主要客水資源，自南水北調(diào)東線工程建成后，長江水成為另一主要客水資源，該工程全長１ １９１ ｋｍ，由南北主線和東西主干線為主要引水線路，在山東省內(nèi)形成Ｔ 形輸水大動脈和現(xiàn)代水網(wǎng)大骨架。通過該工程使黃河水、長江水及當(dāng)?shù)厮唇Y(jié)合，共同調(diào)度、優(yōu)化配置，支持了全省經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展，同時也解決了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾［２］ 。南水北調(diào)東線工程已成為現(xiàn)代供水網(wǎng)絡(luò)的骨干和重要的水運(yùn)動脈。山東省水資源呈現(xiàn)的特點是總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，全省水資源總量僅占全國水資源總量的１．０９％，人均水資源占有量為３３４ ｍ３，僅為全國人均占有量的１４．９％（小于１／６）［１５］ 。

１．２ 數(shù)據(jù)與預(yù)處理

１．２．１ 重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)

在研究中選擇太空研究中心（Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｒｅ?ｓｅａｒｃｈ，ＣＳＲ） 的ＲＬ０６ 版本數(shù)據(jù)， 具體產(chǎn)品為ＣＳＲＧＲＡＣＥ／ ＧＲＡＣＥ－ＦＯ ＲＬ０６ Ｍａｓｃｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（ Ｖｅｒｓｉｏｎ０２），該產(chǎn)品以陸地水儲量等效水高距平值的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，等效水高距平值即單位面積水儲量高度扣除２００４—２００９ 年的平均值，其空間分辨率為０．２５°，時間分辨率為月尺度。選取２０１０—２０１７ 年山東省陸地水儲量作為研究數(shù)據(jù)。由于ＧＲＡＣＥ 衛(wèi)星在設(shè)備維護(hù)、設(shè)計壽命等方面的問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在缺失情況，因此本研究對單月數(shù)據(jù)缺失情況采用取前后兩年同月數(shù)據(jù)均值的方法處理，對長時間數(shù)據(jù)缺失情況采用自回歸滑動平均模型［１６］ 進(jìn)行處理。為了獲取陸地水儲量的變化速度，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、剔除異常值、一元線性回歸分析等處理，為了更精確地獲得更高分辨率的水儲量變化情況，選用在水文分析中常用的克里金插值方法進(jìn)行插值。

１．２．２ 國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心逐月降水?dāng)?shù)據(jù)集

本次研究選擇國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅｏｄａｔａ．ｃｎ）的１ ｋｍ 分辨率逐月降水?dāng)?shù)據(jù)集數(shù)據(jù)產(chǎn)品，該產(chǎn)品采用中國國家級地面氣象觀測站數(shù)據(jù)，將ＤＥＭ 數(shù)據(jù)作為協(xié)變量， 通過薄板樣條插值方法（ＡＮＵＳＰＬＩＮ ｖ４．４）生成全國月尺度１ ｋｍ 分辨率降水?dāng)?shù)據(jù)。選?。玻埃保啊玻埃保?年山東省降水?dāng)?shù)據(jù)為研究數(shù)據(jù)，采用降尺度方法將數(shù)據(jù)的空間分辨率與重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)相匹配，利用ＡｒｃＧＩＳ 中重采樣技術(shù)實現(xiàn)降尺度，在參數(shù)選取中選擇三次卷積法，設(shè)置目標(biāo)像元大小為０．２５°。在數(shù)據(jù)讀取、分析處理中采用與重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)相同的處理流程。

１．２．３ 蒸散發(fā)數(shù)據(jù)

美國宇航局哥達(dá)航空中心與海洋大氣局環(huán)境預(yù)報中心聯(lián)合開發(fā)的ＧＬＤＡＳ 全球陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)可以驅(qū)動４ 個不同的陸面模型（ ＣＬＭ、ＮＯＡＨ、ＭＯＳ 和ＶＩＣ），模擬生成２２ 個不同的陸地水文變量，如輻射通量、地?zé)嵬俊⒄羯l(fā)量、地表氣壓、溫度等［１７］ 。本研究選用ＧＬＤＡＳ －ＮＯＡＨ 陸面模式Ｖｅｒｓｉｏｎ１ （ ｈｔｔｐｓ：／／ｅａｒｔｈｄａｔａ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ ）中的蒸散發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品［１８］ ，選用與重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)相同的時空分辨率，在數(shù)據(jù)讀取過程中要考慮到蒸散發(fā)數(shù)據(jù)尺度的轉(zhuǎn)換，后續(xù)處理采用與重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理相同的流程。

１．２．４ 南水北調(diào)工程調(diào)水量數(shù)據(jù)

本研究用于與研究結(jié)果對比的各項有關(guān)南水北調(diào)工程調(diào)水量方面的數(shù)據(jù)來源于２０１４—２０１７ 年的《山東省水資源公報》和各地市的水資源公報。將各年調(diào)水量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并轉(zhuǎn)換為陸地水高［１９］ ，其具體計算公式為

ｈ ＝ρｑ ／ ｓ （１）

式中：ｑ 為南水北調(diào)工程調(diào)水量，ｈ 為調(diào)水量轉(zhuǎn)化后的陸地水高，ｓ 為研究區(qū)域面積，ρ 為水的密度。

１．３ 研究方法

本研究利用２０１０—２０１７ 年ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算山東省的陸地水儲量，并采用分時段的方式結(jié)合同期降水?dāng)?shù)據(jù)、蒸散發(fā)數(shù)據(jù)的變化趨勢，獲取研究區(qū)在去除主要水文要素影響后的水儲量變化數(shù)據(jù)，進(jìn)一步與南水北調(diào)工程調(diào)水量進(jìn)行對比，得出南水北調(diào)工程對山東省水儲量變化的影響。

１．３．１ 自回歸滑動平均模型

自回歸滑動平均模型［１６］ 是對時間序列進(jìn)行處理的重要方法，由自回歸模型與移動平均模型結(jié)合構(gòu)成，在水文氣象等領(lǐng)域的研究中，常用于對具有季節(jié)變動特征的指標(biāo)的預(yù)測、缺失值填補(bǔ)等，其具體計算公式為

ｘｔ ＝μ＋ａｔ －θ１ａｔ－１ －…－θｐ ａｔ－ｐ （２）

式中：ｘｔ為第ｔ 月缺失水儲量，μ 為回歸模型得到的初始缺失值，ａ 為影響因子，θ 為影響系數(shù)，ｐ 為移動平均的階數(shù)。

１．３．２ 一元線性回歸

使用一元線性回歸模型分別對水儲量變化趨勢、降水量變化趨勢、蒸散發(fā)量變化趨勢進(jìn)行擬合分析，即利用多個像元數(shù)據(jù)在年內(nèi)、年際的變化趨勢，獲取山東省多個時間尺度下的水儲量變化趨勢、降水量變化趨勢、蒸散發(fā)量變化趨勢。

１．３．３ 三次卷積法

在對降水?dāng)?shù)據(jù)集進(jìn)行處理時，使用重采樣技術(shù)使各個柵格數(shù)據(jù)集的空間分辨率相匹配，三次卷積法可通過擬合穿過１６ 個最鄰近輸入像元中心的平滑曲線確定像元的新值［２０ － ２１］ 。此方法適用于連續(xù)數(shù)據(jù)，其輸出柵格的幾何變形程度較小。

１．３．４ 克里金插值

在對多個要素數(shù)據(jù)集進(jìn)行回歸擬合獲取變化趨勢以及年際、年內(nèi)平均值后，由于數(shù)據(jù)集分辨率僅為０．２５°，因此采用克里金插值的方式將數(shù)據(jù)集平滑輸出，克里金插值是基于一般最小二乘算法的隨機(jī)插值技術(shù)［２２］ ，用方差作為權(quán)重，是一種典型的統(tǒng)計學(xué)算法。利用ＡｒｃＧＩＳ 中空間分析模塊的普通克里金插值法完成插值操作。

２ 結(jié)果與討論

２．１ 山東省陸地水儲量時空分布特征分析

為了探討山東省水儲量在不同時間段內(nèi)所呈現(xiàn)的分布特征與規(guī)律，基于ＧＲＡＣＥ Ｍａｓｃｏｎ 數(shù)據(jù)集統(tǒng)計了２０１０—２０１７ 年山東省陸地水儲量等效水高距平值歷年春季（３—５ 月）、夏季（６—８ 月）、秋季（９—１１ 月）和冬季（１２ 月—次年２ 月）的均值（以月為單位），見圖２ 和表１。由圖２ 和表１ 得出：春季的等效水高距平值皆為負(fù)值，說明研究時段內(nèi)春季水儲量顯著較多年均值小，范圍為－２２．３～ －２．５１ ｃｍ，平均值為－９．９２ ｃｍ，在四季水儲量平均值中處于最低值，這與山東省多年來旱災(zāi)多發(fā)生于春季的現(xiàn)象一致［２３］ ；夏季出現(xiàn)最大的水儲量差值，其范圍為－３１．４～６．８５ ｃｍ，水儲量距平值均值為－７．５１ ｃｍ，這一數(shù)值是４ 個季節(jié)的最大值，在夏季東部沿海城市群展現(xiàn)出比春季更集中的水儲量，較春季有顯著的增加趨勢，而西部內(nèi)陸水儲量則進(jìn)一步減少；秋季與春季在空間分布以及數(shù)值上（－２３．０～３．９７ ｃｍ）都呈現(xiàn)出高度的相似性，但秋季的水儲量距平值均值為－７．８２ ｃｍ，較春季高出不少；冬季全省水儲量距平值范圍為－１９．７ ～－２．９２ ｃｍ，冬季水儲量距平值均值是除春季外最低的，為－８．５１ ｃｍ，但在空間分布上，東部沿海高數(shù)值范圍占全省的比例是最大的。四季水儲量的分布在空間上皆表現(xiàn)為東西異質(zhì)性大于南北異質(zhì)性，全省范圍內(nèi)從西到東水儲量逐步增加，東部半島城市群因沿海城市的氣候特點導(dǎo)致東部水儲量數(shù)值大，西部為內(nèi)陸地區(qū)，４個季節(jié)均呈現(xiàn)較小的水儲量值。

根據(jù)山東省陸地水儲量季節(jié)分布展現(xiàn)出的空間異質(zhì)性，利用自然斷點法［１０］ 對山東?。玻埃保啊玻埃保?年的水儲量變化情況進(jìn)行分類，并結(jié)合分類結(jié)果綜合分析，合并類間差異較小的地域。分區(qū)結(jié)果為：區(qū)域１ 為西部的德州市、菏澤市、濟(jì)南市、濟(jì)寧市、聊城市、泰安市，下文中表示為魯西地區(qū)；區(qū)域２ 為中部的濱州市、東營市、臨沂市、濰坊市、棗莊市、淄博市，下文中表示為魯中地區(qū)；區(qū)域３ 為東部的青島市、日照市、煙臺市、威海市，下文中表示為魯東地區(qū)，如圖３ 所示。

２．２ 南水北調(diào)東線工程對山東省水儲量變化的影響分析

根據(jù)以上研究中得出的分區(qū)方法，結(jié)合南水北調(diào)東線工程２０１３ 年投入運(yùn)行，對山東省陸地水儲量、水文要素（降水、蒸散發(fā)） 進(jìn)行分區(qū)分時段研究，得到２０１０—２０１３ 年及２０１４—２０１７ 年研究區(qū)陸地水儲量、水文要素變化趨勢，進(jìn)而獲取研究區(qū)在兩個時段內(nèi)排除主要水文要素的影響后的水儲量變化情況，與南水北調(diào)工程調(diào)水量［２４－２７］ 進(jìn)行比較，分析南水北調(diào)工程對山東省水儲量變化的影響。

２．２．１ 南水北調(diào)工程運(yùn)行前后山東省陸地水儲量變化分析

利用ＧＲＡＣＥ Ｍａｓｃｏｎ 數(shù)據(jù)對陸地水儲量變化趨勢進(jìn)行研究，以南水北調(diào)開通時間為界，對區(qū)域內(nèi)各柵格點值進(jìn)行一元線性擬合，得到結(jié)果后進(jìn)行掩模提取和統(tǒng)計分析，進(jìn)而得出分區(qū)后的分布范圍和均值，結(jié)果見圖４ 和表２。２０１０—２０１３ 年空間分布呈現(xiàn)出西南到東北遞增的趨勢，其中魯西地區(qū)減小趨勢最甚，按分區(qū)方法進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)３ 個區(qū)域的變化趨勢均值仍呈現(xiàn)從西到東的階梯狀增長，對全省而言，變化趨勢均值達(dá)－１．４５ ｃｍ／ ａ；而２０１４—２０１７ 年未形成明顯的空間分布特性，３ 個區(qū)域的變化趨勢均值也未呈現(xiàn)顯著階梯狀變化，但相較于２０１０—２０１３ 年，可以明顯觀察到研究區(qū)水儲量衰減趨勢得到明顯改善，對全省而言，變化趨勢均值增加到－０．３６ ｃｍ／ ａ。

２．２．２ 南水北調(diào)工程運(yùn)行前后山東省主要水文要素變化分析

在水循環(huán)機(jī)理中，水儲量通常由降水過程作為主要輸入源，蒸散發(fā)過程、徑流過程作為主要輸出源。本研究在選用ＧＬＤＡＳ－ＮＯＡＨ 陸面模式的徑流產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)試驗后，得出徑流量無論是基數(shù)還是變化趨勢的值都過小，幾乎可以忽略不計。因此，選用國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心的降水?dāng)?shù)據(jù)集和ＧＬＤＡＳ－ＮＯＡＨ 陸面模式的蒸散發(fā)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集分別作為陸地水儲量變化的水文要素主要輸入量和輸出量，進(jìn)而得到山東省主要水文要素在南水北調(diào)工程運(yùn)行前后的變化趨勢，結(jié)果見圖５ 和表３。

２０１０—２０１３ 年，變化趨勢未表現(xiàn)出強(qiáng)烈的空間分布特點，分區(qū)研究后３ 個區(qū)域變化趨勢的分布范圍及均值也基本類似，從各區(qū)域及全省均值情況判斷，該研究時段水文要素變化趨勢呈平衡狀態(tài)，即降水輸入量與蒸散發(fā)輸出量基本持平，全省以０．０５５ ｃｍ／ ａ 的幅度增加。而２０１４—２０１７ 年，變化趨勢呈現(xiàn)西高東低的空間特點，３個區(qū)域的變化趨勢均值也呈階梯形增長，全省變化趨勢分布最值均遠(yuǎn)大于２０１０—２０１３ 年，推斷這段時間內(nèi)極端氣候頻發(fā)，例如強(qiáng)降水或極度高溫導(dǎo)致的強(qiáng)蒸散，總體而言，水文要素在全省呈０．４３０ ｃｍ／ ａ 的正向趨勢。

２．２．３ 南水北調(diào)工程運(yùn)行前后山東省水儲量變化分析

首先根據(jù)山東?。玻埃保础玻埃保?年水資源公報獲取南水北調(diào)工程調(diào)水量數(shù)據(jù)，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)換為水高，與南水北調(diào)運(yùn)行前后陸地水儲量及水文要素變化趨勢進(jìn)行對比，結(jié)果見表４ 和表５，其中陸地水儲量變化速度前后差值應(yīng)等于主要水文要素前后差值與非水文要素（人工用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、調(diào)水等）前后差值之和，統(tǒng)計顯示陸地水儲量變化速度差值為１．０９ ｃｍ／ ａ，主要水文要素變化速度差值為０．３７５ ｃｍ／ ａ，南水北調(diào)變化速度差值為０．６２１ ｃｍ／ ａ。結(jié)果表明：水文要素和南水北調(diào)工程均在２０１４—２０１７ 年對水儲量變化趨勢產(chǎn)生了正向反饋，其中水文要素減緩了水儲量約３４．５％的下降趨勢，南水北調(diào)工程減緩了水儲量５６．９％的下降趨勢。根據(jù)水平衡原理，水儲量變化速率應(yīng)為水文要素與非水文要素變化速率之和，計算得到南水北調(diào)東線工程占據(jù)了大部分非水文要素的影響（約８６．９％）。

由于南水北調(diào)工程僅以省份為單位給出年調(diào)水量數(shù)據(jù)，并未進(jìn)一步公示各區(qū)域空間分布情況，因此本研究在結(jié)果高度相似的前提下，結(jié)合南水北調(diào)對水儲量影響的相關(guān)研究文獻(xiàn)［９］ ，求出非水文要素變化趨勢空間分布圖，近似代表南水北調(diào)工程對山東省水儲量變化的空間影響。處理得出非水文要素變化趨勢空間分布及各區(qū)域分布范圍與均值見圖６ 和表６。從圖６ 可以觀察到在非水文要素的影響下，其空間分布與水儲量變化趨勢、水文要素變化趨勢等結(jié)果呈現(xiàn)對稱性，即由西低東高、南低北高等特征轉(zhuǎn)換為西高東低、南高北低，西南部地區(qū)在水儲量以及水文要素變化趨勢分析中均處于研究區(qū)內(nèi)的極低值，而在非水文要素影響下卻成為最大值。將此結(jié)果近似等同于南水北調(diào)工程對山東省水儲量的影響，可以推斷出南水北調(diào)工程在魯西地區(qū)中南部、魯中地區(qū)南部產(chǎn)生了較好的正向影響。

３ 結(jié)論

利用ＧＲＡＣＥ 重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合同期降水量、蒸散發(fā)量、調(diào)水量數(shù)據(jù)，采用自回歸滑動平均模型求解重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)缺失值，利用一元線性回歸分析分時段擬合各個數(shù)據(jù)集，分析得出山東省水儲量空間分布及變化特征，以及南水北調(diào)東線工程、水文要素對山東省水儲量變化的影響，主要結(jié)論如下。

１）２０１０ 年１ 月至２０１７ 年１２ 月山東省水儲量在各季節(jié)空間分布上呈現(xiàn)東西向異質(zhì)性，且從西到東水儲量增加，不同季節(jié)水儲量均值呈現(xiàn)與山東省氣候特點的高度相關(guān)性，從高到低排序依次為夏季、秋季、春季、冬季。

２）山東省水儲量在南水北調(diào)東線工程運(yùn)行前后變化速率分別為－１．４５、－０．３６ ｃｍ／ ａ，水儲量下降速度約減緩７５％；主要水文要素則分別為０．０５５ ｃｍ／ ａ（基本處于平衡狀態(tài)）、０．４３０ ｃｍ／ ａ，水文要素在南水北調(diào)工程運(yùn)行后對山東省水儲量產(chǎn)生了正向影響。

３）與南水北調(diào)工程調(diào)水量數(shù)據(jù)對比后，將非水文要素變化趨勢空間分布近似等同南水北調(diào)東線工程對山東省水儲量變化的影響，可以得出該工程對魯西的中南部、魯中的南部產(chǎn)生了較好的正向影響。總體而言，該工程對全省水儲量產(chǎn)生了每年０．６２１ ｃｍ 的正向趨勢，緩解了全省水儲量５６．９％的下降趨勢，在研究時間段內(nèi)對研究區(qū)水資源條件、水儲量下降趨勢產(chǎn)生了較為積極的作用。

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【責(zé)任編輯 張 帥】