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地理知識集合彙總
生態修復和人口快速增長顯著增加了黃土高原的生態耗水和生產生活用水,加劇了區域水文過程的演變和地下水儲量的消耗。在此背景下,亟需明確地下水的補給機制,準確量化地下水的補給速率。然而,深厚黃土區潛水的補給機制仍存在爭議,目前的研究多從包氣帶角度、點位/田間尺度、基於單次取樣結果解析補給機制,很少從飽和帶角度、區域尺度、基於動態監測方式開展研究,故無法闡明補給的時空異質性,難以解決現有爭議。此外,潛水補給機制的不明確也導致難以準確量化實際補給到含水層的水量,補給速率評估面臨方法單一、不確定性大等問題。因此,有必要系統採集降水、土壤水、潛水和承壓水,立足包氣帶-飽和帶的視角,考慮空間變化和時間動態,多方法聯合解析潛水補給機制。
針對“下伏承壓水能否越流補給潛水、降雨如何穿越巨厚包氣帶補給潛水、多少降雨能有效補給到潛水位”等科學問題,本研究以黃土高原南部的典型黃土塬為研究區,開展多樣品採集和動態監測實驗,綜合利用地下水位監測、水文地球化學、多同位素聯合等技術手段,識別了潛水補給的來源、方式、速率、空間變異和控制因子。首先,在明確降水、土壤水、潛水和承壓水之間水力連通性的基礎上,釐清了潛水的補給來源和路徑,揭示了降水補給潛水的方式和空間變異。然後,評估了兩種物理法（地下水位波動法WTF、達西定律DL）和四種示蹤法(氯離子質量平衡CMB、氚更新率TRR、氟利昂CFC和14C測年法CBD)估算潛水實際補給速率的不確定性,確定了最優補給評估方法。最後,基於優選方法識別了潛水實際補給的空間變異和主控因子,提出了潛水資源可持續利用的調控策略。主要結論如下:
（1）黃土塬區潛水和承壓水沒有垂向上的水力聯絡,承壓水難以自下而上補給潛水,潛水只接受自上而下的降水補給。深層土壤水主要來自雨強>30-40 mm/d的暴雨補給,並透過活塞流垂直滲流到潛水位（0.15 m/a）,由上而下補給潛水。潛水和承壓含水層之間有致密較厚的紅黏土和泥岩,且潛水水頭總是高於承壓水。由於不同的補給時期、徑流模式、水化學演化、硫酸鹽濃度/來源和對古水文氣候的響應,潛水和承壓含水層不可能透過越流或者導水通道產生垂向上的水力聯絡,因而排除了承壓水自下而上補給潛水的可能性。
（2）降雨補給潛水的方式為雙重流模式:區域尺度上的活塞流（77%-89%）和區域性尺度上的優先流（11%-23%）,且包氣帶厚度控制了潛水補給方式的空間變異。土壤中Cl-、NO3-和3H剖面都具有明顯的單峰特徵,潛水TDS、Cl-、NO3-、δD和δ18O值無明顯的時空變異和對降雨的響應,表明了降水主要以活塞流形式補給潛水;但部分潛水點位檢測出較高的3H,指示了局部優先流補給。Mix SIAR模型量化結果表明優先流僅貢獻了11±8%-23±14%,且優先流發生可能性隨著潛水埋深增加而逐漸降低,極限水位深度可能小於40 m。由於活塞流在整個黃土塬區普遍存在且處於主導地位,因此,在區域和長期尺度上,非飽和帶和飽和帶應接近水力平衡。
（3）六種潛水實際補給估算方法的不確定性主要來源於:水文地質引數的時空異質性、簡化的地表-包氣帶水文/溶質傳輸過程、簡化的地下水-溶質運移過程、及不同的時間尺度。相比於示蹤法,物理法對水文地質引數更加敏感。大氣氯沉降和重建的降雨氚時間序列是CMB和TRR的主要不確定性來源。忽略混合彌散效應會導致CFC高估補給36%-48%,忽略因深根植被吸水而過度消耗的土壤水含量會導致WTF高估補給,因長期大量抽水而急劇增加的區域性水力梯度也會導致DL異常高的補給。原理假設、資料輸入和示蹤劑特性的差異導致各方法的時間尺度也不盡相同。
（4）各方法估算的實際補給速率具有明顯差異,CMB被優選為最適合黃土塬區的補給評估方法。WTF、CMB和CFC估算的補給（88±24、98±33和53±9 mm/a）總體上高於DL、TRR和CBD估算的補給（10±3、14±3和10±49 mm/a）。這不僅歸因於方法的不確定性,也取決於黃土塬區水文地質條件與各方法原理假設的匹配程度。氚和CFCs比地下水流場和14C保留了更多補給訊號,含水層非均質性和強烈的人工抽水降低了物理法和CBD的應用潛力,而厚包氣帶的滯後效應限制了WTF、TRR、CFC和CBD。相比之下,CMB很少受到上述因素的干擾,最適合估算潛水補給速率。
（5）黃土塬區潛水實際補給具有強烈的空間變異,降雨量和側向流分別主導了塬間和塬面尺度上補給的空間變異。區域尺度上,潛水平均實際補給速率為85±41 mm/a,數值上略高於潛在補給,可能原因包括:優先流發生的時空異質性,時空尺度的不匹配,土壤氯提取技術的偏差等。潛水補給速率呈現從塬中心到邊緣逐漸增加的變化趨勢,主要歸因於側向流的影響,而非反映了古今補給的差異。側向流進一步導致了CMB“表觀”實際補給速率沿地下水流方向的高估。
本研究多角度、多尺度、多方法揭示了黃土塬區潛水補給機制,為解決“深厚黃土區降雨如何補給到潛水”這一科學難題提供了合理解釋,深化了對黃土高原地下水文過程演變機理的認識；拓展了物理法和示蹤法在黃土區潛水實際補給評估中的應用,總結歸納了各方法的適用性、不確定性和優劣,為準確評估區域地下水補給和更新能力提供了豐富的技術手段。本研究所揭示的黃土塬區水迴圈概念模式和優先流發生機理可為區域水文過程建模提供借鑑,所提供的潛水資源調控策略對區域水資源的可持續開發利用具有重要意義
資料視覺化展示
首先根據統計年鑑計算我國2000-2023年各省及直轄市水稻總產量，並製作為折線圖，從上圖中可以發現，2000-2023年我國水稻總產量總體呈現上升的趨勢。緊接著從空間角度對2000-2023年我國不同區域水稻總產量進行視覺化分析和展示，以下為資料的詳細介紹：
2000年水稻總產量
2001年水稻總產量
2002年水稻總產量
2003年水稻總產量
2004年水稻總產量
2005年水稻總產量
2006年水稻總產量
2007年水稻總產量
2008年水稻總產量 地理圖文綜合整理
2009年水稻總產量
2010年水稻總產量
2011年水稻總產量
2012年水稻總產量
2013年水稻總產量
2014年水稻總產量
2015年水稻總產量
2016年水稻總產量
2017年水稻總產量
2018年水稻總產量
2019年水稻總產量
2020年水稻總產量
2021年水稻總產量
2022年水稻總產量
2023年水稻總產量
資料介紹
資料名稱：2000-2023年各省及直轄市水稻總產量資料
資料格式：shp/excel
單位：萬噸
地理座標系：GCS_Krasovsky_1940
投影座標系：Krasovsky_1940_Albers
資料介紹：資料集包括全國層面的水稻總產量，提供了我國不同省份及直轄市的詳細分佈，反映了不同地區水稻總產量。這些資訊對於理解中國不同區域人均糧食安全的發展狀況、評估糧食安全管理策略、制定糧食安全政策具有重要意義。隨著中國農業現代化的推進，水稻總產量安全資料也顯示了我國糧食安全科研進步和糧食安全結構的調整，是研究中國糧食安全可持續發展的重要資源。
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