Shen, Hong, Leblanc, Marc, Tweed, Sarah, and Liu, Wenzhao (2015) Groundwater depletion in the Hai River Basin, China, from in situ and GRACE observations. Hydrological Sciences Journal, 60 (4). pp. 671-687.

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Abstract

The Hai River Basin (HRB) is a heavily irrigated region encompassing the North China Plain (NCP) in northeast China. In the last decades, continuous lowering of groundwater levels had been reported in the NCP. This study used data from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and in situ measurements to quantify recent changes in groundwater storage from 2003 to 2012. The signal from GRACE observations highlight a sharp decline in the deep subsurface water stores (deep unsaturated zone and groundwater systems) up to a rate of 17.0 ± 4.3 mm year-1 between 2003 and 2012 over the HRB, equal to a volumetric loss of 5.5 ± 1.4 km3 year-1. This result shows good consistency with in situ observations of groundwater hydraulic heads compiled from monitoring bores, and emphasizes GRACE’s ability to monitor large-scale groundwater storage variations. Results from GRACE also provide an independent assessment of the effectiveness of water saving programmes that have been implemented by the government so far. Our study indicates that groundwater overdrawal is still prevalent and the dominant factor for the persistent loss in groundwater storage over the HRB/NCP; the current groundwater consumption pattern is far beyond the natural recharge ability in groundwater system.

Le bassin de la rivière Hai (BRH) est une région pratiquant une irrigation intensive et qui englobe la plaine de Chine du Nord (PCN) dans le Nord-Est de la Chine. Au cours des dernières décennies, une baisse continue du niveau des eaux souterraines a été observée dans la PNC. La présente étude utilise des données de « Gravity Recovery and Climate Experiment” (GRACE) et des mesures in situ pour quantifier les modifications du stock d’eau souterraine de 2003 à 2012. Le signal GRACE met en évidence une forte baisse dans les couches profondes d’eau souterraine (zone non saturée profonde et aquifères) allant jusqu’à un taux de 17,0 ± 4,3 mm an-1 entre 2003 et 2012 sur le BRH, correspondant à une perte volumétrique de 5,5 ± 1,4 km3 an-1. Ce résultat est cohérent avec les observations piézométriques in situ compilées à partir des forages de surveillance, et souligne la capacité de GRACE à suivre des variations du stockage d’eau souterraine à grande échelle. Les résultats de GRACE fournissent également une évaluation indépendante de l’efficacité des programmes d’économie d’eau qui ont été mis en œuvre par le gouvernement jusqu’à présent. Notre étude indique que la surexploitation des eaux souterraines est encore un phénomène répandu et qu’il constitue la cause principale de l’érosion persistante du stock d’eaux souterraines sur le BRH/PCN. Le modèle actuel de prélèvement des eaux souterraines est bien au-delà de la capacité de recharge naturelle des aquifères.

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