项目通过系统开展变化环境下黄淮海地区地下水超采演变规律及驱动机制、地下水超采致灾机理及灾害风险评价、预警和保护理论、地下水超采有效治理与智能精准管控关键技术研发、不同类型典型区地下水超采治理核心技术示范、地下水超采综合治理战略与管控策略等研究，取得了如下重要进展：一是阐明了变化环境下黄淮海地区地下水超采演变规律及驱动机制，揭示了地下水超采致灾机理及危机机制，形成了超采致灾风险评价和预警理论。二是研发了超采风险预警与生态地质环境灾害早期识别技术、种植结构与灌溉制度多目标优化节水技术、多源回补与地下水库调蓄技术及“水量-水位”双控的地下水超采智慧管理与决策系统等关键技术。三是构建了3个典型超采示范区（保定市、沧州市、莱州市）核心技术示范场，明确了示范区超采治理方案的实施节点、步骤和规模，识别了地下水超采的调控政策对不同部门地下水使用量影响，形成了地下水超采治理与农户生产决策微观数据库。
地下水保护及可持续利用
项目概况
本方向紧密围绕“地下水资源量-水质-生态协同演变及可持续利用”前沿问题，在地下水循环分布与污染物迁移转化理论研究，地下水监测-模拟-评价方法研究，地下水超采防治与地下水污染修复技术研究，地下水可持续开发利用及管控等方面开展前沿探索。以创建空-天-地一体化地下水监测-解译新技术，建立多尺度多过程地下水模拟预测与地下水资源量-质-生评价技术体系，研发地下水超采及次生灾害预警防控与治理保护核心技术，完成地下水污染溯源与生态修复关键技术攻坚，创新陆海多源地下水增储与可持续开发利用技术，提出不同场景下多目标优化管理技术体系与地下水资源调控战略策略为建设目标，面向世界科技前沿和国家经济主战场，紧密围绕国家重大需求和人民生命健康问题，把握国家宏观发展政策和导向，与“全面推进美丽中国建设”等国家发展战略和区域经济社会发展需求高度契合，将重点解决我国节能环保领域现阶段突出的地下水资源可持续开发和保护等关键科学和技术问题，力争为高强度人类活动与气候变化叠加影响下的地下水资源可持续利用难题提供科学依据，服务国家重大战略需求，取得标志性成果，助力我国地下水资源与环境领域总体实力处于国际领先地位。
团队成员
研究成果
黄淮海地区地下水超采治理与保护关键技术及应用示范
长江流域地下水模型构建与应用
本项目紧扣长江流域地下水资源和陆源物质循环演化规律尚不明晰的现状，构建了长江流域高分辨率三维地质模型、长江流域地下水动力模型以及流域尺度物质传输模型，阐明了长江流域地下水循环演化规律及驱动机制，揭示了陆源物质的时空分布特征，探明了陆源物质浓度对降雨模式、农业活动强度及气候变暖的响应机制，揭示了升温情景下地下水量及陆源物质浓度的演变趋势，最终提出了区域针对性和空间优化的地下水可持续开发利用管理建议和策略框架。
砾石质河床非稳态潜流交换的形成机制和生态效应研究
该项成果聚焦于砾石质河床潜流交换的物理过程，以新安江水文试验站为野外观测场，基于野外热与水化学示踪试验，改进了河道验算方法提高地下水-地表水交换机制的解释能力，首次应用分数阶方法求解了潜流交换滞留时间分布，基于溶质反应迁移模型，模拟了潜流交换过程的有机质有氧呼吸和反硝化作用，构建了河流紊流-地下水渗流-溶质运移耦合数值模型，揭示了砾石质河床非稳态潜流交换形成机制和生态效应。
喀斯特关键带水/养分时空演变机理与过程模拟
创建了喀斯特流域分布式水文-养分（N）耦合计算模型，阐明了喀斯特关键带中植被-土壤-岩石（裂隙）水/养分相互作用机理，提出了喀斯特流域水/养分通量的定量计算方法，为揭示不同单元植被耗水的生态水文、养分迁移转化的生物地球化学过程、生态系统服务功能提升的决策方案提供了科学依据。
基于地球物理方法的西南喀斯特峰丛洼地多重水流模拟研究
该项成果利用高密度电法、地质雷达、频域电磁感应仪等多种地球物理方法探测了喀斯特研究区地下土壤、裂隙、管道等复杂结构，揭示了峰丛洼地地下水流路径，构建了喀斯特多重水流模型，发展了无人机机载电磁技术，实现了大范围高精度土壤水盐快速监测，为喀斯特地区水文预报、水资源评价及管理等提供了科学基础。