摘要：华北平原作为我国重要的工农业基地和政治经济中心，面临着严重的水资源危机.因此，开展对华北平原地下水储量变化的监测工作具有重要现实意义与科学价值.本文基于GRACE重力卫星的空间约束方法，研究了华北平原地下水储量变化的时空分布规律，并与地面水井实测与地下水模型结果进行了综合比较和分析.结果表明：2002—2014年，华北平原地下水存在明显的长期亏损，GRACE估计的亏损速率为-7.4±0.9 km3·a-1，而地面水井资料估计的浅层地下水亏损速率为-1.2 km3·a-1.对比两者之间的差异可以发现，华北平原的地下水亏损以深层地下水为主.2002—2008年，GRACE估计的华北平原地下水亏损速率为-5.3±2.2 km3·a-1，这与华北平原两个地下水模型得到的平均亏损速率-5.4 km3·a-1十分吻合.通过华北平原区域地下水模型的独立验证，说明GRACE可以有效评估华北平原的地下水储量变化趋势.除了长期亏损的趋势项之外，华北平原地下水还存在明显的年际变化特征，并与该地区年降雨量变化特征一致.在降雨偏少的2002年、2005—2009年和2014年，华北平原地下水储量显著减少.在空间分布上，GRACE结果表明，华北平原的地下水储量减少主要发生在山前平原和中部平原区，这也与水井实测资料和区域地下水模型结果较为吻合.与GRACE和区域地下水模型相比，目前的全球水文模型仍无法准确估计华北平原地下水变化的空间分布和亏损速率.上述研究表明，GRACE提供了评估华北平原地下水储量变化的重要监测手段.

关键词：卫星重力 空间约束 华北平原 地下水储量 

单位：中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室; 武汉430077; Institute; of; Geodesy; and; Geoinformation; University; of; Bonn; Bonn; 53115; Germany; 中国科学院大学; 北京100049