青藏高原分布着世界上海拔最高的湖泊群，是我国最主要的湖泊分布区之一。自上世纪90年代末以来，受降水增加和冰冻圈加速消融影响，青藏高原内陆区湖泊出现显著扩张，影响了区域生态环境和周边基础设施。影响湖泊水量平衡的因素较多，如大气降水、湖面蒸发、冰冻圈消融、地下水补给或渗漏等。由于缺少系统的水文气象观测资料，目前对高原湖泊水量平衡的研究大多侧重地表水，难以直接监测和量化地下水对湖泊的补给。近日，中科院青藏高原所环境变化与多圈层过程团队与合作者通过在青藏高原西部开展连续5年的湖水水位和水文气象监测（图1），发现地下水补给导致冬季湖面结冰期湖水水位出现显著上涨，对青藏高原西部湖泊水量平衡影响显著。
对于青藏高原大多数湖泊来说，冬季湖面结冰期湖水水位保持稳定或微弱下降，主要原因是冬季降雪、入湖径流和湖面升华等影响水量平衡的各个分量对湖水水位影响有限。然而，最新的监测结果表明，青藏高原西部湖泊在湖面结冰期水位出现显著上涨，如鲁玛江东错、美马错、结则茶卡和龙木错等。在鲁玛江东错和美马错，湖面结冰期的水位上涨幅度可达0.25-0.35m，约占全年湖水水位升高值的一半（图2）。综合考虑冬季湖面降雪、入湖径流和湖面升华等因素，科研人员发现冬季湖面结冰期水位上涨的主要原因是地下水补给，其补给量占流域内夏季总降水的13-25%。对全年湖水水量平衡的计算结果表明，地下水补给占总入湖流量的59-66%，说明地下水补给不仅对高原西部湖泊水量平衡起到关键作用，还是区域水循环的重要组成部分。
科研人员进一步分析发现，青藏高原西部地下水的形成可能与区域地质构造特征有关。研究区域基岩以石炭纪和二叠纪的灰岩为主，各个流域均分布有活动正断层带（图1），有利于存储和输送地下水。高海拔地区的冰川、积雪融水通过活动断层破碎带补给地下水，并在低海拔地区汇入湖泊。由于地下水补给稳定且循环周期长，大量地下水补给甚至可以显著改变高原西部湖泊水位季节甚至年际变化特征。这意味着具备类似地质构造和补给条件的其它湖泊也可能存在可观的地下水补给，进而影响湖泊的季节和年际变化过程。
上述研究结果以“Critical role of groundwater inflow in sustaining lake water balance on the western Tibetan Plateau”为题，发表在《Geophysical Research Letters》上，我所类延斌副研究员为第一作者和通讯作者。青藏高原西部湖泊水位监测数据已在国家青藏高原科学数据中心网站共享(https://doi.org/10.11888/Terre.tpdc.272314)。本研究获得第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0201)、国家自然科学基金委青藏高原地球系统基础科学研究中心项目（41988101)和中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA2006020102)等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1029/2022GL099268
图1 研究区域地质构造图和湖泊水量平衡观测点位置
图2 冬季湖面结冰期鲁玛江东错和美马错湖水水位变化
图3 研究区流域水循环示意图
