地下水补给受到各种人为活动、土地利用和土地覆盖变化的影响。地表水位变化的长期时间和季节变化对地下水流动动态具有重要影响。因此，评价LULC变化对地下水补给的影响对于地下水资源的可持续管理是必要的。本研究的目的是探讨孟加拉国西北部地区LULC变化对地下水补给的影响。采用半物理水平衡模型模拟了地下水补给的空间分布，利用2006年至2016年的LULC地图进行了长期时间变化分析，同时使用干湿LULC地图检查季节变化。
本研究的总体目的是：研究土地利用和土地覆盖变化对孟加拉国西北部地下水补给的影响，比较2006 - 2016年之间的LULC变化的长期时间变化和干湿之间的季节变化。
具体目标为：(1)利用遥感数据识别和量化研究期间不同土地覆盖类型的变化；(2)评价地下水补给与降雨、土壤质地和土地覆盖类型的关系；(3)分析长期时间和季节LULC变化对地下水补给的影响；(4)利用不同分辨率的输入，评价不同空间分辨率对地下水补给模拟的尺度效应。
孟加拉国西北部（农业为主），该地区农业和家庭对地下水的抽取率高。2006-2016年均降雨量1350-1450mm，时空分布不均，7月最高，12月最低；土壤质地包括沙子、粉质壤土、壤土和粘土壤土。降雨是研究区域的主要补给来源。农业的地下水提取量很高，特别是在旱季。在雨季，含水层通常不能完全补充。因此，地下水水位正在以很高的速度下降。
遥感图像的选择和处理
（1）30m分辨率的空间分布栅格，包括水文气象数据栅格(降雨量、温度、风速、潜在蒸散量:PET)、DEM、坡度、土壤质地和地下水深度；
（2）将30m分辨率的输入重采样为300 m分辨率；
（3）利用遥感图像制备2006和2016年的LULC图；
（4）利用输入的图和水平衡模型WetSpass计算地下水补给的月空间分布（2006、2016LULC的补给变化、湿季变化、旱季变化）；
（5）比较2006年和2016年的LULC补给量变化，以分析长期土地覆盖变化的影响；
（6）比较旱季和湿季LULC的补给，以分析季节土地覆盖变化的影响；
（7）检验2006年和2016年的径流集，以分析2006-2016年以城市化为重点的土地覆盖变化的影响；
（8）对30m分辨率和300 m分辨率下的模拟补给量进行了比较，以分析精度。
WetSpass模型
WetSpass-M是原始模型的版本，支持每月计算。在本研究中，利用WetSpass-M模拟了月地下水补给的空间分布。该模型以各种水文和气象成分的栅格图为输入，每个栅格划分为开放水域、植被、裸露土壤和不透水四种分区，考虑土地覆盖的异质性。然后根据各分区的水量平衡来估计整个小区的地下水补给。由下面的水平衡方程，地下水补给计算为每个栅格单元的残差，
式中，R为地下水补给，P为降水，ET为蒸散发，I为截留，SR为地表径流。WetSpass根据土地使用情况计算截水量占降水量的比例；根据土地用途、坡度、土壤质地等因素计算地表径流；蒸散量是每个单元的蒸发量和蒸腾量的总和；最后，从剩余的水量平衡中获得地下水补给。
2006-2016年LULC的变化
图5(2006年和2016年雨季LULC地图)可知：到2016年，建成区面积增加量，其他所有类型的总面积都减少了，其中裸土减少最多。
图6(2006至2016年雨季5个土地类别的面积变化)可知：总体而言，2006年以来的大部分LULC在2016年保持不变。最大的变化是由于城市化大量植被区转变为建成区。植被、裸露土壤和开阔水域之间也有相当大的变化。
模拟地下水补给
图8(月降雨量和地下水补给的时间序列)可知：补给趋势与降水趋势相似。在雨季(5月至10月)，由于降雨量大，补给量很大。相反，补给率在旱季(11月至4月)下降。
图9(不同土壤质地月降雨量的月补给量)可知：沙土的平均回灌量最高粘土最低。这是因为回灌与土壤质地的渗透性密切相关。
图10(基于2006年LULC图的每个LULC等级的月补给)可知：地下水补给与土地覆被等级有很强的相关性，裸地和植被区月平均回灌量均较高。该模型假设降雨引起的水面覆盖的补给与水体本身的补给相比可以忽略不计。由于本研究中的补给仅来自降雨，因此洪泛区和开阔水域LULC类均为零补给。
LULC变化对地下水补给空间分布的影响
图11(长期LULC变化的影响)可知：总体而言，由于长期土地利用和土地覆被的变化，流域补给减少了。这是由于2006年和2016年土地覆盖的变化速度不同造成的，整个盆地的变化很小，考虑到整个研究区域，植被覆盖类型的建成量和下降量的增长仍然太小，不足以对补给产生较大影响。
季节性LULC变化的影响
图13(干湿季节LULC补给之间的月度空间变化差异)可知：干旱月份的变化很小，潮湿的月份变化大部分是相似的，但空间差异显著。这些差异是由季节变化引起的土地覆被类型变化引起的。
图15(LULC变化对地表径流的影响)可知：径流量在全年的分布是如何不均匀的，在湿润的月份径流量很大，而在干燥的月份径流量较低，径流的增加很可能是城市化造成的。
从土地覆被变化分析，由于建成区面积的增加，补给量减少。大多数变化是在邻近河流的区域，由弯曲导致的裸露土壤和开放水域之间的转变引起的。流域尺度变化较小。
从季节分析，季节性LULC变化对地下水补给有重要影响。在旱季，由于洪泛土地转化为植被覆盖，LULC状态具有更高的降雨诱导补给潜力。
分辨率尺度分析表明，在30m和300m空间分辨率下，结果变化很小。然而，300m分辨率的输入不能准确地代表较小的区域，所以一般情况下，建议使用更高分辨率的地图。
总体而言，整个研究区LULC的长期时间变化对地下水补给没有显著影响。然而，同样的LULC变化对城市化主导的城区有显著的影响。季节性LULC的变化对研究区地下水补给有重要影响。
