Assessing the Sustainability of Terrestrial Water Storage in the Pearl River Basin Using HUST-Grace2024 Model

CUI Lilu; LU Yuheng; ZHONG Bo; LI Yu; GUO Haoyang; MENG Jiacheng

doi:10.13203/j.whugis20250025

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Assessing the Sustainability of Terrestrial Water Storage in the Pearl River Basin Using HUST-Grace2024 Model

Geodetic Hydrological Inversion | 更新时间：2026-11-05

- Assessing the Sustainability of Terrestrial Water Storage in the Pearl River Basin Using HUST-Grace2024 Model
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 51, Issue 6, Pages: 1166-1181(2026)
- 作者机构：
  
  1.成都大学建筑与土木工程学院，四川成都，610106
  2.武汉大学测绘学院，湖北武汉，430079
  3.地球空间环境与大地测量教育部重点实验室，湖北武汉，430079
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20250025
  CLC： P228;P237
- Received：25 July 2025，
  
  Published：05 June 2026
- 稿件说明：
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崔立鲁,卢宇恒,钟波，等.利用HUST-Grace2024模型评估珠江流域陆地水储量的可持续性[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(6):1166-1181.

CUI Lilu,LU Yuheng,ZHONG Bo,et al.Assessing the Sustainability of Terrestrial Water Storage in the Pearl River Basin Using HUST-Grace2024 Model[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(6):1166-1181.
崔立鲁,卢宇恒,钟波，等.利用HUST-Grace2024模型评估珠江流域陆地水储量的可持续性[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(6):1166-1181. DOI：10.13203/j.whugis20250025

CUI Lilu,LU Yuheng,ZHONG Bo,et al.Assessing the Sustainability of Terrestrial Water Storage in the Pearl River Basin Using HUST-Grace2024 Model[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(6):1166-1181. DOI：10.13203/j.whugis20250025

摘要

陆地水储量的可持续性评估及其影响因素分析对于水资源合理利用和社会经济发展等具有重要意义。利用华中科技大学最新发布的HUST-Grace2024模型反演了2003—2023年珠江流域陆地水储量变化（terrestrial water storage change

TWSC）的时空特征，并与国际上5种常用的重力恢复与气候实验及其后续卫星模型结果进行比较。采用HUST-Grace2024模型计算的可持续性指数（sustainability index

SI）详细评估珠江流域及其子流域的水资源可持续状况，同时结合气象和水文数据定量分析了降水、蒸散发、径流和归一化植被指数（normalized difference vegetation index

NDVI）对TWSC的影响。结果显示，利用HUST-Grace2024与5种常用的国际模型计算得到的TWSC高度一致，其精度与国际时变重力场模型联合解算组织的模型结果相当。研究时段内

珠江流域的TWSC以4.7 mm/a的速度增长，其中南北盘江流域和红柳江流域的增长速度显著高于其他子流域。整体而言，珠江流域水资源处于轻度不可持续状态（SI=0.36），其中郁江流域和南北盘江流域的SI分别为最高0.39和最低0.34。此外，NDVI对珠江流域TWSC的影响最大，其次为径流、降水和蒸散发。虽然这4种影响因素在所有子流域的贡献率排序是一致的，但其数值上存在显著的差异。结果表明，HUST-Grace2024模型能够有效监测和评估珠江流域TWSC的时空演化过程及其可持续性，可为该地区水资源管理和科学决策等提供参考。

Abstract

Objectives

As a core indicator for water resource management

the sustainability assessment of terrestrial water storage is crucial for addressing climate change and ensuring regional water security.

Methods

We employed the latest HUST-Grace2024 model developed by Huazhong University of Science and Technology to analyze the spatiotemporal characteristics of terrestrial water storage change (TWSC) across the Pearl River Basin (PRB) from 2003 to 2023. The results were compared with those derived from five internationally recognized gravity recovery and climate experiment (GRACE) and GRACE Follow-On (GRACE-FO) models. Using the sustainability index (SI) derived from HUST-Grace2024

we assessed the water resource sustainability in the PRB and its sub-basins. We also quantitatively evaluated the impact of precipitation

evapotranspiration

runoff

and the normalized difference vegetation index (NDVI) on terrestrial water storage using meteorological and hydrological data.

Results

Comparison results indicate that the TWSC calculated by HUST-Grace2024 is highly consistent with that calculated by five commonly used international models. Its accuracy is comparable to the results of the international combination service for time-variable gravity field model

indicating that the TWSC of the PRB inverted by this model has higher reliability and accuracy. During the study period

terrestrial water storage in the PRB increased at an average rate of 4.7 mm/a

with significantly faster growth in the Nanpan and Hongliu River sub-basins compared to others. Overall

although the water resources in the PRB are in a mildly unsustainable state (SI=0.36)

with the Yujiang River Basin and Nanpan-Beipan River Basin having the highest (0.39) and lowest (0.34) SI values respectively

their sustainability is continuously improving. Among the influencing factors

NDVI has the greatest impact on the TWSC in the PRB

followed by runoff

precipitation and evapotranspiration. This indicates that vegetation coverage plays a significant role in regional soil and water conservation. Although the ranking of the contribution rates of these four influencing factors is consistent across all sub-basins

there are significant differences in their numerical values.

Conclusions

These results demonstrate that the HUST-Grace2024 model effectively monitors and evaluates the spatiotemporal evolution and sustainability of TWSC in the PRB

providing valuable insights for regional water resource management and informed decision-making.

关键词

Keywords

references

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