《Journal of African Earth Sciences》：Ground Water Potential Sites Identification Using GIS and Remote Sensing Techniques: a case of Wadla Woreda, Amhara Region, Ethiopia.
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本研究利用GIS与遥感技术分析埃塞俄比亚Wadla地区地下水潜力，综合考虑地貌、地质、汇水密度等7个因素，通过加权叠加法划分为高、中、低五类潜力区，验证结果显示模型精度较高，为干旱区农业用水规划提供依据。
Hailu Kebede | Wondim Alemu Ayenew
地理与环境研究，沃洛大学，邮政信箱1145，德西，埃塞俄比亚
摘要
识别潜在的地下水位点是任何地区有效水资源管理的关键方面。本研究调查了埃塞俄比亚Wadla地区的地下水潜力点位。为了确定研究区域内的地下水潜力点位，采用了地理信息系统和遥感技术的结合方法。在分析过程中，考虑了地貌、地质、排水密度、坡度、土地利用、地下水位深度和土壤介质这七个因素作为影响因素。通过层次分析法确定了这些因素的权重。最终将潜在点位分为五个不同的类别。结果显示，研究区域的大部分（82.92%）属于良好到非常高的潜力点位。使用了359个全球定位系统（GPS）点的经纬度数据来验证结果。本研究提供了关于该地区潜在地下水资源的初步信息，当地农民主要依赖泉水作为水源。
引言
地下水是地球上最宝贵的自然资源，在提供饮用水方面发挥着至关重要的作用，尤其是在非洲，它对于灌溉和应对粮食安全问题至关重要（MacDonald等人，2012年）。地下水既支持经济增长也保障人类生存（Ashok Kumar Sinha，2018年）。据估计，埃塞俄比亚的地下水储量约为1220亿立方米，年补给量为280亿立方米，但只有34%的人口能够获得改善的水源（国际原子能机构，2013年）。复杂的地质构造和多样的地形阻碍了地下水的获取，尽管最新研究表明实际可利用的地下水可能超过传统估计的25亿立方米（Gebreegziyabhier，2012年）。
准确了解地下水的数量和质量对于可持续的社会和经济发展至关重要（相关组织，2018年）。有效的管理依赖于基于科学原理的系统评估（Etishree Agarwal，2013年）。诸如地球物理勘探、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）等技术对于探索新的地下水点位至关重要（Mukesh Kumar，2022年）。通过观察地形特征（包括岩石类型和水文特性）可以确定地下水的存在（Goyal，2012年）。
最近利用GIS和RS的研究表明，不断增长的需求和不科学的开发方式导致了水资源紧张（Nilawar & Aditya，2014年）。这种情况凸显了需要高效管理地下水资源的必要性。虽然随着使用量的增加地下水位可能会下降，但作为城市和农村发展替代水源的作用变得越来越重要（?elik，2019年）。然而，埃塞俄比亚和其他撒哈拉以南非洲国家尚未充分探索其地下水资源的农业用途（Haile & Mengistu，2019年）。自20世纪70年代以来，埃塞俄比亚北沃洛地区一直面临间歇性干旱，导致降雨不均和农作物歉收，加剧了饥荒和食物短缺（Ali, Seid Yassin，2016年）。东阿姆哈拉地区以半干旱气候为特征，经常发生严重干旱，迫使社区在旱季严重依赖地下水资源（Masoud等人，2022年）。这突显了识别地下水潜力点位以实现可持续管理的迫切需求。
本研究旨在利用遥感和GIS方法来确定该地区的适宜地下水潜力点位，以支持有效的水资源管理。近期学术研究强调了将地理空间方法整合到地下水资源评估和区分中的重要性，突显了地下水在干旱易发地区增强粮食安全和经济稳定方面的关键作用。
研究区域描述
本研究区域位于阿姆哈拉地区北沃洛区。该地区与区域首府巴赫尔达和联邦首都亚的斯亚贝巴的距离分别为252公里和648公里，与Wadla区的首府Kone的距离分别为252公里和648公里。Kone位于北纬11°28′19″至11°52′13″、东经38°43′18″至39°17′6″之间。Wadla区总面积为82,434.2公顷，东南与Delanta接壤，西南与Dawunt接壤。
研究结果
本研究使用了GIS和遥感技术来评估地下水潜力点位。影响地下水位的因素包括地质、地貌、土地利用/覆盖类型、排水密度、土壤、坡度和地下水位深度等参数。图2展示了所选方法的概要。
讨论
在获得各层及其独特类别的标准化权重后，使用加权叠加技术将所有这些因素整合到GIS环境中。通过这种逐像素的数据组合方法，标记出了可能的地下水区域。根据加权叠加分析，研究区域确定了五个潜在点位类别：非常高、高、良好、较差和非常差。目前该国家没有关于地下水潜力的历史数据。
地下水潜力点位结果的验证
验证任何空间模型的结果至关重要，因为尽管模型功能强大，但由于假设、数据限制或方法错误，有时可能会产生不现实或不准确的预测。在本研究中，通过将模型输出与实际数据进行比较来确保地下水潜力地图的可靠性。具体来说，通过插值359个调查点的数据，创建了该研究区域的地下水排放地图。
结论
在农业社区经常面临水资源短缺的情况下，找到地下水潜力点位对于提高他们的生活水平至关重要。当前的研究提供了有力证据，表明在埃塞俄比亚阿姆哈拉地区Zita河流域上游识别地下水潜力点位需要应用遥感科学、地理空间方法和多因素分析。研究考虑了七个关键影响因素。
<红帽作者贡献声明>
Hailu Kebede：撰写初稿、软件开发、方法设计、数据调查、正式分析、概念构建。
Wondim Ayenew：撰写修订稿、验证结果、监督工作、资源协调、项目管理、资金筹集、数据整理
<未引用参考文献>
MacDonald等人，2012年；Kumar Sinha等人，2018年；Abdelouhed等人，2021年；Ersado和Ersino，2022年；Agarwal等人，2013年；Gebre等人，2015年；Mengistu等人，2019年；Kumar等人，2018年；Machiwal等人，2010年；Moges，2012年；Kumar等人，2022年；相关组织，2018年；Paul等人，2015年；Saty，1980年；Yassin，2016年。
<利益冲突声明>
作者声明没有已知的可能影响本文工作的利益冲突。
<致谢>
我们特别感谢Wadla区ORDA的工作人员，他们在数据收集过程中作为现场专家提供了无私的帮助。在机构层面，巴赫尔达大学GEODC（GIS）中心承担了我们的研究费用，并就如何改进该中心的工作提供了有益的反馈。
