尼日利亚南部十字河流域地下水潜力与脆弱性的地理空间与地电综合评估

为解决尼日利亚十字河州因地表水污染和需求激增导致的水资源短缺问题，研究人员通过整合地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和垂直电测深（VES）技术，评估了地下水潜力与脆弱性。研究发现，降雨量（38%）和地质条件（24%）是影响地下水潜力的关键因素，并绘制了低、中、高、极佳潜力分区图。该研究为可持续地下水管理提供了科学依据，对解决发展中国家水资源危机具有重要意义。

　　

在尼日利亚十字河州，快速的城市化、人口增长和工农业活动加剧了水资源短缺问题。地表水因污染无法满足需求，而地下水开发又因缺乏系统性评估导致部分钻孔失败或产量低下。这一矛盾凸显了精准评估地下水潜力与脆弱性的紧迫性。为此，研究人员采用地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和垂直电测深（VES）技术，对Calabar South地区展开综合研究，成果发表于《HydroResearch》。

研究团队通过LiDAR技术获取高精度地形数据，结合Sentinel-12A影像分析土地利用，并利用ABEM SAS 1000设备完成20个VES测点数据采集。通过层次分析法（AHP）对降雨、地质、坡度等7个因子赋权，计算地下水潜力指数（GWPZ）。

研究结果

1. 主题图层影响：降雨（权重38%）和地质（24%）是主导因素，高线密度（0.00–72.32 1/km）和低排水密度（0.00–81.53 1/km）区域显示更优潜力。
2. 潜力分区：62.4%区域为“良好”潜力，9.7%为“极佳”，其中西部因高线密度和中坡度成为重点开发区。
3. 含水层特性：VES揭示电阻率跨度大（5.12–5069 Ωm），VES 5/6/14/20等点因高水力传导率（0.87 m/day）和透射率（15.94 m²/day）被推荐为优先钻井位点。
4. 保护能力：纵向电导（0.33–279.75 S）显示多数区域具备中等以上防污能力，但高潜力区需警惕过度开采。

结论与意义
该研究首次在十字河州实现多技术融合的地下水评估，明确了资源分布与开发优先级。尽管VES与GIS结果存在局部差异（如VES 3显示“不透水”而GIS评为“中等”），但整合方法显著提升了评估可靠性。成果为当地政府制定钻孔布局和防污策略提供了直接依据，尤其对解决类似发展中国家的“水安全”问题具有示范价值。未来需结合电磁勘探等技术进一步优化模型，并纳入社会经济因素以实现可持续管理。