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基于多准则决策分析与GIS模糊逻辑的埃塞俄比亚西部Dabus子流域地下水潜力区空间制图研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Quaternary Science Advances 2.9
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为解决埃塞俄比亚西部Dabus子流域地下水勘探成本高、效率低的问题,研究人员结合多准则决策分析(MCDA)、GIS模糊逻辑和遥感(RS)技术,通过整合降雨、地貌、土壤等8个关键因子,绘制了地下水潜力区(GWPZ)分级图。结果显示,77.1%区域具有高潜力,验证准确率达73.8%,为可持续水资源管理提供了科学依据。
在埃塞俄比亚西部,快速人口增长和农业扩张导致水资源供需矛盾加剧,而传统地下水勘探方法成本高昂且效率低下。Dabus子流域作为蓝尼罗河支流,地表水资源有限,但此前缺乏系统的地下水潜力评估。针对这一挑战,来自国外研究机构的研究人员采用创新性的空间分析方法,结合多准则决策分析(MCDA)和地理信息系统(GIS)技术,首次对该区域地下水潜力进行定量评估,相关成果发表于《Quaternary Science Advances》。
研究团队运用遥感(RS)数据获取地形、土地利用等基础信息,通过分析降雨、排水密度(DD)、线理密度(LD)、坡度、土壤质地等8个关键参数,采用层次分析法(AHP)确定各因子权重,最终通过加权叠加生成地下水潜力区(GWPZ)分级图。验证阶段利用钻孔数据和受试者工作特征(ROC)曲线评估模型准确性。
研究结果显示,Dabus子流域21029.9 km2
范围内,极高潜力区(310.2 km2
)主要分布在中部冲积平原,其特点是年降雨量达1466-1946 mm、坡度<1.49°、土壤以砂质壤土为主;高潜力区(16216 km2
)占77.1%,对应中等排水密度(1.26-1.84 km/km2
)和玄武岩地层。值得注意的是,东北部低潜力区(27.77 km2
)因花岗岩基底和陡坡地形(>10°)导致渗透率低下。模型验证显示ROC曲线下面积(AUC)达0.738,证实了方法的可靠性。
讨论部分指出,该研究首次将Hammond地貌分类法应用于埃塞俄比亚西部地下水评估,突破传统勘探局限。成果为决策者提供了三点关键价值:一是识别了优先开发区域,可降低钻井失败风险;二是揭示了降雨(权重35%)和地貌(24%)对潜力的主导影响;三是建立的GIS-MCDA框架可推广至类似缺水的非洲地区。研究局限性在于未考虑地下水开采量等动态因素,未来需结合机器学习优化模型。这项成果标志着埃塞俄比亚西部水资源管理从经验判断向数据驱动决策的重要转变,为联合国可持续发展目标(SDG)6(清洁饮水和卫生设施)的实现提供了技术支撑。
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