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基于AHP-GIS技术的南苏丹Obbo与Magwi地区地下水潜力区划研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Journal of African Earth Sciences 2.2
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针对南苏丹Obbo和Magwi Payams因缺乏科学勘探导致钻孔失败率高、水资源短缺的问题,研究人员结合地理信息系统(GIS)与层次分析法(AHP),通过分析降雨、地质等6个主题图层,绘制地下水潜力分区图。结果显示仅2%区域具良好潜力,为优化钻孔布局提供科学依据,对依赖地下水的半干旱区可持续发展具有重要意义。
【研究背景】
在南苏丹东赤道州的Obbo和Magwi Payams,水危机如同烈日下的龟裂土地般触目惊心。这里的热带草原气候虽伴有高湿度,但地表水的季节性匮乏使地下水成为维系生命的命脉。令人忧心的是,当地超过半数的钻孔因选址不当沦为"干井",暴露出传统勘探方法的局限性。这种困境并非孤例——全球半干旱区普遍面临类似挑战,而卫星遥感与空间分析技术的崛起为破解难题提供了新思路。
【研究方法】
非洲水资源流动网络(AWaRMN)资助的研究团队采用多学科交叉策略,整合Landsat 8影像、USGS数字高程模型及十年降雨数据,通过ArcGIS 10.8.2平台构建六维评价体系。层次分析法(AHP)赋予降雨37%的最高权重,土地覆盖仅占3%,各图层经加权叠加生成潜力分区图。研究特别注重地质构造与水文特征的关联性分析,如通过线性构造(lineament)密度推断含水层裂隙发育程度。
【研究结果】
• 描述研究区域:
研究区位于3°52'0"N-4°8'30"N,32°7'0"E-32°29'0"E,Ayi河流域的水文特征主导着区域地下水动态。
• 地质环境参数:
地质图揭示火成岩与沉积岩交错分布,坡度分析显示东北部陡峭地形(>15°)不利于入渗,而中部缓坡区(5°-10°)具最佳补给条件。
• 地下水补给控制因素:
降雨量空间差异显著(1170-1240mm),东北-东南向高值区对应潜力热点;线性构造密度与排水密度呈负相关,证实断裂带对含水层形成的控制作用。
• 潜力区划成果:
最终地图将28%区域划为极差级,39%为差级,31%中等,仅2%达良好级——这些零星分布在Kimaru溪流沿岸的"水珍珠"将成为重点验证靶区。
【结论与意义】
该研究首次在南苏丹冲突后重建区建立科学的水资源评估框架,其创新性体现在三方面:一是突破传统地质调查的时空限制,实现快速低成本勘探;二是量化各环境因子贡献度,揭示降雨主导性(37%)与人类活动微弱影响(LULC 3%)的鲜明对比;三是提出电阻率法验证优先序,为后续工程实施划定科学路径。论文发表于《Journal of African Earth Sciences》,其价值不仅在于2%的优质潜力区发现,更在于为类似缺雨区的水资源管理提供了可复制的AHP-GIS技术范式。正如作者Nelson Okot强调的,这套方法特别适合基础设施薄弱的非洲地区,其成果已纳入东赤道州水资源规划白皮书。
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