基于GIS-AHP与水质评估的Rontu流域地下水潜力区划研究——以印度尼西亚西努沙登加拉为例

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Results in Earth Sciences

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  针对印度尼西亚Bima地区地下水开发缺乏系统规划的问题,研究人员采用GIS-AHP模型整合地质、地貌等7项参数,结合水质测试(TDS/EC/pH等),首次绘制Rontu流域地下水潜力分区图。结果显示21%区域具高潜力,但沿海区域存在Na+、SO42-超标问题,为干旱区城镇化水资源管理提供科学工具。

  

在印度尼西亚西努沙登加拉省的Bima地区,快速城市化与有限的水资源管理正形成尖锐矛盾。这个以火山岩和冲积层为主的半干旱区域,98%的居民依赖地下水,但缺乏系统的水文地质数据支撑。当地家庭无序开发水井导致过度开采,沿海区域还面临海水入侵的威胁。更严峻的是,该地区尚未建立有效的地下水监测体系,水质恶化往往在造成不可逆影响后才被发现。这种"数据盲区"状态严重阻碍了当地政府制定科学的水资源规划,特别是在气候变化加剧干旱风险的背景下。

针对这一紧迫问题,来自Institut Teknologi Bandung等机构的研究团队选择Rontu流域作为典型研究区,首次开展综合地下水潜力与水质评估。研究团队由Pascalia Vinca Alvando领衔,结合地理信息系统(GIS)和层次分析法(AHP),整合7项关键参数绘制地下水潜力分区图,同时通过ICP-MS等先进技术分析46种水化学指标。这项开创性研究发表在《Results in Earth Sciences》,为类似数据稀缺地区的水资源管理提供了可复制的技术框架。

研究采用多学科交叉方法:通过DEM数据提取流域地形特征,运用AHP模型对地质、地貌等7项参数赋权(如坡度权重0.14);采集8个代表性水源点的水样,使用EZ-9909多参数仪现场测定TDS/EC/pH等指标,实验室通过APHA标准方法分析Na+/Cl-等离子浓度;最后通过空间叠加生成综合潜力分区图。样本覆盖城市低地钻井与高地天然泉水,确保数据代表性。

地质地貌分析显示,流域69%面积被老火山岩(QTvm)覆盖,其裂隙发育程度直接影响入渗率。海岸冲积层(Qa)虽仅占5.6%,但饱和导水率达4.2×10-4 cm/s,是最佳含水层。线密度图揭示南部Wawo地区存在5.24 km/km2的高密度断裂带,这些构造薄弱带可能成为地下水运移通道。

地下水潜力分区结果显示,北部平缓区域(坡度0°-12°)集中了31%的高-极高潜力区,而东南部Wawo地区因25.8°以上陡坡被划为低潜力区。敏感性分析证实,将坡度权重从0.14提升至0.20会显著扩大高潜力区范围,印证地形对补给的支配作用。

水质数据揭示严峻问题:沿海井水TDS高达4660 mg/L,Na+浓度(889 mg/L)超国标3倍,Cl-/SO42-比值显示海水入侵是主因。有趣的是,上游泉水DO达12.9 mg/L,与低地井水(1.7 mg/L)形成鲜明对比,反映含水层封闭性差异。离子色谱显示优势阳离子序列为Na+ > Ca2+ > K+,与典型海水入侵特征吻合。

研究创新性地将潜力区划与水质约束结合,指出21%的高潜力区中仅部分符合饮用水标准。讨论部分强调,沿海区域虽具储水优势,但需反渗透处理才能饮用;而南部火山岩区则应建设雨水收集系统补偿低入渗率。作者建议将GIS-AHP模型纳入地方政府决策系统,特别要监控MA-04等新兴城区的地下水开采量。

这项研究的技术路线可推广至全球类似干旱区,其核心价值在于用有限数据构建实用决策工具。正如团队指出,未来需结合同位素水文技术区分现代/古补给水源,并建立数值模型预测气候变化下的资源演变。该成果为联合国可持续发展目标(SDG6)在东南亚的实施提供了关键技术支撑,尤其对解决快速城镇化地区的水资源矛盾具有示范意义。

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