基于GIS的多准则决策分析在超干旱地区农业雨水收集优化选址中的应用研究

为解决卡塔尔国因气候变化加剧导致的淡水供需矛盾，研究人员采用GIS-MCDA(地理信息系统-多准则决策分析)技术，结合SCS-CN(土壤保持局曲线数)模型和NDWI/NDVI(归一化水体/植被指数)遥感监测，系统评估了雨水收集(RWH)潜力区域。研究发现全国59%土地适宜RWH开发，年均可补给地下水1.07亿m3，可弥补58%的年度水赤字，为干旱区水资源管理提供了科学决策依据。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，淡水资源短缺已成为威胁干旱地区农业发展的关键瓶颈。卡塔尔作为典型的超干旱国家，年均降水量仅67毫米，却面临着农业用水占地下水开采量86%的严峻局面。更棘手的是，该国2021年地下水赤字高达1.84亿立方米，主要依赖能源密集的海水淡化维持供水，这种不可持续的模式亟需创新解决方案。

哈马德·本·哈利法大学(Hamad Bin Khalifa University, Qatar Foundation)可持续开发学部的研究团队在《Agricultural Water Management》发表了一项突破性研究。他们发现雨水收集(RWH)这一古老技术经过现代地理信息系统(GIS)赋能，能在卡塔尔创造每年1.07亿立方米的"蓝色黄金"——这相当于全国水缺口的58%。研究人员巧妙融合13项环境参数，包括土壤渗透性、地形坡度和植被覆盖等，绘制出精细化的RWH选址地图，其中北部盆地因优越的水文地质条件成为"黄金地段"。

研究采用三大核心技术：通过30米分辨率数字高程模型(DEM)识别洼地蓄水区；运用SCS-CN模型计算径流量；结合Landsat-8和Sentinel-2卫星数据，采用NDWI和NDVI指数监测水体滞留与植被响应。这些技术相互验证，确保了选址的科学性。

研究结果显示：

1. 土地覆盖特征：全国89.96%为荒地，仅3.33%植被覆盖，这种特殊地表构成有利于径流形成。

2. 降雨时空分布：2018年10月极端降雨事件产生1.89亿m³径流，印证了暴雨收集潜力。

3. 适宜区划分：1.27%土地属"极高度适宜"，主要分布在东部沿海的Al Wakrah和Al Khor市。

4. 工程效益预测：采用40%回补效率的改良井，年均可补给Rus和Umm er Radhuma含水层1.07亿m³。

5. 多功能拓展：洼地区域NDVI值雨后提升37%，显示RWH可同步改善生态环境。

该研究的创新性在于首次系统评估了现代RWH技术在卡塔尔的适用规模，并量化了其对国家水安全的贡献。特别值得注意的是，研究人员提出的"季节性淡化水储存"概念，可有效平衡海水淡化厂旱雨季产量波动。研究团队还验证了历史RWH井位与模型预测高度吻合，证实了方法的可靠性。

这项研究为干旱国家实现SDG6(清洁饮水和卫生设施)目标提供了可复制的技术路线。其价值不仅体现在每年1.07亿立方米的直接水收益，更开创了"卫星监测+水文模型+地质勘探"三位一体的新型水资源评估范式。正如研究者Hazrat Bilal强调的，在气候变化导致极端降雨增多的背景下，这种"海绵国土"策略将成为干旱区农业抗旱的智能解决方案。