基于水-能-粮纽带关系的可持续地下水利用助力实现联合国可持续发展目标6：以埃及干旱区为例

为解决干旱地区水资源短缺与可持续发展目标(SDG 6)的实现难题，研究人员通过水-能-粮纽带关系(WEF Nexus)框架，采用FREEWAT-Q3平台和SEAWAT代码构建密度驱动的地下水模型，评估埃及Wadi Naghamish地区地下水开发的可持续性。研究表明：24 L/s的抽水方案对含水层平衡和盐度影响极小(TDS变化<1 g/L)，且地下水结合部分淡化方案比海水淡化节能80%以上(CO2排放量仅42 kg/天)。该研究为干旱区实现SDG 6提供了低碳解决方案，同时促进SDG 1/2/3/13等目标的协同达成。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，约55%人口已面临每年至少一个月的清洁水短缺，预计本世纪末将升至66%。埃及西北海岸的Wadi Naghamish地区是典型代表——这里年均降雨仅150mm，依赖季节性集水和浅层地下水，但高蒸发量(5.9 mm/天)和人口压力使水资源管理成为生存挑战。更棘手的是，联合国可持续发展目标(SDG 6)要求2030年前实现全民安全饮水，而传统海水淡化方案的高能耗(1301 kg CO₂/天)又与气候行动目标(SDG 13)冲突。这一"水-能-粮"的复杂矛盾，正是Rudy Rossetto团队在《Sustainable Horizons》发表研究的核心突破点。

研究团队创新性地将水文模型与可持续发展框架结合，通过三个关键技术展开攻关：首先基于地质电法勘探(VES)和历史数据构建三维含水层结构，划分10个模型层(ML)模拟Plio-Pleistocene与Miocene含水层；其次采用SEAWAT代码建立密度驱动模型，量化降雨补给、海水入侵(35 g/L边界)与抽水的交互影响；最后通过UCODE_2014校准参数，设置3种情景(基础抽水24 L/s、10%和30%降雨减少)评估长期影响。

模型校准与敏感性分析

通过自动校准与人工优化，模型将水头残差均值从7.48m降至3.72m。敏感性显示表岩溶区水平渗透系数(HK)和河谷集水区补给率(RCH1)对结果影响最大，而Miocene含水层(ML3-10)的垂向各向异性(K_z=K_x/10)显著控制盐分运移。

情景模拟结果

自然条件下，年补给量约1Mm³，海水入侵不足10,000m³/年。连续11年模拟显示：

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  抽水情景(S1)仅使3g/L等盐线向陆推进40m，观测点W1(距海9500m)的TDS保持2.65g/L

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  极端干旱情景(S3)下，盐度增幅仍<0.03g/L，证实含水层缓冲能力

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  传统jessour集水结构使河谷区入渗率提升3倍，成为关键补给源

能源与碳足迹对比

相比海水淡化，地下水方案展现出压倒性优势：

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  柴油供电时CO₂排放从1301 kg/天降至226 kg/天

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  改用光伏后仅42 kg/天，且灌溉60公顷农田(45公顷/季)

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  淡化能耗节省82%(837 vs 4811 kWh/天)

这项研究的里程碑意义在于首次量化证明了干旱区地下水开发在WEF Nexus中的枢纽作用。通过精确建模，团队破解了"保障饮水-减少碳排-促进农业"的三难困境——不仅实现SDG 6，还同步推动零饥饿(SDG 2)、健康生活(SDG 3)和气候行动(SDG 13)。更值得关注的是，方案保留了当地jessour智慧，为传统技术现代化提供范本。当然，作者也强调需建立监测网络验证模型，并警惕长期灌溉导致的盐渍化风险。这项来自意大利圣安娜高等研究院的成果，为全球40亿干旱区居民的可持续发展提供了可复制的技术路线图。