伊朗全国地下坝选址：干旱地区水安全的多准则决策支持框架

《Journal of Environmental Management》：Nationwide sub-surface dam site selection in Iran: A multi-criteria decision support framework for water security in arid regions

　　

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  使用大规模多准则分析进行全国地下坝适宜性制图。
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  具有嵌套敏感性检验的GIS-AHP创新框架。
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  使用伊朗182个实地验证位置和水文地质数据进行验证。
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  西部和南部地区显示最高的地下坝潜力。
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  关键驱动因素是降水、渗透性和地下水深度。

引言

伊朗大部分地区位于半干旱地区，降雨量不到全球平均水平的三分之一。这导致该国持续面临水资源短缺问题（Madani, 2014）。为了解决这个问题，古代伊朗文明发展了水资源管理方法。一个例子就是坎儿井。这些系统为人类和农业提供了数千年的水（Maghrebi等, 2023）。几十年来，人口增长、城市化和气候变化使得用水需求不断增长。因此，水利部门开发了项目（例如，修建水坝和钻深井）以确保更多供水。由于这些类型的行动不符合伊朗的半干旱环境条件，它们加剧了该国的水资源短缺（Madani, 2014; Noori等, 2021）。

修建水坝尤其导致了大量水分通过蒸发而流失（Brismar, 2004），伊朗年平均潜在蒸发率（约2600毫米）大约是全世界平均水平的四倍。全国报告指出，自2000年代以来，伊朗水坝水库设计的蓄水能力利用率不到一半（Maghrebi等, 2023; Salamattalab等, 2026; IPRC, 2017; Noori等, 2024）。此外，水库中长期蓄水导致停滞和增加水力停留时间，导致进一步的水分损失，原因是污染和水质量下降（Noori等, 2021; de Visser等, 2025）。继续当前的水资源管理实践预计将进一步耗竭伊朗的可再生淡水资源储备（Madani, 2014; Madani等, 2016; Maghrebi等, 2023）。此外，过量开采地下水可能改变了含水层的作用，将它们从补给源转变为耗水源，而非可再生储备（Noori等, 2023）。因此，迫切需要探索与伊朗的水文气候、环境和生态限制相一致的替代水资源管理策略。其中一种方法是实施地下坝（SSD），这为减少地表水通过蒸发和污染造成的损失提供了一种可行的解决方案，同时有助于含水层补给。

地下坝是一种地下水利结构，旨在通过在含水层内创建不透水屏障来保持地下水。在水资源有限且蒸发率高的地区（如伊朗），SSD作为有效的存储系统，收集雨水和径流以备干旱期使用（Lerner等, 1990; Nilsson, 1988; Telmer和Best, 2004; Zarkesh等, 2012）。已知最早的SSD是在罗马时代在撒丁岛建造的（Hodge, 1992）。这种做法随后传播到突尼斯、北非、亚利桑那州（18世纪）和欧洲部分地区，在最近几十年获得了越来越多的认可（Koohbanani等, 2018; Norman, 1971; Print, 2018）。SSD提供了许多优势，包括通过防止过度抽取地下水来缓解地面沉降（伊朗含水层普遍存在的问题）。与坝式水库不同，SSD不受沉积物积累的影响，从而避免了蓄水能力的减少（Bagheri-Gavkosh等, 2021; Fakharinia等, 2012; Foster和Tuinhof, 2004; Lerner等, 1990; Nilsson, 1988; Telmer和Best, 2004; Zarkesh等, 2012）。此外，SSD消除了蒸发损失，允许在结构上方继续土地使用（Nilsson, 1988），并且对气候和生态系统的环境影响极小。SSD还有助于稳定地下水位，减少污染风险，并增强抗旱能力（Zarkesh等, 2012）。

这些优势的有效性在很大程度上取决于SSD场址的具体位置和水文地质条件（Alaibakhsh等, 2013; Archwichai等, 2005; Ghasemi和Aminizadeh, 2015; Ghodrati和Ghazaryan, 2013; Jaafar, 2014; Rajabi等, 2025）。选址是成功实施SSD的关键步骤（Ebrahimi等, 2021; Kumari等, 2025）。它需要结合广泛的参数，从水文参数到社会经济因素，以确保拟议的地点能够最大限度地发挥SSD的好处（Ali等, 2014; Dehghani Bidgoli和Koohbanani, 2021）。这些要求在大规模上可能会限制SSD选址，因为许多所需的数据并不容易获得。这些挑战在很大程度上将现有研究的地理范围限制在局部SSD选址上（Al-Ruzouq等, 2019; Aras等, 2024; Jamali等, 2018; Kasim等, 2025; Kharazi等, 2021; Lasage等, 2015; Nishigaki等, 2004; Rohina等, 2020）。

鉴于迫切需要建设SSD以缓解伊朗的水资源短缺以及选择最佳场地的重要作用，全面的全国选址过程对于实现最大效率至关重要。本研究通过两项主要贡献解决了这一关键差距。首先，它提出了首个关于伊朗SSD选址适宜性的全面多准则全国评估，伊朗是全世界最重要的地下水耗竭和慢性水资源破产热点地区之一。现有文献仅限于局部案例分析，缺乏区域或全国覆盖，留下了一个实质性差距，本工作直接填补了这一空白。其次，它开发并应用了一个创新的GIS-AHP加权评分框架，能够对大型异质数据集进行系统评估，并捕获大空间尺度SSD选址的固有复杂性。这种组合方法论方法为地下水补给规划提供了一种稳健、透明和可扩展的决策支持工具。它支持伊朗水资源的可持续发展和长期保护，同时也为其他国家提供了可借鉴的见解，特别是那些位于世界干旱和半干旱地区的国家。

章节摘要

材料与方法

利用伊朗全国收集的大量数据，本研究采用了环境科学中广泛应用的AHP框架（Kalayci和Ozer, 2016; Sahoo等, 2016; Sifi等, 2025; Aydi等, 2026）来确定该国SSD建设的最佳场址。简而言之，我们应用的SSD选址方法论遵循四级层次结构：第一级定义总体目标；第二级规定主要准则（C1）；第三级阐述子准则（C2）以

栅格化C2和C3图层

图4展示了使用IDW方法插值的七个子准则的栅格图层。水深图层显示伊朗东北部、东部和中部水资源短缺，而北部和西部地区相对水资源丰富。水质图层表明伊朗北部、西部、西北部、东北部和南部具有最佳氯化物和电导率条件。渗透性图层显示伊朗大部分地区具有高的渗透性，除了某些山区。

讨论

对全国地下水深度和水质的分析揭示了显著的区域模式。地下水深度在北部和西部较浅，向南、向东和向中部地区逐渐增加，正如之前关于伊朗水文地质条件的研究所记录的那样（Ashraf等, 2021; Noori等, 2021, 2023）。同样，地下水质量在北部和西部省份最优，但在东部和南部恶化，尤其是由于高

局限性与未来方向

尽管这项全国分析具有全面性，但有几个方法学上的局限性值得认可，以确保对结果进行适当的解释和应用。基于AHP的准则赋权方法虽然系统且被广泛接受，但本质上依赖于专家判断，这可能会根据咨询小组的多样性和专业知识引入主观性。考虑到伊朗巨大的地理多样性，这一局限性特别相关，其中区域

结论

利用一个创新的、综合的GIS-AHP加权评分框架，该框架能够系统地分析大型异质数据集并捕获大空间尺度SSD选址的复杂性，本研究评估了伊朗多个区域以识别最佳SSD位置。从全国识别的总PAAs中，大约10,328平方公里（约25.25%）表现出最佳的SSD建设条件。在分析的省份中，布什尔和哈马丹脱颖而出，作为

CRediT作者贡献声明

Kasra Alem： 原始草稿撰写，可视化，验证，软件，资源，方法论，调查，正式分析，数据整理，概念化。 Roohollah Noori： 审阅与编辑撰写，可视化，验证，监督，资源，方法论，调查，正式分析，数据整理，概念化。 Majid Hosseinzadeh： 审阅与编辑撰写，验证，正式分析。 Ebrahim Jabbari： 审阅与编辑撰写，验证，正式分析。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本论文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢伊朗水资源管理公司（IWRMC）、伊朗国家制图中心（INCC）和伊朗环境部（IDOE）提供相关数据的访问权限。值得注意的是，我们使用了AI工具进行校对和语法与拼写完善。作者审阅并编辑了最终文本，并对出版物的内容承担全部责任。

Kasra Alem|Roohollah Noori|Majid Hosseinzadeh|Ebrahim Jabbari|Mohammadreza Shahbazbegian|Mohammad Reza Badamian|Sayed M. Bateni|Peiman Kianmehr|Qiuhong Tang