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为解决地下水易受污染及相关管理问题,研究人员开展 “评估埃塞俄比亚巴赫达尔市不同土地管理情景下地下水污染脆弱性” 的研究。利用改进 DRASTIC 模型,发现 LULC 和净补给影响显著,不同情景下脆弱性各异。为可持续管理提供依据1。
在全球范围内,地下水是至关重要的淡水资源,约占人类可利用淡水供应的 95%,是许多地区生活与经济发展的 “生命之源”。然而,它正面临着严峻的污染威胁。尤其是浅层含水层,极易受到污染,这不仅危害人类健康、影响畜牧业和农业生产,还会阻碍经济增长。在埃塞俄比亚的巴赫达尔市,随着城市快速发展,大量污染物被排放到地表和地下水体,地下水质量压力剧增。以往的研究存在局限性,比如未充分考虑土地利用 / 土地覆盖(LULC)这一关键因素,且评估模型的验证指标单一。因此,开展新的研究迫在眉睫,旨在更精准地评估地下水污染脆弱性,为可持续管理提供有力支撑。
巴赫达尔大学等机构的研究人员针对上述问题,在巴赫达尔市展开了深入研究。研究成果发表于《Heliyon》,为该地区乃至全球类似区域的地下水管理提供了宝贵参考。
研究人员采用了多种关键技术方法:一是利用改进的 DRASTIC 模型,该模型在原模型基础上纳入 LULC 参数,全面评估地下水污染脆弱性;二是运用空间分析技术,如 Kriging 插值法,将离散的监测数据转化为连续的空间图层;三是通过收集多源数据,包括水位深度、土壤类型等,为模型提供丰富的输入信息;四是进行敏感性分析,确定影响地下水脆弱性的关键参数。
研究结果如下:
- 模型验证:通过对 15 口井的水样分析,测定了硝酸盐(NO3?)和总溶解固体(TDS)的浓度,其范围分别为 1.9 - 13.1mg/L 和 78.8 - 498mg/L 。利用 Pearson 相关系数法评估发现,改进模型的相关性系数更高,表明其准确性有所提升。同时,研究发现不同地质构造中NO3?和 TDS 浓度存在差异,冲积层和火山中心相关玄武岩的浓度较高,而阿尚吉玄武岩的浓度较低。
- 敏感性分析:单参数敏感性分析和地图移除敏感性分析均表明,LULC 和净补给是影响地下水脆弱性的最重要因素。它们的有效权重超过了理论权重,对地下水脆弱性的影响大于其他参数,如包气带介质和地下水位深度等。
- 不同土地管理情景下的脆弱性评估:在基线情景下,研究区域平均地下水脆弱性指数为 184,大部分区域处于中等至极高脆弱性类别。农业扩张和城市化情景分别使平均脆弱性指数上升了 4.9% 和 1.6%,而植树造林情景则使其降低了 1.6%。这表明农业和城市用地的扩张会增加地下水污染风险,而植树造林有助于减轻这种风险。
研究结论与讨论部分指出,LULC 和净补给在基线情景下对地下水污染脆弱性影响最大。农业扩张和城市化加剧了地下水的污染易感性,而植树造林是缓解这一问题的有效策略。此外,不同地质构造的地下水污染脆弱性存在差异,在城市扩张规划中考虑地质因素,对降低地下水污染风险至关重要。这项研究为可持续土地管理实践提供了科学依据,强调了植树造林等措施在保护地下水资源方面的重要性,对保障水资源的长期可持续利用具有重要意义。