多方法融合评估埃塞俄比亚北绍阿地区地下水潜力：遥感、GIS与AHP技术的集成应用

本研究针对埃塞俄比亚北绍阿地区水资源短缺问题，整合遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和层次分析法(AHP)，构建了包含地质、线密度、土地利用等7个主题层的地下水潜力图。结果显示24.7%区域(3,994.5 km2 )具高潜力，验证AUC达0.89，为干旱区水资源管理提供了可扩展的技术框架。

　　

在埃塞俄比亚北绍阿地区，水危机正威胁着超过70%依赖地下水的居民。这片以雨养农业为主的半干旱区域，面临着降雨不稳定、人口激增和工业化加剧的三重压力，而局域性地下水评估的缺失更使情况雪上加霜。传统方法往往局限于个别行政区，忽视了地质构造与水文过程的复杂关联，导致钻井失败率居高不下。

针对这一困境，来自埃塞俄比亚的研究团队Eyosias Birhanu Alemu和Abebaw Belayneh Zelalem在《Water Cycle》发表了一项突破性研究。他们创新性地将遥感影像解译、地理信息系统(GIS)空间分析与层次分析法(AHP)决策模型相结合，首次完成了覆盖全区22个行政单元的地下水潜力制图。研究团队耗时三个月实地验证了31口钻井数据，最终绘制出精度达89%的潜力分区图，揭示了0.5%的极佳靶区（80.8 km²
）和24.7%的高潜力区（3,994.5 km²
），为破解区域水荒提供了科学蓝图。

技术方法上，研究采用30米分辨率SRTM DEM生成地形参数，通过克里金插值整合1991-2022年降雨数据，结合FAO土壤图和地质图构建七类主题层。AHP权重分析中，地质(0.24)和线密度(0.15)被确认为关键因子，一致性比率(CR=0.024)验证了模型的可靠性。

4.1. 地下水潜力分区
研究区被划分为四级潜力区：极佳区（0.5%）集中在西部低地，具有<7°缓坡和砂质壤土；高潜力区（24.7%）分布在东部，以侏罗纪砂岩和中低排水密度为特征；58.8%的中等潜力区受火山岩主导；而15.9%的低潜力区则对应>30°陡坡和占全区85%的黏土层。

4.2. 模型验证
通过31口钻井的ROC-AUC验证显示，极佳区虽仅占0.51%面积却包含16.1%的高产井，整体AUC达0.89。值得注意的是，中央高海拔断裂带因陡坡和火山岩基底被准确识别为低潜力区，证实了模型对复杂地形的适应性。

这项研究超越了前人仅关注2个行政区的局限，首次揭示了半干旱低地与半湿润流域的地下水分布规律。其创新性体现在三方面：一是整合气象站数据量化了降雨对补给的影响，修正了早期研究忽视气候因素的缺陷；二是通过实地测量弥补了历史钻井数据缺失；三是建立的GIS-AHP框架可推广至类似水文地质单元。对于年降雨量仅708-1,226 mm的北绍阿地区，这些成果直接指导了灌溉井的选址，将钻井成功率提升近40%，为联合国可持续发展目标(SDG6)的本地化实践提供了技术范式。未来若结合地下水位动态监测和机器学习算法，有望进一步优化干旱季节的水资源调配策略。