ГИС‑основанный подход AHP, интегрирующий геопространственные и магнитные данные для картирования потенциала грунтовых вод в структурно сложной засушливой области Египта

Почему подземная вода в пустынях важна

В некоторых из самых сухих уголков планеты целые города зависят от воды, невидимой на поверхности. Вдоль побережья Египта на Красном море быстрорастущие курорты и поселения вынуждены растягивать ограниченные запасы пресной воды, сталкиваясь с нерегулярными осадками и внезапными паводками. В этом исследовании рассматривается, как находить наиболее перспективные подземные скопления воды в таких суровых ландшафтах, комбинируя спутниковые снимки, полевые данные и тонкие сигналы магнитного поля Земли. В результате получена детальная карта, показывающая, где бурение новых скважин наиболее вероятно приведёт к успеху без лишних затрат и без дополнительного давления на уязвимые водные запасы.

Жаждущая земля между горами и морем

Исследование сосредоточено на районе площадью около 3500 квадратных километров между холмами Красного моря и городами Хургада и Эль-Гуна. Здесь дождей почти не бывает, и они обычно выпадают в коротких, сильных ливнях, которые направляют воду по сухим долинам к побережью. Большая часть этой воды быстро стекает с поверхности, но небольшая доля может просочиться в грунт и пополнить подземные запасы. Регион включает несколько типов подземных резервуаров: от трещин в старых твердых горных породах до более молодых отложений песка и гравия в ложах долин и прибрежных равнинах. Понимание того, как эти разные слои связаны между собой, имеет ключевое значение для прогнозирования мест, где ещё можно добыть пресную или слабосолёную воду.

Сочетание карт, данных и экспертной оценки

Чтобы построить реалистичную картину потенциала грунтовых вод, авторы собрали шестнадцать различных слоёв карт, описывающих как поверхность, так и то, что находится под ней. Поверхностные слои включают высоту, крутизну склонов, покрытие земли, тип почвы, дренажные узоры и оценённые осадки. Подповерхностные слои получены из авиамагнитных съёмок, которые помогают очертить глубину твёрдого фундаментного массива и положение погребённых разломов. Каждый из этих факторов влияет на то, насколько легко вода может проникать в грунт, перемещаться по трещинам и удерживаться в запасах. Команда использовала метод, называемый процессом иерархического анализа (AHP), который просит экспертов попарно сравнить важность факторов, а затем превращает эти суждения в набор весов для объединения всех слоёв в единую карту потенциала грунтовых вод.

Поиск скрытых низин, где хранится вода

Объединённая карта делит область исследования на зоны высокого, умеренного и низкого потенциала грунтовых вод. Зоны высокого потенциала занимают примерно треть площади и сосредоточены в широких, низменных бассейнах, таких как синклиналь Тарбуль, впадина Западная Хургада и веерообразные равнины возле Эль-Гуны. В этих местах толстые отложения песка и гравия перекрывают глубокие тектонические впадины, и как поверхностные потоки, так и подземные трещины направляют паводковые воды в хранилища. Ключевой особенностью является Зона сдвига Бали, длинный пояс разломов, выровненный с Вади Бали, который, по-видимому, действует как коридор подпитки, помогая воде перемещаться из гор в структурные низменности. Крутые скалистые возвышенности с тонкими почвами получают наименьшие оценки, поскольку они быстро отдают воду и предлагают мало пространства для её накопления.

Проверка и доработка карты водных запасов

Исследователи сверили свою карту с записями из 57 скважин, разбросанных по региону. Большинство известных источников воды попадает в области, помеченные моделью как зоны высокого или умеренного потенциала, что даёт оценку проверки, указывающую, что карта является надёжным ориентиром на региональном уровне. Последующий анализ оценил, какие входные данные имели наибольшее значение. Наибольшее влияние на окончательную картину оказали слои, описывающие тип пород, плотность разломов и трещин, а также крутизну склонов, тогда как более тонкие меры рельефа играли меньшую роль. Это подтверждает идею о том, что в таких рифтовых пустынных условиях архитектура глубоких разломов и бассейнов важнее, чем форма поверхности, для хранения скудной воды.

Что это значит для водного планирования

Для планировщиков и местных сообществ сообщение исследования ясно. Лучшие места для поиска новых запасов грунтовых вод вокруг Хургады и Эль-Гуны не рассредоточены случайно, а тесно связаны с глубокими, контролируемыми разломами бассейнами и веерообразными равнинами долин, где ливневая вода может стекать и задерживаться. Южная часть бассейна Тарбуль, в частности, выделяется как приоритетная цель для будущих скважин. Хотя авторы отмечают, что более детальные данные по осадкам и карты с более высоким разрешением ещё больше уточнили бы их результаты, их подход предлагает практичный и прозрачный способ сузить места для бурения и защитить ключевые коридоры подпитки в засушливых прибрежных регионах, зависящих от невидимой подземной воды.

Цитирование: Zamzam, S., Gadallah, E., Henaish, A. et al. A GIS-based AHP approach integrating geospatial and magnetic data for groundwater potential mapping in a structurally complex arid region, Egypt. Sci Rep 16, 15353 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52393-y

Ключевые слова: грунтовые воды, Красное море Египет, дистанционное зондирование, аквиферы, контролируемые разломами, засушливая гидрология