Geofysiska och flerkriteriebeslutsmetoder för att kartlägga grundvattenpotential i kustnära landskap: en studie från Port Sudan

Varför det är viktigt att hitta dolt vatten här

I stora delar av östra Sudan är regnet sparsmakat, floderna är torra större delen av året och fler människor flyttar in till städerna för att undkomma konflikter. Port Sudan, en snabbt växande kuststad vid Röda havet, är nu starkt beroende av grundvatten för dricksvatten, matlagning och industri. Detta vatten finns dock till stor del lagrat i sprickor i hård berggrund och i smala band av sand och grus, vilket gör det svårt och dyrt att hitta enbart genom borrning. Denna studie visar hur satellitmätningar av jordens gravitation, kombinerat med smart kartläggning och beslutsverktyg, kan peka ut de mest lovande platserna att leta efter nya brunnar i och kring Port Sudan.

Utmaningen med vatten i en torr kuststad

Port Sudan ligger mellan branta Röda havets kullar i väster och en låg kustslätt i öster. Med bara omkring 200 millimeter nederbörd per år och mycket hög avdunstning är ytvatten i stort sett frånvarande. Människor är beroende av grundvatten som lagras i två huvudtyper av underjordiska reservoarer: grunda alluviala avlagringar av sand och grus längs torra flodbäddar (wadis) och kustslätten, samt djupare sprickig berggrund bestående av gammalt hårt kristallint material. De grunda akvifererna kan ge goda mängder färskvatten men är känsliga för inträngning av saltvatten från havet. Den sprickiga berggrunden, som är vanlig längre inåt land, rymmer mindre vatten och är svår att förutsäga eftersom vattnet är begränsat till smala sprickor och vittrade zoner.

Använda gravitation för att se under jord

Många av de brott och sprickor som styr grundvattnets rörelser ligger djupt under ytan och lämnar inga synliga spår som satelliter eller fältkartläggare lätt kan se. För att avslöja dem vände sig forskarna till satellitgravitionsdata, som registrerar mycket små förändringar i jordens dragningskraft orsakade av skillnader i berggrundstäthet. Efter att ha korrigerat dessa data för terrängeffekter separerade de djupa, mjuka bakgrundstrender från grunda, skarpare anomalier kopplade till lokala strukturer. Genom att tillämpa flera kant‑detektionsfilter och en teknik kallad Euler‑dekonvolution spårade de nätverk av dolda sprickor och förkastningar och uppskattade deras djup. Resultatet blev en detaljerad karta över linjament—långa, smala zoner där berg är brutet och potentiellt mer kapabla att lagra och leda grundvatten.

Vägning av vad som bestämmer var vatten kan samlas

Gravitation ensam kan inte säga hur mycket vatten en plats kan hålla, så teamet kombinerade den med andra faktorer som påverkar grundvatteninfiltration. Med en metod kallad analytisk hierarkiprocess frågade de: vilka egenskaper betyder mest för att bygga en användbar akvifer? Geologi visade sig vara avgörande, särskilt tjocka alluviala avlagringar med hög porositet och permeabilitet. Nederbördsmönster, spricktäthet, vattendragens arrangemang, markanvändning och lutning bedömdes och kartlades också. Milda sluttningar och låg vattendensitet gynnades eftersom de tillåter mer regnvatten att sippra ner i marken istället för att rinna bort. Trädbevuxen mark ansågs mer gynnsam än asfalterade stadsområden, som snabbt avleder vatten. Varje faktor fick en numerisk vikt och kombinerades till ett enda index som klassificerar landskapet i låg, medel eller hög grundvattenpotential.

Testa kartan mot verkliga underjordiska data

För att kontrollera om deras karta var pålitlig jämförde forskarna den med tvådimensionella modeller av underjorden härledda från samma gravitationsdata, stödda av information från lokala borrhål. Dessa modeller visade hur tjocka de alluviala lagren är och hur den hårda berggrundsytan stiger och sjunker under dem. Där den nya kartan förutsade hög grundvattenpotential—främst på de östra kustslätterna och längs huvudwadis—visade gravitationsinversionen djupa, förkastningsbegränsade bassänger fyllda med sand och grus upp till mer än 25 meter tjocka, idealiska för att lagra vatten. I kontrast motsvarade västra områden markerade som låg potential tunna eller frånvarande sedimentöverlagringar ovanpå skrovlig berggrund, vilket antyder små, opålitliga reserver bundna till sprickor.

Vad detta betyder för framtida brunnar och planering

För icke‑specialister är huvudbudskapet att det är möjligt att ta fram en pålitlig grundvattenprospekteringskarta i stadsstor skala utan att borra hundratals provhål. Genom att blanda satellitgravitionsdata, grundläggande kartor och en transparent vägning av vad som gör en bra akvifer visar denna studie var vidare, mer detaljerade fältstudier och borrningar bör fokuseras runt Port Sudan. Högpotentialzonerna i de alluviala slätterna är de bästa första målen, medan berggrundsområden i väst fortfarande kan hysa lokala reserver men kräver noggrannare, plats‑specifika kontroller. Metoden är kostnadseffektiv, upprepbar och lämplig för andra torra kustregioner som står inför liknande vattenstress, och hjälper planerare att gå från gissningar till evidensbaserad grundvattenutveckling.

Citering: Mohammed, M.A.A., Daoud, A.M.A., Kazem, M.M. et al. Geophysical and multi-criteria decision methods for delineating groundwater potential in coastal terrains: a study from Port Sudan. Sci Rep 16, 5497 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35127-y

Nyckelord: grundvatten, Port Sudan, gravimetrikartering, akvifer, vattenbrist