DOI: https://doi.org/10.3389/frwa.2025.1674770
تاريخ النشر: 2026-01-02
المؤلف: PRIYANKA MOHAPATRA وآخرون
الموضوع الرئيسي: تحليل المياه الجوفية وحوض المياه
نظرة عامة
تتركز الدراسة على تقييم إمكانيات وجودة المياه الجوفية في منطقة قناة بارغار، أوديشا، الهند، باستخدام عملية التحليل الهرمي (AHP) لتحديد المناطق المناسبة للري. تم تقييم مناطق إمكانيات المياه الجوفية (GWPZ) بناءً على عوامل مختلفة، بما في ذلك الجيولوجيا، والجيومورفولوجيا، واستخدام الأراضي، محققة دقة تصنيف تبلغ 71.8%. أظهرت التحليلات أن 48.12% من المنطقة لديها إمكانيات جيدة للمياه الجوفية، بينما 41.72% معتدلة و10.16% ضعيفة. في الوقت نفسه، تم تطوير مؤشر جودة المياه الجوفية (GWQI)، الذي يتضمن عدة معايير لجودة المياه، مما أدى إلى دقة تصنيف تبلغ 73.6%. كانت المناطق المحددة للجودة جيدة (50.78%)، معتدلة (45.20%)، وضعيفة (4.02%).
تسلط الدراسة الضوء على التداخل الحرج بين المناطق ذات الإمكانيات العالية للمياه الجوفية وجودة المياه الضعيفة، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات إدارة متكاملة تأخذ في الاعتبار كل من الكمية والجودة. تؤكد النتائج على أهمية التقييمات الشاملة للمياه الجوفية من أجل إدارة الموارد بشكل فعال، وتخطيط الري، وممارسات الزراعة المستدامة. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لتضمين تقنيات GIS-MCDA المتقدمة والتعلم الآلي لتحسين التنبؤات بديناميات المياه الجوفية، إلى جانب المراقبة المستمرة لمعالجة المخاطر الناشئة في المناطق ذات الإمكانيات العالية ولكن الجودة المنخفضة. تقدم الدراسة في النهاية إطارًا علميًا لإدارة المياه الجوفية المستدامة في المنطقة، بهدف دعم التنمية الاجتماعية والاقتصادية والاستدامة البيئية.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الضغط المتزايد على موارد المياه الجوفية بسبب الطلب المتزايد عبر مختلف القطاعات، مما يؤدي إلى تدهور كبير. تؤكد على الحاجة الملحة لتحديد مواقع استخراج المياه الجوفية المثلى، لا سيما في مناطق مثل أوديشا، حيث تتفاقم أزمات المياه بسبب عوامل مثل عدم انتظام الأمطار وممارسات الإدارة السيئة. تشير الورقة إلى أنه بينما تعتبر المياه الجوفية حيوية للري والشرب، غالبًا ما يتم تجاهل قضايا جودة المياه، مما يؤثر سلبًا على إنتاجية الزراعة وصحة التربة.
تؤكد الدراسة على أهمية تقييم كل من كمية وجودة المياه الجوفية، داعية إلى اتباع نهج متكامل يجمع بين تقسيم إمكانيات المياه الجوفية مع تقييمات الجودة. تستعرض المنهجيات الحالية، بما في ذلك الاستشعار عن بعد (RS) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS)، وتبرز عملية التحليل الهرمي (AHP) كأداة فعالة من حيث التكلفة لتحديد مناطق إمكانيات المياه الجوفية (GWPZs) دون الحاجة إلى مجموعات بيانات واسعة. تهدف الأبحاث إلى سد الفجوات الحالية من خلال تحديد مناطق إمكانيات المياه الجوفية ومؤشرات جودة المياه الجوفية، مما يقترح في النهاية إطارًا شاملاً لإدارة المياه الجوفية المستدامة يأخذ في الاعتبار كل من جوانب الكمية والجودة.
مناقشة
تتميز منطقة قناة بارغار (BCCA) في أوديشا، الهند، بخصائص هيدرولوجية كبيرة وتركيب جيولوجي متنوع، يتكون أساسًا من الجرانيت والجنيس. تمتد المنطقة على 2,083 كم²، وتتلقى متوسط هطول سنوي يبلغ 1,436 مم، بشكل رئيسي خلال موسم الأمطار الجنوبية الغربية. تتقلب مستويات المياه الجوفية بين 1 و9 أمتار تحت مستوى سطح الأرض، حيث تعاني المنطقة من مشكلات في تجمع المياه في الحقول المنخفضة بسبب التضاريس المائلة وممارسات الري من حقل إلى آخر. النوع السائد من التربة هو Inceptisols، الذي يؤثر على الممارسات الزراعية، لا سيما زراعة الأرز.
استخدمت الدراسة نهج اتخاذ القرار متعدد المعايير باستخدام عملية التحليل الهرمي (AHP) لتحديد مناطق إمكانيات المياه الجوفية (GWPZs) وتقييم جودة المياه الجوفية. تم دمج عشرة طبقات موضوعية، بما في ذلك الجيولوجيا، وكثافة الخطوط، والجيومورفولوجيا، وملمس التربة، ضمن إطار نظم المعلومات الجغرافية (GIS) لتقييم تأثيرها على حدوث المياه الجوفية. سهلت AHP تخصيص أوزان طبيعية لهذه الطبقات، مما يضمن تحليلًا منظمًا لأهميتها النسبية. تم تقييم جودة المياه الجوفية من خلال عدة مؤشرات، بما في ذلك نسبة امتصاص الصوديوم (SAR) ونسبة كيلي (KR)، مما يكشف عن المخاطر المحتملة المرتبطة بجودة مياه الري. حدد دمج خرائط إمكانيات المياه الجوفية وجودة المياه تسع مناطق متميزة، مما يتيح تقدير إمكانيات العائد الآمن وإبلاغ ممارسات إدارة المياه المستدامة في المنطقة.
DOI: https://doi.org/10.3389/frwa.2025.1674770
Publication Date: 2026-01-02
Author(s): PRIYANKA MOHAPATRA et al.
Primary Topic: Groundwater and Watershed Analysis
Overview
The study focuses on the assessment of groundwater potential and quality in the Bargarh Canal command area of Odisha, India, employing the Analytic Hierarchy Process (AHP) to identify suitable zones for irrigation. Groundwater potential zones (GWPZ) were evaluated based on various factors, including geology, geomorphology, and land use, achieving a classification accuracy of 71.8%. The analysis revealed that 48.12% of the area has good groundwater potential, while 41.72% is moderate and 10.16% is poor. Concurrently, the Groundwater Quality Index (GWQI) was developed, incorporating multiple water quality parameters, resulting in a classification accuracy of 73.6%. The quality zones identified were good (50.78%), moderate (45.20%), and poor (4.02%).
The study highlights the critical overlap between areas of high groundwater potential and poor water quality, emphasizing the need for integrated management strategies that consider both quantity and quality. The findings underscore the importance of comprehensive groundwater assessments for effective resource management, irrigation planning, and sustainable agricultural practices. Future research is recommended to incorporate advanced GIS-MCDA and machine learning techniques for improved predictions of groundwater dynamics, alongside continuous monitoring to address emerging risks in high-potential yet low-quality zones. The study ultimately provides a scientific framework for sustainable groundwater management in the region, aiming to support socio-economic development and environmental sustainability.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the increasing stress on groundwater resources due to rising demand across various sectors, leading to significant degradation. It emphasizes the critical need for identifying optimal groundwater extraction locations, particularly in regions like Odisha, where water crises are exacerbated by factors such as monsoon irregularities and poor management practices. The paper notes that while groundwater is vital for irrigation and drinking, issues of water quality are often neglected, adversely affecting agricultural productivity and soil health.
The study underscores the importance of assessing both groundwater quantity and quality, advocating for integrated approaches that combine groundwater potential zoning with quality assessments. It reviews existing methodologies, including remote sensing (RS) and geographic information systems (GIS), and highlights the Analytical Hierarchy Process (AHP) as a cost-effective tool for identifying groundwater potential zones (GWPZs) without the need for extensive datasets. The research aims to fill existing gaps by delineating GWPZs and groundwater quality indexes (GWQIs), ultimately proposing a comprehensive framework for sustainable groundwater management that considers both quantity and quality aspects.
Discussion
The Bargarh Canal Command Area (BCCA) in Odisha, India, is characterized by significant hydrological features and a diverse geological composition, primarily consisting of granite and gneisses. The area, spanning 2,083 km², receives an average annual precipitation of 1,436 mm, predominantly during the southwest monsoon. Groundwater levels fluctuate between 1 and 9 meters below ground level, with the command area experiencing waterlogging in lower fields due to sloping terrain and field-to-field irrigation practices. The predominant soil type is Inceptisols, which influences agricultural practices, particularly paddy rice cultivation.
The study employed a multi-criteria decision-making approach using the Analytical Hierarchical Process (AHP) to delineate groundwater potential zones (GWPZs) and assess groundwater quality. Ten thematic layers, including geology, lineament density, geomorphology, and soil texture, were integrated within a GIS framework to evaluate their impact on groundwater occurrence. AHP facilitated the assignment of normalized weights to these layers, ensuring a structured analysis of their relative importance. The groundwater quality was assessed through various indices, including Sodium Adsorption Ratio (SAR) and Kelly’s Ratio (KR), revealing potential hazards associated with irrigation water quality. The integration of groundwater potential and quality zoning maps identified nine distinct zones, enabling the estimation of safe yield potential and informing sustainable water management practices in the region.