Applied Groundwater Studies in Africa pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Adelana, Segun (EDT)/ MacDonald, Alan (EDT)/ Abiye, Tamiru Alemayehu (EDT)

出品人:

页数:518

译者:

出版时间:2008-9

价格:$ 135.54

装帧:

isbn号码:9780415452731

丛书系列:

图书标签:

Groundwater
Africa
Hydrogeology
Water Resources
Applied Science
Environmental Science
Water Management
Geology
Sustainability
Climate Change

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具体描述

Groundwater is Africa's most precious natural resource, providing reliable water supplies for many people. Further development of groundwater resources is fundamental to increasing access to safe water across the continent to meet coverage targets and reduce poverty. There is also an increasing interest in the use of groundwater for irrigated agriculture as the climate becomes more variable. Sustainable development of the resource is not a trivial task and depends crucially on an understanding of the hydrogeology and people with the skills to make informed decisions on how groundwater can best be developed and managed in a sustainable fashion. Despite these obvious needs, however, little attention has been paid to the systematic gathering of information about groundwater resources in the past few decades, with the result that data are patchy, knowledge is limited and investment is poorly targeted.This book was written to start to bridge the knowledge gap. The 29 chapters are written by a combination of practitioners and researchers mainly from within Africa using experience from recent and ongoing projects. The chapters highlight the complexity and variety of issues surrounding the development and management of groundwater resources across Africa, and provide a snapshot of groundwater research and application in the early 21st century. Chapters range from strategic discussions of the role of groundwater in development and poverty reduction, to case studies on techniques used to develop groundwater, and modelling methods for managing groundwater systems.

地下水，非洲大陆的脉搏：挑战、机遇与可持续发展之路非洲，一个充满活力与潜力的洲，其未来发展与水资源的有效利用，尤其是地下水的开发和管理，息息相关。地下水，作为非洲大陆最可靠、最丰富的淡水储备之一，承载着支撑亿万人口生计、驱动经济发展、保障生态系统健康的重任。然而，非洲的地下水资源并非取之不尽、用之不竭，它面临着前所未有的挑战，同时也蕴藏着巨大的发展机遇。本文旨在深入探讨非洲地下水研究的多元视角，聚焦其面临的挑战，剖析潜在的机遇，并展望可持续发展的未来路径。一、非洲地下水资源的现状与重要性非洲大陆地质构造复杂多样，不同区域的地下水赋存条件差异显著。从撒哈拉以南的干旱和半干旱地区，到东非裂谷的玄武岩地区，再到北部海岸的沉积盆地，地下水的分布、补给机制、水化学特征以及可开采量都呈现出极大的地域性。战略性淡水储备：在许多降雨稀少、地表水资源匮乏的地区，地下水是唯一可靠的饮用水源。它为农村社区、城市人口提供了生命线，支撑着农业灌溉，进而保障粮食安全。生态系统的生命线：非洲的众多湿地、河流和湖泊，很大程度上依赖地下水的补给维持其生态功能。地下水也为干旱季节的植被提供了重要的水分来源，维持着生物多样性。经济发展的驱动力：农业作为非洲许多国家的支柱产业，其发展离不开灌溉用水。地下水灌溉已成为提高作物产量、增加农民收入的关键因素。同时，矿业、工业和旅游业的发展也对地下水资源提出了需求。气候变化适应的缓冲器：随着气候变化导致降雨模式的不确定性增加和地表水蒸发量的上升，地下水的重要性日益凸显。它在一定程度上能够缓冲地表水供应的波动，为适应气候变化提供重要的战略储备。二、非洲地下水研究面临的严峻挑战尽管地下水资源至关重要，但非洲的地下水系统正面临着多方面的严峻挑战，这些挑战相互交织，共同威胁着其可持续利用。数据稀缺与认知不足：这是非洲地下水研究中最根本的挑战之一。许多地区缺乏系统的地下水监测网络，对地下水储量、补给量、流向、水化学成分的了解非常有限。这种数据鸿沟阻碍了科学的评估和有效的管理决策。许多地区对地下水的认识仅停留在经验层面，缺乏科学的依据。过度开采与地下水位下降：随着人口增长和农业活动扩张，尤其是在经济作物种植区，地下水的抽取量日益增加。在许多地区，地下水的开采速度已经超过其自然补给速度，导致地下水位持续下降。这不仅增加了抽水成本，还可能引发地面沉降、咸水入侵（尤其是在沿海地区）等一系列环境问题。水质污染：非洲的地下水面临着来自多种来源的污染。农业污染：过度使用化肥和农药，其残余物随雨水下渗，污染浅层地下水。城市和工业污染：未经处理的污水、工业废水、垃圾填埋场的渗滤液，都可能渗透到地下，严重威胁地下水水质。自然因素：在某些地质区域，地下水中可能天然富含砷、氟化物、硝酸盐等对人体健康有害的物质。过度开采导致的水质恶化：地下水位下降可能导致深层含水层中高矿化度水的上涌，或在沿海地区引发海水倒灌，导致地下水咸化。缺乏有效的管理框架与制度：许多非洲国家在地下水管理方面缺乏健全的法律法规、明确的权责划分和有效的执行机制。对地下水开采权的监管不足，导致个体或企业可能无序、过度抽取。跨界含水层的管理更是复杂，需要国家间的合作与协调，但目前往往缺乏有效的国际合作机制。气候变化的影响：气候变化加剧了非洲地下水系统的不确定性。极端干旱事件导致地下水补给减少，而强降雨事件可能导致地表径流增加，但其对地下水补给的贡献却复杂多变。蒸发量的增加也可能影响浅层地下水。技术与资金的限制：开展系统的地下水勘探、监测、评估和管理需要先进的技术和大量的资金投入。许多非洲国家在这些方面存在明显的短板，例如缺乏现代化的地球物理勘探设备、水文地质模型软件以及专业的技术人才。社会经济因素：贫困、人口增长、不平等的土地和水资源分配，都对地下水的可持续利用构成挑战。在许多情况下，弱势群体对清洁饮用水的获取能力受到地下水资源退化的严重影响。环境退化与生态系统压力：地下水的过度开发和污染不仅影响人类用水，也对依赖地下水补给的湿地、河流和陆地生态系统造成了巨大的压力，导致生物多样性丧失和生态功能退化。三、非洲地下水研究的机遇与前沿探索尽管挑战重重，但非洲的地下水研究也正迎来新的机遇，科技的进步和国际合作的加强，为我们提供了更深入理解和有效管理地下水的可能性。遥感与地球物理技术的进步：卫星遥感技术（如GRACE、Sentinel等）为估算区域性地下水储量变化提供了新的手段。地球物理方法（如电法、地震法、磁法）在地下含水层结构、渗透性和地下水分布的勘探方面发挥着越来越重要的作用。地理信息系统（GIS）与模型构建： GIS平台能够整合各种空间数据，为地下水资源评估、污染源识别、水文地质建模提供强大的支持。建立区域性或局部性的地下水流模型，可以模拟不同情景下的地下水动态，预测其响应，为管理决策提供科学依据。水化学与同位素示踪技术：通过分析地下水的化学成分和稳定、放射性同位素，可以揭示地下水的补给来源、流速、停留时间、与地质体的相互作用以及混合过程。这对于识别污染源、评估补给量、研究地下水年龄和连通性至关重要。地球统计学方法：利用地球统计学方法（如克里金插值）对有限的采样点数据进行空间推断，可以更有效地估算地下水位、水质参数在空间上的分布，填补数据空白。多尺度、综合性研究：从流域尺度到区域尺度，再到跨国尺度，开展多尺度的综合性研究，理解地下水系统与地表水、土壤、植被、大气之间的相互作用，以及它们如何受到人类活动和气候变化的影响。整合模型与数据驱动方法：结合水文地质模型与数据驱动方法（如机器学习），提高地下水预测的准确性和效率。新兴钻探与抽取技术：发展更经济、环保的钻探技术，以及更节能的抽水设备，可以降低地下水开发的成本，提高效率。社区参与式管理与可持续实践：认识到当地社区在地下水管理中的关键作用，推广社区参与式的水资源管理模式，提高公众对地下水保护意识。鼓励和推广节水灌溉技术、雨水收集、地下水回灌等可持续的地下水利用实践。国际合作与能力建设：加强非洲国家之间以及与国际研究机构的合作，分享数据、技术和最佳实践。投入资金和资源，加强非洲本土研究人才的培养，提升其在地下水研究和管理方面的能力。关注非常规水源与综合水资源管理：除了传统地下水开发，也应关注非常规水源的利用，如再生水回用。将地下水管理纳入更广泛的区域水资源综合管理框架，协调地表水、地下水、水质、水量及生态需求，实现整体效益最大化。跨界含水层研究与管理：非洲大陆存在着许多共享的跨界地下水含水层，这些含水层的有效管理需要跨国合作。研究其水文地质特征，制定共享开发和保护的协议，是维护区域水安全的关键。四、可持续发展的未来展望非洲地下水研究的最终目标是实现地下水资源的可持续利用，为非洲大陆的长期发展奠定坚实的水资源基础。这需要多方面的共同努力：建立健全的地下水监测网络：长期、系统的地下水水位、水质和抽取量监测是科学管理的前提。制定和执行有效的地下水管理政策：明确产权，规范开采，控制污染，建立跨部门协调机制。推动科技创新与应用：鼓励和支持本土化的地下水研究，将先进的技术和方法应用于实际问题解决。加强能力建设与人才培养：提升非洲国家在地下水勘探、评估、管理和保护方面的专业能力。促进跨界合作与信息共享：共同应对跨界含水层带来的挑战，建立区域性的地下水信息平台。提升公众意识与参与度：普及地下水知识，鼓励社区积极参与到地下水资源的保护和管理中。整合地下水管理与气候变化适应：将地下水战略纳入国家和区域的气候变化适应计划。引导绿色投资与技术援助：吸引国际社会对非洲地下水研究和管理的投入，支持可持续的水资源开发项目。非洲的地下水，是这片大陆的宝贵财富，也是其未来发展的关键。通过深入的研究、有效的管理和创新的实践，我们可以确保这“看不见的水”能够持续地滋养非洲的土地，滋养非洲的人民，为实现可持续发展和繁荣的未来提供坚实的水源保障。这需要一个长期、持续的承诺，需要科学、政策、技术和社会层面的协同努力，共同谱写非洲地下水资源可持续利用的新篇章。