由于气候变化、人口增长和不可持续的地下水利用，半干旱和易干旱地区的水资源短缺问题日益严重，这需要创新的方法来增强地下水补给和长期水资源安全。预计到2050年，全球水资源需求将增加20-30%（FAO, 2020; Baggio et al., 2021），情况可能会进一步恶化。气候变化加剧了干旱等水文极端事件和降雨模式的变化，进一步加剧了脆弱地区的淡水供应压力（Kundzewicz, 2008）。预计在未来二十年里，农业、家庭用水和工业活动对淡水的需求将显著增加（Boretti and Rosa, 2019; Elkrail and Obied, 2013）。世界上许多地区，包括中东、南亚和撒哈拉以南非洲，地下水枯竭的速度令人担忧（Ashraf et al., 2021）。地下水抽取与自然补给之间的这种不平衡使得含水层的可持续管理成为全球性的紧迫任务（Elkrail and Long-Cang, 2009）。
传统的水资源管理方式主要依赖地表水和浅层地下水，已不足以满足地区需求（Cosgrove and Loucks, 2015）。人工补给，即通过地表水渗透或处理后的废水注入来控制地下水补给的增强，已成为缓解地下水枯竭和提高含水层恢复力的可行策略（Zhang et al., 2020）。除了增加地下水储存外，人工补给还可以减少地表径流、缓解干旱影响，并通过自然地下过滤改善水质。Dillon（2005）、Kumar et al.（2008）、Prathapar et al.（2015）和Saha et al.（2022）的研究强调了人工补给在增强水资源和改善水资源安全方面的作用。人工补给干预的成功在很大程度上取决于对适宜地点的准确识别，这需要综合评估水文地质、地形、气候和土地利用条件（Montenegro and Ragab, 2010; Singh et al., 2013; Kadam et al., 2023）。
地理空间技术，特别是遥感和地理信息系统（GIS），已成为识别地下水补给潜力区域不可或缺的工具。基于GIS的多标准决策分析（MCDA）技术能够整合异构的空间数据集，并已广泛应用于补给适宜性制图（Singh et al., 2017; Mahmoudi et al., 2021; Abdo et al., 2024; Mouhoumed et al., 2024）。虽然已经探索了模糊逻辑、布尔逻辑、支持向量机和证据信念函数等先进方法，但它们的应用通常需要大量数据集和复杂的校准程序，这可能限制了它们在数据稀缺地区的实用性（Wilkinson 1996; Gong et al. 2016）。相比之下，层次分析法（AHP）提供了一个透明、灵活且相对简单的框架，通过成对比较整合专家判断，同时保持方法论的一致性，特别适合数据有限的半干旱地区的流域规模评估（Gdoura et al., 2015; Dar et al., 2021; Shekar and Mathew, 2023; Kodihal and Akhtar, 2024）。
坦桑尼亚中部的马库图波拉盆地是该国最重要的地下水系统之一，为快速发展的首都多朵马（Dodoma）提供水源。该盆地具有半干旱气候、低且不规律的降雨量、高蒸发率以及不断增加的地下水抽取量，导致水位下降和补给潜力降低。这些特征与撒哈拉以南非洲许多半干旱盆地的地下水挑战非常相似，使马库图波拉盆地成为在数据稀缺条件下评估人工补给策略的代表性模型系统。
尽管在坦桑尼亚进行了许多水文地质研究（Mjemah et al., 2011; Lwimbo et al., 2019; Mussa et al., 2020, 2021; Seddon et al., 2021），但现有的马库图波拉盆地研究主要集中在地下水可用性、抽取趋势和含水层特征上，对空间明确的、以实施为导向的补给规划关注较少（Kisiki et al., 2022a, 2022b, 2023; Mseli et al., 2023a, 2023b, 2024; Zarate et al., 2021）。以往的研究没有系统地将多个条件因素整合到GIS-MCDA框架中，以直接支持适宜补给区域和相应人工补给结构的選擇。这一差距限制了先前研究结果在实地水资源管理干预中的实际应用。
本研究通过使用GIS-AHP框架为马库图波拉盆地开发了一个空间明确的人工补给适宜性地图，解决了这一差距。整合了十二个地质环境参数，代表水文地质、地形和气候控制因素，以确定优先补给区域。与早期研究不同，这项工作直接将适宜性分区与特定的人工补给结构（包括农场池塘、渗透池、拦沙坝和沟壑堵塞措施）联系起来，从而为流域规模的地下水管理提供了可操作的指导。所提出的框架可以转移到其他数据稀缺的半干旱地区，为在日益增加的气候压力下实现可持续的地下水规划提供了强大的决策支持工具。
