中国科学院老科协遥感分会 魏成阶 

　　“撒哈拉”一词在阿拉伯语中是“大荒漠”的意思。当你打开互联网中的数字地球卫星图像时，你会发现：横贯非洲大陆北部，西起大西洋，北起地中海，东抵红海，南达尼日尔河谷，有一片东西长约5600公里，南北宽约1600公里，约占非洲总面积32%，几乎接近中国陆地国土面积的“大荒漠”。那就是世界上最大的沙漠----撒哈拉沙漠。 

　　对于撒哈拉沙漠的认识，我国台湾作家三毛有一篇成名之作“撒哈拉的故事”，既描写它的神秘、浪漫和唯美色彩，也记述了那“只有恐怖和怪诞”的“广阔的不毛之地”，及其令人望而生畏的“苍凉与死寂”。 

　　撒哈拉沙漠之所以成为今天全世界公认的最不适合生物生长的地方，最主要的原因还是那里气候炎热干燥，严重缺少水资源，自然条件极其恶劣造成的。针对这一问题，近几年来，我们在完成中国科学院对外合作重点项目“埃及农业环境遥感监测信息系统”研究时，以埃及国土范围为例，开展了埃及遥感应用示范研究。其中，通过遥感技术寻找撒哈拉沙漠地下水资源是其重要的科学实验之一。 

　　第二次世界大战之后，尤其是在发现了撒哈拉沙漠中丰富的石油资源之后，寻找和开发撒哈拉沙漠中的地下水资源则显得十分地重要。而在撒哈拉沙漠中找水向来就是水文地质工作的一大难题。近几十年来，随着科学技术的进步，遥感方法融入到常规水文地质工作中，为撒哈拉沙漠找水提供一套全新的技术方法。遥感技术作为宏观、综合、动态、快速监测和评价自然资源的有效手段，在快速、大面积监测地下水中发挥着越来越重要的作用。 

　　从宏观上看，哈拉沙漠地下水的补给来源主要形成于山区的地表径流，并散失于山前平原和沙漠。而撒哈拉沙漠山前平原和沙漠中地下水的空间分布，主要受地形地貌、地质构造、大气降水及其降水量、山区地表径流、富含地下水的有利部位等因素的影响。水资源最主要的特征是从山区到平原，其地表水与地下水在不同地质地貌单元间是相互转化的。并且，由径流源区的山区到河流下游的平原、沙漠，不同区域、不同地段，地表水与地下水的转化关系，及地下水的流动模式亦不相同。这种地表水与地下水的转化通常可以在遥感影像上找到它们的痕迹。 

　　撒哈拉沙漠遥感寻找地下水资源采用多光谱和微波遥感图像。特别是微波遥感对于干沙地面具有较强的穿透能力，可以发现地下古河网的痕迹，从而寻找到地下含水层。遥感寻找地下水以地物的光谱性状研究为基础，采用遥感信息多层次分离技术，定量研究与地下水相关的植被指数、土壤湿度、断裂构造等信息，并进行遥感信息提取和融合。遥感信息提取的目的是查明与地貌、第四纪地质和新构造运动有密切联系的水文地质条件，和历史时期河流变迁、河流三角洲变化及边缘位置等，判断含水层发育规律及各种边界类型。信息融合是将信息提取的结果与已有水文下垫面的地球物理探测成果融合，准确地预测地下水资源、寻找富水结构，划定地下水找水远景区。最终编制出不同尺度、不同研究对象的水文地质遥感图。 

　　因此，在遥感影像上寻找撒哈拉沙漠地下水，首先要搞清该地区河流冲、洪积扇的分布及其演变规律。冲、洪积扇是河流出山口后，其顶点伸向谷口的扇形堆积体。它是在流水作用的条件下，所形成的一种流水地貌类型。当河流流出山谷口后，摆脱了河道的侧向约束，快速地将其所携带的泥砂等物质沉积下来。而后，河道不断摆动，形成平面上呈扇形，立体上呈半埋藏的锥形的地貌类型。以撒哈拉沙漠中的最长的河流尼罗河为例，受构造活动和河流地貌演变的影响，尼罗河冲、洪积扇至少发生了三次较大的演变，形成了三个主要的冲、洪积扇：它们是晚更新世（矩今12万年至1万多年）冲、洪积扇；全新世早期（矩今1万年）冲积扇和现代冲积扇。而尼罗河冲、洪积扇的顶点，不断地从上游向下游移动，即从南向北移动。遥感图像判读分析了尼罗河三个主要的冲、洪积扇的分布范围及其冲、洪积扇的前缘。 

　　针对自然条件的差异，应用遥感图像判读分析地貌、水系、构造、古河道、植被等系列的基础上，参考沙漠区现有资料和遥感图像所反映出的色彩、地貌形态、水系型式等水文地质要素，和影像特征及其差异性判断：在埃及的撒哈拉沙漠区，的确存在一些地下水富集带。它们可分为：1，冲、洪积扇扇面上分布的古河道及其沿古河道分布的地下水分布带；2，冲、洪积扇前缘的潜水或地下水溢出带；3，海岸带中海相沉积与河流的冲、洪积扇的河湖沉积的交接地带；4，原为冲、洪积扇分布，后在风力作用下，现已成为固定与半固定沙丘，或沙漠盆地边缘带。 

　　这些以遥感影像特征为基础的撒哈拉沙漠不同的寻找地下水的模型及其应用，成功率预计可达70%。实验结果是令人鼓舞的。今年4月25日，英国地质调查局和英国伦敦大学的科学家传来消息，他们研究的结果发现，撒哈拉沙漠地区拥有最大的地下水储量为66万立方千米，并将绘制成非洲大陆的地下含水层图。该图则正好佐证了我们对埃及国土范围几个地下水远景区的预测。