Ocena obszarów ekspansji rolniczej na pustyniach egipskich: przegląd z wykorzystaniem teledetekcji i GIS / Salwa F. Elbeih

1 . Wstęp

Egipt planuje odpowiednią ekspansję rolniczą, aby stawić czoła problemom bezpieczeństwa żywnościowego, wzrostu liczby ludności, naruszania gruntów rolnych oraz zwiększenia eksportu towarów, a tym samym zwiększenia dochodu narodowego. Strategia Zrównoważonego Rozwoju (SDS): Egypt Vision 2030 koncentruje się na wyzwaniach, przed którymi stoją procesy rozwojowe w Egipcie ( MCIT, 2020 ). Przykłady tych wyzwań obejmują: niedobór zasobów naturalnych, w tym energii, gruntów, wody, degradację środowiska i niewystarczające zasoby rozwoju ludzkiego, takie jak populacja, zdrowie i edukacja.

Woda w Egipcie jest kontrolowana głównie przez budżet wodny z Nilu i Jeziora Nasera odprowadzanych przez Wysoką Zaporę Asuańską, który wynosi około 55,5 × 10 9 ^m 3 ^/ rok ( Omran i Negm, 2020 ). Egipt zajmuje obszar około 1 000 000 km ² , gdzie ludność zamieszkuje mniej niż 5% całego obszaru ( ryc. 1 ). Nie ma okresowego spisu gruntów rolnych, ingerencji miejskich i naruszeń gruntów uprawnych, co utrudnia dokładne oszacowanie za pomocą dobrze znanych metod geodezyjnych ( Omran i Negm, 2020 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (560 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 1 . Przegląd egipskich pustyń.

Wykorzystanie technik Systemów Informacji Geograficznej (GIS) i Teledetekcji (RS); ułatwia komputerowe przechowywanie danych i przetwarzanie złożonych warstw georeferencyjnych i tematycznych pobieranych z różnych źródeł. Zapewni to decydentom precyzyjne informacje w krótkim czasie i po niższych kosztach ( Biali i Statescu, 2013 ).

Nowo uprawiane obszary, które wcześniej oceniano jako ryzykowne i przeludnione, pomogą w zapewnieniu dostępnych przestrzeni na ekspansję miejską z dala od wyczerpanych terenów aluwialnych w delcie Nilu i jej dolinie. Ponadto wykorzystanie technik GIS umożliwi decydentom zapoznanie się z charakterystyką geograficzną planowanych terenów. W związku z tym nowe budynki mieszkalne będą lokalizowane w celu zaspokojenia rosnących potrzeb ludności.

Niniejszy artykuł przeglądowy rozpoczyna się od przeglądu kryteriów i ograniczeń stosowanych w ocenie gruntów rolnych na pustyniach; opisane na podstawie „Środowiskowej perspektywy rozwoju miast” wydanej przez Generalną Organizację Planowania Przestrzennego ( GOPP, 2017 , GOPP, 2010 ). Następnie szczegółowo wyjaśniono kilka studiów przypadku dotyczących oceny niektórych obszarów ekspansji rolniczej na pustyniach egipskich za pomocą GIS. Koncepcja ma na celu wypełnienie zauważonej luki między nauką o Ziemi w jej obecnym stanie a wymaganiami decydentów i planistów strategicznych dotyczących użytkowania gruntów. Dlatego niniejszy przegląd koncentruje się na badaniach przeprowadzonych w celu oceny niektórych nowych terenów rekultywacyjnych na pustyniach egipskich oraz w jaki sposób mogą one wpływać na różne czynniki spowodowane przez człowieka lub czynniki naturalne.

2 . Kryteria i ograniczenia oceny użytków rolnych na pustyniach

Według „Środowiskowej Perspektywy Rozwoju Miast” najważniejszymi czynnikami rekultywacji i uprawy gruntów są dostępność źródła wody (wody powierzchniowe/podziemne), gleba nadająca się do rekultywacji rolnej, odpowiedni klimat, obecność źródeł energii oraz bliskość infrastruktury. Z drugiej strony ograniczenia dotyczące rekultywacji gruntów obejmują istniejące obszary uprawne, obszary podmokłe, wdzieranie się wydm piaskowych, obszary narażone na gwałtowne powodzie, nierówną topografię, obszary miejskie, obszary prawnie chronione i rezerwaty przyrody (GOPP, 2010 ).

2.1 . Zasoby – oparte na kryteriach przydatności

2.1.1 . Czynnik meteorologiczny

Czynnik meteorologiczny wpływa na ilość energii (w zakresie odnawialnych źródeł energii) oraz klimat (w zakresie odpowiedniego klimatu dla każdego rodzaju upraw). Odnawialna zielona energia to przyszły potencjał, który zapewnia zrównoważony rozwój rozległym strefom pustynnym. Oczekuje się, że zmiany temperatury, opadów, dwutlenku węgla i nasilenia zjawisk ekstremalnych będą miały oczywisty wpływ na dostępność wody w glebie, magazynowanie węgla i plony ( Cox i in., 2018 ). Ostatnie badania sugerują, że susze będą się nasilać w niektórych porach roku na obszarach takich jak region śródziemnomorski i Afryka ( Smith i in., 2016 , Muñoz-Rojas i in., 2017 ).

W Egipcie istnieją cztery główne strefy geograficzne, które go klasyfikują; Dolina Nilu i jej Delta, Półwysep Synaj , Pustynie Wschodnie i Zachodnie. Klimat charakteryzuje się gorącym, suchym latem i ciepłą zimą, a na północy nazywa się klimatem śródziemnomorskim . Latem wilgotność jest wysoka na północy (70%), a na południu niska (13%) ( Omran i Negm, 2020 ).

2.1.2 . Czynnik zasobów wodnych

Egipt charakteryzuje się głównie Pustyniami i rzeką Nil, gdzie powierzchnia ziem uprawnych była kontrolowana przez budżet wodny wypływający z Jeziora Nasera przez Wysoką Zaporę Asuańską (AHD) (55,5 × 10 9 ^m 3 ⁾ . Z tego budżetu wodnego zapotrzebowanie Egiptu na wodę do nawadniania, przemysłu i konsumpcji domowej przekracza podaż Nilu ( MWRI, 2010 ). Zastępuje się to wielokrotnym recyklingiem słodkiej wody, co oznacza niedobór zasobów słodkiej wody , a także odzwierciedla wysoką wydajność systemu, jak również jego wrażliwość na pogorszenie jakości wody, które mogą się pojawić.

Główne wyzwania stojące przed zasobami wodnymi w Egipcie to wypełnienie luki między ograniczonymi zasobami wodnymi a rosnącym zapotrzebowaniem na słodką wodę. W Egipcie zasoby wodne są konwencjonalne (budżet wodny Nilu, wody gruntowe i opady) i niekonwencjonalne (odsalanie wody morskiej i ponowne wykorzystanie ścieków) ( Abd Ellah, 2020 ). Tabela 1 przedstawia budżet wodny Egiptu w 2010 r., zgodnie ze strategią wodną Ministerstwa Zasobów Wodnych i Nawadniania do 2050 r. ( MWRI, 2010 ). Na terenach pustynnych głównym źródłem wody są wody gruntowe i opady atmosferyczne.

Tabela 1 . Budżet wodny Egiptu (2010) oraz wszystkie źródła i przydział/wykorzystanie ( MWRI, 2010 ).

Zaopatrzenie w wodę	Objętość (mld m 3 /rok)	Popyt według sektorów	Zużycie (mld m 3 /rok)	Zużycie/przydział (mld m 3 /rok)
Konwencjonalne źródła wody		Picie (tylko świeża woda)	1.8	9
Rzeka Nil (AHD)	55,5	Przemysł	1.4	2
Głębokie wody gruntowe	2	Rolnictwo	40.4	67
Opady deszczu i powodzie błyskawiczne	1.3	Odwodnienie do morza		12.2
Odsolenie	0,2	Straty parowania	3	3
Całkowita podaż konwencjonalna	59	Równowaga środowiskowa	0,2	0,2
Niekonwencjonalne źródła
	Całkowite zużycie	59
Płytkie wody gruntowe (Delta)	6.2
Ponowne wykorzystanie rolniczych wód drenażowych	16
Całkowita podaż niekonwencjonalna	22.2
Całkowite zaopatrzenie w wodę	81,2	Całkowite przydzielone zużycie wody	81,2

Większość północnego Egiptu otrzymuje bardzo mało opadów, które występują głównie na wąskim pasie lądu wzdłuż wybrzeża Morza Śródziemnego (150–200 mm), i stopniowo spadają w głąb lądu w kierunku południowym ( Abd Ellah, 2020 ). Opady są ograniczone do zimy i wahają się od 200 mm rocznie na najbardziej mokrych obszarach wzdłuż północnego wybrzeża do około 0 mm w kierunku centrum i południa. Średnie opady rocznie wynoszą około 20 mm ( Omran i Negm, 2020 ).

Wody podziemne na Pustyni Zachodniej są głównym źródłem wody do celów domowych, przemysłowych, hodowlanych i rolniczych. Ryc. 2 i Tabela 2 przedstawiają sześć głównych systemów warstw wodonośnych w Egipcie ( MWRI, 2005 ) i ( RIGW/IWACO, 1999 ). Przydatność wody do nawadniania zależy od wpływu składników mineralnych na rośliny i glebę. W przypadku nieodpowiedniej jakości wody nawadnianie może stanowić potencjalne zagrożenie dla upraw.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (165 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 2 . systemy wodonośne w Egipcie ( RIGW/IWACO, 1999 ) i ( RIGW/IWACO, 1988 ).

Tabela 2 . Sześć głównych systemów wodonośnych w Egipcie ( RIGW/IWACO, 1999 ).

System wodonośny Nilu	Zajmuje równinę zalewową Nilu i otaczającą ją pustynię. 90% Egipcjan mieszka na tym obszarze, który jest regularnie zasilany przez wycieki z Nilu, dreny i kanały irygacyjne. Należy do czwartorzędowego poziomu wodonośnego
System wodonośny Moghra	Zajmuje duży obszar na północno-zachodniej pustyni. Należy do okresu dolnego miocenu
Nadbrzeżny system wodonośny	Zajmuje północno-zachodnie wybrzeże i Północny Synaj. Należy do czwartorzędowego poziomu wodonośnego
Nubijski system wodonośny z piaskowca (NSAS)	Zajmuje ponad 43% powierzchni Egiptu. Egipt, Sudan, Czad i Libia dzielą tę warstwę wodonośną i ma ona ogromną zdolność magazynowania wód gruntowych. Należy do epoki paleozoiku-mezozoiku
Spękany system węglanowych warstw wodonośnych	Znajduje się w centralnej części Pustyni Zachodniej w środkowym Synaju. Należy do okresu eocenu
Spękany krystaliczny system podziemnych warstw wodonośnych	Znajduje się na pustyni wschodniej i na Synaju Południowym i stanowi podstawę NSAS. Ma wyższą produktywność i niewielką głębokość do lustra wody. Należy do okresu prekambryjskiego.

Tabela 3 podsumowuje progi jakości wód podziemnych i ich przydatności do celów nawadniania na podstawie międzynarodowych zaleceń ( El-Zeiny i Elbeih, 2019 ).

Tabela 3 . Granice progowe jakości wody do nawadniania ( El-Zeiny i Elbeih, 2019 ).

Parametr	Kategoria	Próg
Suma rozpuszczonych substancji stałych (TDS) (a) (ppm)	Najlepsza jakość wody	200–500
	Woda stwarzająca zagrożenie	1000–2000
	Woda może być używana do nawadniania tylko przy wypłukiwaniu i doskonałym drenażu	3000–7000
EC (a) (µs/cm)	Woda o niskim zasoleniu	100–250
	Woda o średnim zasoleniu	250–750
	Woda o dużym zasoleniu	750-2250
	Woda o bardzo dużym zasoleniu	>2250
Współczynnik adsorpcji sodu (SAR) (b)	Doskonały	2–10
	Dobry	10-18
	Wątpliwy	18–26
	Nieodpowiedni	>26
pH (c)	Odpowiedni	6,5–8,4
Mangan Mn (c) (ppm)	Nieodpowiedni	>0,2
Żelazo Fe (c) (ppm)	Nieodpowiedni	>5,0
Siarczany (SO 4 ) (d) (ppm)	Nieodpowiedni	>980
Twardość całkowita (TH) (e)	Miękki	<75
	Średnio trudne	75–150
	Twardy	150–300
	Bardzo trudny	>300

a ( Wilcox, 1955 ), b ( personel US Salinity Lab, 1954 ), c ( Ayers i Westcot, 1985 ), d ( FAO, 1980 ), e ( Sawyer i McCarthy, 1967 ).

2.1.3 . Współczynnik rodzaju gleby

Klasyfikacja zdolności gruntów (LCC) to system tworzenia kombinacji różnych ocen zdolności gruntów przy użyciu zestawu określonych ograniczeń dotyczących zrównoważonego użytkowania właściwości gleby, topografii, drenażu i klimatu. Naczelne zasady stojące za LCC to: „kierować użytkowaniem gruntu tak, aby odpowiadał on jego zdolnościom produkcyjnym, z należytym uwzględnieniem jego traktowania”. Klasy te dzielą się na dwie kategorie, pierwsza nadaje się do zagospodarowania i/lub użytkowania rolnictwa (grunty należące do pierwszej kategorii (I) do czwartej kategorii (IV)), a druga nie nadaje się do zagospodarowania/użytkowania rolnictwa, ale nadaje się do leśnictwa , użytki zielone i dzikie zwierzęta, które obejmują grunty klasy V do VIII ( Tabela 4 ) ( Służba Ochrony Gleby, 1963 ).

Tabela 4 . Istotne cechy klas zdolności gruntów (LCC) ( Służba Ochrony Gleby, 1963 ).

przewoźnik niskokosztowy	Charakterystyka
Grunty nadające się pod uprawę
I	Bardzo dobra uprawa, głęboka, prawie produktywna ziemia prawie bez ograniczeń lub bardzo niewielkiego zagrożenia. Gleby tej klasy nadają się pod różne rodzaje upraw, w tym pszenicę, jęczmień, bawełnę, kukurydzę, pomidory i fasolę. Nie wymagają specjalnych praktyk w uprawie
II	Dobre grunty uprawne na prawie równych równinach lub na łagodnych zboczach, umiarkowana głębokość, podlegające sporadycznym spływom lądowym, mogą wymagać drenażu, umiarkowanego ryzyka szkód podczas uprawy, stosowania płodozmianu, systemu kontroli wody lub specjalnych praktyk uprawowych w celu kontrolowania erozji
III	Gleby o umiarkowanej żyzności na umiarkowanie stromych zboczach są narażone na silniejszą erozję i większe ryzyko uszkodzeń, ale mogą być wykorzystywane do upraw, pod warunkiem utrzymania odpowiedniej pokrywy roślinnej, zamiast upraw rzędowych należy uprawiać siano lub inne rośliny darniowe
IV	Są to dobre gleby na stromych zboczach, narażone na silną erozję, z dużym ryzykiem uszkodzeń, ale mogą być uprawiane okazjonalnie, jeśli są traktowane z dużą ostrożnością, trzymane na sianie lub pastwisku, ale zboże może być uprawiane raz na 5 lub 6 lat
Grunty nienadające się pod uprawę, ale nadające się pod stałą roślinność
V	Ziemia jest zbyt mokra lub kamienista, przez co nie nadaje się pod uprawę roślin, podlega jedynie nieznacznej erozji, jeśli jest właściwie zarządzana, powinna być wykorzystywana jako pastwiska lub leśnictwo, ale wypas powinien być uregulowany, aby zapobiec zniszczeniu pokrywy
VI	Są to płytkie gleby na stromych zboczach, wykorzystywane do wypasu i leśnictwa: wypas powinien być uregulowany w celu zachowania pokrywy roślinnej, w przypadku zniszczenia rośliny należy ograniczyć użytkowanie do czasu przywrócenia pokrywy
VII	Są to strome, nierówne, zerodowane tereny z płytkimi glebami, w tym również tereny suszone i podmokłe, poważne ryzyko szkód, nawet jeśli są wykorzystywane jako pastwiska lub leśnictwo, należy stosować ścisły wypas lub gospodarkę leśną
VIII	Bardzo nierówny teren, nienadający się nawet na tereny leśne lub pastwiska, rezerwat dzikiej przyrody, rekreacji lub nieużytków

Klasyfikacja przydatności gruntów (LSC) to strategia oceny gleby opracowana przez FAO. FAO wyraził LSC jako przydatność określonego rodzaju gruntów do określonego użytku. Metodą LSC jest ocena i zebranie poszczególnych stref użytkowania pod kątem ich zasadności dla scharakteryzowanych miejsc pracy. Nakazy dotyczące przydatności gruntów pokazują, czy gleba jest oceniana jako rozsądna, czy nieodpowiednia do wykorzystania do wymaganego zastosowania ( Tabela 5 ). Istnieją dwa rzędy S i N; reprezentowane przez symbole (S1, S2, S3, N1 i N2) ( FAO, 2007 ).

Tabela 5 . Klasyfikacja przydatności gruntów (LSC) ( FAO, 2007 ).

Kolejność przydatności	Klasa przydatności	Opis
S (Grunt, na którym oczekuje się, że zrównoważone użytkowanie rozpatrywanego rodzaju przyniesie korzyści uzasadniające nakłady, bez niedopuszczalnego ryzyka zniszczenia zasobów gruntów)	S1	Grunty nie posiadające znaczących ograniczeń w zakresie trwałego stosowania danego sposobu użytkowania lub posiadające jedynie niewielkie ograniczenia, które nie spowodują znacznego zmniejszenia produktywności lub korzyści i nie spowodują wzrostu nakładów powyżej akceptowalnego poziomu
	S2	Grunty posiadające ograniczenia, które łącznie są umiarkowanie dotkliwe dla trwałego stosowania danego użytkowania; ograniczenia zmniejszą produktywność lub korzyści i zwiększą wymagane nakłady do tego stopnia, że ​​ogólna korzyść, jaką można uzyskać z użytkowania, choć nadal atrakcyjna, będzie znacznie mniejsza niż oczekiwana na gruntach klasy S1
	S3	Grunty posiadające ograniczenia, które w sumie i dotkliwe dla trwałego zastosowania danego użytkowania i spowodują taki spadek produktywności lub korzyści lub zwiększenie wymaganych nakładów, że wydatki te będą uzasadnione tylko w niewielkim stopniu
N (grunt, który ma cechy, które wydają się wykluczać trwałe użytkowanie rozważanego rodzaju)	N1	Grunty posiadające ograniczenia, które mogą być przezwyciężone w czasie, ale których nie można połączyć z istniejącą wiedzą przy obecnie akceptowalnych kosztach; ograniczenia są tak poważne, że uniemożliwiają pomyślne i trwałe użytkowanie gruntu w określony sposób
	N2	Grunt z ograniczeniami, które wydają się być tak poważne, że wykluczają jakiekolwiek możliwości pomyślnego i trwałego użytkowania gruntu w określony sposób

2.1.4 . Czynnik energii odnawialnej

W Egipcie najbardziej obiecującymi odnawialnymi źródłami energii są energia słoneczna i wiatrowa ( EUD, 2015 ). Ponadto można wykorzystywać małe elektrownie wodne, ponieważ Egipt ma rzekę Nil, oprócz dużej liczby głównych kanałów i Rayahat, ogromnego systemu sieci irygacyjnej, który zapewnia doskonałe źródło energii hydraulicznej (Eshra i in., 2021) . .

Energia słoneczna jest wykorzystywana w rolnictwie na kilka sposobów; suszenie upraw, szklarnie, zasilanie gospodarstw rolnych i pomp wodnych, oświetlenie, budynki mogą być zaprojektowane tak, aby wychwytywać naturalne światło dzienne, zamiast używania oświetlenia elektrycznego. Koszt wykorzystania energii słonecznej jest niższy niż w przypadku rozbudowy linii energetycznych ( Union of Concerned Scientists, 2008 ). Promieniowanie słoneczne można przekształcić w prąd stały za pomocą paneli fotowoltaicznych do pompowania wody ze studni zamiast silników wysokoprężnych , które są drogie i wytwarzają gazy cieplarniane oraz zanieczyszczenia ( Gad i El-Gayar, 2011 ). Maksymalne, średnie i minimalne dzienne nasłonecznienie przez średnio 10 lat wynosi odpowiednio 7, 5,9 i 4,3 KWh/m ² średniej miesięcznej dziennego napromieniowania otrzymanego na płaszczyźnie poziomej (Alfaro i El-Metwally, 2017). Na północy roczne promieniowanie słoneczne wynosi 5 kwh/m ² /dzień i wzrasta do ponad 7,1 kwh/m ² /dzień w kierunku południowym ( ryc. 3 ) ( Salim, 2013 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (232 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 3 . Intensywność energii słonecznej w Egipcie ( Salim, 2013 ).

Energia wiatrowa ma kilka zastosowań, w tym pompowanie wody i wytwarzanie energii elektrycznej. Każda turbina wykorzystuje powierzchnię nie większą niż pół akra, dzięki czemu rolnicy mogą sadzić rośliny obok podstawy turbiny ( Union of Concerned Scientists, 2008 ). Mapa zasobów wiatru zawiera przegląd klimatologicznych warunków wiatrowych nad Egiptem. Mapa zasobów wiatru ( ryc. 4 ) dzieli zakresy prędkości wiatru na wysokości 50 m nad poziomem gruntu (agl) na strefy. Gęstość energii wiatru jest również ważnym czynnikiem, jeśli dostarcza informacji o obszarach możliwych do zlokalizowania projektów energetyki wiatrowej ( Mortensen i in., 2006 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (596 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 4 . Mapa zasobów wiatru w Egipcie: średnia prędkość wiatru (m/s) ( Mortensen i in., 2006 ).

Jednym z najważniejszych obecnie źródeł energii do wytwarzania energii elektrycznej jest energetyka wodna i ogranicza się ona do rzeki Nil. Pięć zapór (High Dam; Aswan 1; Aswan 2; Esna; Naga Hammady) zapewnia szczytowe obciążenie 2995 MW i przyczynia się do maksymalnego wykorzystania ich zdolności do ogólnego zaopatrzenia w energię elektryczną (NREA, 2016 ).

2.1.5 . Czynnik infrastrukturalny

Czynnik infrastrukturalny obejmuje drogi krajowe i regionalne oraz sieci kolejowe , lotniska i porty, oprócz sieci komunikacyjnych, energii elektrycznej, wody pitnej i urządzeń sanitarnych ( GOPP, 2010 ). Bliskość tych infrastruktur ułatwia wszelką działalność rolniczą. W Egipcie istnieje dobra i zróżnicowana sieć transportowa, która waha się od ogromnej sieci dróg i transportu morskiego. Ta dobra sieć ułatwia transport towarów i produktów na rynki lokalne i międzynarodowe ( GOPP, 2017 ). Nowe zbiorowiska miejskie powinny być wybierane w odległości nie większej niż 3 km od istniejących dróg ( GOPP, 2010 ).

Przy określaniu potencjalnych stref rozwoju rolnictwa za jedno z głównych kryteriów uważa się również odległość od portów. Egipt ma 15 portów handlowych rozmieszczonych w następujący sposób: 6 portów należących do władz Morza Czerwonego, 6 portów należących do Strefy Ekonomicznej Kanału Sueskiego (SCZone) i 2 porty należące do władz portu Aleksandria i wreszcie port Damietta należący do władz portu Damietta ( transport morski Sektor, 2020 ).

2.2 . Ograniczenia

2.2.1 . Sabkhy i zbiorniki wodne

Na nowe zrekultywowane tereny w Egipcie mają wpływ pewne warunki, w tym: zasolenie gleby i nasiąkanie wodą z powodu: słabego drenażu powierzchniowego i podpowierzchniowego, braku systemów utrzymania drenażu i nadmiernego nawadniania. Ważnymi czynnikami powodującymi podnoszenie się poziomu wód gruntowych poniżej gruntów uprawnych są warunki hydrologiczne i hydrogeologiczne, nieefektywna kanalizacja, nadmierne nawadnianie i słabe systemy odwadniające ( Zaghloul i in., 2020 ).

2.2.2 . Wdzieranie się wydm piaskowych

Degradacja gleby powoduje pustynnienie, a tym samym spadek produktywności gruntów i porzucanie gruntów rolnych, a tym samym kryzys żywnościowy ( Omran i Negm, 2020 ). Wydmy na Pustyni Zachodniej dzielą się na morza piaskowe i pola wydmowe . Morza piaskowe zajmują ponad 5000 km ² , w porównaniu z polami wydmowymi zajmującymi powierzchnię mniejszą niż 5000 km ² . Na Pustyni Zachodniej znajduje się pięć mórz piaskowych i cztery pola wydmowe ( ryc. 5 ). Wydmy liniowe rozciągają się w kierunku równoległym i mogą wkraczać na grunty uprawne, wsie oraz przecinać autostrady i linie kolejowe ( Embabi, 2020 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (466 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 5 . Rozmieszczenie mórz piaskowych i pól wydmowych w Egipcie ( Embabi, 2020 ).

2.2.3 . Błyskawiczne powodzie

Błyskawiczne powodzie to klęski żywiołowe, które dotykają rozległych obszarów, głównie w regionach suchych/półpustynnych. Istnieją obszary terytorium Egiptu, które są bardziej narażone na powodzie niż inne, a to zależy od wielu czynników, w tym: ilości opadów, czasu trwania opadów, powierzchni zlewni, stopnia nachylenia dróg wodnych i spływów powierzchniowych, rodzajów skały tworzące baseny dolin oraz ich budowę geologiczną ( El Desouki, 1998 ).

2.2.4 . Topografia

Wysokość kraju waha się od -133,0 m npm w Depresji Qattara do 2629 m npm na Półwyspie Synaj ( Said, 1990 ) ( ryc. 6 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (232 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 6 . Cyfrowy model terenu (DEM) Egiptu ( Kim i in. (2018) ).

Pustynia Zachodnia (ponad 681 000 km ² ) rozciąga się od Doliny Nilu w kierunku granicy libijskiej w kierunku zachodnim. W północnej i środkowej części Pustyni Zachodniej płaskowyż przecinają duże zagłębienia i oazy. Ze względu na topografię i po zabezpieczeniu wody wymaganej do nawadniania ekspansja rolnicza jest ukierunkowana na Pustynię Zachodnią, na której znajduje się kilka zagłębień, takich jak Depresje Qattara i Fayum ( Omran i Negm, 2020 ).

3 . Studia przypadków do oceny niektórych obszarów ekspansji na egipskich pustyniach za pomocą GIS

(GOPP) podzielił Egipt na siedem jednostek regionalnych ( GOPP, 2010 ). Studia przypadków przedstawione w bieżącym artykule przeglądowym skupią się na jednostkach regionalnych Assiut, Północnego Górnego Egiptu i Aleksandrii. Zdalnie wykrywane dane zintegrowane z GIS to główne narzędzia w rozwiązywaniu przedstawionych studiów przypadku.

Niektóre projekty rekultywacji gruntów w Egipcie

• – Projekt rozwoju Four Million Acres ma na celu zbudowanie zintegrowanego społeczeństwa na nowych ziemiach poprzez wspieranie celu SDG strategii zrównoważonego rozwoju (SDS): Egipt Wizja 2030 związana ze zwiększeniem obszaru miejskiego o około 25% jego obecnego całkowitego obszaru do roku 2030. Rozpoczęła się realizacja pierwszego etapu projektu polegającego na zagospodarowaniu półtora miliona akrów ( MCIT, 2020 ). Na ryc. 7 przedstawiono tereny planowane do rekultywacji w pierwszym etapie projektu i nawadniane wodami podziemnymi.

  

  1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (514 KB)
  2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

  Ryc. 7 . 1,5 miliona obiecujących projektów rekultywacji gruntów Feddan w Egipcie: zmodyfikowano po ( Elreef-elmasry, 2017 ).

• – Projekt rozwoju północno-zachodniego wybrzeża ma na celu rozwój północno-zachodniego wybrzeża poprzez budowę szeregu dróg oraz poprzecznych i podłużnych korytarzy, które łączą ten obszar z resztą prowincji. Projekt obejmuje uprawę około 1 000 000 akrów i rekultywację terenu ze względu na dostępne zasoby wód podziemnych na tym obszarze oraz dostępność pasm przybrzeżnych z nadmiernymi opadami. Projekt ten przyczynia się do wspierania rolnictwa i rekultywacji tych terenów poprzez uprawę pszenicy, jęczmienia oraz tworzenie klastrów przemysłu rolno-spożywczego

Niniejsza sekcja dzieli studia przypadków na: jednostkę regionalną Assiut, która obejmuje prowincje Assiut i New Valley; Region Północnego Górnego Egiptu obejmujący prowincje Minia, Fajum i Beni Sueif; oraz Jednostka Regionalna Aleksandrii, która obejmuje prowincje Aleksandria, Beheira i Matruh.

3.1 . Jednostka regionalna Assiut

Gaber i in. (2020) zintegrowali teledetekcję z rezystywnością geoelektryczną i technikami aeromagnetycznymi w celu zbadania potencjału wód podziemnych w zachodnim obszarze Qena, Dolinie Zachodniego Nilu w Egipcie (jeden z projektów o powierzchni 1,5 miliona akrów), jako alternatywnego źródła wody dla Nilu. Pozwoli to na tworzenie nowych społeczności rolniczych, aby sprostać wymaganiom wzrostu liczby ludności na tym obszarze. Stosowane zestawy danych teledetekcyjnych obejmują: (SRTM DEM, Landsat-8, ALOS/PALSAR-1, Sentinel-1 i TRMM). Mapy tematyczne: zboczy, uskoków, przepuszczalności skał, wzorców odwadniania, opadów, litologii i typów gleby zostały nałożone i zintegrowane przy użyciu metody nakładek ważonych w ramach GIS w celu uzyskania mapy potencjału wód podziemnych. Mapy tematyczne uszeregowano w skali od 1 do 5 w oparciu o względny wpływ czynników na infiltrację . W oparciu o dane wyjściowe modelu obszar podzielono na pięć stref w oparciu o możliwości ładowania, jak pokazano na ryc. 8.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (361 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 8 . Potencjał doładowania wód podziemnych w West Qena ( Gaber i in., 2020 ).

Kato i in. (2014) zintegrowali teledetekcję (RS) i systemy informacji geograficznej (GIS) w celu zbadania dynamicznej relacji między zasobami wód podziemnych, użytkowaniem gruntów (LU)/pokryciem terenu (LC) oraz rozmieszczeniem populacji w oazie Dakhla. Do LULC wykorzystano jeden obraz Landsat Multispectral Scanner System, dwa obrazy Landsat Thematic Mapper z 1984 r. I sześć zdjęć satelitarnych SPOT4 z 2011 r. Ponadto szczegółowa baza danych wydobycia wód podziemnych była dostępna od 1960 do 2005. Integracja ta umożliwiła odwzorowanie rozkładu przestrzennego zmian pokrycia terenu i ich wpływu na użytki rolne. Analiza wykazała, że ​​Dakhla Oasis ma wyraźne zmiany pokrycia terenu, które odzwierciedlają wzrost osad miejskich i gruntów rolnych, ze względu na niedawne projekty rekultywacji gruntów i wzrost liczby ludności. Całkowita populacja wykazała tempo wzrostu około 34%, co jest wyraźną podstawą wzrostu pokrycia terenu miejskiego i powierzchni użytków rolnych ( ryc. 9 ). Ponadto pobór i eksploatacja wód podziemnych wzrosła w latach 1976-2006 o 54% do 62% w różnych regionach. Ten wzrost poboru wody jest związany ze wzrostem liczby ludności, która w tym samym okresie wahała się od 8,5 do 150%.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (197 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 9 . Rozmieszczenie gruntów rolnych we wsiach Dakhla Oasis w latach 1972-2011 ( Kato i in. 2014 ).

Gad (2015) stworzył bazę danych zasobów gruntów dla Dakhla Oasis, której celem jest ocena i mapowanie możliwości gruntów w oparciu o metodologię ( FAO, 1985 ). Próbki gleby, zdjęcia satelitarne Landsat , bazy danych klimatu i krajobrazu zostały zintegrowane w modelu GIS. Cyfrowy model wysokości (DEM) został stworzony przy użyciu SRTMzdjęcia satelitarne za pomocą map topograficznych. Wyniki pokazały, że 19,2% Oazy to gleby o wysokiej zdolności (klasa II) i znajdują się one w północnych częściach Oaz. Z drugiej strony 6,1% obszaru Oasis to gleby średnio zdolne (klasa III) i kilka niewielkich obszarów po zachodniej stronie depresji. Ponadto gleby o niskiej zdolności do wydobycia stanowią 20,3% całkowitej powierzchni i znajdują się głównie w pobliżu obrzeży depresji lub w sąsiedztwie czynnych wydm . 54,5% całkowitej powierzchni Oaz to gleby nieprzystosowane, tereny skaliste lub czynne wydmy ( ryc. 10 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (501 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 10 . Klasy zdolności Dakhla Oases Land ( Gad, 2015 ).

Na Pustyni Zachodniej wody gruntowe są głównym źródłem do celów rolniczych, a na jakość wód gruntowych duży wpływ ma związana z nimi działalność człowieka. W związku z tym w Dakhla Oasis ( El-Zeiny i Elbeih, 2019 ) wykorzystano techniki GIS do oceny przestrzennego rozkładu jakości wód gruntowych i ich przydatności do nawadniania. Zdjęcia satelitarne Landsat 8 OLI wykorzystano do stworzenia mapy pokrycia terenu (LULC) w celu oceny działalności rolniczej i działalności człowieka na badanym obszarze. Ponadto osiem parametrów jakości wód gruntowych do nawadniania wykorzystano w systemie informacji geograficznej (GIS) dla 71 odwiertów przy użyciu metody odwrotnego ważenia odległości (IDW). Wyniki pokazały, że większość studni z wodą gruntową najlepiej nadaje się do nawadniania zasoleniempoziomy nie większe niż 2000 mg/l i doskonała jakość w oparciu o szybkość wchłaniania sodu (mniej niż 10) ( ryc. 11 ). Ta przestrzenna ocena zasobów wód podziemnych w Oazie Dakhla wyjaśniła stopień ich pogorszenia i obszary, które są bardziej odpowiednie. Biorąc pod uwagę międzynarodowe zalecenia dotyczące nawadniania, większość cech studzienek nadaje się do stosowania w nawadnianiu.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (214 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 11 . Przydatność wód gruntowych do nawadniania w oazie Dakhla ( El-Zeiny i Elbeih, 2019 ).

Iwasaki i in. (2020) przeanalizowali zmiany w użytkowaniu gruntów we wsi Rashda – Dakhla Oasis i powiązali te zmiany w użytkowaniu gruntów ze studniami wód gruntowych oraz zmianami jakości i poziomu wody w czasie. Niniejsze opracowanie dokumentuje powiększanie się powierzchni użytków rolnych w wyniku rozwoju techniki wiercenia otworów. Zdjęcia satelitarne były wykorzystywane od 1968 do 2018 roku, w tym: obrazy Landsat, Sentinel-2 i Corona. Ponadto obraz z 2008 r. ALOS PALSAR został wykorzystany do wygenerowania danych o wysokiej rozdzielczości (DEM) i studni gruntowych z kontroli terenowych i raportów rządowych.

Wyniki pokazały znaczące zmiany w użytkowaniu/pokryciu gruntów w ciągu ostatnich 50 lat, gdzie największa ekspansja gruntów rolnych miała miejsce w latach 1988-2003 z powodu przyspieszenia wiercenia i eksploatacji odwiertów ( ryc. 12 ). W latach 2003-2018 przyrost użytków rolnych następował średnio w tempie 33,3 ha/rok. Jednak powierzchnia użytków rolnych zwiększała się w latach 1988-2003 w tempie 40,0 ha/rok, czyli znacznie szybciej niż w okresie 1968-1988 (8,1 ha/rok) ( ryc. 12 ). Jednym ze zjawisk, które pojawiło się w latach 1968-2018, było zwiększenie powierzchni zlewni z 15,6 ha do 194,4 ha, przy czym ich wzrost wiązał się z szybkim przyrostem powierzchni użytków rolnych w ciągu ostatnich 50 lat (1988-2003) (ryc. 12 ) .

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (255 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 12 . Klasy użytkowania gruntów/pokrycia w wiosce Rashda (Oaza Dakhla): a od 1968 do 1988, b od 1988 do 2003 i c od 2003 do 2018 ( Iwasaki i in., 2020 ).

W latach 1988-2008 nastąpił największy roczny przyrost użytków rolnych, który zbiegł się w czasie z pojawieniem się nowych typów studni na obrzeżach wsi (źródła powierzchniowe i studnie inwestycyjne), gdzie tereny zmieniły się z pustynnych na rolne (ryc. 13 ) .

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (214 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 13 . Lokalizacja odwiertu według typu, b daty wiercenia, nałożone użytkowanie gruntów (1988–2018), w wiosce Rashda (Oaza Dakhla) ( Iwasaki i in., 2020 ).

El Nahry i in. (2010) zastosowali technikę Weighted Spatial Capability Modeling (WSCM), wykorzystując dane hydrogeologiczne i dane dotyczące zdolności gleby do określenia obszarów zdolności gleby/wód gruntowych we wschodnim Oweinat. W badaniu wykorzystano charakterystykę hydrogeologiczną, hydrogeochemiczną i pedologiczną nubijskiego systemu wodonośnego piaskowca (NSAS) jako dane wejściowe dla modelu opartego na wielu kryteriach decyzyjnych ( ryc. 14 ). Zastosowano następujące warstwy: głębokość zanurzenia jako miarę dostępności, całkowitą zawartość substancji rozpuszczonych (TDS) jako współczynnik przydatności wody w rolnictwie, plon bezpieczny jako miarę ilości wody dostępnej dla działalności rolniczej, współczynnik adsorpcji sodu (SAR), który mierzy zagrożenie sodem w wodzie do nawadniania, zasolenie glebyktóra wpływa na produktywność upraw, głębokość gleby, która odzwierciedla grubość gleby, procent sodu wymiennego w glebie i zdolność wymiany kationów, która wskazuje na zdolność gleby do zatrzymywania kationowych składników odżywczych. Warstwy te zostały zintegrowane z modelem (GIS), jak pokazano na ( ryc. 14 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (108 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 14 . Schemat blokowy metodologii stosowanej do mapowania gleby/wód gruntowych w East Oweinat ( El Nahry i in., 2010 ).

Klasy modeli wyjściowych wykazały dostępność umiarkowanej klasy zdolności gruntów do wód podziemnych, co podkreśla sukces wzorca użytkowania gruntów na obszarze East Oweinat w ostatnich latach. Mapa WSCM dotycząca zdolności gleb/wód gruntowych wykazała trzy klasy; wysoki, średni i niski. 65,87% całego zmapowanego obszaru jest sklasyfikowane jako średnio wydajne, podczas gdy klasa wysokiej zdolności obejmuje 23,31% badanego obszaru. Klasa niskiej zdolności (80,94 km ² ) napotyka tylko niewielką strefę w strefie południowej ( ryc. 15 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (149 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 15 . Mapa zdolności gleby/wody gruntowej zbudowana przy użyciu techniki WSCM w East Oweinat ( El Nahry i in., 2010 ).

Saleh i in. (2015) badali potencjał gleb zachodniej Asuanu (głównie dorzecza El-Galaba) pod kątem ekspansji rolniczej i optymalnego wykorzystania rolniczego. Jednostki terenu zostały zidentyfikowane za pomocą obrazu satelitarnego Landsat 8 w cyfrowym modelu terenu (DTM), aby wyrazić krajobraz i jednostki mapowania gleby . Zidentyfikowano i zgrupowano piętnaście jednostek mapowania, a możliwości lądowe przeprowadzono przy użyciu modelu zdolności Cervatana, jak pokazano na ( ryc. 16 ). Przewidywanie możliwości użytkowania gruntów to jakościowy proces oceny oparty na kilku czynnikach, w tym: nachyleniu, glebie, klimacie i obecnym użytkowaniu lub roślinności. Wyniki badań wykazały potencjał dorzecza El-Galaba do zastosowań rolniczych.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (69 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 16 . Schemat blokowy modelu Cervatany do przewidywania możliwości gruntów w dorzeczu El-Galaba ( Saleh i in., 2015 ).

3.2 . Północny region Górnego Egiptu

• • West Minya

AbdelRahman i in. (2018) badali obszar „West Minya Governorate” zgodnie z rządowymi planami rozwoju. W ramach badania opracowano mapę możliwości gruntów dla regionu West Minia, korzystając z informacji o glebie w oparciu o kryteria USDA i nowy parametr dodany w celu określenia wskaźnika zdolności gleby do różnych metod nawadniania . Formy terenu zmapowano za pomocą SRTM w połączeniu ze zdjęciami satelitarnymi Sentinel badanego obszaru. Model przestrzenny Fuzzy-Multi-Criteria został wykorzystany do ilościowej oceny oceny gruntów w oparciu o zrównoważone planowanie przestrzenne . W odniesieniu do nawadniania kropelkowego i zraszającego, przydatność gleb jest umiarkowana do wysokiej na całym obszarze z wyjątkiem wydm i gruntów skalnych ( ryc. 17).). Nowoczesne metody nawadniania powinny zastąpić system nawadniania powierzchniowego na gruntach uprawnych badanego obszaru.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (383 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 17 . Wskaźnik zdolności do określania przydatności gleby do różnych metod nawadniania w West Minia ( AbdelRahman i in., 2018 ).

3.3 . Jednostka regionalna Aleksandrii

• • Oaza Moghra, Wadi El-Farigh i Wadi El-Natroun

Sayed i in. (2019) stworzyli mapę najlepszych miejsc do zainstalowania paneli fotowoltaicznych (PV) do wytwarzania energii słonecznej w celu wykorzystania wód gruntowych w Oazie Moghra, stosując model analizy wielokryterialnej (MCA) oparty na technologii GIS . Dane SRTM wykorzystano do modelowania ukształtowania terenu, nachylenia terenu, kątów nachylenia i powierzchniowych map promieniowania słonecznego. Kryteria zastosowane do warstw obejmują następujące czynniki: głębokość wód gruntowych, zasolenie, jasność słoneczna, topografia, bliskość tras transportowych i użytkowanie gruntów ( ryc. 18 ) i ( tabela 6 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (150 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 18 . Schemat blokowy dla warstw danych wejściowych modelu MCA GIS w Moghra Oasis ( Sayed i in., 2019 ).

Tabela 6 . Wagi kryteriów wejściowych dla modelu MCA GIS w Moghra Oasis ( Sayed i in., 2019 ).

Ranga	Kryteria	Waga ( n − rj  + 1)	Znormalizowana waga w j
1	Zasolenie wód podziemnych	7	0,25
2	Głębokość do wód gruntowych	6	0,21
3	Pokrycie terenu	5	0,18
4	Odległość do dróg	4	0,14
5	Nachylenie	3	0,11
6	Aspekt	2	0,07
7	Promieniowania słonecznego	1	0,04
Suma		28	1

Modele pokazały, że najlepsze miejsca do ustawienia paneli fotowoltaicznych dla stacji wykorzystania energii słonecznej znajdują się w pobliżu delty Nilu i poza granicami depresji Qattara i jeziora Moghra, obszary pól naftowych w pobliżu badanego obszaru oraz obszary, w których zasolenie wód gruntowych przekracza 5000 ppm. Powstała mapa wykazała, że ​​najlepsze miejsca do zakładania stacji fotowoltaicznych mają zasolenie wód gruntowych poniżej 5000 ppm i głębokość poniżej 100 m od powierzchni gruntu (ryc. 19 ).

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (100 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 19 . Mapa przydatności do pozyskiwania wód gruntowych z wykorzystaniem energii słonecznej w oazie Moghra ( Sayed i in., 2019 ).

4 . Przyszła wizja Egiptu dotycząca postępu naukowego i stosowanego

Strategia zrównoważonego rozwoju: Egipt Wizja 2030 przyjęła zrównoważony rozwój jako ogólne ramy poprawy jakości życia bez uszczerbku dla praw przyszłych pokoleń do lepszego życia. Stąd koncepcja rozwoju przyjęta przez Egipt Vision 2030 opiera się na trzech głównych osiach (wymiarach); wymiar ekonomiczny, społeczny i środowiskowy ( MCIT, 2020 )

Oś gospodarcza obejmuje sektory rolnictwa, wody i nawadniania. Do głównych wyzwań stojących przed sektorem rolniczym należą: wysokie wskaźniki naruszeń na gruntach rolnych (ponad 20 tys . zasobów ze względu na ograniczone dochody z rzeki Nil, oprócz pogorszenia jakości wody w Nilu i drogach wodnych z powodu zanieczyszczenia. Główne wyzwania stojące przed sektorem gospodarki wodnej i irygacyjnej to: Pogorszenie jakości wody spowodowane zanieczyszczeniem oraz ograniczona dystrybucja przestrzenna i czasowazasobów wodnych. W programach i projektach rozwoju gospodarczego do 2030 r. rolnictwu nadano dwa tematy; temat nr 40 „Zagospodarowanie obszarów rolniczych i wspieranie przemysłu rolnego” oraz temat nr 43 „Utworzenie Centrum Modernizacji Rolnictwa”. Ważne jest, aby rząd i decydenci zachęcali i korzystali z najnowszych i aktualnych technologii , aby pomyślnie zrealizować egipską wizję 2030 w kierunku zrównoważonego rozwoju starych i nowo zrekultywowanych ziem (MCIT, 2020).

Cele Zrównoważonego Rozwoju (SDGs) Cel 2, który ma na celu wyeliminowanie głodu, osiągnięcie bezpieczeństwa żywnościowego i poprawę żywienia oraz promowanie zrównoważonego rolnictwa: dotyczy wielu kwestii związanych z podwojeniem produktywności rolnictwa, zwiększeniem odsetka gruntów rolnych objętych produktywnym i zrównoważonym rolnictwem, zwiększeniem inwestycji, w tym wzmocnionej współpracy międzynarodowej, w zakresie infrastruktury wiejskiej, badań rolniczych i usług informacyjnych. Ponadto Cel 7 SDG, który zapewnia dostęp do niedrogiej, niezawodnej, zrównoważonej i nowoczesnej energii: koncentruje się na zwiększeniu udziału energii odnawialnej, rozbudowie infrastruktury i unowocześnieniu technologii dostarczania nowoczesnych i zrównoważonych usług energetycznych (Organizacja Narodów Zjednoczonych (ONZ), 2020 ) .

Rząd egipski bardzo popiera rozwój projektów rolniczych w Nowej Dolinie i związanych z nimi gałęzi przemysłu spożywczego oraz tworzenie obszarów logistycznych ( ryc. 20 ). gubernatorstwo New Valley, 2020 ). W związku z rządowymi planami wykorzystania energii słonecznej do eksploatacji wód podziemnych na obiecujących obszarach Pustyni Zachodniej ( Sayed i in., 2020 ) zbudowali model wód podziemnych za pomocą oprogramowania MODFLOW/GMS. Jednym z głównych celów tego modelu było obliczenie powierzchni elektrowni fotowoltaicznych (PV) i mocy wymaganej do pompowania wody w warstwie wodonośnej Moghra na pustyni północno-zachodniej. Badania oparto na danych topograficznych, klimatycznych, geologicznych i hydrologicznych przetwarzanych w środowisku GIS. Wymaganą powierzchnię i moc obliczono przy wysokości statycznej (początkowy poziom wody) oraz po 5, 10, 50 i 100 latach. Wyniki pokazały, że potrzebna moc (potencjalna energia elektryczna) oraz powierzchnia paneli fotowoltaicznych potrzebna do poboru wzrośnie po 5, 10, 50 i 100 latach (odnosząc się do początku pompowania) o około 48%, 60% , odpowiednio 140% i 200%, ze względu na ciągły pobór i spodziewany spadek poziomu wód gruntowych.

1. Pobieranie: Pobierz obraz w wysokiej rozdzielczości (364 KB)
2. Pobierz: Pobierz obraz w pełnym rozmiarze

Ryc. 20 . Powierzchnia elektrowni fotowoltaicznej i wymagana moc hydrauliczna wymagana na początku pompowania i po 10 latach w Moghra Oasis ( Sayed i in., 2020 ).

5 .Wnioski i rekomendacje do dalszych badań

Ten artykuł przeglądowy obejmuje różne zastosowania teledetekcji i GIS w dziedzinie oceny nowych obszarów ekspansji rolniczej na pustyniach egipskich. Ogólnie rzecz biorąc, większość tych aplikacji ma na celu zapewnienie wsparcia decydentom i urbanistom.

Główne kryteria i ograniczenia brane pod uwagę przy ocenie gruntów rolnych na pustyniach opierają się na „Środowiskowej perspektywie rozwoju miast”. Strategia zrównoważonego rozwoju w ramach Egypt Vision 2030 uwzględnia główne wyzwania stojące przed procesem rozwoju w Egipcie, reprezentowane przez niedostatek zasobów naturalnych, takich jak energia, ziemia, woda i degradacja środowiska. Aby chronić uprawiane i nowo odzyskane ziemie na pustyniach egipskich i zachować je dla przyszłych pokoleń, należy wziąć pod uwagę następujące zalecenia:

• • Racjonalizuj zużycie wody, zmieniając systemy nawadniania z zalewania na zraszanie lub nawadnianie kropelkowe . Zmniejszy to straty wody i ilość ścieków wpływających do kanalizacji, a tym samym uniknie problemów związanych z zaleganiem wody

• • Uzupełnianie poziomu wodonośnego wód podziemnych wodami o niskim i średnim zasoleniu lub w przypadku wód o niskiej jakości wykorzystanie ich do uprawy drzew drzewiastych

• • Polegaj w większym stopniu na energii słonecznej, zainstaluj panele fotowoltaiczne do wytwarzania energii słonecznej w celu wykorzystania wód gruntowych i rozważ energię wiatru jako alternatywę dla źródeł odnawialnych

• • Zbadanie możliwości odsalania słonawych wód podziemnych za pomocą energii słonecznej na obszarach o wysokim zasoleniu wód podziemnych

• • Uprawa odmian roślin tolerujących wysokie temperatury

• • Modernizacja systemów odwadniających, aby zapobiec gromadzeniu się wody i powstawaniu stawów melioracyjnych.