地下水是全球淡水供应的重要组成部分，为数十亿人提供了可靠的水源（Addisie, 2022; Sabri and Khayyun, 2023; Tilahun and Merkel, 2014）。它支持家庭、农业和工业活动（Amiri et al., 2022; Jeelani et al., 2018），其补给量直接影响长期可持续性（Armanuos et al., 2016; Mathenge et al., 2020）。在地表水资源有限的地区，地下水往往是主要的水源，因此了解补给过程尤为重要，尤其是在干旱和半干旱地区（Manafzadeh and Manafzadeh, 2019; Singh et al., 2019）。
地下水补给可以通过多种方法估算，每种方法都有其优缺点。水量平衡法简单且应用广泛，但需要准确的降水、蒸散量、径流和储存变化数据，而这些数据在某些地区难以获取（M. Li et al., 2024; Manafzadeh and Manafzadeh, 2019; Singh et al., 2019; Tilahun and Merkel, 2014; Yeh et al., 2007）。氯化物质量平衡法在干旱地区效果较好，但在存在人为氯化物来源的情况下可靠性较低（Crosbie et al., 2018; Ifediegwu, 2020; Uugulu and Wanke, 2020; Xu et al., 2019; Zhang et al., 2023）。地下水位波动法通过监测地下水位提供直接信息，但依赖于一致的水层数据（Addisie, 2022; Delottier et al., 2018; Guillaumot et al., 2022; Sun et al., 2024; Yang et al., 2018）。同位素和示踪技术可以提供详细估算，但成本高昂且技术要求高（Blarasin et al., 2021; Hao et al., 2019; Jeelani et al., 2018; M＝＝Z. Li et al., 2024; Shahul Hameed et al., 2015）。数值模型可以整合多种数据集，但需要高质量输入数据和仔细校准，计算量较大（Dash et al., 2019; Omar et al., 2020）。
在数据有限的流域中，像WetSpass-M这样的空间分布型水量平衡模型提供了实用的替代方案。该模型可以利用易于获取的GIS层（土地利用、土壤质地和坡度）以及气候变量来估算长期地下水补给量，而无需连续的河流流量数据。与SWAT或HEC-HMS等流域径流模型不同，后者需要河流流量记录进行校准（Chathuranika et al., 2022; Prakash et al., 2024），WetSpass-M能够在网格尺度上将降水分为蒸散量、径流和补给量，特别适用于水文数据稀少的地区。
选择合适的补给量估算方法取决于研究区域的特征、数据可用性和研究目标。补给量受到土地利用、地形、气候、地下水深度和其他水文因素之间复杂相互作用的影响（Ifediegwu, 2020; Mohammadi et al., 2014）。WetSpass-M模型通过整合关键物理和气候变量解决了这些问题。该模型最初是为温带地区开发的（Batelaan and De Smedt, 2001），现已成功应用于非洲热带流域，用于估算补给量和评估水量平衡动态（Ashaolu et al., 2020; Batelaan and De Smedt, 2007; Gebremeskel and Kebede, 2017; Tilahun and Merkel, 2009; Zarei et al., 2016）。
埃塞俄比亚拥有丰富的地表水和地下水资源，尽管其分布受时间和空间限制。尽管地下水在支持农业、家庭用水和抗旱能力方面起着关键作用，但其利用仍然不足（Arefaine et al., 2012; Beyene et al., 2024; Demissie et al., 2023; Gebremeskel and Kebede, 2017; Gidafie et al., 2025）。许多地区，包括加莫（Gamo）和戈法（Gofa）地区的马泽-岑蒂流域，面临干旱、降雨不规律和河流非常年性等问题，使得地下水对水资源安全至关重要（Anteneh et al., 2023; Asrade et al., 2024; Demissie et al., 2023; Gidafie et al., 2025; Mohammadi et al., 2014）。
尽管重要性不言而喻，马泽-岑蒂流域仍缺乏关于地下水补给的全面数据，限制了可持续资源管理。基于GIS的模型如WetSpass-M为估算补给量和分析水量平衡提供了实用方法，在温带和半干旱地区取得了可靠的结果（Abdollahi et al., 2017; Begashaw et al., 2024; Beyene et al., 2024; Dereje and Nedaw, 2019; Gebremeskel and Kebede, 2017; Hirbo and Kasiviswanathan, 2022; Meresa and Taye, 2019; Tadesse and Jothimani, 2024）。应用这些模型有助于更好地理解水文过程的空间和时间变化，从而支持干旱易发地区（如马泽-岑蒂流域）的可持续地下水管理和水资源安全。
马泽-岑蒂流域的地质特征显著影响水量平衡组成部分，包括补给量、径流和实际蒸散量（AET）。如玄武岩、流纹岩、英安岩和冲积沉积物等裂隙和节理岩性单元促进了补给（Belay et al., 2023; Woldemariyam and Habtamu, 2025）。相比之下，片麻岩和花岗岩等低渗透性岩性单元限制了水分渗透，增加了地表径流（Woldemariyam and Habtamu, 2025）。地质构造特征，如断层和裂隙，作为地下水流通道，而植被覆盖则增强了可渗透岩性单元的蒸散量。然而，由于以往研究未量化岩性异质性和地质构造元素（如NE-SW断层/裂隙网络）如何控制补给、径流和AET的空间模式，因此存在知识空白。基于实地的渗透性数据稀缺，导致对构造对补给路径影响的认识不足，且没有研究将地质、构造和空间补给建模结合起来识别高补给区。本研究通过将地质和构造控制因素与马泽-岑蒂流域的地下水补给模式联系起来，填补了这些空白。
我们应用基于GIS的WetSpass-M模型来量化季节性和年度水量平衡组成部分，整合了水文气象数据、土壤性质、土地利用和地形信息。使用遥感和ArcGIS生成了空间明确的输入数据。该模型经过校准和验证，以确保其可靠性。具体而言，研究内容涵盖：（i）岩性和地质构造特征如何控制补给量、径流和AET；（ii）哪些区域最适合可持续的地下水开发和管理；（iii）WetSpass-M建模如何支持半湿润地区的水资源规划。
