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Scenarios analysis using water-sensitive urban design principles: a case study of the Cape Flats Aquifer in South Africa
Hydrogeology Journal ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-06-01 , DOI: 10.1007/s10040-020-02188-w
Siyamthanda Gxokwe , Yongxin Xu , Thokozani Kanyerere

A feasibility assessment was undertaken on the application of water-sensitive urban design (WSUD) for the Cape Flats Aquifer in Cape Town, South Africa, at the local scale. The study contributes towards the planning of water-sensitive cities in the future. A three-dimensional steady-state groundwater flow model was applied to the Cape Flats Aquifer to predict WSUD scenarios by incorporating managed aquifer recharge (MAR). Analysis of the scenarios of varying recharge estimates and groundwater abstraction rates, predicted using the model, indicated that the water-table distribution and outflows from identified groundwater balance components show direct proportionality to the varying recharge scenarios. A notable increase in these outflows was observed when the recharge rate was increased by 50%. Varying groundwater abstraction scenarios indicated that with increasing abstraction rates, water levels and outflows from groundwater balance components also decreased accordingly. A notable decline in water levels and outflows was established at an abstraction rate of 2.5 and 5 L/s, respectively. Similar to the previous regional studies in the area, the results from the predicted scenarios show that there is a potential for applying WSUD, particularly MAR, at site-specific scale within the Cape Flats Aquifer. However, shallow groundwater levels during wet seasons limit the opportunities for application of WSUD in the area. This finding would provide an important reference to the ongoing debate on the Cape Town water crisis and similar environmental conditions where WSUD is considered.



中文翻译:

使用对水敏感的城市设计原则进行的情景分析:南非开普敦公寓含水层的案例研究

在当地规模上,对南非开普敦的Cape Flats含水层应用水敏性城市设计(WSUD)进行了可行性评估。该研究有助于未来对水敏感城市的规划。将三维稳态地下水流模型应用到Cape Flats含水层中,通过合并托管含水层补给(MAR)来预测WSUD情景。使用该模型预测的补给估算和地下水抽取率变化的情景分析表明,地下水位分布和已确定的地下水平衡成分的流出量与变化的补给情景成正比。当补给率提高50%时,这些流出量显着增加。各种不同的地下水抽取方案表明,随着抽取率的提高,地下水位组成部分的水位和流出量也相应减少。分别以2.5 L / s和5 L / s的抽取速率确定了水位和流出量的显着下降。与该地区先前的区域研究相似,预测情景的结果表明,在Cape Flats含水层中,有可能在特定地点应用WSUD,尤其是MAR。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区使用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。水位和地下水平衡成分的流出量也相应减少。分别以2.5 L / s和5 L / s的抽取速率确定了水位和流出量的显着下降。与该地区先前的区域研究相似,预测情景的结果表明,在Cape Flats含水层中,有可能在特定地点应用WSUD,尤其是MAR。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区应用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。水位和地下水平衡成分的流出量也相应减少。分别以2.5 L / s和5 L / s的抽取速率确定了水位和流出量的显着下降。与该地区先前的区域研究相似,预测情景的结果表明,在Cape Flats含水层中,有可能在特定地点应用WSUD,尤其是MAR。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区使用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。分别以2.5 L / s和5 L / s的抽取速率确定了水位和流出量的显着下降。与该地区先前的区域研究相似,预测情景的结果表明,在Cape Flats含水层中,有可能在特定地点应用WSUD,尤其是MAR。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区使用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。分别以2.5 L / s和5 L / s的抽取速率确定了水位和流出量的显着下降。与该地区先前的区域研究相似,预测情景的结果表明,在Cape Flats含水层中,有可能在特定地点应用WSUD,尤其是MAR。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区使用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。在Cape Flats含水层内以特定地点规模进行。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区使用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。在Cape Flats含水层内以特定地点规模进行。但是,雨季的地下水位很浅,限制了该地区使用WSUD的机会。这一发现将为正在进行的有关开普敦水危机和考虑WSUD的类似环境条件的辩论提供重要参考。

更新日期:2020-06-01
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