Анализ характеристик, защитная способность и потенциал неглубоких гидрогеологических слоев густонаселенного жилого района, штат Аква-Ибом, Южная Нигерия
Резюме
Актуальность работы. Технология геоэлектрического сопротивления (GRT) вместе с геологическими данными была использована для определения гидрокинетических характеристик, защитной способности и потенциала грунтовых вод востребованной жилой застройки в Южной Нигерии. Цель. Технология GRT использовалась в виде способов одномерного вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) и двухмерной электрической томографии с помощью установки Schlumberger (ERT). Методы. Первичные и вторичные геоэлектрические индексы сопоставлялись с имеющимися геологическими данными для расчета карт гидродинамических параметров наиболее мелкого водоносного горизонта. Указанные карты имеют решающее значение для эффективного управления системой незамкнутого водоносного горизонта под ним, которая широко используется в этом районе. Динамика насыщения исследуемой области определялась путем анализа общей пористости (в диапазоне от 0,282 до 0,691), удельной водоотдачи (в диапазоне от 0,040 до 0,107), полевой влагоемкости/удельного удержания (в диапазоне от 0,242 до 0,623) и эффективности дренируемости, зависящей от хранения (в диапазоне от 7,6% до 40,5%). Результаты. Установлено, что наиболее эффективное высвобождение поровой воды происходит, когда дренируемость превышает 21%. Диапазон потенциальных индексных параметров, включая проницаемость (57,4–4339,2 м2/день), поперечное сопротивление/шкала потенциала водоносного горизонта (453,6–152 756,5 Ом•м2), проницаемость (91,7–7269,7 мД) и гидравлическая проводимость (57,4–4339,2 м/день), показывают положительный потенциал, но ограниченный умеренной защитой, на что указывает индекс продольной проводимости (0,004–0,6218 Сименс). Учитывая стремление большинства населения проживать в этом быстрорастущем и конкурентоспособном жилом комплексе, важно создание эффективных систем утилизации отходов для предотвращения утечки и инфильтрации вредных веществ, таких как фильтраты и другие органические/неорганические отходы, в уязвимые подземные источники воды, которые население использует для различных целей.
Литература
Akpan A.E., Ugbaja A.N., George N.J. Integrated geophysical, geochemical and hydrogeological investigation of shallow groundwater resources in parts of the Ikom-Mamfe Embayment and the adjoining areas in Cross River State, Nigeria. Environmental Earth Sciences. 2013. Vol. 70. Issue 3. pp. 1435–1456. DOI: 10.1007/ s12665-013-2232-3.
Bhatt K. Uncertainty in wellhead protection area delineation due to uncertainty in aquifer parameter values. Journal of Hydrology. 1993. Vol. 149. Nos. 1-4. pp. 1–8.
Braga A.C.O., Dourado J.C., Malagutti F.W. Resistivity (DC) method applied to aquifer protection studies. Brazilian Journal of Geophysics. 2006. Vol. 24. No. 4. pp. 573–581.
Frind O., Molson J.W. Issues and options in the delineation of well caapture zones under uncertainty. Groundwater. 2018. Vol. 56. Issue 3. pp. 366–376. DOI: 10.1111/gwat.12644.
Gheorghe A. Processing and synthesis of hydrological data. Abacus Press Junebridge Wells, Kent. 1978. pp. 122–136.
George N.J. Geo-electrically and hydrogeologically derived vulnerability assessments of aquifer resources in the hinterland of parts of Akwa Ibom State, Nigeria. Solid Earth Sciences. 2021. Vol. 6. Issue 2. pp. 70–79. DOI: 10.1016/j.sesci.2021.04.002.
George N.J., Obianwu V.I., Obot I.B. Laboratory estimation of aquifer effective porosities from core samples obtained during borehole drilling in parts of the Niger Delta Region, South-eastern Nigeria. Advances in Applied Science Research. 2011. Vol. 2. Issue 1. pp. 153–162.
GSN. Nigerian geological map series. Sheets 79 (Umuahia) and 82 (Calabar). 1962.
Hilberts A., Troch P.A., Paniconi C. Storage-dependent drainable porosity for com-plex hillslopes. Water Resources Research. 2005. Vol. 41. Issue 6. Art. No. 06001. DOI: 10.1029/2004WR003725.
Ibuot J.C., Akpabio G.T., George N.J. A survey of the repository of groundwater potential and distribution using geo-electrical resistivity method in Itu Local Government Area (LGA), Akwa Ibom State, southern Nigeria. Central European Journal of Geosciences. 2013. Vol. 5. Issue 4. pp. 538–547.
Ibuot J.C., George N.J., Okwesili A.N., Obiora D.N. Investigation of litho-textural characteristics of aquifer in Nkanu West Local Government Area of Enugu state, southeastern Nigeria. Journal of African Earth Sciences. 2019. Vol. 153. pp. 197–207. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2019.03.004.
Ikpe E.O., Ekanem A.M., George N.J. Modelling and assessing the protectivity of hydrogeological units using primary and secondary geoelectric indices: a case study of Ikot Ekpene Urban and its environs, southern Nigeria. Modeling Earth Systems and Environment. 2022. Vol. 8. Issue 4. pp. 4373–4387.
Karanath K.R. Hydrogeology. Mc Graw-Hill Publishing Co. Ltd. 1994. 458 p.
Loke M.H., Acworth I., Dalhin T. A comparison of smooth and blocky inversion methods in 2-D electrical imaging surveys. Exploration Geophysics. 2003. Vol. 34. Issue 1. pp. 182–187.
Loke M.H., Barker R.D. Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method. Geophysical Prospecting. 1996. Vol. 44. Issue 1. pp. 131–152.
Loke M.H., Dalhin T. A comparison of the Gauss-Newtonand quasi-Newton methods in resistivity imaging inversion. Journal of Applied Geophysics. 2002. Vol. 49. Issue 3. pp. 149–462.
Nielsen P., Perrochet P. Watertable dynamics under capillary fringes: experiments and modelling. Advances in Water Resources. 2000. Vol. 23. Issue 8. pp. 503–515.
Obianwu V.I., George N.J. Udofia K.M. Estimation of aquifer hydraulic conductivity and effective porosity distributions using laboratory measurements on core samples in the Niger Delta, Southern Nigeria. International Review of Physics. 2011. Vol. 5. No. 1. pp. 19–24.
Obiora D.N., Ibuot J.C., George N.J. Evaluation of aquifer potential, geoelectric and hydraulic parameters in Ezza North, southeaster Nigeria, using geoelectric sounding. International Journal of Environmental Science and Technology. 2015. Vol. 13. pp. 435–444. DOI: 10.1007/s13762-015-0886-y.
Oladapo M.I., Mohammed M.Z., Adeoye O.O., Adetola B.A. Geo-electrical investigation of the Ondo state housing corporation estate Ijapo Akure, Southwestern Nigeria. Journal of Mining and Geology. 2004. Vol. 40. Issue 1. pp. 41–48.
Petters S.W. Central West African cretaceous–tertiary benthic foraminifera and stratigraphy. Paloeontograph A. 1982. Vol. 179. pp. 1–104.
Petters S.W. Akwa Ibom State: physical background, soil and landuse and ecological problems. Technical Report for Government of Akwa Ibom State. 1989. 603 p.
Sri N., Muhammed C. Equation estimation of porosity and hydraulic conductivity of Ruhrtal aquifer in Germany using near surface geophysics. Journal of Applied Geophysics. 2012. Vol. 84. pp. 77–85.
Thomas J.E., George N.J., Ekanem A.M., Nsikak E.E. Electrostratigraphy and hydrogeochemistry of hyporheic zone and water-bearing caches in the littoral shorefront of Akwa Ibom State University, Southern Nigeria. Environmental Monitoring and Assessment. 2020. Vol. 192. Art. No. 505. DOI: 10.1007/s10661-020-08436-6.
Tizro A.T., Voudouris K., Basami Y. Estimation of porosity and specific yield by application of geoelectrical method–a case study in western Iran. Journal of Hydrology. 2012. Vols. 454–455. pp. 160–172. DOI: 10. 1016/j.jhydrol.2012.06.009.
Tizro A.T. Hydrogeological investigations by surface geoelectrical method in hard rock formation - A case study. Bulletin of the Geological Society of Malaysia. 2002. Vol. 45. pp. 37–41. DOI: 10.7186/bgsm45200206.
Todd D.K. Groundwater Hydrology. New York. Wiley. 1980. 535 p.
Tripp A.C., Hohmannt G.W., Swift C.M. Two-dimensional resistivity inversion. Geophysics. 1984. Vol. 49. Issue 10. pp. 1708–1717.
Vander Velpen B.P.A., Sporry R.J. Resist: a computer program to process resistivity sounding data on PC compatibles. Computers and Geosciences. 1993. Vol. 19. Issue 5. pp. 691–703.
Zohdy A.A.R. A new method for automatic interpretation of Schlumberger and Wenner sounding curves. Geophysics. 1989. Vol. 5. Issue 2. pp. 245–252.
Zohdy A.A.R., Eaton G.P., Mabey D.R. Application of surface Geophysics to groundwater investigations. US Geological Survey. Techniques of Water-Resources Investigations. Book 2. 1974. 116 p.
English
Русский
