基于电阻率层析成像(ERT)的埃塞俄比亚主裂谷Yirgacheffe地区地下水潜力评估

为解决埃塞俄比亚Yirgacheffe地区因地表水污染和快速城市化导致的水资源短缺问题，研究人员采用电阻率层析成像(ERT)技术，结合Wenner阵列和Res2DinV反演软件，评估了当地含水层材料及地下水潜力。研究识别出三个关键地电层：高阻基岩层(>2000 Ωm)、风化裂隙层(200–2000 Ωm)和低阻表土层(4–200 Ωm)，为可持续水资源管理提供了科学依据，对实现SDG-6目标具有重要意义。

　　

在埃塞俄比亚主裂谷(MER)的Yirgacheffe地区，咖啡种植业的繁荣与人口激增导致地表水污染加剧，而复杂的地质构造使传统水源勘探面临挑战。该区域以火山岩（如流纹岩、玄武岩）为主，裂隙和风化层分布不均，亟需高效技术精准定位地下水资源。Dilla大学的研究团队通过电阻率层析成像(ERT)技术，首次系统评估了该区地下水潜力，相关成果发表于《HydroResearch》。

研究采用Wenner阵列配置的WDA-1电阻率仪，沿4条236米剖面采集数据，电极间距4米。通过Res2DinV软件反演并结合钻孔岩性记录验证，构建了高精度二维电阻率模型。关键创新点在于将ERT应用于火山岩裂隙含水层识别，并量化了不同岩性的电阻率阈值。

结果部分
1. 地电分层特征
ERT揭示了三个明确层位：(1) >2000 Ωm的高阻层对应未风化流纹凝灰岩，属隔水层；(2) 200–2000 Ωm的中阻层为风化裂隙带，是主要含水目标；(3) <200 Ωm的表层含黏土和淡水。其中Melka Lole剖面在5–12米深度发现低阻区(30–130 Ωm)，指示浅层含水层。

2. 区域差异性
Werabi西侧呈现极端电阻率对比（<60 Ωm至>6000 Ωm），反映局部水文复杂性；而Tekinkamaya学院剖面整体高阻，暗示贫水。反演模型的均方根误差(RMSE)为4.3%–4.5%，验证了数据可靠性。

3. 地质关联性
与Chelbachito钻孔的岩芯记录对比显示，ERT能有效识别火山岩风化序列：表层腐殖土→裂隙带→完整基岩。这一分层结构与东非裂谷典型硬岩含水模型一致。

讨论与意义
研究首次证实Yirgacheffe地区风化流纹凝灰岩(200–2000 Ωm)可作为战略储水层，其裂隙网络形成的次生孔隙度是关键控水因素。成果为当地井位规划提供了科学依据：优先选择Melka Lole等浅层低阻区，避开Tekinkamaya等高阻带。

技术层面，ERT在火山岩区的成功应用拓展了传统VES(垂直电测深)的局限性，其二维成像能力可捕捉横向非均质性。未来结合SWAT(土壤和水评估工具)模型，可进一步优化资源管理策略。该研究不仅支撑了SDG-6(清洁饮水和卫生设施)目标，也为全球裂谷带地下水勘探提供了范式。